基于旋量理论及距离误差的机械臂标定新方法

为提高机械臂的定位及定姿精度,必须对其进行标定.标定能否达到预期目的,主要取决于所采用的运动学模型及消除参数识别过程中外来误差的影响.分析了基于不同运动学模型时机械臂的初始位姿误差对标定结果的影响.提出了一种结合旋量理论与距离模型的标定用数学模型.该模型考虑了机械臂初始位姿误差对标定的影响,解决了用D-H参数建模存在的弊端,同时能消除因机械臂坐标系统与测量设备坐标系统之间转换所带来的误差,克服了测量技术上的困难.仿真计算验证了这种新标定数学模型的可行性.

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。

旋量理论在机械臂末端执行器运动精度分析中的应用研究

虽然D-H参数法已广泛用于机械臂的运动建模和分析,先前文献中建立机械臂手爪运动误差数学模型主要基于D-H参数法或者修正后的D-H参数法,但D-H参数法在技术上存在根本的缺陷,即所有运动都是关于x和z轴的,无法表示关于y轴的运动。因此用D-H参数法所建立的机械臂手爪运动误差数学模型中无法体现关于y轴所产生的误差。为解决此问题,利用旋量理论建立了一模块化机械臂末端执行器运动误差的数学模型。利用算例对这种方法进行了分析,证明利用旋量理论建立误差模型是有效的。

刚柔耦合串联机械臂末端位置误差分析与补偿

机械臂连杆柔性、关节柔性等非线性变形的综合影响,导致其末端位置发生偏离而产生误差。本文以IRB1410型串联机械臂为研究对象,采用理论分析、仿真分析与实验验证相结合的方式,对机械臂末端位置误差进行分析与补偿研究。首先,建立机械臂刚柔耦合理论误差模型,并运用Newmarkβ法进行数值仿真分析;联合ANSYS和ADAMS进行刚柔耦合机械臂末端位置运动误差仿真;为了实现快速补偿,提出基于BP神经网络的伪目标点法对位置误差进行补偿,补偿后其位置误差均方根减小了68.3%,说明该方法具有较好的补偿效果;最后,自主设计并搭建了测量实验平台,采用所提算法进行了误差补偿实验,对比补偿前后距离误差,补偿后误差均方根减小了77.01%,验证了伪目标点法对柔性误差补偿的有效性。

空间机械臂的一种自标定方法

由于各种因素的影响,在轨机械臂的结构参数势必不同于其在地面时的结构参数。为提高机械臂作业时的定位精度,必须对其进行重新标定。提出了一种自带CCD相机的空间机械臂结构参数的自标定方法,解决了在太空中无外部测量设备参与时机械臂的标定问题,使机械臂末端操作器的精确定位成为可能。仿真结果验证了所提方法的正确性。

摆线轮的三维造型及导入ANSYS中的方法

摆线针轮减速器目前已得到广泛的应用。为了提高摆线针轮减速器的传动精度并对其做进一步的动态分析 ,要研究摆线齿轮的刚度问题。摆线齿轮齿廓是一种超越函数 ,在ANSYS中难于实现模型的建立。用Pro/E建立三维造型模型较方便 ,但在Pro/E与ANSYS之间将模型以IGES的形式进行模型转换做有限元分析时 ,由于诸多因素的影响会产生一些问题。研究了对模型进行拓扑结构修改的方法 ,然后进行网格划分作刚度分析。

一种球形机器人运动轨迹规划与控制

阐述一种非完整欠驱动系统的控制设计和运动规划策略 ,研制出一种全新的全方位行走机器人 ,由于其具有特殊的灵活性 ,可应用于各种不同的场合 .

基于三分支机器人关节空间轨迹规划的研究

采用分离系数方法对三分支空间机器人进行运动学数学建模,在此基础上,进行了关节空间中的轨迹规划,提出1种在关节空间应用分段低阶插值拟合路径曲线的规划算法,以改善轨迹控制精度.用计算实例验证了该算法的快速性和高精度.

基于蓝牙技术的机器人模块化无线通信设计

提出基于蓝牙技术的模块化无线通信方法,解决了短距离机器人的无线通信问题.该方法分硬件与软件两个方面:在软件方面分割蓝牙协议栈,直接在HCI层完成查询、鉴权、连接和通信功能,定义了模块化的串行数据帧格式,构成一个无线透明通道;在硬件方面提供了一个标准串口.简化了机器人无线通信的设计,增加了通信的可靠性.

