基于标定板的协作机器人Denavit-Hartenberg参数标定研究

提出一种基于标定板的协作机器人Denavit-Hartenberg参数标定方法。应用这一方法,将协作机器人拖曳至标定板的不同位置,得到不同位置的位置偏差,构建协作机器人误差方程。应用Denavit-Hartenberg参数法建立协作机器人的误差模型,采用刚体微分运动方法对误差模型进行化简,并结合误差方程优化协作机器人的Denavit-Hartenberg参数。这一标定方法具有操作简便、通用性强的优点,通过试验验证了这一方法的有效性。     

协作机器人的运动学误差模型及标定算法

针对六自由度协作机器人在实际应用中,由于加工、装配、传动和磨损等多方面因素,导致绝对定位精度低的问题,提出一种基于机器人工具末端的运动学误差模型建立方法.在无外部传感设备的条件下根据所设计的标定板,基于最小二乘法和采集的多组机器人实际位姿误差辨识误差模型,对机器人运动学参数与其理论值间的偏差进行补偿.修改底层控制器中参...     

基于PSO算法的工业机器人绝对距离自标定方法

为了提高工业机器人的定位精度,提出一种自标定算法,首先采用D-H参数模型对机器人进行建模,分析并建立D-H参数误差与机器人末端误差的函数,再设计一个可旋转的标定平台,使机器人去探测不同位姿下的标定平台上的两个标定点,最后采用PSO算法对不同位姿下标定平台两点间的绝对距离来实现对机器人D-H参数误差的辨识.该方法标定过程...     

六自由度工业机器人末端定位误差参数辨识与实验研究

为了提高六自由度工业机器人绝对定位精度,对工业机器人进行了运动学建模,并建立了基于MD-H参数误差的机器人末端定位误差辨识模型,应用激光跟踪仪测量系统采集样本点数据,应用基于奇异值分解的最小二乘法求解辨识模型,以获得几何参数误差,并根据辨识出的误差对机器人末端定位精度进行补偿,实验结果表明,经过辨识和补偿后,工业机器人...     

6R机器人绝对定位精度分析

机器人被称作制造业皇冠上的明珠,其研发、制造水平反映了一个国家的科研创新以及高端制造水平.2015年,中国发布了《中国制造2025》,机器人被列入十大重点发展领域,其发展受到了前所未有的关注,吸引了国内外众多优秀企业的参与.经过近几年的快速发展,国产机器人开始在若干领域展露头角.然而,目前大多数国产工业机器人在出货...     

六自由度并联机器人结构运动的分析研究

针对一些危险作业和难处理问题,提出了六自由度并联机器人模型,应用UG强大的三维建模能力,建立起了并联机器人实体模型。运用逆向思维的方法,通过对串联机器人和此实体模型的分析研究,在执行元件实现特定功能的情况下,推导出求解驱动元件运动规律的算法,为此控制系统的设计与研究奠定了基础。     

两步误差补偿法提高工业机器人绝对定位精度

针对大部分工业机器人结构需要满足Pieper准则无法直接补偿所有运动学参数误差的问题,提出一种两步误差补偿方法。首先,基于修正的D-H法和微分运动学建立机器人定位误差模型,建立机器人末端绝对定位误差与运动学参数误差之间的表达式;其次,利用最小二乘法迭代求解出运动学参数误差,并将可直接补偿的运动学参数误差直接补偿到机器人D-H配置参数中,将剩余的其它运动学参数误差转换为关节转角补偿值进行间接补偿;最后,搭建实验平台,在川崎RS010NA六自由度工业机器人上进行两步误差补偿实验验证。实验结果表明,通过两步误差补偿后机器人末端平均绝对定位误差由5.419 4 mm下降到1.160 5 mm,平均绝对定位精度提高约80%,该方法有效地提高了机器人的绝对定位精度。     

六自由度机械臂的动力学参数辨识

针对六自由度机械臂的动力学参数较多,一般需要多次辨识,且辨识精度有限问题,提出一种六自由度机械臂动力学动力学参数的一次性辨识方法.首先将六自由度机械臂的前后三个关节分为两部分,采用遗传算法分别优化设计激励轨迹信号,并进行动力学参数的一次性整体辨识,充分考虑了关节之间的耦合作用,消除了由于多次辨识实验所带来的实验条件不一...     

