收藏本站
《天津大学》 2009年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

面向测量的多关节运动机构误差模型及标定技术研究

王一  
【摘要】: 随着汽车制造业的不断发展,基于多关节运动平台的通用工业机器人柔性在线视觉检测技术对车身总成、分总成的质量监测和控制发挥着重大作用。为了保证检测系统的测量精度,必须对系统的各个环节进行标定,其中包含两个最为关键的环节:机器人本体标定,通过对机器人模型参数的准确识别,建立起机器人处于任意姿态时关节变量到末端法兰盘坐标系位姿之间的准确映射关系;现场标定,在复杂的工业现场条件下将各个坐标系统一到全局坐标系下,减小坐标传递过程中的精度损失。论文完成的主要工作有: 1将具有视觉功能的工业机器人在柔性制造业中的应用领域进行了概括总结,列举了柔性在线视觉检测系统在国内外的应用现状,并对系统中的关键技术进行了详细的阐述。 2对机器人的正运动学模型进行了分析比较。鉴于DH模型存在不足之处,选择MDH模型作为机器人的正运动学模型,在此基础之上推导机器人的定位误差模型和补偿模型。 3建立了基于相对位置精度的机器人定位误差补偿模型。利用空间两点的相对位置误差作为修正模型参数的依据,由于表示相对位置的向量包含了3个不同方向的偏差信息,使得标定过程得以简化,更适合在复杂现场条件下采用。 4对含有平行四边形机构的机器人进行了结构分析。通过四杆机构的另外一条传递路径确定关节坐标系的变换关系,将该机构的传递误差考虑到机器人的定位误差模型之中,并与不考虑四杆机构的补偿模型进行了比较。 5分析了机械臂柔度误差的产生规律。对悬臂梁受应力的变形情况作了理论分析,在外加负载实验基础上建立了机器人柔性关节模型,进一步建立了外加负载柔度误差补偿模型和机械臂自重柔度误差补偿模型。 6对机器人运动过程中产生的温度误差进行了有效的补偿。利用多元线性回归方法确定出众多连杆参数中受温度变化影响最为显著的参数,即这些参数对温度误差的产生具有最大贡献,从而建立温度误差补偿模型。 7进行了白车身柔性在线视觉检测系统的现场标定并对系统的测量数据进行了精度分析。比较了基于测量姿态和基于机器人正运动学模型的两种全局标定方法,利用基于奇异值分解的坐标配准方法动态地建立车身坐标系,使用碳化硅球体作为测量基准对机器人温度误差进行在线动态补偿。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TP242

