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《北京工业大学》 2002年
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机器人位姿误差的分析与综合

焦国太  
【摘要】:本文在刚性机器人精度分析的基础上,结合柔性机器人的研究成果,对机器人位姿误差的分析与综合作了较为系统的研究。文中充分考虑了连杆和关节柔性以及静态误差对机器人末端执行器位姿精度的影响,将刚性机器人的精度分析方法和柔性机器人的运动学和动力学研究相结合,建立了机器人的位姿误差分析模型。并依据所建模型,编制了基于Matlab 的Windows 应用程序。应用该程序可以对由任意n个连杆和旋转关节所组成的平面和空间机器人进行运动弹性静力分析和运动弹性动力分析,最终得到由机器人连杆的弹性变形所引起的机器人末端位姿误差,同时还可以计算由静态误差和关节柔性所引起的机器人末端位姿误差,并可以对多种因素所引起的机器人末端位姿误差进行综合,得到机器人的综合位姿误差。 文中首先对由静态误差引起的机器人末端位姿误差作了分析,建立了机器人的静态位姿误差分析模型,并以斯坦福机器人为例作了实例计算。计算结果表明:角度参数的误差对机器人末端位姿误差的影响比较大,因此为了提高机器人的位姿精度,在设计和安装机器人时,应尽量减小机器人角度参数的误差。 其次,应用有限元法和结构矩阵分析方法对机器人进行运动弹性静力分析和运动弹性动力分析,建立了分析由连杆柔性所引起的空间机器人末端位姿误差的通用模型,并编制了基于Matlab 的Windows 应用程序。该程序具有较强的通用性,适用于分析由机器人连杆的挠曲变形所导致的平面和空间机器人末端执行器的位姿误差。文中分别对一平面和空间机器人进行了实例计算,并和相关文献作了比较,结果表明:该误差分析模型是正确的,据此编制的Windows 应用程序的计算结果是可靠的。 然后,分析了机器人位姿误差各种因素的影响。将各种因素统一归结为机器人的结构参量误差和运动变量误差,并把关节柔性的影响计入了机器人的运动变量误差之中加以考虑。为了考虑多种因素对机
【学位授予单位】:北京工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:TP242

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前5条
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2 范柯灵;张铁;蔡蒂;;六自由度喷涂机器人位姿误差分析[J];机电产品开发与创新;2008年01期
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5 刘天湖;邹湘军;王红军;卢俊;陈燕;;采摘机器人采摘器位置误差建模与分析[J];系统仿真技术;2009年02期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
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2 郭建烨;三杆少自由度混联机床精度分析及相关问题的研究[D];东北大学;2009年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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6 李欣悦;主从异构手术机器人运动误差分析[D];天津大学;2007年
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10 郭平;多足步行机器人运动位姿误差分析[D];华中科技大学;2008年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前5条
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2 章定国;芮筱亭;;多杆空间柔性机器人递推拉格朗日动力学建模和仿真[A];第十一届全国非线性振动学术会议暨第八届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议论文集[C];2007年
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4 梁斌;徐家球;张伯鹏;;柔性装配实验系统(FAES)装配单元的设计与建造[A];1998年中国智能自动化学术会议论文集(下册)[C];1998年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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10 郭建烨;三杆少自由度混联机床精度分析及相关问题的研究[D];东北大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 户燕会;工业机器人的工作空间和误差补偿的分析与仿真[D];河南理工大学;2010年
2 何敬玉;罗茨鼓风机振动噪声分析与数值模拟研究[D];山东科技大学;2010年
3 刘爽;气动肌肉机械手臂机构设计与控制方法实现[D];浙江理工大学;2010年
4 伍英华;六自由度一体式坦克模拟器误差特性及控制[D];大连理工大学;2010年
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7 汪亮彬;液压挖掘机工作装置斗尖轨迹控制研究[D];辽宁石油化工大学;2010年
8 谢宏健;动态未知环境下移动机器人的实时路径规划[D];华东理工大学;2011年
9 蒋明民;烟箱开箱机器人的研究[D];昆明理工大学;2009年
10 郭金影;基于单片机的LED显示屏系统设计与PROTEUS仿真[D];大连交通大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李光;马修水;李娜;;三坐标测量机动态误差研究及应用现状[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2006年06期
2 张海军,左洪福,许国康,王书辉;电磁铆接工艺在机翼整体油箱上的应用[J];兵工学报;2005年06期
3 王红旗;王泰华;;基于旋量理论的移动机械手动力学建模[J];兵工学报;2010年06期
4 王可,毛志伋;基于Matlab实现最小二乘曲线拟合[J];北京广播学院学报(自然科学版);2005年02期
5 陈明哲 ,张启先;工业机器人误差分析[J];北京航空学院学报;1984年02期
6 刘文勇,王满宜,王田苗,胡磊;计算机辅助髓内钉远端锁定系统误差分析[J];北京航空航天大学学报;2004年09期
7 谭月胜;孙汉旭;贾庆轩;邵志宇;;基于旋量理论及距离误差的机械臂标定新方法[J];北京航空航天大学学报;2006年09期
8 丁希仑;周乐来;周军;;机器人的空间位姿误差分析方法[J];北京航空航天大学学报;2009年02期
