多关节机器人的误差分析及补偿研究

来源 :湖南工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zmjmengm1988
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
机器人已经不再局限于工业生产,而是出现在了更多的应用领域。机器人技术已经成为衡量一个国家制造水平和科技水平的重要标志。精度对机器人运动的稳定性、准确性和可靠性具有重大影响,已经成为比较机器人性能好坏、衡量机器人技术的关键指标。由此,研究并提高机器人的末端位姿精度是很有必要的。本文以提高多自由度机器人末端执行器运动精度为目的,以REBot-V-6R机器人为例开展了相关研究。在建立系统误差模型的基础上,提出了基于智能算法的位姿误差补偿新方法。并且进行了matlab软件和Adams虚拟平台联合仿真。主要研究内容和结论归纳如下:1)根据机器人的运动学原理,对多自由度机器人位姿进行分析。使用旋量理论对机器人进行正向运动学建模和逆向运动学解求取,推导出机器人相对应的名义运动学几何参数。进而得到机器人末端位姿的转换公式。2)在运动学模型的基础上,加入对机器人末端位姿精度影响最大的三种误差因素,即关节轴线位置误差、关节轴线方向误差和关节角度误差。通过误差旋量建立系统误差模型,并用Adams虚拟平台进行仿真验证,确定了误差模型的有效性和准确性。3)对误差进行了灵敏度分析,指出了对末端精度影响较大的误差和关节,为机器人的设计和装配提供了理论依据。4)本文使用神经网络算法对机器人末端位姿进行误差补偿。先是设计了合适的BP神经网络,然后使用粒子群算法对它进行了改进,即PSO-BP算法。用这两种算法进行误差补偿仿真实验,仿真后可知BP法补偿后预测误差值在0.09mm~0.2mm之间,PSO-BP法补偿后预测误差值在0.01mm~0.024mm之间,由此可知改进后的BP神经网络误差补偿的效果更好。考虑到PSO-BP算法收敛速度慢等缺点,提出用一种新的群智能搜索算法(麻雀算法)来改进BP神经网络,即SSA-BP。仿真后求得的补偿后误差值在-4.8×10-3~-3.4×10-3mm之间。由此可知,SSA-BP算法进行误差补偿的效果更好。
其他文献
超高性能混凝土(Ultra High Peformance Concrete,UHPC)具有优异的力学性能,将其应用于节段预制拼装技术中去,可实现桥梁快速、标准化建造。目前,有关节段预制拼装桥梁中,对于UHPC桥面板在局部荷载作用下受力性能的研究还不太完善,特别是UHPC华夫式桥面板的抗冲切性能的相关研究更少。基于此,本文分别通过20块UHPC平板及15块UHPC华夫板对桥面板的抗弯性能及抗冲切性
本文基于导师主持的国家自然科学基金项目“静力及循环荷载作用下串联式锚板承载及变形性状研究”,在归纳整理国内外相关文献的基础上,采用室内模型试验与数值模拟相结合等手段,较为系统研究了静力及循环荷载作用下串联式双锚板承载变形性状及影响因素,主要研究内容及结论如下:(1)进行了传统单锚板及串联式双锚板承载变形性状室内模型对比试验和不同倾斜角条件下串联式双锚板承载变形性状室内模型对比试验。试验研究结果表明
作为一种高效的切削加工方式,铣削加工的应用范围极广。无论是粗加工、精加工,亦或是被广泛应用于在航空、航天、和汽车制造等领域,铣削加工都随处可见。然而在铣削加工过程中,由于加工系统本身特性所引起的切削颤振会对铣削加工的质量和效率造成严重影响。颤振是指发生在切削过程中的由加工系统本身特性所引起的自激振动现象,无论是,颤振直接影响零件的表面的加工质量、损坏刀齿或机床主轴,亦或是刀具刀齿、机床主轴,颤振都
伴随着高档数控机床、先进切削刀具的出现和数控加工技术的迅猛发展,高速切削加工因其具有切削力小、切削温度低、加工变形小和生产效率高等优点,其工程应用越来越广泛。作为一种典型的高速切削加工方式,型腔铣削能将工件平面上任意闭合边界内的所有材料清除到固定深度,适于加工平面、凹槽、各种成形面和模具的复杂型面等,因而在航空、航天、汽车、模具等行业中被广泛采用。型腔铣削的加工效率及加工质量,很大程度上取决于刀具
学位
镁合金具有优异的生物相容性以及可降解性能,其力学性能与天然骨相近,是一种很有潜力的生物可降解植入材料。但是过快的降解速度会导致植入体提前失效,从而制约了镁合金的临床应用。碳化钽陶瓷具有优异的耐腐蚀性能以及耐磨损性能,然而碳化钽与镁合金的物性参数不匹配,两者结合性能差。为提高涂基结合强度,本文采用磁控溅射技术在ZK60镁合金表面设计并制备了TaC/TaC-Mg/Mg梯度涂层,并围绕涂层的结构设计、制
以跳跃运动为主的仿生机器人能够拥有出色的非结构化地形适应能力、自主运动能力以及强大的越障能力和危险回避能力,因此仿生机器人的研究是未来发展的主流趋势。仿生机器人是基于仿生原理并结合了仿生对象的身体结构和运动机理而设计的。本文以跳跃性能优秀的蚱蜢为仿生研究对象,将蚱蜢的运动机理和身体结构与机器人的应用研究通过仿生学原理相结合,仿生设计一款具有高爆发和出色跳跃性能的仿蚱蜢跳跃机器人,并对其跳跃性能和运
循环水管网输送广泛应用于供冷、采暖及工业工程领域,如大型建筑物中的中央空调以及化学工程等。管网中突扩和突缩是最常见的管件,因此,如何降低突扩和突缩管的局部能量损失的研究对减阻理论和实际工程应用都具有重要意义。本文通过在D10-D20、D10-D50的突扩管路和D20-D10、D50-D10的突缩管道中的近突扩和突缩的粗管中不同位置内置不同内径的环塞,分别以清水、160ppm和320ppm减阻剂水溶
学位
网络购物的兴起,推动了快递行业的飞速发展。快递企业为了防止包裹在运输过程中被损坏,需要对包裹进行必要的包装。但随着快递件数迅猛增长,大量的快递包装废弃物也随之产生,进而造成了严重的资源浪费与环境污染问题,并引发了社会各界的广泛关注。为此,国家邮政局及相关职能部门明确提出了要加强对绿色快递包装法制化发展的要求。文章首先对发展绿色快递包装法制化的必要性进行了分析。认为之所以要推动绿色快递包装法制化是因