传感器弹性元件本构模型参数拟合研究

针对多维位移测量系统结构复杂、成本高等缺点,课题组提出一种单一固体集成传感器,为了准确描述传感器弹性元件力学特性,在不同应变率下对传感器弹性元件进行准静态单轴压缩试验.将超弹性本构模型运用泰勒展开式进行整理简化,得到应力-应变关系,利用Origin对应力-应变曲线进行数据拟合;选用Mooney-Rivilin,Yeoh...     

基于极小极大算法的双臂机器人精度提升方法

针对双臂机器人绝对精度和协作精度的指标要求,基于激光跟踪仪测量的双臂末端三靶球点位数据,使用极小极大的搜索算法,提出了鲁棒的双臂机器人运动学几何参数校准方法.该方法分两步:首先,分别对左右两臂的几何参数进行校准,在左(右)臂末端安装三个靶球,以三个测量点中的最差绝对定位误差为指标函数建立非线性优化问题,确保校准结果的鲁...     

用于小型化纱线张力仪的后端电路设计与实现

关于设计并实现了用于小型化高精度电阻应变式纱线张力仪的后端电路,文章详细描述了电路硬件设计、PCB设计及加工、软件设计及仿真实验四个阶段.借助Altium Designer软件,设计了单片机、电源供电、小信号放大及AD/DA转换四个模块.通过三块双面板、印制电路板及贴片式元器件,实现了所有元器件的准确有效排布,每块PC...     

工业机器人重载下关节变形补偿

传统校准方法只能辨识空载工况下机器人杆件及关节误差,当机器人在大负载工况下由于变形会导致末端精度显著下降。提出了大负载机器人在重载条件下关节变形的模型,通过激光跟踪仪测量辨识机器人关节刚度系数,并优化控制律设计。该方法基于指数积(POE)模型和微分误差模型,在空载工况下计算出结构参数,零位误差,将补偿结果写回机器人控制器;在满载条件下基于之前的坐标准直,辨识机器人关节刚度系数,完成校准过程。本算法在新松、埃斯顿等多家机器人公司的产品上进行了验证。结果表明:该校准方法能够使大负载机器人在重载工况下的绝对定位精度与空载工况下接近。     

谐波减速器柔性效应对机械臂末端精度的影响

在工业机械臂的运动过程中,由于谐波减速器的柔性效应会导致其产生传动误差,进而造成机械臂末端的定位精度下降,针对这一问题,以UR10机械臂为例,为了减小其传动误差,提高机械臂末端的定位精度,分别对谐波减速器和机械臂进行了理论建模及仿真研究.首先,联合ADAMS和ANSYS-APDL,对谐波减速器三维模型进行了仿真分析,研...     

UR10工业机械臂位置精度及可靠性分析

针对工业机械臂在高速、高负载运行过程中存在抖动过大、定位精度不足等问题,以UR10工业机械臂为研究对象,采用ANSYS软件对其位置精度及可靠性进行仿真分析。建立了UR10工业机械臂有限元模型,设计并计算了UR10工业机械臂在某运动工况下的运动轨迹和动态应力,从而得到了机械臂在不同驱动速度下,完成相同运动状态的末端工具位置精度;分析了随机变量材料属性、外部负载和内部驱动速度对末端工具位置精度可靠性的影响。试验结果表明,机械臂内部驱动速度对末端位置精度的影响最大,其可靠性为98%。     

基于多基站激光跟踪仪的机器人位姿精度测试方法

针对机器人末端位姿精度测试的需求,提出了基于多基站激光跟踪仪的测试方法.该方法采用三靶球测量方案,通过非线性最小二乘法求解转站参数,并融合多基站测量数据实现机器人末端位姿精度的测试.通过直线导轨和转台标准器对该方法的测试效果进行实验验证,结果显示相对于单基站激光跟踪仪的测试方法,三基站测量的定位精度提升了38.5％,定...     

一种柔性X-Y-Z-θｚ四自由度位移传感器的设计与实验

现有多自由度位移测量大部分是通过多个位移传感器组合而实现的,致使其多轴累积误差过大。 针对这一问题,提出一种基于单个弹性体感知元件来实现X-Y-Z-θz 四自由度位移测量的新方法并进行了实验验证。其中,弹性体采用大应变柔性材料,依据其移动端位移与固定端应变的对应关系,并通过设计应变片布片方案及电桥连接方式,获得了完善的四自由度位移测量方案,且较好地解决了四个被测参数之间的耦合问题。实验结果表明:X、Y、Z、θz四个位移量单独测量时,其测量误差分别为2.86%、2.57%、2.33%、1.08%。同时测量多个位移参数时,传感器也能准确地实现每个位移量的测量,且平均测量误差低于4%。     

柔性X-Y-Z-θz四自由度位移传感器的静态解耦方法研究

多维位移间的耦合是影响柔性四自由度位移传感器测量精度的重要因素,另外由于材料的高弹性,使传感器存在较大的迟滞以及一定的非线性,进一步影响了测量精度.针对以上问题,本文首先提出采用对传感器正反行程分别进行静态解耦的方法来解决迟滞的问题;其次,通过对三种常用解耦算法的分析比较,得出基于耦合误差建模的静态解耦算法适用于四自由...     

基于相对精度指标的机器人运动学校准

针对工业机器人在激光切割、弧焊等应用领域对相对精度的指标要求,结合鲁棒的极小极大优化理论,提出基于相对精度指标的运动学结构参数校准方法. 通过最小化3个靶球对应的最差相对定位误差,保障前、后两位型间的相对定向精度,构建包含约束的非线性优化问题;使用二次序列规划方法对原问题进行近似,通过主二元子梯度算法在满足不等式约束的条件下快速搜索局部最优解,实现对由于部件制造和装配等环节引入机器人结构参数误差的辨识. 进行补偿并精度验证后的实验结果表明,六轴机器人IRB2600的相对定位及定向精度分别提升了67.98%和24.32%,七轴机器人IRB14000分别提升了90.61%和74.61%.