Delta机器人刚-柔混合位置误差建模与补偿分析

以Delta机器人系统为研究对象。首先,根据其机构特点,基于几何空间矢量法,建立了刚体系统误差模型。其次,根据柔性杆件弹性变形特性,基于空间有限元理论,在建立系统弹性动力学模型的基础上建立了柔体系统误差模型。然后,综合考虑两种误差模型建立了系统的刚-柔混合位置误差模型。经分析,提出了一种通过调整主动臂输入角的实际值对动平台位置误差进行补偿的方案,并利用Newton插值法阐述了寻求任意时间点处误差补偿值的算法步骤,在关节空间中对主动臂进行了基于修正梯形模式的轨迹规划。最后,利用试验算例对刚-柔混合位置误差模型与补偿方案进行了验证分析。     

Delta并联机器人运动学与动力学仿真分析

本文以Delta并联机器人为研究对象,用Matlab计算出运动轨迹,运用Pro／E软件建立其样机模型,导入到ADAMS软件中,添加约束驱动等,进行运动学和动力学仿真分析,所得结果与理论计算结果一致,为Delta并联机器人的设计、优化和运动控制提供参考依据.     

直线型Delta机器人运动学建模

通过对直线型Delta机器人机构和简化模型进行分析,建立了其运动学模型。基于动平台与固定平台之间的矢量关系,推导出该机器人的运动学方程,进一步得到位置正解、逆解的计算公式。同时针对Delta机器人运动学位置正解求解复杂的情况,提出了一种球型的几何建模方法并得出运动学正解,并通过Matlab仿真验证了推导的正确性。     

基于弹性动力学模型与遗传算法的Delta机器人模糊PID控制

为了提高Delta机器人控制的实时性与准确性,同时使控制过程简单方便、运行效率高,以Delta机器人为研究对象,基于空间有限元理论与拉格朗日方程,充分考虑主、从动臂间的运动及动力特性,建立了其弹性动力学模型。通过分析系统的结构特点,采用模糊比例—积分—微分(PID)控制器与传统PID控制器并联的形式对Delta机器人主动臂输入力矩进行控制。以动平台轨迹误差的平均值与系统前三阶固有频率平均值的倒数为目标函数,利用遗传算法优化得到模糊PID控制参数的取值范围,从而提高控制的实时性与准确性。通过ADAMS与MATLAB/simulink联合仿真和物理样机的现场实验,验证了控制策略的有效性与正确性。     

Delta并联机器人弹性振动控制

采用有限元理论建立Delta并联机器人弹性动力学模型,将弹性振动引起的位置和方向误差看作是对名义运动的摄动,得出动平台位形误差与结点位移的关系方程,作为评定机构运动精度的依据。在柔性构件上粘附阻尼层,消耗系统振动能量,抑制杆的横向振动,对杆的纵向振动采用压电作动器进行主动控制,兼顾响应与控制能量实现最优控制。实例显示,对机构综合采用以上两种振动抑制措施,可以将机构的振动水平控制在很低的水平。     

攀爬机器人动力学建模与分析

针对一种攀爬机器人越障过程中动力学特性与真空模块力系平衡问题,建立了一种基于李群李代数与旋量理论在越障运动过程中攀爬机器人动力学特性分析方法。通过指数积空间的形式推导得到了空间速度雅可比矩阵进而减少因微分求导而产生的奇点,基于李群李代数与旋量理论通过拉格朗日方程建立了物理意义明确、计算复杂度低的动力学方程,建立了真空模块的力学模型,求解得到直角面越障过程中真空模块的最佳吸附力,并应用coppeliasim仿真求解出机器人关节驱动力矩,验证了李群李代数与旋量理论建模的正确性及动力学模型的有效性,通过吸附实验验证了真空模块吸附能力。     

Delta并联机器人的动力学研究

尺度参数优化是并联机器人设计的最终目标。对研制的Delta并联机器人进行动力学分析,基于虚功原理,建立Delta并联机器人系统的动力学方程,利用奇异值分解理论,以在末端单位加速度下单轴最大输出扭矩在整个工作空间的最大值最小的动力学性能指标作为评价指标,从而获得满足设计需求的一组最优尺度参数。     

Delta并联机器人运动学与动力学仿真研究

以Delta并联机器人为研究对象,用三维设计软件Pro/E建立其样机模型,通过简化Delta并联机器人机构模型,用D-H矩阵法建立其运动学方程,得出正、逆解,给定动平台的运动轨迹进行轨迹规划,用Matlab软件计算出各支链的驱动臂张角,将样机模型和计算结果导入到ADAMS软件中,添加约束驱动等,进行运动学和动力学仿真分析,所得结果与理论计算结果一致,为Delta并联机器人的设计、优化和运动控制提供依据.     

基于凯恩方法的三自由度Delta并联机器人动力学建模

Delta并联机器人被广泛用于小物品的高速拣选和包装等.为了得到优良的性能,控制系统设计和机械结构设计时需要考虑动力学模型的影响.文中利用凯恩方程对三自由度Delta并联机器人建立了动力学反解模型.文中建立的动力学模型结构紧凑.在整个建模过程中,只是用到了动平台的位置、速度、角速度参数和主动转动副转角、角速度及角加速度...     