新型六自由度并联机器人工作空间分析

工作空间是评价并联机构工作能力的重要指标。本文主要研究一种平面连杆式六自由度并联机器人的工作空间。首先求解了其运动学逆解,在此基础上详细研究了取不同结构参数时的工作空间截面形状,运用极坐标搜索法得到其工作空间。为并联机器人的结构参数优化及轨迹规划等奠定了基础。     

多自由度机器人参数标定及冗余参数剔除方法

为提高现有机器人末端位置的定位精度,文中提出一种基于D-H参数标定的冗余参数剔除方法。对一般多自由度机器人的雅克比矩阵列向量相关性进行分析,将得到列向量相关性关系式中相关性系数绝对值最大项对应的参数作为冗余参数剔除,该剔除方法可以保证参数辨识的可靠性,提高定位精度。在该方法进行冗余性参数分析的基础上进行后续标定,可获得更好的收敛性。     

二自由度机器人轨迹跟踪误差控制优化研究

为了提高2自由度机器人控制系统响应速度,降低其输出误差,设计改进模糊PID控制器,并对2自由度机器人角位移跟踪效果进行仿真验证。给出多连杆机器人的动力学模型,设计模糊PID控制器。利用粒子的迭代搜索原理对模糊PID控制器参数进行优化,从而得到模糊PID控制器参数的最优值,使机器人控制系统具有更好的抗干扰能力。以2自由度机器人为例,利用Matlab软件对机器人角位移和转矩进行仿真,在不同环境中比较优化前和优化后的输出效果。结果显示：采用改进粒子群优化算法优化PID控制器参数,2自由度机器人控制效果明显优于模糊PID控制器。2自由度机器人优化后的模糊PID控制器,不仅响应速度快,而且抗干扰能力强。     

改进鱼群算法机器人几何参数标定

针对传统人工鱼群算法(AFSA)在解决工业机器人标定过程中存在的收敛速度慢、容易陷入局部寻优、得到的结果不稳定的问题,用变步长自适应的人工鱼群算法(SA-IAFSA)来优化参数辨识过程.对算法的目标函数进行改进,用MD-H方法建立了机器人误差模型,将几何误差辨识问题转换为高维非线性方程.实验对比了AFSA与SA-IAF...     

基于PSO-SVR算法的工业机器人分级标定方法

为了提高六自由度机器人在应用中的定位精度,提出一种提高机器人绝对定位精度的分级标定方法。该方法第一阶段进行几何参数误差的标定,以改进的Denavit-Hartenberg(MD-H)模型为基础,加入减速比和耦合比的因素建立了完整的工业机器人几何参数误差模型,之后采用Levenberg-Marquarelt(LM)算法辨识出机器人的几何参数误差并计算出剩余残差;第二阶段建立基于粒子群—支持向量回归(PSO-SVR)算法的剩余误差预测模型,来预测并补偿修正几何参数后剩余的残留误差。最后,以六自由度工业机器人进行试验验证,经过分级标定后机器人末端中心点的平均位置误差由5.866 mm减少到0.211 6 mm,最大位置误差由10.322 9 mm减少到0.699 9 mm,验证了该标定算法的正确性和有效性。     

考虑测量空间的机器人绝对定位精度标定

相较于机床,工业机器人绝对定位精度较低,难以满足磨削等高精度加工工艺的需求,较大地限制了其应用拓展。针对该问题,本文重点考虑空间测量位置的优化与选择,提出了一种基于距离精度的机器人绝对定位精度标定方法。首先在空间测量位置对于测量精度影响分析的基础上,采用了雅克比矩阵条件数来定量描述机器人运动性能。结合机器人关节运动特征,分别给出了关节空间与末端笛卡尔运动空间内的机器人优化测量位置范围。然后采用MD-H运动学方法构建了机器人绝对定位精度误差模型,引入距离精度方法,通过距离误差计算避免了坐标系转换误差。最后基于KUKA机器人实验平台开展了标定实验,结果表明机器人平均绝对定位误差从标定前的1.191 mm降低到了0.096 mm,有效验证了方法的有效性。     

