电力铁塔攀爬机器人位姿综合误差分析

针对实验室现有电力铁塔攀爬机器人,分析了影响其位姿精度的主要因素,充分考虑了机器人的基本误差(静态误差和动态误差)以及机器人移动基座偏角误差,建立了机器人的位姿误差分析模型。并依据所建立的机器人误差模型,在MATLAB中进行了分析计算,得到由静态误差、基座偏角误差和动态误差所引起的机器人末端位姿误差,并对多种因素所引起的机器人末端位姿误差进行综合得到机器人的综合位姿误差,这为机器人误差补偿提供了理论依据。     

基于模糊遗传算法的新型6自由度并联机器人精度综合

精度设计是机器人误差标定技术的重要手段，精度综合是精度分析的逆问题，涉及在工作空间中给定末端操作器的最大位姿误差后，合理地制定出零部件的制造公差及各关节的装配误差的问题。在精度分析的基础上，基于误差独立作用原理和原始误差等效作用原则，考虑运动副配合间隙误差和杆长误差，利用模糊遗传算法，以制造成本最小为优化目标，对6-DOF并联平台机构进行精度综合。该方法的求解结果能满足精度要求，具有实用价值。     

关节机器人定位精度影响因素分析

通过调查研究找出机器人定位精度的影响因素,进行机器人运动学分析,建立以D-H模型为基础的MDH机器人运动学误差模型,结合已设计完成的机器人,利用SolidWorks软件的公差分析插件分析由零件制造误差、装配误差和关节间隙引起的运动学误差,得出机器人各关节精度偏差的极限值。分析结果得出在运动学因素的影响下,机器人名义位姿与实际位姿之间的误差较大,影响了机器人的定位精度,需进一步对其进行补偿。     

数控机床几何精度设计指标确定方法研究

针对数控机床几何精度设计过程中整机精度设计指标难于合理确定的问题,提出一种基于待加工试件公差指标反演机床刀具工件间相对位姿误差允许变动范围的方法。该方法首先建立试件单一公差项与机床位姿误差之间的约束关系模型,即为满足试件单一公差要求,机床刀具工件间相对位姿误差需要被控制在何种范围内,然后将所有公差项对应的变动范围求交集即可得到机床位姿误差的允许变动范围,并作为整机精度设计的设计指标,用于机床零部件公差分配。推导了常用公差项对应的位姿误差变动范围的求解方法,并以机床精度检验标准中轮廓加工试件为例,阐述了所提方法的应用过程。     

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。     

机器人实际几何参数识别与仿真

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。讨论了运动学模型的建立方法,基于修正的ＤＨ模型和微分变换关系推导出机器人实际几何参数识别的全部公式。该方法要求测量各关节角的码盘数值和机器人的基坐标系下的位姿。     

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。     

一种基于位姿反馈的工业机器人定位补偿方法

为了提高工业机器人的绝对定位精度,提出了一种基于末端位姿闭环反馈的机器人精度补偿方法。该方法通过激光跟踪仪测量实时跟踪机器人末端靶标点的位置来监测机器人末端的位姿,并通过对靶标点的实际位置和理论位置进行匹配获得机器人末端的位姿偏差。工业机器人系统与激光跟踪测量系统通过局域网进行数据通信,并根据位姿偏差数据对机器人末端的位姿进行修正。最后通过实验对基于末端位姿闭环反馈的机器人精度补偿方法进行验证,实验表明,经过位姿闭环反馈补偿后机器人末端位置误差最大幅度可以降低到0.05mm,姿态误差最大幅度可以降低到0.012°。     

机器人进行隔热板铺砌作业的路径规划

针对当前隔热板铺砌作业中的精度和效率问题,构建了机器人自动铺砌作业系统。首先,介绍了铺砌作业系统的组成和原理,并设计了适合不同形状隔热板的末端执行器。通过设置过渡点作为避障考虑,进行了机器人铺砌作业的路径规划。为了提高铺砌精度,基于激光跟踪仪对机器人铺砌位姿进行了修正。最后对铺砌过程进行了实验验证,结果表明本系统满足隔热板铺砌公差要求。     

石油钻机井架弧焊机器人位姿误差分析

介绍了石油钻机井架焊接机器人本体结构和机器人位姿误差分析的"小位移摄动法",利用该方法建立了弧焊机器人的位姿误差分析模型.计算结果证实了位姿误差分析的正确性,为机器人的位姿误差补偿及精度优化设计提供了依据.     

面向制造的并联机床精度设计

精度设计是机床误差避免技术的重要手段,涉及在工作空间中给定刀具的最大位姿允差后,合理地制定零部件制造公差及装配工艺的问题。以３－ＨＳＳ型并联机床为对象,利用空间矢量键模型建立零部件制造误差与动平台位姿误差的映射关系。给定零部件制造公差后,利用该模型即可预估出动平台的位姿误差。在此基础上,根据灵敏度分析结果,提出一种在给定刀具位姿允差条件下,以零部件制造公差加权欧氏范围最大为目标,以角性公差和线性公     

一种含平行四边形支链的3自由度并联机构姿态精度综合与装配工艺设计

以含平行四边形支链的3平动自由度并联机构主模块为对象,通过误差建模揭示出影响这种机构末端姿态精度因素。利用灵敏度分析结果,将精度综合归结为一类有约束线性规划问题,并据此提出两种可以有效抑制末端姿态误差的装配工艺方案。     

一种协作机器人位姿重复性优化综合

在给定位姿重复性要求的前提下,寻找各关节随机运动精度的最优分配方案能够使协作机器人设计更加合理,对降低机器人制造成本有重要意义.首先,在机器人位姿重复性分析的基础上,建立了位姿重复性数学模型,该数学模型包含机器人位置重复性和姿态重复性;其次,以协作机器人KUKA iiwa 7为例,以关节运动误差最大化为优化目标,对该机...     

