基于BP神经网络的并联机构误差分析

以3-UPS/S并联机器人机构为研究对象,构建一种基于虚拟实验与BP神经网络的并联机构输出误差预测模型,能够快速预测并联机器人机构的输出误差。充分考虑并联机构铰链安装误差与铰链轴线误差,建立包含上述输入误差的虚拟样机模型,通过虚拟实验仿真求解该机构输出误差;假定机构零部件在大批量生产情况下误差服从正态分布,构造多组服从正态分布的输入误差样本,进而建立该机构的BP神经网络预测模型。研究结果表明:该BP神经网络模型可以准确、快速地对机构位姿输出误差进行预测,为并联机器人机构的误差分析与精度综合提供了新的依据。     

3TPT并联机构的误差补偿方法

以三平移并联机器人为研究对象,建立3TPT机构参数、机构误差以及动平台位姿误差的关系方程;在求解位姿误差正解模型的基础上,对其精度补偿进行了较系统的研究,从理论上推出一种机构位姿精度补偿的方法.该方法通过对机器人支链驱动杆补偿量的控制,来提高输出位姿精度.通过典型实例校核证实了该方法的有效性.研究结果为机器人的实际精度补偿与精度控制提供了新的理论,对于优化3TPT并联机器人的机构设计有重要意义.     

并联焊头机构的误差分析

影响焊头运动精度和定位精度的因素很多,如驱动器行程误差、运动副间隙和机构杆件热变形等。应用直接微分法,建立并联焊头机构的位置误差模型。根据建立的模型,确定前进和后退时焊头的最大位置误差。结果表明对焊头进行误差补偿是十分必要的。     

一种并联机器人机构的精度分析与机构参数选取

介绍了一种能实现空间一维移动和两维大转角摆动的少自由度并联机器人机构模型--空间3-PUU并联机构模型.从对该机构运动支链的分析入手,建立了机构的闭环矢量模型,借助微分分析法,建立了位姿误差的数学模型,得出包含全部结构参数误差在内的误差正解模型.对于给定的各结构参数误差,应用此模型求解出并联机构输出位姿误差,分析了机构位姿变化对位姿输出误差的影响.利用精度模型对机构参数进行了优化分析,讨论了机构参数的合理选取问题,通过仿真给出了在RL、L一定的情况下r的参数选取曲线,探讨了结构参数选取的合理性.     

并联运动机床的误差分析

文章介绍了并联运动机床的误差来源及其解决方法.     

冗余电机驱动的正交并联模拟台误差分析

介绍了一种用于运动模拟的冗余电机驱动的正交并联机构,并对机构可能的几何误差源进行了全面分析.为了避免误差建模时大量的偏导计算,根据机构支链的正交布置特征并结合运动学影响系数的原理建立了较为完备的误差模型.模型包含了结构参数误差、驱动误差及铰链制造误差在内的144个误差参数.另外,提出了一种确定被动关节转角唯一解的方法.最后,考察了模拟台样机所有误差参数对末端精度的影响,确定了84个对末端精度影响大的误差参数.     

随动式并联机翼调姿机构误差建模与分析

为了改善现有机翼调姿系统精度,研究了一种机翼部件多Pogo柱并联调姿机构的误差建模问题。利用空间矢量链建立机翼部件调姿位移逆解方程,通过微分摄动法建立其末端调姿误差与机构几何误差源之间的传递矩阵,得到了包含63项几何误差源的映射模型。在此基础上,对影响末端位姿误差的几何误差源进行灵敏度分析。结果表明：调姿机构直线导轨沿各向角度和导轨间垂直度误差灵敏度较大。     

考虑并联机构结构参数误差的控制模型研究

文章以一三平动自由度并联机构为研究对象，有效解决了因理论模型控制实际机构引起的空间层面不对称的问题，进而提高了系统的控制精度。首先建立了坐标系和分析误差源，在此基础上借助空间矢量链分析方法，推导了含误差参数机构控制的正、逆解模型，有效地解决了因立柱导轨垂直度误差引起的机构误差问题。仿真结果验证了模型的正确性，研究成果已应用此类机构的开发中。     

基于3 DOF并联机器人的误差分析

目前使用比较广泛的公差分析方法是通过装配尺寸链得到公差设计函数,但该方法不能有效适用于结构复杂且精度要求极高的机器人制造业。基于仅考虑主动关节误差的情况下,通过误差数学模型的建立,对定向误差以及位置误差进行分析,进而得到三自由度并联机器人的结构的详细分析结果,并提供了基于数值分析方法在给定标称配置下计算机器人定向误差和位置误差的有效方法。     

五自由度并联机床的误差分析

基于三杆五自由度并联机床机械结构,建立了误差分析数学模型。通过对并联机床静态误差分析,得到固定平台铰链点位置误差、伸缩杆长度误差对活动平台中心点位置误差影响的显式表达式,以及活动平台的姿态误差对活动平台中心点位置误差影响的显式表达式,为并联机床实时误差补偿提供了理论基础。     

