串联机器人机械臂工作空间与结构参数的分析

现代工业中,应用的重要的创新性技术之一即为机器人,研究机器人工作同时兼具科研价值与社会价值,会深远的影响社会及经济的发展.串联机器人是机器人中的一种类型,其机械臂工作空间与结构参数主要体现出了其工作性能,通过分析这两种属性后,可对串联机器人运动灵活程度做出准确的了解.基于此,本文即对串联机器人机械臂工作空间与结构参数做出分析.     

焊接工业机器人灵活性分析及仿真研究

针对一种焊接工业机器人,采用蒙特卡罗方法和运动学分析方法,分析了焊接工业机器人的工作空间。通过仿真可方便的判断机器人工作空间中是否存在空洞或空腔。利用灵活性、灵活度和服务球的概念,分析了机器人工作空间中任一点的灵活度,求出了机器人的灵活工作空间,为后续开发和优化焊接工业机器人的使用性能和灵活的工作范围提供了参考依据。     

焊接工业机器人灵活性分析及仿真研究

针对一种焊接工业机器人,采用蒙特卡罗方法和运动学分析方法,分析了焊接工业机器人的工作空间。通过仿真可方便的判断机器人工作空间中是否存在空洞或空腔。利用灵活性、灵活度和服务球的概念,分析了机器人工作空间中任一点的灵活度,求出了机器人的灵活工作空间,为后续开发和优化焊接工业机器人的使用性能和灵活的工作范围提供了参考依据。     

自平衡立方体机器人动力学建模

针对立方体机器人自平衡控制问题,对其以棱边为支点的动力学建模问题进行了研究.以所设计的立方体机器人样机为具体研究对象,分别采用拉格朗日方法和凯恩方法建立起相应的动力学模型,通过比较2种方法的建模结果和数值仿真分析,从理论上验证了所建立模型的正确性.基于建立的模型设计了平衡控制器,并将其应用于立方体机器人样机控制,取得了预期的效果,再次验证所建立模型的正确性.所建立的动力学模型,为进一步研究立方体机器人的平衡控制奠定了基础.     

地下空间声环境实验分析

选择具有典型特征的地下车库进行地下空间声场测试,对被测试声场的重要声学指标混响时间和声压级分布进行系统分析.采用两种方法,一种方法是依据频率的高低对测试点声压级进行对比分析,另一种方法是按照距离和空间变化对测试点的实验数据整理分析,考虑典型测试点和典型衰减变化曲线,以期在分析室内声场的同时寻找具有典型特征的声学现象,为后续的研究奠定扎实的基础.     

一种2自由度平面并联机器人的精度分析

以一种2自由度平面并联机器人机构为对象,分析了该并联机器人机构的误差源,首先利用图解法得到该平面并联机器人机构的可达工作空间和有效工作空间,再利用环路增量法和误差分离技术导出了末端位置误差与误差源之间的映射关系,因而为其在工作空间内的位姿误差建立了数学模型,给出了这个平面并联机器人机构位姿误差的计算方法,从而对其进行精度分析,最后借助于搜索法得到了其在有效工作空间内的误差分布图像.     

工业机器人工作空间约束下激光雷达站位规划

为了解决规划的激光雷达站位满足机器人的可达性问题,文中提出了融合工业机器人工作空间和激光雷达测量特性的站位规划约束模型。借助Denavit-Hartenberg(D-H)方法建立六自由度工业机器人各关节坐标系,采用包络法计算出腕关节的工作空间。依据规划的激光雷达姿态和雷达尺寸计算出激光雷达的可达范围。建立激光雷达站位坐标满足工业机器人可达性约束。结果表明:文中约束方法实现了雷达站位自动规划,验证了所提约束模型的有效性,为大跨度空间下机器人与测量设备结合应用提供了可行途径。     

水轮机修复机器人运动学BP仿真算法

对于具有六个关节的工业机器人,运动学逆解可能存在多种解情况,而其中只有一组解最能适应机器人的工作要求.为了找到这样的一组解,在本文中利用MATLAB神经网络工具箱,创建了一种机器人运动学算法.该算法综合考虑了机器人关节空间的限位和工作空间的避障问题,以及机械手臂可能的形态,设计了一种前向神经网络结构,并应用MATLAB对其进行训练和仿真,达到了预期效果.     

