一种利用位置误差模型的机器人位姿标定方法

针对机器人位姿标定模型中位置和姿态数据的权重不合理导致参数识别精度低甚至发散问题,给出一种直接基于末端位置坐标测量的机器人位姿标定方法,避免了位置和姿态数据量级不同对参数识别精度的影响。采用指数积方法,建立一种包含3点位置信息的机器人运动学模型。通过对运动学模型取微分,利用指数映射微分公式推导出机器人末端3点位置误差与几何参数误差之间映射关系的显示表达并给出参数误差识别方法。采用激光跟踪仪作为测量设备,以UR5机器人为标定对象进行运动学参数标定和验证试验。试验结果表明,机器人末端位置误差模和姿态误差模的平均值分别降低了90%和92%。     

工业机器人运动学参数标定的位姿点集优化研究

针对工业机器人标定时因位姿点选择随机导致标定结果不稳定的问题,开展了位姿点集优化方法研究.首先,以可观测指数O1为依据,通过随机搜索算法确定最优位姿点的数目;其次,提出改进最优点集选择算法用于筛选最优位姿集.通过对EFORT ER10L-C10和Staubli TX60机器人进行标定实验,结果表明:采用优化初始位姿集能...     

基于机器人的对接位姿视觉测量系统标定研究

针对传统的相机内参矩阵和相机位置参数标定方法较为繁琐复杂且与相机内参标定互相割裂的痛点,本文设计了一种基于机器人的对接位姿视觉测量系统标定方法,利用采集得到的不同位姿关系下标定板图像以及对应的末端机器人末端执行器位姿数据,解算视觉位姿测量过程中涉及到的不同坐标系间位姿转换关系,一次性完成相机内参标定和相机位置参数标定....     

考虑基坐标系误差的机器人运动学标定方法

提出了一种基于机器人几何参数误差与基坐标系位姿误差的六轴串联型机器人误差标定方法.首先基于MD-H方法建立了IRB6700机器人几何参数误差模型,得到机器人连杆几何参数误差到机器人末端位姿误差的映射关系;然后进一步考虑了基坐标系的位姿误差,并建立了考虑基坐标系误差的机器人误差模型;此外,针对传统标定方法操作繁琐、偶然误...     

基于量子粒子群优化算法的机器人运动学标定方法

基于量子粒子群优化算法,提出一种同样适用于串联机器人和并联机器人的运动学标定方法。利用闭环矢量链方法和Denavit-Hartenberg矩阵法,分别建立并联机器人和串联机器人的运动学误差模型,将运动学误差模型内的几何误差源作为相应的机构参数修正量。由于机器人运动学误差模型表现有较强的非线性,因此确定模型内的机构参数修正量为优化变量,将机器人运动学参数标定问题转化为非线性系统的优化问题。采用量子粒子群优化算法对优化问题进行求解,利用优化获得的参数修正量更新运动学模型,以达到提高机器人运动精度的目的。以五轴并联机床的平面约束机构为研究对象,通过试验验证该标定方法的标定效果,并与模糊插值标定方法进行比较分析,结果表明在较大的工作空间内基于量子粒子群优化的运动学标定方法更为有效。     

基于共面4点的机器人位姿求解及其不确定性分析

针对工业机器人视觉伺服控制系统的位置定位问题,提出了一种采用共面4点的单目机器人视觉系统的摄像机位姿求解方法.为评价这种单目机器人视觉系统的定位精度,对定位不确定性的评定方法进行了研究,并在深入分析机器人视觉系统平面定位精度不确定性的基础上,提出将极大似然抽样一致性与上述位姿求解方法相结合,以改善机器人的定位精度.实验证明,该方法在抗噪声能力、对外点稳定性方面优于传统的最小二乘法,有利于提高视觉系统的定位精度和鲁棒性.     

