ICF靶准直器位姿并联调整机构静力分析

惯性约束核聚变是一种人工可控的核聚变方法,其研究是当代自然科学研究的一个重大前沿课题,也是解决人类能源危机的重要途径。ICF靶准直器将实验靶定位在直径为数米的真空靶室中心,通过靶的位姿调整来使其保持在一个最优位置,因此靶准直器的位姿调整机构也将直接影响到打靶实验的精度。本文首先介绍了ICF靶准直器位姿调整机构的研究背景及意义,说明了ICF靶准直器及其调整机构的研究现状,并对实验室现有的ICF靶准直器做了简要介绍;接下来采用牛顿-欧拉法对设计的并联调整机构进行静力学分析;最后使用ANSYS Workbench对并联调整机构进行静态稳定性分析,确定变形引起的末端偏移量符合设计要求。     

基于多基站激光跟踪仪的机器人位姿精度测试方法

针对机器人末端位姿精度测试的需求,提出了基于多基站激光跟踪仪的测试方法.该方法采用三靶球测量方案,通过非线性最小二乘法求解转站参数,并融合多基站测量数据实现机器人末端位姿精度的测试.通过直线导轨和转台标准器对该方法的测试效果进行实验验证,结果显示相对于单基站激光跟踪仪的测试方法,三基站测量的定位精度提升了38.5％,定...     

多传感信息融合机器人标定方法

该文提出一种基于多传感信息融合技术进行机器人运动学标定的方法。首先通过对机器人的指数积(POE)正向运动学模型取微分的方式建立末端执行器的误差模型,利用ROMER-RA7520绝对关节臂测量机和安装在末端工具上的多个传感器分别采集末端执行器的位置和姿态信息;随后根据坐标统一原理将测量机的位置测量数据和多传感器的姿态量测数据转换到机器人基础坐标系下,实现位姿数据的空间配准;接着运用自适应加权融合算法融合处理经过空间配准后的位姿数据,得到末端执行器位姿测量值;最后应用迭代最小二乘法求解出参数偏差。KR5arc机器人标定仿真实验表明:该方法可大幅度提升机器人在任意位姿下的定位、定姿精度。     

机器人定位精度标定技术的研究

机器人末端位姿的精度依赖于各连杆几何参数的精度。为了提高机器人的位姿精度,需要对机器人进行标定,为此必须研究机器人运动学模型的建立方法。基于MDH模型和微分运动学,识别出机器人的各个连杆几何参数误差对机器人位姿精度影响程度,并结合最小二乘算法,对机器人的定位精度进行修正。实验表明,该方法适合对机器人几何参数误差的标定,并且能够提高机器人的综合性能。     

基于机器视觉的保偏双尾纤装配精度检测

保偏光纤保持偏振状态的程度依赖于偏振光的入射状态,要保持偏振光的偏振态就要求偏振光的偏振态与保偏光纤慢(快)轴方向耦合对准.因此在保偏双光纤准直器中,双尾纤的(相对位置)装配精度直接影响保偏准直器的保偏性能.本文研究和分析了双尾纤的装配精度对保偏准直器保偏性能的影响,并指出双尾纤端面"猫眼"的垂直度是主要影响因素.基于机器视觉原理,通过生物显微镜、CCD摄像机,图像采集卡采集双尾纤端面的图像,建立"猫眼"垂直度的检测模型,由VB编程实现对图像的处理以及"猫眼"垂直度的检测,检测精度可达0.5度.该方法已在双纤保偏准直器工业装配中得到应用.     

微动操作手的误差分析

讨论了由两级并联机构串接而成的六自由度微动操作手的误差分析。为了评估其结构参数误差对末端操作器位姿的影响，利用矢量分析的方法建立了安装加工误差、驱动误差与末端位姿误差之间的关系式，并得出了若干对微动操作手的设计加工有指导意义的结论。这种分析的方法同样也可应用到其它并联或串联机构的误差分析研究中。     

靶丸装配位置偏差对靶丸表面温度均匀性的影响

为了研究靶丸装配对惯性约束核聚变间接驱动靶系统中靶丸表面温度场的影响,建立了三维冷冻靶系统数值计算模型,利用CFD软件的传热和Boussinesq模型分析了系统的传热规律,并对靶丸装配中可能产生的装配偏差的影响进行了探究。结果表明:靶丸在水平方向上的装配位置偏差会对靶丸表面温度场分布产生极大的影响,而在竖直方向上的装配位置偏差影响相对较小。在竖直方向上看,向上偏移的位置偏差相对于向下偏移的位置偏差对靶丸温度均匀性的影响会较大。     

