基于非概率区间理论的工业机器人运动可靠性研究

由于受到制造误差、装配误差、工作磨损以及关节间隙等因素的影响,机器人连杆参数通常表现出非概率性,导致无法预测其真实的概率分布.文中采用区间理论对机器人连杆参数进行分析;然后,基于非概率区间理论建立了工业机器人末端位姿误差模型以及机器人运动可靠度评估模型;最后,引入实例进行分析,得到在设定运动轨迹下机器人末端执行器的运动...     

可重构机器人误差旋量建模与灵敏度分析

针对可重构机器人模块结构设计制造与构型变化引起的尺寸及几何参数等静态误差,将可重构机器人静态几何参数误差等效为机器人关节上的结构误差和传动误差,并将其看成是一种假想广义运动副微小旋量运动的结果,从而建立可重构机器人含误差旋量的运动学指数积模型。基于可重构机器人输入误差与输出误差的关系,建立了误差参数灵敏度系数模型。基于MATLAB仿真分析了可重构机器人各误差参数的灵敏度系数以及误差参数对机器人末端位置的影响规律,有利于对可重构机器人轨迹精度进一步分析和优化,以及为不同精度要求的工业机器人设计与装配提供有效的理论支持。一种6自由度可重构机器人的仿真实验验证了误差旋量建模方法以及误差参数灵敏度分析方法是有效的。     

基于实时误差补偿的机器人系统研究

介绍了基于偏摆误差实时补偿的高速高精度机器人系统的组成及工作原理,讨论了机器人的偏摆误差检测原理,设计了电容式偏摆误差检测传感器和基于双层平行板弹性铰链结构、PZT直接驱动的微驱动补偿工作台。实验结果表明,采用微动工作台实时补偿宏动工作台直线运动的偏摆误差,可使机器人的运动性能得到较大提高。     

工业机器人参数容差稳健性设计

为降低工业机器人定位精度可靠性对运动学和动力学不确定参数的敏感性，基于工业机器人定位误差信噪比，提出了工业机器人运动学和动力学不确定参数容差稳健性优化设计方法。针对工业机器人动力学方程求解耗时问题，基于径向基函数神经网络建立了工业机器人动力学方程求解过程的代理模型，有效提高了工业机器人定位误差仿真效率。采用遗传算法求解所建立的稳健性优化设计模型，同时还分别以工业机器人定位误差平均值和定位误差信噪比并考虑加工成本为目标函数，对工业机器人不确定参数容差进行了优化设计。最后，以各优化结果作为不确定参数标准差，比较分析了工业机器人定位精度可靠性及定位精度可靠性敏感性，验证了所建立的工业机器人运动学和动力学参数容差稳健性设计方法的有效性。     

一种铆接机械手的运动精度可靠性分析

介绍了一种六自由度工业机器人的运动精度可靠性分析方法。通过分析一种铆接机械手的结构,基于D-H坐标法,建立运动数学模型,并考虑加工和装配过程中尺寸误差和间隙误差的随机性,将结构参数和运动变量误差视为随机变量,建立运动误差模型,结合机构运动学和可靠性理论,构建机械手运动精度可靠性模型。通过算例,验证了该方法的可行性,为该类型工业机器人的可靠性设计和结构优化提供了一定的理论参考。     

永磁吸附轮式爬壁机器人受力及功耗分析

为从减少大型原油储罐检测分区和节约功耗的角度合理规划爬壁机器人运动方式和路径,对大型原油储罐缺陷检测爬壁机器人在垂直壁面运动的受力和功耗问题进行研究。首先对机器人匀速直线运动和转向运动进行受力分析,得出机器人在竖直直线运动、水平直线运动、大半径转向运动以及小半径转向运动时的受力和功率消耗情况;通过仿真分别对比分析两种匀速直线运动和两种转向运动的功率消耗情况;搭建爬壁机器人样机实验平台,进行功耗验证实验;仿真和实验一致得出竖直直线运动的功耗小于水平直线运动,大半径转向功耗小于小半径转向的结论。     

