基于线驱动并联机构的FAST馈源平台位姿测量方法

来源：机械工程学报杂志2017年第17期北京时间：

作者：韩旺, 段学超, 仇原鹰, 段宝岩

单位：西安电子科技大学电子装备结构设计教育部重点实验室 西安 710071

摘要：中国天眼——500 m口径球面射电望远镜（Five hundred meter aperture spherical radio telescope，FAST）日前已投入使用，其独创的光机电一体化馈源支撑方案使得结构重量降低2个数量级。在6根柔索对馈源舱进行初步定位的基础上，舱内的AB轴机构和精调Stewart平台支撑起馈源平台，并进行实时位姿补偿以实现馈源对天文目标的高精度跟踪。为避免通过各级驱动关节反馈值计算馈源平台位姿时，不能反映杆件弹性变形、铰链间隙引入的馈源平台误差，提出一种基于线驱动并联机构的馈源平台6自由度位姿直接测量方法，研究了测量系统的数学模型，利用机构构型的特点简化了线驱动并联机构的位姿正解算法。通过将简化后的位姿正解算法与传统6自由度机构位姿正解算法进行对比，验证了该方法的有效性和实时性；进一步分析了基于该方法的测量系统误差来源，得出了机构参数的误差映射关系。数值仿真结果表明：基于线驱动并联机构6自由度位姿测量系统具有误差平均效应，通过拉线连接点优化布局能够达到0.5 mm和0.025°的测量精度。

关键词：FAST,并联机构,馈源跟踪,位姿测量,误差分析,运动学正解；

基金资助：国家自然科学基金资助项目（51405362，51679398）