教学中体现“工程力学”工程性的探讨

在教学中体现"工程力学"的工程性,将实际的问题和力学理论相结合,以及改善传统的"工程力学"实验,增加具有实际工程背景的实验,是提高学生兴趣、增强学生解决实际工程问题的关键。该文结合教学实践探讨了"工程力学"建模中的原则及影响建模的因素。

一种基于电子经纬仪的机械臂运动精度测试新方法研究

基于电子经纬仪首次提出了一种全新的机械臂末端执行器位姿精度测试方法。利用该方法对一种6自由度机械臂末端执行器的位姿精度进行了实测,与用激光跟踪仪所测数据进行了对比,两者之间的最大差值小于1mm,结果表明这种方法切实可行。

一种摆线齿轮齿形设计方案

通过对渐开线齿轮与摆线齿轮的齿形进行对比分析 ,提出一种新的摆线齿轮齿形设计方案 :将摆线齿轮左、右齿面的设计齿形取为理论摆线齿形 ,同时使摆线齿轮具有所需的齿厚减薄量。认为采用该方案可提高摆线针轮传动的承载能力和运动精度。

摆线齿轮精度分析(一)——第Ⅰ公差组的精度指标及测量方法

摆线齿轮精度有三个公差组等级 ,其中第Ⅰ公差组的精度指标包括切向综合公差Fi′、径向综合公差Fi″、齿距累积公差Fp′和齿圈径向跳动公差Fr,对应的测量方法可借鉴渐开线齿轮的测量方法。Fi′和Fi″的测量可采用两针齿法或全针齿法。

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。

一种球形机器人的设计与原理分析

本文中的球形机器人是一种非完整系统,它利用两个电机作为动力输入,通过改变配重重心的位置实现了球形机器人沿任意方向的运动,包括原地的自转,并且具有一定的爬坡能力。由于其具有特殊的灵活性,它可以应用于各种不同的场合。本文简要介绍了该球形机器人的机械设计原理和相关的基本运动原理分析。

齿轮变位系数选择的模糊优化设计

齿轮变位系数的选择一般可用非对称普通型多目标模糊优化设计的方法来解决。根据机械的性能特点 ,几何约束量的隶属函数可以选取常用隶属函数分布。为了减小计算工作量 ,可在几何约束的某一λ水平截集中寻求机械综合性能最优的变位系数。设计目标要选取对机械使用性能有较大影响的量。机械综合性能的优化可用隶属函数法或模糊综合评判法解决。

基于单CCD相机和经纬仪的几何测量方法研究

传统视觉测量系统需要双CCD相机同时拍摄两幅不同角度的数字图像,成本昂贵且难以确定两CCD相机间的空间相对位置。为此,建立一种结合CCD相机的摄像功能和经纬仪高精度测角功能的视觉测量系统。基于该系统提出一种用单CCD相机实现双目视觉原理的数学模型。实验结果证明系统与数学模型的可行性。

摆线齿轮精度分析(二)——第II、III公差组的精度指标及测量方法

传动平稳性、承载均匀性及合理的啮合侧隙是摆线针轮减速器的重要性能指标。根据摆线齿轮结构特点 ,第II公差组内规定了一齿切向综合公差fi′、一齿径向综合公差fi″、齿距极限偏差±fpt、齿形公差ff 等精度项目 ;第III公差组内规定了齿向公差Fβ 及齿轮接触斑点。由于摆线针轮传动不能采用基中心距法获得啮合侧隙 ,故应规定齿厚极限偏差Es。除齿形误差ff 外 ,Fp、±fpt、Fβ

以竞赛的形式培养大学生自主创新和工程实践的能力

该文总结了北京林业大学组队参加"大学生机器人大赛"的经验,认为通过这种竞赛的形式既培养和提高了大学生的工程实践能力、团队协作能力和创新能力,促进了学生的机械、电子、策略、算法、计算机软件编程等多学科知识的融合,以及协作交流研究的开展;也推动了指导教师管理水平和专业水平的提升,为充分利用创新实验室开展有益活动积累了经验。

面向工程教育专业认证的机械设计制造及其自动化专业培养方案的修订——以北京林业大学为例

在认真理解和分析"工程教育专业认证标准"的基础上,以参加并通过工程教育专业认证为目标,以北京林业大学机械设计制造及其自动化专业为例,探讨了基于工程教育专业认证的本科培养方案的修订思路,认为课程设置及其学时分配是修订工作的重点。对机械设计制造及其自动化专业现执行的2015版培养方案进行了优化和修订,补齐了短缺课程,增加了工程实践学时,优化了标准中明确规定的4类课程的学分百分比。本次修订为北京林业大学机械设计制造及其自动化专业在培养方案上做好了工程教育专业认证的准备。