工业机器人位姿误差的计算

机器人连杆的加工误差、温度变化以及机械传动误差等诸多因素会导致机器人抓手的位置和姿态产生误差。本文以机器人运动学及误差理论为基础 ,推导出了在各种位姿描述情况下机器人位置和姿态误差的计算公式。该方法可以作为对各种工业机器人的位姿精度进行分析的基础     

基于B样条曲线的工业机器人运动轨迹误差优化研究

为了降低工业机器人运动轨迹跟踪误差,提高机器人运动的稳定性,采用混合算法优化工业机器人运动轨迹,并对跟踪误差进行仿真验证。建立工业机器人三维模型简图,根据D-H方法和三角函数关系式推导出各个关节角位移运动方程式。采用B样条曲线设计工业机器人运动轨迹,引用粒子群算法并进行改进,设计出混合算法并优化B样条曲线,给出了混合算法优化迭代曲线。采用Matlab软件对工业机器人关节角位移跟踪误差进行仿真验证,与优化前角位移跟踪误差结果进行对比。结果显示:优化前,工业机器人各个关节运动角位移跟踪产生的最大误差为0.164 rad,跟踪误差较大,误差整体波动幅度较大;优化后,工业机器人各个关节运动角位移跟踪产生的最大误差为0.085 rad,误差降低了48.2%,跟踪误差较小,误差整体波动幅度较小。采用混合算法优化工业机器人运动轨迹,可以降低工业机器人运动轨迹跟踪误差,从而提高机器人运动的稳定性,能够提高工业机器人对产品的加工精度。     

负载对工业机器人末端定位精度影响的分析

在工业机器人末端夹持测量或加工设备时,引入设备的重量会对机器人的运动性能造成影响,尤其是引入设备的质量较大时,机器人的负载效应比较明显,会影响机器人的末端定位精度。在高精度测量和加工条件下,应当充分考虑负载对机器人的影响。文章从工业机器人的六个轴与关节臂特性入手,分析了负载影响机器人末端定位精度的主要作用方式,建立了机器人各个轴受负载影响的误差模型,并设计实验加以验证。实验结果表明提出的误差模型能较为准确的反映出负载对工业机器人末端定位精度的影响。     

二维直线运动平台几何误差建模与数字化分析

针对二维直线运动平台的定位精度受到绕X、Y、Z三个方向转动产生的角位移误差和沿着这三个方向的线位移误差的影响,采用一种基于三维模型的数字化方法对这些几何误差进行分析。通过参考坐标系和齐次变换矩阵建立二维直线运动平台几何误差运动学模型,并基于误差模型对运动平台的各项几何误差进行分配、计算和合成。基于以上误差分配原则对运动平台使用的导轨提出形位公差要求。通过上述工作,在虚拟样机设计阶段能对所设计结构几何误差进行预测,为后续精密运动的设计提供可靠的参考。     

传感器微分运动引起的机器人运动误差及其在线补偿

分析了多维力传感器在载荷作用下发生弹性变形从而引起机器人系统运动误差的问题;研究了这种运动误差的形成及传递特点,给出了带有误差的机器人运动方程,定义了误差矩阵和误差补偿矩阵;结合PUMA562机器人给出了一个计算实例,结果表明,该误差的等级有时在毫米级范围内,这对机器人的精确控制是不能忽略的。     

一种机器人球腕的静态误差分析方法

许多机器人的共同特点是在操作臂末端安装了球腕。如果球腕的结构参数误差与各关节的运动变量误差比较大，则应用现有的方法求取末端执行器的位姿误差会产生较大的偏差。以机器人末端的球腕为研究对象，提出了一种用相对位姿误差表示球腕的静态误差分析方法。应用这种方法可以得出球腕末端执行器位姿误差的精确解，并对球腕的质量进行评价。     

模块化柔性臂空间机器人运动误差分析

建立了一种模块化柔性臂机器人的综合误差分析模型，首次将以传递运动为主的减速器所产生的运动误差及因柔性臂弹性变形而产生的误差有机融合在一起。讨论了减小误差、提高机器人末端定位精度的方法。     