基于Robotstudio的弧焊机器人离线编程

弧焊机器人作为一种自动化焊接设备,其自动化程度在很大程度上取决于程序的编制。目前的工业机器人离线编程平台,可进行机器人作业系统的建模、简单作业程序的编制和作业过程仿真演示。对于由不规则曲线段构成的复杂焊接路径编程,可以用ABB机器人公司开发的Robotstudio软件进行机器人的焊接离线编程。试验证明,该软件可用于各种高质量弧焊作业的编程。     

可重构机器人构形平面的工作空间研究

采用构形平面匹配的方法进行可重构机器人运动学求解时,构形平面的工作空间求解是一个关键问题.为此,提出了一种基于构形平面的工作空间表示方法.首先建立可重构机器人基本模块的运动学模型,根据基本模块的运动学模型按照构形平面划分规则划分可重构机器人工作构形,然后研究典型构形平面的工作空间,找到快速、相对简洁的工作空间表示方法.最后,通过实例进行验证工作空间表示方法的有效性和可行性.     

RV减速器高应力加速退化试验及可靠性分析

针对工业机器人上使用的RV减速器寿命长且性能退化缓慢的特点,提出一种基于RV减速器高应力加速退化试验与传动精度退化模型建模的方法,对RV减速器可靠性进行评估。对RV减速器薄弱环节的强度进行校核,确定加速试验最大加载值;在该加载值下对3台RV减速器开展加速退化试验,获得加速条件下RV减速器传动精度退化量;根据RV减速器传动精度退化特性,使用样本数据分离的极大似然估计法,对每台减速器的传动精度展开退化轨迹建模;将Wiener退化模型中的初始性能退化量和漂移系数设为定值,获得扩散系数的变异系数,假设扩散系数服从正态分布,求得RV减速器可靠性。结果表明：高应力加速退化试验可为RV减速器可靠性分析提供切实可信的试验数据,节约试验时间及成本。基于加速退化试验和传动精度退化模型建模的求解RV减速器可靠性的方法,在体现个体差异的同时,实现了小样本条件下RV减速器的可靠性分析,并且能够准确计算出RV减速器的失效概率,对于提升工业机器人的工作性能具有重要意义。     

基于视觉的工业机器人异常动作检测方法研究

工业机器人的突发故障引发的安全问题时有发生。传统的基于数据分析的故障诊断方法存在传感器数据易受干扰,机器人通讯协议不统一,监测系统嵌入在执行系统内部相互影响等问题。提出一种基于机器视觉的工业机器人故障动作检测方法。对工业机器人作业视频进行实时分析,采用图像分割技术分离工业机器人本体并采用图像哈希技术生成工业机器人姿态编码,结合序列模式分析技术检测工业机器人异常动作并进行预警。不依赖于工业机器人通讯协议,以非接触式的方式对工业机器人进行实时监控,具有易于部署和成本低的特点。基于自主构建的工业机器人仿真视频数据集进行了实验研究,结果表明提出的方法可准确识别工业机器人异常动作,精确率和召回率均为100%。     

A Method of Precision Testing Relative Relation of Space Points and Its Application

In response to the high requirements of industrial precision test, presenting a method of testing relative relation of space points was studied. The spatial-coordinate testing system was established by using high precision theodolites and horizontal staff. The related test was conducted with the use of the space intersection and the precision was evaluated based on the error of baseline. In the practical application of radar-development base, the relative relation of space points was implemented by using electronic theodolite and horizontal staff, which can be easily operated. Furthermore, it can be conveniently used to test small areas where the instruments are difficult to be installed and for high industrial requirements of precision test. The test results can fully meet the strict industrial requirements.     

