五自由度并联机床的误差分析

基于三杆五自由度并联机床机械结构,建立了误差分析数学模型。通过对并联机床静态误差分析,得到固定平台铰链点位置误差、伸缩杆长度误差对活动平台中心点位置误差影响的显式表达式,以及活动平台的姿态误差对活动平台中心点位置误差影响的显式表达式,为并联机床实时误差补偿提供了理论基础。     

基于球杆仪的PRS-XY型混联数控机床关键结构参数误差快速检测技术

对PRS-XY型混联数控机床的关键结构参数误差的快速检测技术进行了研究.提出了影响机床运动精度的关键结构参数,并建立了误差计算模型,进而提出了能够反映机床运动性能的球杆仪测试方案.通过仿真计算,得到了关键结构参数误差对检测结果的影响,并通过实验进行了验证.最终建立了PRS-XY型混联数控机床关键参数误差与检测相关结果的对应关系,为快速误差诊断提供了依据.     

基于全微分模型的打磨机械臂静态误差分析

针对打磨机械臂系统的精度设计问题的解决,基于DH模型建立了机械臂的运动学参数模型,并基于全微分法建立了运动学参数误差与末端误差的数学关系。对机械臂可能出现的误差源进行分析,归纳误差源的类型,代入误差模型分别进行仿真,并对结构误差与传动误差对机械臂末端位置的影响进行比较。结果表明:传动误差对X、Y向的位置影响较大,而结构误差对Z轴的影响较大,这些信息可用于对实际机械臂参数误差的回归分析,为在机械臂设计及制造阶段、机械臂的制造及装配误差预计及优化提供数据参考。     

滚珠丝杠副综合测试平台定位误差研究

对滚珠丝杠副综合测试平台进行误差分析,以期达到对滚珠丝杠副综合测试平台进行精度评价和误差补偿。主要从影响测试平台定位误差的系统刚度和热变形两个方面进行分析,改进了之前滚珠丝杠副力学模型和热分析模型,将用改进的计算模型计算的定位误差与实验测量结果进行对比,验证了新计算模型的有效性。这为未来滚珠丝杠副综合测试平台的误差计算提供了新的有效方法,具有较好的应用价值。     

6UPS并联机构杆长误差标定及其对动平台运动的影响分析

分析了不同误差对并联机构的影响,尤其是杆长误差对动平台姿态误差的影响.建立了采用并联机构运动学反解模型的矢量法误差求解模型;针对6UPS并联刀具机构的结构特点,使用支链分析方法,对由杆长误差引起的动平台误差变化趋势及变化的敏感性方向进行了分析.使用激光干涉仪完成了误差测量实验,使用多组姿态数据的不同组合进行误差计算,获得了优化的杆长误差数据.完成了杆长误差对动平台误差变化影响的数值分析与矢量合成两种方法的验证.     

机器人铣削加工让刀误差建模与分析

在机器人切削加工工艺过程中,让刀误差是影响切削加工精度的重要因素之一。以球头铣刀铣削加工为研究对象,视其为准静态运动过程,根据机器人静弹性力学模型和球头铣刀切削力模型,建立了机器人切削过程的让刀误差数学模型。同时,提出了一种基于基因遗传算法的刀具姿态优化方法,以减小切削过程的让刀误差。最后,通过仿真分析了切削参数、刀具姿态和机器人刚度等因素对让刀误差的影响,验证了刀具姿态优化方法的可行性。     

机器人动态误差分析

本文推导出了由4N个运动参数和结构参数误差引起的机器人动态位姿误差的数学模型。该模型是一个线性表达式,简单适用。据此分析了误差影响系数对机器人动态位姿误差的影响程度。并建了 一个动态误差统计分析模型,给出了计算机器人动态位姿误差的数学特征计算公式。     

一种并联机器人机构的精度分析与机构参数选取

介绍了一种能实现空间一维移动和两维大转角摆动的少自由度并联机器人机构模型--空间3-PUU并联机构模型.从对该机构运动支链的分析入手,建立了机构的闭环矢量模型,借助微分分析法,建立了位姿误差的数学模型,得出包含全部结构参数误差在内的误差正解模型.对于给定的各结构参数误差,应用此模型求解出并联机构输出位姿误差,分析了机构位姿变化对位姿输出误差的影响.利用精度模型对机构参数进行了优化分析,讨论了机构参数的合理选取问题,通过仿真给出了在RL、L一定的情况下r的参数选取曲线,探讨了结构参数选取的合理性.     

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.     

基于正交实验设计的并联机构误差分析

介绍了一种新型含恰约束支链3-SPS/S并联机器人机构,为提高终端平台的定位精度,对该并联机构进行误差分析。首先在运动学逆解基础上,对驱动支链的运动方程进行微分,建立该机构位姿输出误差正解数学模型。并在给定机构误差的条件下,考虑末端执行器在工作过程中位姿输出误差的变化情况。利用正交实验设计的思想均衡排布参数的误差水平,对该机构进行精度分析,并绘制某姿态下的误差分布直方图及许用精度范围内的可靠度。结果表明:利用正交实验法能够快速计算误差值,为并联机构的精度设计和运动学参数的标定建立了理论基础。     