Gough-Stewart并联机构谐振频率特性试验研究

对具有不同结构参数的Gough-Stewart并联机器人机构进行典型位姿下的脉冲激励试验,研究系统谐振频率随结构参数和位姿的变化规律。首先,按照一定的结构参数装配机构,在上平台的结构特征点布设加速度计。然后,在典型位姿进行脉冲激励,记录特征点空间三个自由度方向上的加速度响应,利用分析软件求解频率响应函数曲线,并进行谐振频率辨识,分析谐振频率随位姿的变化情况。最后,改变结构参数重新装配机构,重复试验过程,分析谐振频率随结构参数的变化情况。研究结果可作为机器人动态优化设计与控制器设计的参考。     

MLC叶片位置PID控制器设计与仿真研究

针对肿瘤治疗病灶靶区的要求,描述适形放射治疗装置中多叶准直器(MLC)的结构和工作原理,设计一种针对MLC叶片位置精度的PID控制器,并进行仿真模拟,结果表明该方法能较好地满足多叶准直器叶片位置控制的精度。     

基于预测补偿模型的绳索并联机构预松弛控制

本文分析了含绳长误差的绳索并联机构运动控制过程,设计了一种基于长短期记忆(LSTM)神经网络预测误差补偿模型的预松弛控制方法,提高了绳索并联机构末端位姿在运动过程中的准确性与连续性。本文基于矢量闭环原理建立了系统运动学模型,得到了绳索末端位姿的非线性误差模型,采用LSTM神经网络进行非线性误差的预测补偿。基于离散控制周期分配主、从控制绳,实现系统的预松弛控制,减小绳索末端的无序晃动。仿真结果表明,误差补偿之后,末端位姿精度有了明显的提高,而预松弛控制的位姿与索力相较于传统控制也更加连续,验证了该方法的可行性。     

MC模拟高纯锗探测器准直器对X射线能谱测量的影响

为了研究不同限束光阑准直器对测量结果的影响,使用MCNP5蒙卡模拟软件建立带准直器的高纯锗探测器模型.通过模拟分析准直器各项参数对高纯锗探测器测量X射线能谱的影响,确立了准直器的最佳尺寸,为实验室使用高纯锗探测器测量X射线能谱提供一定的参考依据.计算了透射等效孔径(TEA)准直器指标,分析了高纯锗探测器测量X射线得到的...     

基于模糊神经网络的包装机械臂定位方法研究

目的 为提高包装机械臂的抓取精度,文中基于模糊神经网络设计一种包装机械臂定位方法。方法 将激光测距仪与工业相机融合,可实现目标点的初步定位并得到位姿偏差。以机械臂末端位置误差补偿为例,设计一种模糊神经网络控制器,可实现PID控制关键参数的在线调整以提高误差补偿精度。进一步地,采用果蝇优化算法实现神经网络控制器初始值的优化,可提高控制系统性能。最后,进行实验研究。结果 实验结果表明,机械臂定位算法可使最大绝对误差从7.704 9 mm下降到1.424 2 mm;平均绝对定位误差降低约82.5%;机械臂执行效率与对照组相当。结论 该定位方法可以大幅度提高包装机械臂定位精度,可满足包装、化工、食品等相关行业要求。     

基于GPS/MATLAB的AUV路径优化分析

介绍一种基于全球定位系统(GPS)的水下航行器(AUV)路径定位的控制系统设计方法。鉴于水下航行器在自主路径规划上出现偏差,水下航行器利用STM32型ARM微控制器与GPS数据交换,并通过GPS反馈数据与MATLAB规划路径结合和STM32均值处理,调整出合适的运动轨迹并进行了精度分析。实验结果表明:控制器设计的行驶轨迹符合期望且精度较好;基于GPS路径优化精度得到明显提高,为纠正路径规划偏差提供了一种参考方法。     

飞机大部件位姿调整的关键测量特征点误差控制权值计算方法

为了实现飞机大部件的最佳位姿调整,基于层次分析-误差评定组合方法,研究了一种应用于综合评估数字化装配中关键测量特征点的误差控制权值的计算方法。采用引入权值的最小二乘法求解大部件位姿调整量,提高装配精度。通过层次分析(AHP)方法确定关键测量特征点主观权值,误差评定法确定关键测量特征点客观权值,两者结合综合评定关键测量特征点权值。以最小装配误差为优化目标,利用权值实现多个关键测量特征点的误差分配优化。实例分析中,将超差的对接交点误差由1.23 mm降低到了0.72 mm,满足各个测量点的容差要求。以奇异值分解算法求解目标优化初值,采用牛顿法迭代求解,得到部件的最优位姿,并以中后机身对接为对象分析验证权值分配的合理性。     