搜索双安全边缘点的实时路径规划方法研究

针对未知不确定性环境下机器人路径规划的特点,提出了基于搜索双安全边缘点的实时路径规划新方法.该方法从有限的实时环境信息中搜索躲避障碍物和保证机器人到达目标点的双安全边缘点信息,并结合启发式算法,实现了基于双安全边缘点的实时路径规划.机器人的实际工作环境是十分复杂的,要求路径规划算法有较高的适应能力,特别在u型环境中要求算法能够脱离死区.仿真实验在2种U型环境和复杂环境中进行,仿真结果表明,该方法具有反应灵敏、实时性好的特点,对不确定环境具有良好的适应性,能够实现未知复杂环境下的路径规划.     

基于改进FCEM的工业机器人可靠性分配与预测

针对工业机器人在缺乏故障信息的研发初期开展可靠性分配和预测时存在的不确定性问题,基于模糊数学理论,采用考虑多影响因素的模糊综合评价法(FCEM)对工业机器人进行可靠性分配与预测。为提高FCEM的评估效率,建立了基于最优最劣法(BWM)的FCEM,以增加判断结果的一致性和减小主观错误发生的可能性。根据工业机器人的工作原理和结构组成,确定工业机器人的单元集以及影响工业机器人可靠性分配和预测的因素集。将BWM运用到FCEM的比较过程中,以确定影响工业机器人可靠性分配和预测的因素权重。通过模糊综合运算求得工业机器人各子系统可靠性分配权重和可靠性预测修正因子,以此对工业机器人进行可靠性分配和预测。     

工业机器人轨迹规划的一种方法

本文介绍了工业机器人轨迹规划的一种方法:笛卡尔空间插值和关节空间样条插值结合法.此方法所需示教点少,实时计算量低,并且通过合理配置样条插值节点大大提高了拟合精度.文中给出了仿真实例.     

一种基于旋量理论的机器人关节结构 误差对其精度影响的分析方法

为提高工业机器人的定位精度,应用旋量理论,提出了一种分析关节误差源对机器人精度影响的分析方法。该方法通过分析机器臂关节两轴线在不同几何误差作用下的空间位置关系,将关节误差表示成旋量的形式,结合POE公式,给出了包含关节误差的机器人正向运动学显式表达式,并以一个三关节机械臂为例,用Adams仿真验证了该方法的正确性。     

基于免疫遗传算法的多机器人环境探索

针对多机器人环境探索中的任务分配和路径规划问题,将环境中所有待探索的任务点根据短距离优先策略分配至个体机器人,利用改进的免疫遗传算法对机器人分配到的任务点进行优化探索,提出了带有初始任务点优化的路径规划方法,使机器人能够不重复并且高效地遍历工作环境中的所有探索点.通过建立多机器人仿真实验系统,随机产生环境中的任务点和机器人等数据信息,并在此条件下对本文方法进行实验验证.结果表明,本文方法能够有效地实现多机器人环境探索问题.     

悬挂式重力补偿系统精密跟踪方法

介绍了一种用于研究空间机器人微重力条件下的工作特性的悬挂系统——悬挂式重力补偿系统,并给出了悬挂模块的动力学模型.通过数值求解与仿真,运用非线性规化求出了一定条件下的最优控制参数;用正交试验寻优、基于时间最优控制的试凑法证明了优化模型的解正确性.该研究为空间机器人地面试验系统模拟微重力环境下精密跟踪运动提供了最优控制方法.     

一种可重构机器人运动学求解方法

针对可重构机器人没有统一的运动学求解形式问题,提出通过构形平面匹配方法求解可重构机器人的运动学.采用改进形式的D-H建模方法,可自动形成可重构机器人运动学模型;将机器人在目标点的位形分解成若干个构形平面,通过三级构形平面的匹配,可求得具有单一串连形式可重构机器人运动学逆解;对搭建的6自由度机器人和8自由度机器人构形的运动学进行实例仿真.仿真结果表明,采用有限个构形平面匹配方法能够求解出可重构机器人运动学,验证了算法的正确性和实用性.