基于位姿约束的工业机器人快速标定系统研究

工业机器人在使用过程中,实际参数与理论参数之间的偏差在一定程度上影响其本体的绝对定位精度.若能精确地标定出机器人本体的零位参数,在很大程度上就能提高机器人的定位精度.虽然依靠常规的激光跟踪仪和轴销方法对工业机器人进行零位标定具有一定的成熟度,但是两种标定方法具有时间较长和步骤繁琐等缺点难以普及.鉴于此,针对传统机器人模型进行研究,提出了一种基于位姿约束的工业机器人快速标定算法.依靠其相应的零位模型能够较为精确的标定机器人的零位参数,分别对轴销和快速零位标定设备标定出的零位结果进行分析与比较.实验结果表明,采用快速零位标定设备进行标定在精度上与采用轴销接近,在标定时间和设备成本远低于激光跟踪仪.该方法在普及使用和市场推广上较有重大的意义.     

基于熵不确定性概念的机器人位姿精度理论(一)——评价指标体系的建立

从信息论的观点出发,探索利用信息熵的概念来研究机器人的位姿精度理论。建立了机器人位姿信息传输模型,提出基于熵概念的机器人位姿精度新评价指标体系,论文还对它有望弥补解决目前机器人位姿精度理论中研究不足的可能性进行分析探讨。     

基于机构精度通用算法的机器人位姿误差分析

在Denavit-Hartenberg参数法建立的机器人末端位姿变换方程的基础上,利用机构通用精度算法建立了机器人末端位姿误差模型。通过矩阵运算,建立了机器人末端位姿误差与各杆件运动学参数误差之间的函数关系式。在SCARA机器人上的实验表明,用此方法建立的误差模型进行误差标定和补偿,可以提高机器人的定位精度。     

基于最优位姿集的机器人标定及不确定度评定

为解决因标定位姿点随机选择导致机器人标定结果不稳定、可靠性低问题,研究了基于雅克比矩阵奇异值计算可观测指标的最优位姿点数目及最优位姿集选择算法,建立了机器人MDH模型,采用LM算法对几何参数进行辨识,使用LeicaAT960激光跟踪仪分别在最优位姿集和随机位姿集下对Staubli TX60机器人末端位姿大量实测;在分析研究机器人标定不确定度来源基础上,采用测量不确定指南(GUM)计算几何参数标定的不确定度及蒙特卡洛模拟法对机器人末端位置不确定度进行评估,结果表明,经最优位姿集标定后的机器人不仅在测试点精度有大幅提升,而且几何参数及末端位置平均不确定度约为随机位姿集标定的0.11倍,标定结果稳定可靠,泛化能力强,适于在高精度、大范围作业场合推广应用。     

助行训练机器人骨盆位姿控制机构研究

通过对正常人骨盆运动规律分析,提出了一种人行走时骨盆运动的控制机构.用闭环矢量法进行了正逆运动学分析,并在Matlab/Simulink,SimMechanics环境下进行了仿真分析.运用Pto/E设计了助行机器人移动平台虚拟样机,进行了助行训练动态仿真,验证了助行训练机构对骨盆运动控制的可行性.为助行康复训练机器人的人体重心运动控制提供了一种有效方法,对康复机器人进一步研究具有一定的参考价值.     

基于机器人逆运动学的模糊辨识

本文所研究的机器人是SCARA型教学机器人,它是一个四自由度机器人．有三个旋转关节,一个滑动关节。论文研究了采用模糊逻辑系统作为未知非线性对象的辨识器的方法来建立机器人的逆运动学方程．由此建立的机器人结构系统动力学模型的动态特性与实验测试结果具有较好的一致性。     