一种三坐标并联动力头——Sprint Z3的误差建模与灵敏度分析

研究一种三坐标并联动力头——Sprint Z3的精度建模及几何误差源灵敏度分析问题。在建立该机构运动学逆解模型的基础上,利用摄动法建立其末端位置及姿态误差与几何误差源之间的映射模型。在此基础上,对影响末端位姿误差的几何误差源进行灵敏度分析,从而为机械设计中零部件的公差分配提供了理论依据。     

5-UPS/PRPU五自由度并联机床基准位形的确定

确定了5-UPS/PRPU五自由度并联机床的刀尖点的空间搜索范围,计算出该搜索范围内动平台的位姿,将这些动平台位姿进行几何约束条件的检验,通过对满足几何约束条件的动平台位姿的雅可比矩阵的3个灵巧度指标分析,以综合误差系数为机床性能评价指标,搜索出并联机床的基准位形,为并联机床工件坐标系定位算法的研究提供了理论基础。     

基于跟踪微分器的移动机器人轨迹规划与跟踪控制研究北大核心

针对移动机器人的轨迹规划和轨迹跟踪控制问题,提出一种加速度和速度约束情况下,通过贝塞尔曲线拟合参考轨迹,再利用跟踪微分器规划平滑速度的轨迹规划新方法;基于Backstepping方法,建立机器人位姿误差方程并进行控制器的设计,同时分析了控制参数对轨迹跟踪性能的影响;将轨迹规划方法和控制算法结合,并在仿真平台和移动机器人实物平台上进行实验验证。实验结果验证了轨迹规划算法和控制器的可靠性及有效性,相比于未进行速度规划、速度不连续和滑模控制等方法,提出的方法控制平稳且有效减少了位姿误差。     

具有自主定位功能的水轮机叶片坑内修焊机器人

以实现大型水电站机坑内的相对封闭环境下、具有复杂曲面形貌的水轮机叶片自主修焊作业为目标,研制了具有自主定位功能的移动式修焊机器人．该机器人由间隙吸附式移动平台、多自由度作业臂和多功能作业单元组成,既能可靠吸附又能灵活运动于叶片表面,完成全位置焊接、气刨、磨削作业．构建了自主定位硬件平台,采用倾角传感单元修正惯导法获取机器人姿态信息,采用叶片表面几何特征修正平面航迹法获取机器人位置信息．结果表明,姿态定位误差约为0．5°,位置定位误差约为35mm,满足叶片修焊作业对机器人系统定位精度的要求．     

基于光学测量技术的球形电机位姿检测方法研究

为解决现有球形电机检测系统结构复杂、成本较高的问题,提出了一种基于光学测量的非接触式检测技术。分别在球形转子和定子上布置环形光源和硅光电池阵列,转子带动环形光源偏转导致硅光电池阵列上光斑面积发生变化,从而影响输出电流。建立了短路电流与位姿角的数学模型,并搭建实验平台,对球形主动关节转子进行轨迹规划,实验表明,该方法能实现球形转子位姿的准确测量,位姿角误差控制在0.45°以内。研究结果对转动刚体的位姿检测和空间定位具有理论与实用价值。     

连杆参数误差对机器人精度可靠性的影响

采用Denavit-Hartenberg方法设定五自由度串联机器人杆件坐标系,通过齐次变换矩阵建立串联机器人正运动学和逆运动学模型。在此基础上,对由静态误差引起的串联机器人末端位姿误差做了分析。利用微小位移合成法建立了串联机器人的静态位姿误差分析模型,以机构可靠度为位姿精度评价指标,应用Monte Carlo数值仿真法分析串联机器人各连杆参数误差对串联机器人的静态位姿精度的影响程度,并分析得出对串联机器人的静态位姿精度影响最大的关节。     

六自由度机械臂位姿误差及可靠性研究

随着工业机械臂的发展应用,工业机械臂的末端定位精度和末端位姿可靠性越来越被重视。以六自由度机械臂为研究对象,分析机械臂连杆参数误差对机械臂末端位姿偏差量和末端位姿可靠性的影响,采用矩阵法求出机械臂末端位置偏差量模型,采用误差建模摄动法求出末端姿态偏差量模型。文中的创新点在于利用Monte-Carlo法求出连杆各参数误差对机械臂末端位姿造成的偏差量和末端位姿对各个参数误差的可靠性灵敏度。     

三轮全向移动机器人里程计在线校正方法研究

传统里程计校正方法常使用离线校正手段,在地面环境发生改变的情况下,校正效果较差。为解决上述问题,提高机器人定位精度,以三轮全向移动机器人为平台,提出一种结构简单、鲁棒性强的在线里程计校正方法。该方法通过扩展卡尔曼滤波算法处理传感器数据,以得到机器人的实时位姿信息和速度信息,结合三轮全向移动平台的动力学模型,及时修正里程误差。在V-REP中设计仿真实验,实验结果表明:采用所提方法,校正后的里程精度有了极大改善,并克服了离线校正方法受地面环境影响的问题。在已有实际平台上验证了该算法的有效性。     

3-CSR并联平台式机器人机构的研究

提出了一种种新型的三自由度并联平台式机器人机构——3-CSR并联机构，建立了3-CSR并联机构模型，讨论了运动学位姿正反解的求解方法和活动平台的运动空间，制作了机构样机，实验证明这种并联机构能灵活地调整活动平台的位姿。