工业机器人定位精度可靠性研究现状综述

工业机器人定位精度直接影响其辅助制造产品的精度水平和质量一致性。工业机器人定位精度可靠性和定位误差补偿技术已成为学术界和工业界讨论的热点。对工业机器人定位精度可靠性及定位误差补偿的发展现状进行了分析讨论,总结了该领域的主要研究方法及热点问题,最后对该领域的发展方向进行了展望。     

弹性并联机器人输入运动规划

本文研究了弹性并联机器人的输入运动规划方法。本方法以机器人平台的输出运动误差为目标，规划机器人的输入运动。数值例结果表明，这种规划方法可以显著降低机器人输出运动误差。     

位置误差对关节式工业机器人末端精度的影响研究

由于关节式工业机器人零部件的加工误差及装配、安装的误差,导致机器人在运动中末端的执行精度不尽如人意.详细研究了机器人零部件的位置误差对末端精度的影响,可以为机器人零部件设计和制造公差的设置与优化提供重要的参考依据.     

基于多孔标定法的串联机器人运动学标定研究

针对串联机器人传统标定方法有缺陷,使机器人标定后运动精度仍旧存在较大误差的问题,对串联机器人进行了运动学标定方法的研究。在单孔标定法的基础上进行了优化改进,提出了一种基于多孔标定法的串联机器人运动学标定技术,通过MDH误差模型计算出机器人的定位误差,然后将误差值进行了补偿,从而提高了机器人的运动精度;搭建了标定平台,通过自制的多孔标定板和探针等工具对多孔标定法的标定效果进行了实验研究,详细记录了实验数据,并将实验数据进行了处理和综合分析。研究结果表明:多孔标定法对该类型串联机器人的标定作用明显,有效地提高了机器人的定位精度,标定前后机器人的运动误差减小了数倍;该方法对该类型机器人的运动参数学标定具有极大的现实作用和意义,为机器人的进一步研究和应用奠定了良好的基础。     

可变胞并联机械臂样机的研制与误差分析

提出了一种通过驱动副锁定组合实现变胞的超冗余并联机械臂,其基础构型是3-PUPS并联机构,对机械臂进行了误差建模与分析,并通过标定系统测量了机械臂实验样机的定位误差。首先,提出了通过对3-PUPS机构各驱动副的组合锁定实现机械臂变胞的设计思路,从而使机械臂可以根据任务需求改变自身构型和性能;然后,采用含误差源的闭环矢量回路法,建立了机械臂3-PUPS机构的误差传递模型,并以此为基础,分析了机械臂的各误差源对其运动平台输出误差的影响规律;接着,根据各误差源对机械臂的输出误差影响程度,确定了各主要运动副配合零件的加工精度等级及公差,在此基础上研制出机械臂的实验样机;最后,采用一套高精度的工业机器人标定系统对机械臂的实验样机进行了定位误差测量,实验表明:机械臂的运动平台的位置误差均在0.005~0.038mm之间,姿态误差均在0.010~0.044°之间,位置误差比通用式工业机器人的位置重复定位精度0.05mm略有提高,姿态误差与通用式工业机器人的姿态重复定位精度0.045°相当。     

机器人离线编程系统运动误差分析

在ADAMS平台上对HP6机器人进行虚拟环境下的运动仿真,并通过Matlab建立机器人所识别的脉冲数据与各关节转角数据的关系.通过对ADAMS平台下虚拟机器人与真实机器人的运动精度进行误差分析与补偿,开展对转换误差的定性与定量研究,为优化离线编程系统转换精度提供一定的依据.     

基于虚设运动副的并联机器人静态误差建模与标定

基于并联机器人影响系数和虚位移原理,以一般空间并联机器人为例,通过虚设运动副,提出一种并联机器人静态误差建模与分析的通用新方法。该方法用于确定各个原始加工装配误差源对并联机器人末端位姿的独立影响,具有物理意义明确、建模分析便捷等优势。在此基础上,基于虚设运动副建立了3-P(4S)并联机器人各误差映射矩阵,并对该机器人开展了静态误差标定实验研究。实验结果表明,基于该方法标定后,3-P(4S)并联机器人输出定位误差最大值由0.585mm减小到0.142mm,标定后机器人定位精度明显提高,从而验证了该方法的有效性。