采集到的长度计算结构参数辨识所需要的长度；所述结构参数辨识所需要的长度为结构参数辨识装置固定在一点时，连杆机构15的末端执行器随结构参数辨识装置的滑动轨4在支撑轨3上移动的距离。
[0022]—种连杆机构的结构参数辨识方法，所述方法的具体步骤如下:
Stepl、利用万向节7将连杆机构15与结构参数辨识装置连接；
Step2、移动结构参数辨识装置使连杆机构15移动至初始位姿；
Step3、固定结构参数辨识装置于一点并记录结构参数辨识装置的初始位置i=l ； Step4、采集结构参数辨识装置位于位置i时光栅读数头9的读数以及对应的连杆机构15的关节转角，方法如下:
首先通过计算机16采集滑动轨端点20至支撑轨端点21的长度厶连杆机构15的转角数据，然后移动滑动轨4，同时变换连杆机构15的位姿，通过计算机采集滑动轨端点20至支撑轨端点21的长度和连杆机构15的转角数据，其中k, p为连杆机构15末端执行器随滑动轨4移动的连续两点；结构参数辨识装置位于位置i时，采集?个滑动轨端点20至支撑轨端点21的长度及这且连杆机构15的转角数据；
Step5、计算结构参数辨识所需要的长度:两次采集到的长度之差为连杆机构15末端执行器随结构参数辨识装置的滑动轨4在支撑轨3上移动的距离，从而可得到连杆机构15末端执行器空间两点的距离，该距离为结构参数辨识所需要的长度即为'hP— hk'
Step6、判断是否完成数据采集操作，若尚未完成则移动结构参数辨识装置并且位置变量自增1 'i= i+1，并转至步骤Step4;若已完成结构参数辨识数据采集操作则转至步骤Step7 ；
Step7、完成结构参数辨识数据采集后，令n^i'
Step8、求解待辨识的连杆机构的结构参数向量m:
由于固定结构参数辨识装置于固定平台(19)位置i时，连杆机构(15)末端执行器随滑动轨(4)由点々移动到点的距离是角度向量Θ iik、Θ iip与待辨识的连杆机构的结构参数向量m的函数，有:
θιΛ, Sh2,m) = \lh2— Λ,ι θ1,3, ^1,4.?) = ΙΛ,4_ Λ, 3
F、θι, t,m) = \k - Λ, ? 1 ,(沒 2, t+1) ^2, t+2) -?) " I Λ, t+2 一 Λ, t+1
F、^ 2,2t 1) ^ 2, 2 t) -?) _ I Λ, 2 t — Λ,2? 1
θ n,nt l, υ = \??，?「Λ,β?1在上面的方程组中，只有待辨识的连杆机构的结构参数向量m是不确定的，对其进行求解，得到结构参数向量m的精确值；
Step9、将结构参数向量m代入连杆机构15的运动学方程中，验证结构参数辨识结果的有效性，完成连杆机构的结构参数辨识。
[0023]上面结合附图对本发明的【具体实施方式】作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
【主权项】
1.一种连杆机构的结构参数辨识系统，其特征在于:包括结构参数辨识装置、连杆机构(15 )、计算机(16 )、结构参数辨识装置电缆(17 )、连杆机构电缆(18 ); 所述结构参数辨识装置通过结构参数辨识装置电缆(17)与计算机(16)连接通讯，连杆机构(15)通过连杆机构电缆(18)与计算机(16)连接通讯；通过计算机(16)采集连杆机构(15)的转角及光栅读数头(9)读取的结构参数辨识装置的滑动轨端点(20)至支撑轨端点(21)的长度，并根据采集到的长度计算结构参数辨识所需要的长度；所述结构参数辨识所需要的长度为结构参数辨识装置固定在一点时，连杆机构(15)的末端执行器随结构参数辨识装置的滑动轨(4)在支撑轨(3)上移动的距离。2.根据权利要求1所述的连杆机构的结构参数辨识系统，其特征在于:所述结构参数辨识装置包括磁性表座(1)、连接杆(2 )、支撑轨(3 )、滑动轨(4 )、连接板(5 )、连接板安装螺栓(6)、万向节(7)、安装脚架(8)、光栅读数头(9)、安装脚架螺栓(10)、脚架(11)、光栅尺(12)、脚架螺栓(13)、读数头安装螺栓(14 ); 所述磁性表座(1)通过磁力安装在固定平台(19)上，磁性表座(1)与导向副的支撑轨(3 )通过连接杆(2 )连接在一起，导向副由支撑轨(3 )、滑动轨(4)组成，支撑轨(3 )上贴有有光栅尺(12 )，滑动轨(4 )上通过连接板安装螺栓(6 )安装有连接板(5 )，连接板(5 )上通过脚架螺栓(13 )安装有脚架(11)，脚架(11)上通过安装脚架螺栓(10 )安装有安装脚架(8 )，安装脚架(8)上通过读数头安装螺栓(14)安装有光栅读数头(9)，由光栅读数头(9)将当前结构参数辨识装置滑动轨端点(20)至支撑轨端点(21)的长度读取出来，移动滑动轨(4)并将移动后滑动轨端点(20)至支撑轨端点(21)的长度读取出来，根据两次读数可计算出连杆机构(15)的末端执行器在空间两点的距离，用于结构参数辨识计算，万向节(7) —端通过螺纹连接在连接板(5)上，万向节(7)另一端通过螺纹(7)安装在连杆机构(15)末端执行器上。