利用正交位移测量系统进行六自由度并联机构参数标定

为了简化六自由度并联机构的参数标定过程,提高标定效率,降低标定成本,提出了基于正交位移测量系统的位姿测量装置及方法.首先,研究了该装置的位姿解算方法,利用空间解析几何的方法,求解其运动学正解与逆解.其次,利用微小位移合成法,建立了并联机构及正交位移测量系统组合体的误差模型.然后,基于误差模型,构建了组合体参数误差辨识的...     

协作机器人国内外发展现状与技术研究

在“工业4.0”和智能工厂的背景下,协作机器人在制造业中的应用逐渐广泛。相较于传统的工业机器人,协作机器人有着小巧、易操作、可与人协调工作等优点,能够满足客户对产品小批量、多品种和定制化的高需求。     

多机器人协作运动规划及相关问题研究

多机器人协作运动规划是当前研究的热点之一。本文从机器人和障碍物的描述方式、碰撞检测、基本运动规划、多机器人协作运动规划等几个方面介绍了不同算法的特点，通过对不同技术进行比较和分析，指出各种算法的优点与不足。     

多机协作吊装机器人动力学分析与路径规划

随着工程任务日趋复杂艰巨,施工环境愈发恶劣,单台起重机已很难承担复杂的吊装任务,而多台起重机联合作业具有结构稳定、负载能力强、吊装空间大、布局灵活的优点,得到了广泛应用。以多机协作吊装机器人为研究对象,采用拉格朗日方法建立了多机协作吊装机器人的动力学模型;采用蚁群算法规划吊装路径,针对蚁群算法难以避免局部最优以及无解蚂蚁数量多等问题,提出三值法平面栅格环境建模、基于最佳-次佳路径长的信息素分阶更新策略和信息素挥发因子动态调整函数,仿真结果表明,改进蚁群算法相对于传统蚁群算法,明显提高了最佳路径长度、运算效率等指标。利用三值法进行吊装环境建模,进行协作作业仿真,验证了动力学分析和改进蚁群算法的合理性,对于提高多机协作吊装作业效率和可靠性具有一定的指导意义。     

基于激光追踪仪的机器人标定及误差分析研究

以提高六轴关节工业机器人的定位精度为目标,基于D-H运动学模型与微分误差思想,建立了机器人的位置误差模型,设计了简单高效的测量算法和辨识算法,在辨识出的机器人几何误差参数基础上,对机器人运动学模型进行修正,以沈阳机床上海研究院的i5 Robot A3型工业机器人为实验研究对象,结果证明改进后机器人的定位精度得到大幅度提升。     

室内清洁机器人协作技术研究

随着计算机和信息技术的迅速发展,机器人的功能越来越强,应用范围越来越广、,除了应用在传统的工业、军事、科研等领域外,在家庭内部使用的家用服务机器人受到了越来越多的关注。目前,市场上出现了多种已形成产业化的家庭用服务机器人,这些机器人的能力、鲁棒性、可靠性等都较原来有很大提升,但面对一些复杂的、需要并行完成的任务时,单个机器人则难以胜任。．为了使机器人更好地服务于人类和社会,在目前的服务机器人技术水平条件下,通过采用多个清洁机器人相互协作来弥补个体能力的不足。清洁机器人利用单视觉系统软件处理环境视觉信息,寻找并确定目标物体（被清洁物体）的位置;采用被动声测距的方法测定清洁机器人间的距离;使用无线射频模块nRF905完成清洁机器人之间的通信;进行路径规划使清洁机器人向目标的位置运动。最终实现了在家庭环境下,清洁机器人间相互协作完成任务。通过原理样机验证了该系统的可行性。