基于正交实验法的柔性平行四杆机构类型与尺寸综合分析

柔性平行四杆机构被广泛应用于精密传动机构中,为了深入研究具有最优机构综合的柔性平行四杆机构,首先利用Solid Works对基于直梁型、正圆型和椭圆型3种柔顺铰链设计的柔性平行四杆机构进行建模,后利用ANSYS Workbench对3种柔性平行四杆机构进行了相关的比较分析,得出在同种变形情况下利用正圆型柔顺铰链设计的四杆机构具有最小的最大应力值。然后利用正交实验设计方法设计了一个三因素三水平的正交实验表,通过分析得出同种变形条件下基于正圆型柔顺铰链设计的平行四杆机构尺寸三因素的最佳组合设计,同时采用追加试验的方法验证了正交试验的可行性。接着利用SAS软件对正交试验表中的相关数据进行了多元线性回归分析,由此建立了最大应力值与三因素之间的数学模型,并利用该数学模型验算了最大应力值。最后,将ANSYS Workbench分析得到的最大应力值与SAS软件拟合模型通过计算得到的相关数值进行了误差分析,并通过计算得知两者间的平均误差不超过0.88%,从而验证了该模型具有较高的可靠性。采用的正交试验分析方法及SAS软件分析的思路对柔顺机构的设计及分析提供了一定的参考。     

三平移并联机构的精度分析及结构参数对其影响分析

以三平移并联机构为对象,通过运动学分析,得出该机构的速度雅可比矩阵。从理想状态的角度建立误差模型,并通过数值计算的方式,分析各种因素对机构精度的影响。通过分析绘制的相关曲线图,评定了机构参数的影响范围,并优化了部分参数,对并联机构的结构设计有一定的指导意义。     

辽宁工业大学机械工程与自动化学院

为提高3 SPR对称机构末端执行器的定位精度,对该并联机构进行了误差分析。运用矩阵全微分理论建立了该机构的位姿误差模型,得到了并联机构的输入误差和输出误差的关系;建立了该机构的灵敏度误差模型,绘制了各项输入误差源对定位精度的影响程度。结果表明：机构在设计、加工和装配过程中驱动杆长的误差与静平台的Z向误差需要严格控制,可提高机构的定位精度;同时依据3σ原则可以算出期望由某项误差源引起工作空间体积误差的标准差范围内的各项公差,对该并联机构的制造和安装具有一定的指导意义。     

一种轻型仿人机械臂关节并联机构设计

基于人体上肢手臂结构特点与运动特性,提出一种轻型仿人绳驱动协作机械臂结构,完成了3-RRRR-（UPU）腕关节并联机构设计;弓形连杆铰链中心连线两两对角相交,交点随动平台相对静平台作球面纯滚动,形成椭圆运动轨迹。构建虚拟圆逼近椭圆误差模型,采集不同尺寸下并联机构运动误差数据进行插值优化处理,得出插值优化模型;在动、静平台分别建立动、静坐标系,构建并联机构运动学简图,完成正运动学分析。通过正运动学分析结果推演出绳索长度与并联机构末端动平台位姿关系,并通过逆运动学分析验证机构正运动学分析。     

基于全微分模型的打磨机械臂静态误差分析

针对打磨机械臂系统的精度设计问题的解决,基于DH模型建立了机械臂的运动学参数模型,并基于全微分法建立了运动学参数误差与末端误差的数学关系。对机械臂可能出现的误差源进行分析,归纳误差源的类型,代入误差模型分别进行仿真,并对结构误差与传动误差对机械臂末端位置的影响进行比较。结果表明:传动误差对X、Y向的位置影响较大,而结构误差对Z轴的影响较大,这些信息可用于对实际机械臂参数误差的回归分析,为在机械臂设计及制造阶段、机械臂的制造及装配误差预计及优化提供数据参考。     

基于误差预测的机床精度分析与设计

数字化精度分析是当前确保机床设计精度的重要手段。精度建模与精度分析等重要手段主要针对机床几何精度、运动精度及工件表面成形运动精度。对于复杂成形运动机床,目前精度设计标准与工件加工精度之间尚无准确对应关系。为此,提出了基于误差预测的机床精度设计方案,该方案分为两阶段数字化精度分析。第一阶段通过技术系统实现工件到工艺系统各部件精度分配与检测,在规定的精度下达到机床输出精度。第二阶段通过机床系统完成机床输出到机床各组成部件精度分配与检查。文中以YK3610滚齿机为例,详细分析了两系统误差模型及应用方法,并通过试验验证机床的实际切割精度可达5-4-4等级,因此该方法为复杂成形运动机床精度的设计提供了依据。