3.根据权利要求2所述的连杆机构的结构参数辨识系统，其特征在于:所述磁力表座(1)表面有螺纹孔，所述连接杆(2)两端有螺纹，所述支撑轨(3) —端有螺纹孔。4.一种连杆机构的结构参数辨识方法，其特征在于:所述方法的具体步骤如下: St印1、利用万向节(7)将连杆机构(15)与结构参数辨识装置连接； Step2、移动结构参数辨识装置使连杆机构(15)移动至初始位姿； Step3、固定结构参数辨识装置于一点并记录结构参数辨识装置的初始位置i=l ； Step4、采集结构参数辨识装置位于位置i时光栅读数头(9 )的读数以及对应的连杆机构(15)的关节转角，方法如下: 首先通过计算机(16 )采集滑动轨端点(20 )至支撑轨端点(21)的长度厶J卩连杆机构(15)的转角数据，然后移动滑动轨(4)，同时变换连杆机构(15)的位姿，通过计算机采集滑动轨端点(20)至支撑轨端点(21)的长度厶-和连杆机构(15)的转角数据，其中k, p为连杆机构(15)末端执行器随滑动轨(4)移动的连续两点；结构参数辨识装置位于位置i时，采集?个滑动轨端点(20)至支撑轨端点(21)的长度及这且连杆机构(15)的转角数据； Step5、计算结构参数辨识所需要的长度:两次采集到的长度之差为连杆机构(15)末端执行器随结构参数辨识装置的滑动轨(4)在支撑轨(3)上移动的距离，从而可得到连杆机构(15)末端执行器空间两点的距离，该距离为结构参数辨识所需要的长度即为'hP—.1 ?, k' Step6、判断是否完成数据采集操作，若尚未完成则移动结构参数辨识装置并且位置变量自增1 'i= i+1，并转至步骤Step4;若已完成结构参数辨识数据采集操作则转至步骤Step7 ； Step7、完成结构参数辨识数据采集后，令n^i' Step8、求解待辨识的连杆机构的结构参数向量m: 由于固定结构参数辨识装置于固定平台(19)位置i时，连杆机构(15)末端执行器随滑动轨(4)由点々移动到点的距离是角度向量Θ iik、Θ iip与待辨识的连杆机构的结构参数向量m的函数，有: θιΛ, Sh2,m) = \lh2— Λ,ι θ1,3, ^1,4.?) = ΙΛ,4_ Λ, 3 Η U:\kt— Λ, ? 1 ,(沒 2, t+1) ^2, t+2) -?) " I Λ, t+2 一 Λ, t+1F、^ 2,2t 1) ^ 2, 2 t) -?) _ I Λ, 2 t — Λ,2? 1Fi β ?,?n, θ= \ in, n— ln,ntl\ 在上面的方程组中，只有待辨识的连杆机构的结构参数向量m是不确定的，对其进行求解，得到结构参数向量m的精确值； Step9、将结构参数向量m代入连杆机构(15)的运动学方程中，验证结构参数辨识结果的有效性，完成连杆机构的结构参数辨识。
【专利摘要】本发明涉及一种连杆机构的结构参数辨识系统及方法，属于结构参数辨识领域。本发明包括结构参数辨识装置、连杆机构、计算机、结构参数辨识装置电缆、连杆机构电缆；所述结构参数辨识装置通过结构参数辨识装置电缆与计算机连接通讯，连杆机构通过连杆机构电缆与计算机连接通讯；通过计算机采集连杆机构的转角及光栅读数头读取的结构参数辨识装置的滑动轨端点至支撑轨端点的长度，并根据采集到的长度计算结构参数辨识所需要的长度；所述结构参数辨识所需要的长度为结构参数辨识装置固定在一点时，连杆机构的末端执行器随结构参数辨识装置的滑动轨在支撑轨上移动的距离。本发明提高了结构参数解算的可靠性和精度；适用范围更广、加工更容易。
【IPC分类】G01B11/02, G01B11/00
【公开号】CN105423918
【申请号】CN201510928590
【发明人】高贯斌, 张怀山, 那靖, 伍星, 郭瑜, 刘畅
【申请人】昆明理工大学
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年12月15日