基于光纤柔性铰链并联平台的六维微位姿检测

并联六维微动定位平台的位姿闭环控制难点是六维微位姿的在线检测。本项目提出一种集传感和弹性运动副于一体的光纤柔性铰链，并通过光纤柔性铰链构造并联平台，实现六维微位姿的在线检测。这种光纤柔性铰链基于光纤曲率传感器的测量原理，通过检测光纤柔性铰链的角位移来获得微动平台的位姿。光纤柔性铰链灵敏度具有方向性，利用此特性实现传感器的解耦合。研究并建立基于光纤柔性铰链并联位姿测量平台的微位姿测量模型，提出光纤柔性铰链在六维并联正交组合平台中的运动学等效分析方法。对光纤柔性铰链进行误差灵敏度分析，形成光纤柔性铰链的设计理论。建立传感器解耦合原理和解耦合模型，分析并联正交组合结构弹性元件的耦合特性指标及灵敏度各向同性特性指标。建立传感器多维输入和多维输出间关系的标定模型及标定方案，构建标定系统。开发六维微位姿检测装置实验系统，实现微操作系统的六维微位姿在线检测。

六维微位姿的在线检测是多维微动定位平台位姿闭环控制的难点所在。本项目提出一种集传感和弹性运动副于一体的光纤柔性铰链，并通过光纤柔性铰链构造并联平台，实现六维微位姿的在线检测。这种光纤柔性铰链基于光纤曲率传感器的测量原理，通过检测光纤柔性铰链的角位移来获得微动平台的位姿。光纤柔性铰链灵敏度具有方向性，利用此特性实现传感器的解耦合。研究了光纤柔性铰链的曲率测量机理，分析传感器各参数对灵敏度的影响，并对其传感特性进行实验分析；建立基于光纤柔性铰链并联位姿测量平台的微位姿测量模型，提出光纤柔性铰链在六维并联正交组合平台中的运动学等效分析方法。建立传感器解耦合原理和解耦合模型，设计传感器的标定模型及标定方案，构建标定系统，并开发出六维微位姿检测装置实验系统。