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中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 朱永松;国澄明;肖志涛;;基于TMS320C6701 DSP的图像匹配相关处理算法的研究[A];第十届全国信号处理学术年会(CCSP-2001)论文集[C];2001年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 郭立群;商用车车架拓扑优化轻量化设计方法研究[D];吉林大学;2011年
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3 金振林;新型六自由度正交并联机器人设计理论与应用技术研究[D];燕山大学;2002年
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5 刘晋浩;伐根清理机器人设计理论与应用技术的研究[D];东北林业大学;2003年
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7 于淼;虚拟轴混联研抛机床多柔体动力学研究[D];吉林大学;2004年
8 洪林;并联机器人精度分析与综合研究[D];天津大学;2004年
9 李仕华;几种空间少自由度并联机器人机构分析与综合的理论研究[D];燕山大学;2004年
10 方海燕;非正交系非接触坐标测量机关键技术研究[D];西安理工大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 户燕会;工业机器人的工作空间和误差补偿的分析与仿真[D];河南理工大学;2010年
2 张云珠;工业机器人手眼标定技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
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4 刁常堃;基于旋量的SCARA工业机器人精度研究[D];浙江大学;2011年
5 王海涛;PLC网络控制系统在汽车车桥焊接生产线中的应用[D];西华大学;2011年
6 冯嘉珍;不确定因素影响下的空间柔性机械臂动力学建模及仿真研究[D];北京邮电大学;2011年
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【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孙刚;郑文刚;乔晓军;姜凯;郭瑞;杨丽;;植物组培继代培养机器人研究进展与展望[J];北方园艺;2010年15期
2 宁凤艳;贠超;;四自由度串并联机器人的位姿误差分析[J];机床与液压;2010年15期
3 魏厚忠;薛丹;焦立奇;白文峰;;基于KUKA 6自由度机器人的误差分析与仿真[J];长春工业大学学报(自然科学版);2012年03期
4 熊俊涛;邹湘军;邹海鑫;陈荫乐;卢俊;;结合机器视觉的采摘机械手的定位仿真研究[J];计算机工程与应用;2011年24期
5 罗爱华;孙英飞;欧凤琴;;点焊、弧焊机器人协同作业在汽车生产中的应用[J];制造业自动化;2011年17期
6 齐立哲;汤青;杨书评;刘颖;;基于离线编程的机器人曲轴去毛刺系统[J];制造业自动化;2012年01期
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中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 李新;刘辉;陈君;;工业机器人校准方法研究综述[A];2013年江苏省计量测试学会学术会议论文集[C];2013年
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 何锐波;基于指数积公式的串联机构运动学标定方法研究[D];华中科技大学;2010年
2 李大奇;叶片双面磨抛系统及路径规划研究[D];吉林大学;2011年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 丁雄勇;仿真机器人控制系统[D];南昌大学;2010年
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【相似文献】
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2 记者 刘湘竹;第五届市青少年 机器人竞赛昨举行[N];大连日报;2011年
3 记者 崔凌云;2011中国机器人大赛在兰开幕[N];兰州日报;2011年
4 邹冰洋;第八届全国青少年机器人竞赛精彩纷呈[N];大众科技报;2008年
5 本报记者 缪琴;成都娃包揽VEX机器人挑战赛三金[N];成都日报;2010年
6 记者 倪鸿明;第四届云南省机器人竞赛在大理举行[N];云南经济日报;2007年
7 本报记者 解悦通讯员 樊忠卫;青少年科学工作室里“玩”出学问[N];南京日报;2007年
8 记者 胡宇芬通讯员 余佳桂;第八届中国青少年机器人竞赛落幕[N];湖南日报;2008年
9 首席记者 高淑华;中国青少年机器人联赛辽宁赛区比赛我市获4金6银[N];盘锦日报;2008年
10 段哲浩;第八届中国青少年机器人竞赛落幕[N];云南科技报;2008年
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 上官望义;轮式移动机器人移动性能研究及样机设计开发[D];西安理工大学;2009年
2 熊举峰;群机器人分布控制及优化[D];中南大学;2009年
3 张镇;面向迎宾机器人组件化系统的建模与控制研究[D];上海交通大学;2011年
4 王一治;适于楼宇环境的全方位移动技术研究[D];上海大学;2010年
5 张彤;仿人机器人步行控制及路径规划方法研究[D];华南理工大学;2010年
6 敬成林;双足机器人稳定行走的仿人预测控制方法研究[D];重庆大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 徐刚;吸盘式研抛机器人的研究[D];吉林大学;2011年
2 刘瑶;220~500kV无人值班变电站履带式巡视机器人[D];华北电力大学;2012年
3 罗永超;基于模块化设计的服务机器人研究与实现[D];广东工业大学;2013年
4 王涛;基于即时通讯软件的智能服务机器人平台的设计与实现[D];华中科技大学;2010年
5 乐江波;环境温度监测机器人的设计与实现[D];西华大学;2010年
6 刘启童;大型曲面自适应研抛机器人研制[D];宁波大学;2011年
7 徐长亮;三轴亥姆霍兹线圈的物理特性及其应用的研究[D];大连理工大学;2013年
8 李晓蕾;清仓机器人机构控制技术研究[D];山东科技大学;2011年
9 何阳阳;煤矿井下探测机器人导航与控制研究[D];太原理工大学;2013年
10 杨成宏;面向智能清扫机器人的路径规划技术研究[D];南京理工大学;2012年
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