基于运动学的焊接机器人示教方法研究

针对焊接机器人示教过程中精度低、示教时间长等问题,提出一种基于机器人运动学的全新示教方法,着重阐述该方法的原理、过程,有效解决了焊接机器人快速、精确示教问题。     

高压输电线路除冰机器人障碍物识别方法研究

障碍物检测识别是高压输电线路自主除冰机器人的关键技术之一.针对220 kV输电线路特殊的机器人工作环境,提出一种基于视觉的障碍物识别方法.首先对拍摄的障碍物图像进行中值滤波、膨胀腐蚀等预处理,经OTSU阈值优化计算后,用小波模极大值算法提取图像边缘.然后计算障碍物边缘图像的联合不变矩特征,再把矩特征输入小波神经网络进行障碍物图像的分类识别.并选取防震锤、悬垂线夹、耐张线夹三类障碍物做识别试验,还把小波神经网络与普通BP神经网络识别性能进行了比较,实验表明:以联合不变矩作为障碍物识别特征具有良好的可靠性和稳定性;小波神经网络识别分类的性能良好,比普通BP神经网络具有更快的收敛速度和更高的识别精度.     

位姿变化对6-SPS并联机器人精度的影响

通过对6-SPS型并联机器人位置输入输出方程微分，获得机器人逆雅可比矩阵。研究机器人处于非奇异位姿即逆雅可比矩阵行列式不接近零时，位姿变化对机器人精度的影响。     

基于蛇类生物的仿生变体机器人运动学研究

基于仿生机械学的原理,本文提出了仿生变体机器人的物理结构,讨论了仿生变体机器人的运动机理,分析了仿生变体机器人线形运动的基本步态.并对该机器人系统进行了运动学分析,实验结果证明了这种运动步态的可行性.最后指出了这种基本运动步态的局限性和改进的方向.     

平面五杆机器人位置精度分析及仿真

并联机器人是一种新型的机器人,与串联机器人相比具有许多优点。平面五杆机器人是典型的两自由度平面并联机构。利用D-H法对平面五杆机器人的位置正解进行了分析,并应用解析法对其位置精度进行了探讨。利用Matlab对位置精度进行了仿真分析。     

基于全位姿测量优化的机器人精度研究

随着机器人在高端制造业、航空航天、医疗等领域广泛应用,对其全位姿精度要求越来越高。采用激光跟踪仪对机器人末端执行器进行全位姿实测,研究基于几何参数标定的机器人精度提升方法。首先,建立了串联机器人(MDH)模型;其次,提出了基于拟随机序列产生初始位置的改进乌鸦搜索算法(ICSA)用于标定机器人几何参数,建立了用ICSA标定机器人几何参数目标函数的数学模型,给出了标定的详细步骤。最后,对Staubli Tx60工业机器人进行了实测标定,结果证实:采用提出方法能够快速标定机器人几何参数,标定后的机器人在工作空间内随机选择的测试点其平均绝对位置和姿态误差由标定前的0. 309 6 mm和0. 232 2°减小为标定后的0. 092 6 mm和0. 082 9°,精度大幅提升。该方法简单易实现,效率高,鲁棒性强,稳定性好,适宜于在位置和姿态均有高精度要求的机器人中推广应用。     

基于UG的串并联机器人ADAMS运动学仿真

基于多个实体建模软件的内部特有转换关系,通过Pro/E和UG建立串并联机器人的几何实体模型,UG中定义机器人的运动副,ADAMS中编制的特定程序,并动态模拟机构上下层动平台在特定结构形式下的反向运动学特性,以三维动态画面和平面曲线图综合反应机构在给定条件下的运动学仿真结果.     

Inverse kinematics of redundant robot based on VC++

This paper uses a 7-degree-of-freedom(7-DOF)manipulator end-effector to research inverse kinematics solution,Three methods are used and compared,including fixing an angle method,the iteration method and the neutral network method.By comparison,the iteration method is much better because of its high accuracy,fast speed and stabilization,and it does not require calculation of the pseudoinverse of the Jacobian.Thus,this control scheme is well suited for real-time implementation,which is essential if the end-effector trajectory is continuously modified based on sensor’s feedback.Finally,using VC++and Microsoft foundation classes(MFC)to achieve the main machine interface.Through verification,the precision meets the requirements of general control system in real-time implementation.