平面四索机器人运动平台定位误差与优化

忽略平面柔索并联机器人的末端运动平台的姿态会造成定位误差.在考虑平台姿态的前提下,构建了机器人运动学模型并对末端平台进行静力学分析,再以各柔索张力的最小方差为优化目标,提出张力均匀化优化算法并利用罚函数、梯度法计算得到满足最优索力分布条件下的位姿,然后分析了静平台出绳点布置形状、平台形状等因素对定位精度的影响规律.MATLAB的仿真试验表明:张力均匀化优化算法定位误差小于10?6 mm,张力大小满足预期要求,考虑运动平台姿态的模型可修正偏转角度6°以上,不同的出绳点布置引起偏转角误差最大可达4.5°,运动平台长度和宽度相差越大,其对姿态影响也越大.样机实验表明:优化算法具有较高的精确度和可行性,对实现柔索并联机器人运动平台高精度定位具有重要意义.     

水田土壤上典型步态及其参数对足式机器人能耗的影响

通过ABAQUS建立了足式机器人单腿有限元模型和土壤有限元模型,进行了有限元动力学仿真,探究水田土壤环境下足式机器人典型步态（矩形、修正摆线、椭圆、零冲击）及其参数对单位能耗的影响规律,并在自主研发的足　地作用机理试验台上,设计了与仿真试验参数相同的实际试验,验证了仿真试验结果的正确性。结果表明,椭圆步态能耗性能最好,在步高H=40 mm时,椭圆步态最小单位能耗比矩形、修正摆线、零冲击步态最小单位能耗分别减小12.5%、11%、12%。仿真试验与实际试验机械腿行走足迹比较吻合。仿真试验与实际试验得到的机械腿膝关节和髋关节扭矩吻合程度较好。     

平底刀最优刀轴矢量规划算法

在进行自由曲面平底刀五轴数控加工刀轴矢量规划时,现有算法多以材料去除率最大作为优化目标,然而加工效率最高的刀轴矢量不一定是刀具最优姿态,还需要综合考虑加工质量、刀轴光顺等因素。从这几个方面建立单个刀轴矢量和相邻刀轴矢量光顺性的度量指标,并以归一化度量指标加权和最小作为优化目标建立刀轴矢量优化模型,经理论分析将多目标规划问题转化为力学平衡问题,弹簧模型中高斯球面上运动节点的平衡位置就是最优刀轴矢量。仿真结果表明SE权因子影响加工效率,DW、DM权因子影响机床运动平稳性,DF权因子影响切削条件,选择合适的权因子可以获得材料去除率大、加工效率高以及在工件坐标系、机床坐标系和进给坐标系下光顺的刀轴矢量。     

一种适应插补离散化特性的微线段直接插补算法

由于插补的离散化特性,微线段内很难实现梯形速度控制,并存在最后一个插补点与线段终点不重合问题。提出一种新的算法,以连续微线段为研究对象,从两端向中间进行线段端点速度前瞻,然后在预定点进行速度衔接处理。速度前瞻通过正向规划和反向验证使拐点速度达到最大,从而规划出微线段端点速度。根据微线段的端点速度和长度调用基于变插补周期的线段内速度规划,完成整个速度处理。仿真结果表明:该算法能够实现离散插补过程的梯形加减速并消除了插补残余长度。     

一种参数预估-校正的NURBS曲线插补算法研究

提出了Milne-Simpson参数预估-校正的NURBS曲线插补算法.详细阐述了参数插补预估及校正机理.采用最大弓高误差、最大进给速度和最大法向加速度约束,以便实时调整插补进给步长,从而满足了NURBS曲线插补的高速和高精度要求.     

基于USB的离线插补加工模块设计与实现

针对部分嵌入式数控系统因为实时处理能力有限而限制了加工精度的问题,设计了一种离线插补加工模块.该模块采用较短的插补周期和高速高精度的插补算法在PC机上离线生成插补数据,通过USB将数据动态加载到系统中,实现高速高精度加工.最后通过实验仿真验证了该模块的可行性.     

螺纹参数测量中工件定位误差分析和补偿

利用齐次坐标变换方法从理论上研究了单针扫描式螺纹测量仪的工件定位误差模型,并考虑探针尖头的几何形状,建立了更加精准的曲线方程。以该曲线作为最小二乘拟合曲线,根据数学模型的特点和参数的取值范围,采用改进的单纯形-模拟退火(SMSA)算法,通过对标准件的测量,求解模型参数,补偿对应误差,减小了简单直线拟合的模型误差。基于该方法,在自主研发的测针式螺纹测量仪上进行了实验验证,结果表明,所述模型更符合实际情况,能够有效地减小工件定位误差。     

基于OMAP3530的高性能数控系统设计

提出一种基于OMAP3530双核微处理器的嵌入式数控系统。介绍了系统软硬件平台。系统以ARMCortex—A8为控制核心,强实时性的粗插补计算由TMS320C64x＋DSP核处理,高速并行运算的FPGA作为精插补器,CPLD管理系统I／O信号和键盘接口。嵌入式Linux操作系统实现系统资源管理,DSP运行DSP／B10S实时操作系统。重点讨论了系统软硬件构架,系统任务分配方案以及ARM与DSP之间的双核通信机制。     

求解NURBS曲面间最小距离的人工势场算法

针对Newton-Raphson(NR)法对初值要求苛刻的缺点,结合人工势场法和Verlet算法,提出一种求解NURBS曲面间最小距离的人工势场算法.该算法构建了小球势力场模型,通过分析小球受力情况,采用Verlet算法模拟小球在势力场中的运动过程,两球平衡位置即为曲面间最小距离处.将曲面边界问题用统一的算法描述,通过...