Effect of manufacturing tolerances on indexing accuracy and synthesis of the Geneva Mechanism

Machine tools used for batch and mass production are generally equipped with the Geneva Mechanism for indexing. One of the factors affecting the machining accuracy in these machine tools is the positional accuracy of the tools with respect to the work which, in turn, is affected by the indexing accuracy of the indexing mechanism. This paper discusses the effect of manufacturing tolerances on indexing accuracy. It is observed that indexing accuracy is different for constrained and unconstrained designs corresponding to the same value of tolerance. Results regarding indexing accuracy for different values of tolerances in constrained designs are recorded and suggest that, in the case of constrained designs, careful allocation of tolerances on design parameters is needed. The method of tolerance allocation suggested by Choubey and Atluri⁸ is followed. Synthesis of a six-slot Geneva Mechanism incorporating manufacturing tolerances and following stochastic non-linear programming and the exterior penalty function method is carried out to study these effects. Practical implications of the effects of manufacturing tolerances on indexing accuracy and synthesis of Geneva drives are discussed, giving suitable examples     

结合位姿约束与轨迹寻优的人体姿态估计

基于混合部件模型的人体姿态估计方法忽视了人体结构的对称位姿约束关系,从而导致对称部件容易被重复检测、人体姿态估计准确率较低,为此,提出一种基于位姿约束与轨迹寻优的姿态估计新方法。首先估计人体单部件和对称部件在单帧图像中的多个合理位置,利用对称部件之间的位姿约束关系构建标识部件。然后根据单部件和标识部件各自的目标优化函数,通过动态规划算法反复迭代获得初始轨迹候选集,再结合轨迹的全局特征剔除检测得分较低的运动轨迹。最后引入树形合约模型,联系时空上下文信息,准确求解出视频序列光滑且兼容的最优轨迹。在N-best、Outdoor Pose和Scene数据集中的实验结果表明,对于存在背景复杂、运动模糊、部件遮挡等问题的视频序列中,该方法平均姿态估计准确率达87%以上,有效减少了对称部件的误判,提高了视频中人体姿态估计的准确率。     

基于加工误差敏感度与模糊层次分析法的行星滚柱丝杠公差匹配优化方法

行星滚柱丝杠(PRSM)公差主动设计对提高其传动性能与加工可行性有着至关重要的作用。建立了综合考虑丝杠、滚柱、螺母的螺纹同轴度误差、螺距误差与中径误差的PRSM行程误差及轴向间隙模型,计算得到各误差因素敏感性指数;基于三角模糊数的专家评判层次分析法,计算各误差因素加工权重,初步分配PRSM行程精度各误差项公差;基于序列二次规划算法对轴向间隙各误差项公差进行优化;以标准型PRSM为例,验证了该方法的有效性。结果表明：针对行程精度与轴向间隙各误差项进行公差优化的方法,不仅极好地平衡了行程精度与轴向间隙,且增加了关键公差带宽度,提高了零件加工可行性,算例表明,优化后完整周期内轴向间隙最小值由-25μm变为0,避免螺纹干涉发生;优化后V300行程变动量基本不变,公差带宽度平均增加65%,保证PRSM 5级精度指标的同时提高了关键零件加工可行性,降低了加工成本,可为PRSM公差主动设计理论提供参考。     

基于支持向量回归机的连杆机构模糊稳健设计

针对平面四杆连杆机构的函数再现问题,分析了随机性的干扰因素对机构运动精度的影响,建立了模糊稳健优化设计数学建模.采用支持向量回归机对模糊概率等非线性函数进行仿真计算,提高了模糊稳健优化设计的求解效率、降低了机时消耗.给出了新方法的具体算法步骤,该方法能使机构运动精度和各尺寸的制造公差得到合理匹配,具有工程实用价值.     

面向制造的机床并行公差优化设计

运用并行公差优化设计方法对精密卧式加工中心线性轴进行公差分配.在保证机床现有精度条件下,综合分析机床各线性轴制造误差的敏感度和加工成本,优化了给定结构机床线性轴导轨选型和导轨基面工序公差的精度设计,节约了机床制造成本.     

Part optimization and tolerances synthesis

A tolerance synthesis provides the distribution of tolerances on the functional specifications of parts for a mechanism, with the objective of satisfying a set of functional requirements. This approach involves adjusting the nominal dimensions of parts. The present article offers a six-step solution within an Excel solver environment. The designer is able to control the optimization process using a dashboard. The initial steps detect conflicting requirements and suggest compromises, while the subsequent steps optimize the nominal part dimensions in order to maximize mechanism quality with minimum tolerance. The final steps then seek to maximize tolerances with the aim of minimizing costs. The proposed method can also manage specifications with both maximum and minimum material requirements.     

3D manufacturing tolerancing with probing of a local work coordinate system

The safety and performance requirements for mechanisms are such that the necessary accuracy of part geometry is difficult to reach using classical manufacturing processes. This paper proposes a manufacturing tolerance stack-up method based on the analysis line method. This technique enables both the analysis and the synthesis of ISO manufacturing specifications through a new approach which relies on production specifications, adjustment specifications, and their analysis to stack up the 3D resultant. The originality of the method resides in the 3D calculation for location requirements, which takes into account angular effects and probing operations on numerical-control machine-tools in order to define a local work coordinate system (WCS). For achieving tolerance analysis, deviations are modeled using small-displacement torsor. This tolerance analysis method enables one to determine explicit three-dimensional linear relations between manufacturing tolerances and functional requirements. These relations can be used as constraints for tolerance optimization.