三平动冗余驱动并联机床误差分析及标定方法的研究

以三平动非对称冗余驱动(3-2SPS)并联机床为研究对象,对该机构进行运行学分析,在此基础上以矢量微分法建立包括球铰铰链点、伸缩杆杆长、冗余线性模组的位置和方向向量在内的48个结构参数的误差雅可比矩阵,并在MATLAB中计算得到各误差源对机床动平台末端位姿的影响。建立基于运动学逆解的标定模型,并用Gauss-Newton非线性最小二乘法求解出机构48个结构参数的实际值,通过MATLAB仿真验证了标定算法的有效性。研究结果为3-2SPS非对称冗余驱动并联机构的实际应用提供了理论依据。     

振动控制并联机器人的标定综述

在分析和总结现有并联机器人运动学标定方面资料的基础上,简述了影响并联机器人运动精度的误差来源和标定准则,详细介绍了不同运动学参数标定法的特点,并提出了当前用于振动抑制的并联机器人运动学标定的难点。     

并联柔索驱动操作臂静刚度的理论分析

文章对并联柔索驱动机器人(PWDRs)的静态刚度问题进行了理论分析.首先,基于微分变换原理,提出并证明了关于柔索矩阵微小变化变分形式的命题,在此基础上推导了操作臂完整刚度的解析公式,它包括与结构参数有关的刚度及与柔索张力有关的刚度两部分.然后,对这一理论结果进行了数值仿真.研究结果表明:操作臂刚度不仅依赖于机构几何尺寸、柔索与电机刚度及操作臂位置与姿态等结构参数,还与柔索的张力有关.因此,可以通过改变柔索张力来调节PWDRs操作臂的刚度,实现机构变刚度.     

基于3 DOF并联机器人的误差分析

目前使用比较广泛的公差分析方法是通过装配尺寸链得到公差设计函数,但该方法不能有效适用于结构复杂且精度要求极高的机器人制造业。基于仅考虑主动关节误差的情况下,通过误差数学模型的建立,对定向误差以及位置误差进行分析,进而得到三自由度并联机器人的结构的详细分析结果,并提供了基于数值分析方法在给定标称配置下计算机器人定向误差和位置误差的有效方法。     

六自由度并联机器人的运动学分析与仿真

基于动平台和定平台之间的矢量关系,推导出三杆六自由度并联机器人的运动学逆方程,并进一步分析了驱动杆的速度和加速度,并结合实例进行了计算机仿真。     

3-PUU并联机器人机构及其运动学

介绍了一种空间三自由度并联机构3-PUU,该机构有动平台、定平台和3个连接支链组成,动平台相对于定平台有2个转动和1个移动.该机构动平台和定平台之间的连接全部由万向铰链完成,结构简单、对称,刚度高,控制简单;P副水平布置,动平台重力由导轨承担,丝杠轴向受力小,刚度好;相对于3-PRS两转一移机构,绕X和Y轴允许摆角大.文中建立了运动学方程,通过计算给出了位置反解和Jacobi矩阵,为速度分析和奇异性分析打下了基础.     

一种四自由度并联机构的标定技术

运动学标定就是对实际几何参数的估计过程，通过标定来减少动平台的位姿误差。本文对并联机构的标定技术进行了介绍，并对一种四自由度并联机构的标定过程以两种标定方法进行了说明，给出了仿真结果。     

基于双目视觉和距离误差模型的工业机器人运动学参数标定方法

基于距离误差模型的标定技术,建立机器人末端距离误差与机器人运动学参数误差间的模型关系,避免了标定过程中坐标系的转换误差,能显著提高标定精度。视觉测量技术具有测量精度高、非接触性、实时性强等特点,与传统的机器人末端测量手段相比,具有成本低、操作简单等优势。研究一种将距离误差模型与视觉测量技术相结合的机器人标定方法,用于提高工业机器人特定工作空间的精度。采用双目视觉系统,将相机外置于机器人进行测量。基于距离误差模型进行机器人参数标定,利用标定结果进行运动学参数补偿。结果表明:特定标定工作空间内的距离误差都有所改善;在标定轨迹上,绝对距离误差的平均值从0.279 9 mm减少为0.104 4 mm,非标定轨迹的误差降幅高达50%以上,验证了该方法的可行性。     

3PRS并联机器人位姿误差规律研究

介绍了3PRS并联机器人的模型、位姿误差计算方法,对位姿误差与结构误差、驱动误差的关系进行了分析.研究结果表明:各误差源对位姿误差的作用相互独立;在给定的任意位置,机器人位姿误差与结构误差、驱动误差有强的线性关系;各误差源引起的位姿误差大小在整个工作空间的分布可以以驱动参数为变元,用相对简单的三元二次函数近似表达.     