基于遗传算法的包装机械臂位置精度控制方法

目的为提高包装机械臂运行精度,解决视觉伺服控制系统中手眼标定问题,基于遗传算法设计一种机械臂运动学参数标定方法。方法在明确手眼视觉坐标的基础上,给出不同坐标系之间的变换关系。通过对比机械臂末端执行器理论位置和实际位置,确定其运动学参数标定误差模型。基于遗传算法基本原理,搭建了相关适应度函数,根据计算所得误差补偿量更新末端执行器位姿。最后,对机械臂运动控制系统进行联合调试以及实验分析。结果实际位置和理论位置之间偏差绝对值的平均值大约为0.8 mm,偏差最大值只有1.2 mm,精度比较高。结论所述手眼标定方法可以显著提高机械臂运动精度,可满足相关包装行业要求。     

一种基于线扫描相机的手眼标定技术

提出一种以固定点变位姿的方法标定线激光扫描相机与机器人的手眼关系,该方法分为两步标定出手眼矩阵,采用直径已知的标准球作为固定点靶标,首先控制机器人以平移的方式运动至少3次,然后机器人任意位姿运动至少4次;每次运动后用机器人末端执行器上安装的线激光扫描器扫描靶球,获取靶球表面轮廓上一列点云,对点云进行空间圆拟合,进而求出靶球的球心空间坐标;最后根据约束关系可列出方程,用最小二乘法或者奇异值分解求解手眼关系。实验结果表明:该方法快捷有效计算量较小,标定精度在0. 2mm左右,可以用于线激光扫描相机与机器人现场手眼标定。     

基于极小极大算法的双臂机器人精度提升方法

针对双臂机器人绝对精度和协作精度的指标要求,基于激光跟踪仪测量的双臂末端三靶球点位数据,使用极小极大的搜索算法,提出了鲁棒的双臂机器人运动学几何参数校准方法.该方法分两步:首先,分别对左右两臂的几何参数进行校准,在左(右)臂末端安装三个靶球,以三个测量点中的最差绝对定位误差为指标函数建立非线性优化问题,确保校准结果的鲁...     

2-UPS/(S+SPR)R并联机构伴随运动与正反解分析

目的分析含有闭环单元的三自由度2-UPS/(S+SPR)R并联机构是否具有伴随运动,并对该机构的位姿正逆解进行分析。方法利用欧拉变化得到旋转矩阵,结合机构的结构特性建立约束方程,分析机构是否具有伴随运动和机构的位姿逆解。利用粒子群(PSO)算法分析机构的位姿正解。结果该机构不具备z轴方向的转动伴随运动,建立了位姿逆解方程;通过PSO算法在输入驱动参数的情况下,可以精确地得到动平台的位姿。结论机构不存在伴随运动,通过PSO优化算法得到了位姿正解精确的数值解,为分析机构的工作空间提供了良好的基础。     

机械装配偏差源及其偏差传递机理研究

分析和研究机械装配偏差源和偏差传递机理用于机械装配精度的预测,机械装备的偏差源按照装尺寸、形位精度、定位精度等影响装配功能的因素可以大致分为三类,即装配位置偏差、几何位偏差和几何形状偏差,建立偏差源的统一表达形式,分析机械装配中零件之间和零件内部的偏差传递机理以及相互作用,明确机械装配中偏差传递的偏差流类型,偏差流可通过偏差向图来进行表达,通过建立机械装配偏差有向图来表达偏差传递和装配功能之间的关系。本文就机械装配精度预测进行简单的说明,着重介绍了机械装配偏差源及其类型,并对机械装配偏差源偏差的传递机理进行了研究。     

天平校准系统中加载头初始定位准直方法

提出了一种天平校准系统中加载头初始定位的准直测量方法.该方法采用两个测微准直望远镜及一个高精度的准直立方镜构成了一个空间定位系统.立方镜位于加载头上与加载头坐标系保持固定的位置关系,调整加载头使立方镜与望远镜准直且立方镜的中心与望远镜的轴线重合,使加载头定位到初始位置.为了便于调整,增加了激光粗定位机构.同时还增加了望远镜的校准机构.本方法可以达到角位移3″、线位移0.033 mm的定位精度.