Delta机器人综合位置误差研究及其耦合特性分析

以Delta机器人为分析对象,研究了动平台的位置误差模型,并对误差源的耦合特性进行了分析。首先,利用从动臂的位置特性,依据几何空间矢量法,建立了Delta机器人机构误差模型;其次,以数理统计与空间矢量原理为基础,推导出Delta机器人关节间隙误差模型;然后,基于空间有限元理论,在建立系统弹性动力学模型的基础上建立了其柔性误差模型;综合考虑这3种误差源,建立了Delta机器人综合位置误差模型;最后,利用Adams与Workbench联合仿真、Matlab数值计算和FARO激光跟踪仪的现场试验验证了位置误差模型的正确性,并对误差源的耦合特性进行了分析,阐述了方向位置误差与坐标轴方位之间的关系。结果表明,影响Delta机器人动平台位置误差的各个误差源间并不是简单的叠加,而是具有明显的耦合特性,并且动平台方向位置误差会随着坐标轴方位的变化而变化。     

非惯性系下弹性欠驱动机器人动力学建模及应用

以旋量为基本运算单元,建立了非惯性系下弹性欠驱动机器人的动力学模型。首先以两个旋量的李括弧运算为基础,得到了惯性系下机器人的加速度映射关系。利用多刚体系统的速度、加速度旋量在不同坐标系之间的变换,推导出非惯性系下机器人在惯性系中的加速度映射关系。然后利用刚体的牛顿-欧拉公式,建立了非惯性系下机器人的动力学模型。推导的过程中始终以运动旋量、力旋量为基本的运算单元,简化了动力学建模过程。最后,以空中加油系统这种典型的非惯性系下的弹性欠驱动的应用为例,建立了其在非惯性系下的动力学模型,并用动力学仿真软件进行了验证,验证了理论分析的正确性和可行性。     

3-RRRU并联机器人运动学建模与误差分析

针对3-RRRU并联机器人控制精度问题,基于空间矢量法建立运动学正解模型以及误差模型,详细分析了机器人各结构误差源对控制精度的影响。仿真结果表明:驱动角度误差分布在0.001°～0.01°时,第一支链的驱动角误差对被控终端的精度影响最大为84.2um;连杆加工误差在0.01mm～0.1mm变化时,靠近动平台的被动杆为0.1mm时对被控终端精度影响最大,其最大误差值为137.2um;静、动平台的外接圆半径加工误差为0.1mm时,机器人终端最大误差为568.4um。因此,对于线性连杆加工误差和角度误差源,连杆加工误差对多支链、多连杆机器人精度的影响高于角度误差,且静、动平台的加工误差对机器人的终端控制精度影响最大,为后续机器人结构的最优化设计提供了理论依据。     

基于拉格朗日乘子法的Delta并联机器人简化刚体动力学建模方法

针对广泛应用于高速抓放操作的Delta并联机器人,提出了一种基于拉格朗日乘子法的刚体动力学建模方法,并利用约束方程的全微分求解出了动力学模型的显示表达式。建立了机器人的逆运动学以及刚体动力学模型,考虑机器人从动臂臂杆为轻质碳纤维杆,两端为较重的金属附件的特点,建立了简化刚体动力学模型。并针对机器人常用的高速抓放轨迹进行仿真,将简化前后的2种动力学模型与ADAMS仿真结果进行对比。     

施密特平行轴联轴器弹性动力学建模与分析

采用KED法建立了过约束机构施密特平行轴联轴器的弹性动力学模型,论证了机构弹性动力学模型可以简化为机构运动弹性静力分析模型进行变形和受力分析,同时可以直接计算其固有频率,该计算过程通过在有限元分析软件ANSYS中建立相应模型进行静力结构分析和模态分析得以实现。为进一步的机构分析奠定了基础,为设计和安装提供了理论指导。基于有限元方法进行的运动弹性静力分析,为过约束系统静力分析提供了一种新方法。     

Delta并联机器人运动学分析

运用空间几何学和矢量代数的方法建立了三自由度Delta型并联机器人机构的简化模型,求解得到并联机器人位置逆解方程,给出了正解的数值解法,结合算例验证了计算公式的正确性;设计了位置逆解的人机界面,通过数值计算,得到了并联机器人的工作空间。     

Delta并联机器人设计分析与实现

为了完成物料的高速捡取作业,设计一种Delta并联机器人,该机器人可按照给定的运动规律在规定的运动轨迹上快速的工作。基于虚功原理,建立其系统的动力学方程,结合实例进行力学分析和数值仿真。结果表明,Delta机器人机构设计合理,数学模型正确,为物理样机的设计制造提供了理论依据。     

六轴喷涂机器人动力学建模与仿真分析

要对机器人实施精确控制,首先必须对机器人进行动力学研究,建立机器人的动力学模型.以某公司提供的某型六轴喷涂机器人为研究对象,基于多自由系统动力学理论基础,建立机器人的动力学模型并进行了大量的理论计算.然后采用ADAMS建立虚拟样机进行仿真,通过仿真分析获取了一系列的重要结果,为优化机器人结构提供有价值的数据信息.