并联机床实验标定

介绍了五坐标并联机床的运动学标定的实验设计和具体测量过程,对测试数据进行了分析和处理,为提高机床的几何精度提供了实验手段.     

五轴并联机床的标定仿真

建立标定模型,用逆向运动学标定方式模拟了一新型五轴并联机床的标定过程,结果表明这种标定方法的算法收敛快、鲁棒性好.由于将并联机床的固定参考系的姿态参数也考虑进标定模型中,使得这一模型可以消除测量的系统误差对并联机器人标定精度的影响,进一步提高并联机器人的标定精度.这些分析结果为并联机床的标定试验提供理论分析基础.     

并联机器人机构的创新与应用研究进展

简要介绍并联机器人的研发历史和现状,重点介绍了实用化进程较高的Stewart平台、Delta并联机器人和Tricept并联机床的应用,同时介绍了我国在并联机床研制方面的情况.评述了近年来在少自由度并联机器人机构的机型创新与应用方面的研究进展.认为具有各自应用背景的新型并联机器人机构成为并联机器人研究的热点.提出了并联机器人机构研究需要解决的问题.     

基于PMBLDC驱动并联机器人的模糊滑模控制研究

永磁无刷直流电机(PMBLDC)具有结构简单、运行可靠、运行特性好等优点.作为一种全新的机器人,并联机器人具有刚度大、承载能力强、误差小等特点.文章就是针对一种以PMBLDC驱动的少自由度并联机器人(3-DOF),采用了一种新型对角模糊滑模控制器.新的控制器能够根据系统运动状态的变化不断调整模糊控制部分的输入和输出空间的宽度.仿真结果表明该算法是可行的并且设计简单、系统的鲁棒性好.具有很好的快速性和抗干扰能力.而且该控制策略具有与自学习控制和自适应控制类似的优点.     

六自由度液压并联机器人结构优化设计

一般的六自由度液压并联机器人的正解算法十分复杂。为此,针对6－3型并联液压机器人正运动学提出了快速的数值解法;采用数值方法对此6－3并联机器人的工作空间进行了分析;对液压并联机器人进行优化设计,并设计了一种新型的复合虎克铰,该结构较之传统的球铰具有转动范围大、使用寿命长、易维护等优势。     

名优茶并联采摘机器人逆向运动学分析

结合并联机构的特点及茶叶采摘技术,创新性地开展了名优茶并联采摘机器人的研究。建立了机器人逆向运动学模型,利用齐次坐标变换计算出机器人运动学逆解;并在给定运动激励下,在MATLAB中绘制出动平台驱动臂的转角曲线。运用Pro/E绘制机器人三维图并导入ADAMS,建立了机器人虚拟样机模型,通过仿真获得驱动臂的转角曲线。上述两种方法的比较结果验证了机器人逆向运动学问题计算的正确性,同时表明了ADAMS仿真结果具有较好的精确性,并在此基础上制作了机器人原理样机。     

并联平面平动机器人运动学分析及其仿真

提出了一种具有2个自由度的新型并联平面平动机器人,该机器人的运动平台和静平台之间由2个相同的分支相联系,每一支链都含有2个平行四边形机构,所有运动副均为转动副,其优点是运动副简单、末端为一刚体的平动.本文分析了其位置正、反解,并对其运动进行了模拟仿真.该机器人可广泛应用于切削加工、零件搬运及空间机器人的平动部分等方面.本文的分析结果可用于该机器人的设计、轨迹规划及实时控制中.     

6-SPS并联机器人运动学仿真系统研究

文章对6-SPS并联机器人的运动学仿真进行了系统研究,解决了一些关键问题.对于显示消隐问题,采用一种算法判断各构件在空间的远近关系,调整各构件的绘图优先级,达到消隐的目的;对于杆系干涉问题,以平行平面截取杆件的方法判断是否出现干涉现象.文章还讨论了软件系统的结构和各模块的功能.     

六足步行机器人腿机构绳传动系统设计与仿真

针对典型步行机器人腿机构绳传动系统的缺点,设计了一种简单、小巧、实用的新型绳传动系统,并将其应用到六足步行机器人腿机构上,由此完成了六足绳传动步行机器人整机的设计.运用ADAMS软件建立了虚拟样机,并选择典型的三角步态进行整机运动仿真,仿真结果表明所设计的步行机器人虚拟样机可按给定步态进行直线行走和转弯.在此基础上,制作了真实样机.经测试,机器人行走时机体稳定,且速度较快.为进一步研究六足绳传动步行机器人奠定了基础.