手机知网App
【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 刘娜;煤矿焊接机器人刚柔耦合动力学与动态特性研究[D];中国矿业大学(北京);2018年
2 尹仕斌;工业机器人定位误差分级补偿与精度维护方法研究[D];天津大学;2015年
3 周炜;飞机自动化装配工业机器人精度补偿方法与实验研究[D];南京航空航天大学;2012年
4 吴翔;面向再制造的机器人三维视觉检测系统研究[D];大连海事大学;2011年
5 郭磊;移动视觉精密测量关键技术研究[D];天津大学;2011年
6 吴德烽;计算智能在三维表面扫描机器人系统中的应用研究[D];大连海事大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 许超;工业机器人的误差实验系统开发[D];燕山大学;2018年
2 李松洋;工业机器人定位精度补偿技术的研究与实现[D];江南大学;2017年
3 李瑞亮;面向汽车座椅整座滑轨的检测技术研究[D];华中科技大学;2017年
4 柳辉;平面关节型机器人设计、分析与标定技术研究[D];扬州大学;2017年
5 罗润馨;工业机器人末端精确定位技术[D];南京航空航天大学;2017年
6 薛志奇;基于线误差的机器人自身参数标定研究[D];天津工业大学;2017年
7 金爽;基于多传感信息融合的机器人校准方法研究[D];华北理工大学;2017年
8 杨祎;基于以太网通信的测量机器人轨迹控制研究[D];华北理工大学;2017年
9 王高;基于一种立体靶标的三维尺寸测量方法研究[D];湖北工业大学;2016年
10 洪伟松;基于拉线编码器的工业机器人标定与测量系统研究[D];南京航空航天大学;2016年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王一;任永杰;邾继贵;叶声华;;测量机器人在线动态温度误差补偿技术[J];光电子.激光;2009年04期
2 任永杰;邾继贵;杨学友;叶声华;;机器人柔性视觉检测系统现场标定技术[J];机器人;2009年01期
3 任永杰;邾继贵;杨学友;叶声华;;基于距离精度的测量机器人标定模型及算法[J];计量学报;2008年03期
4 张福民;曲兴华;叶声华;;大尺寸测量中多传感器的融合[J];光学精密工程;2008年07期
5 刘苏宜;王国荣;石永华;;激光视觉机器人焊接中摄像机和手眼的同时标定[J];华南理工大学学报(自然科学版);2008年02期
6 任永杰;邾继贵;杨学友;叶声华;;利用激光跟踪仪对机器人进行标定的方法[J];机械工程学报;2007年09期
7 李定坤;叶声华;任永杰;王一;;机器人定位精度标定技术的研究[J];计量学报;2007年03期
8 高群;宗志坚;熊会元;;机器人结构参数辨识的两步法及其仿真[J];系统仿真学报;2007年10期
9 刘宇;梁斌;强文义;李成;;基于运动学标定的空间机器人位姿精度的研究[J];机械设计;2007年04期
10 王胜华;都东;张文增;陈强;邵家鑫;;机器人定点变位姿手-眼标定方法[J];清华大学学报(自然科学版);2007年02期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 任永杰;测量机器人本体标定技术研究[D];天津大学;2007年
2 薛婷;三维视觉检测仪器化关键技术研究[D];天津大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 李定坤;基于距离误差模型的机器人绝对精度标定研究[D];天津大学;2007年
2 王一;测量机器人模型误差及标定方法的研究[D];天津大学;2006年
3 郑俊;基于立体视觉的通用测量机器人标定模式研究[D];天津大学;2005年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王梅宝;李东升;胡佳成;杨洋;朱跃;张成林;;低温液位传感器校准装置几何误差辨识方法的研究[J];计量学报;2016年03期
2 岳建锋;杜博宇;王天琪;李亮玉;;基于激光单目视觉系统的焊缝提取[J];天津工业大学学报;2015年06期
3 周祥;杜姗姗;;工业机器人零位标定点约束分布研究[J];计算机工程;2015年12期
4 田应仲;聂杰聪;张雯君;李龙;;包含复合机构的6R机器人误差补偿算法与实验研究[J];机械制造;2015年11期
5 齐飞;平雪良;刘洁;蒋毅;;关于工业机器人标定方法的研究[J];机床与液压;2015年21期
6 张晓龙;尹仕斌;任永杰;郭寅;杨凌辉;王一;;基于全局空间控制的高精度柔性视觉测量系统研究[J];红外与激光工程;2015年09期
7 齐飞;平雪良;刘洁;蒋毅;;工业机器人参数辨识及误差补偿方法研究[J];机械传动;2015年09期
8 杜亮;张铁;戴孝亮;;激光跟踪仪测量距离误差的机器人运动学参数补偿[J];红外与激光工程;2015年08期
9 王达;娄小平;董明利;孙鹏;;自由度冗余蛇形臂机器人手眼标定研究[J];计算机测量与控制;2015年08期
10 王德元;唐文彦;张晓琳;马强;王军;;基于标准器的大尺寸测量系统坐标统一化方法[J];仪器仪表学报;2015年08期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 曾远帆;基于空间相似性的工业机器人定位精度补偿技术研究[D];南京航空航天大学;2017年
2 杨守瑞;大型构件复杂曲面自动化测量方法与技术[D];天津大学;2017年
3 杜亮;六自由度工业机器人定位误差参数辨识及补偿方法的研究[D];华南理工大学;2016年
4 刘柏灵;基于在线位姿测控系统的工业机器人定位精度优化[D];天津大学;2016年
5 刘邈;高精度光学三维标示关键技术及应用研究[D];天津大学;2016年
6 占栋;线结构光视觉测量关键技术及在轨道交通巡检中应用[D];西南交通大学;2016年
7 尹仕斌;工业机器人定位误差分级补偿与精度维护方法研究[D];天津大学;2015年
8 李睿;机器人柔性制造系统的在线测量与控制补偿技术[D];天津大学;2014年
9 张瑞秋;面向SMT的锥束CT图像重构关键理论与BGA焊点检测算法[D];华南理工大学;2014年
10 林嘉睿;大型复杂物体组合测量方法研究[D];天津大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王晨学;基于视觉辅助定位的机器人自标定技术研究[D];江南大学;2018年
2 裴永超;高速轻载直驱式四自由度平面关节机器人的研究[D];苏州大学;2018年
3 许超;工业机器人的误差实验系统开发[D];燕山大学;2018年
4 李祥云;工业机器人运动学参数标定关键技术研究[D];战略支援部队信息工程大学;2018年
5 汤怀艳;基于测量位形的工业机器人运动学标定研究[D];华南理工大学;2018年
6 方骏;基于关节型测量机引导的机器人示教方法研究[D];安徽工程大学;2017年
7 陈雨杰;大尺寸复材舱段机器人辅助装配关键技术研究[D];东华大学;2017年
8 徐龙;面向喷涂作业的多机器人在线智能编程系统研究[D];东南大学;2017年
9 彭光宇;关节型工业机器人定位精度分析及误差补偿研究[D];西安建筑科技大学;2017年
10 朱清杰;工业机器人运动学标定及直接示教技术研究[D];安徽工业大学;2017年
【同被引文献】
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 郭小炜;刚柔耦合系统的动力学建模与响应分析[D];重庆大学;2016年
2 杨永泰;空间柔性机械臂动力学建模、轨迹规划与振动抑制研究[D];北京理工大学;2014年
3 潘冬;空间柔性机械臂动力学建模分析及在轨抓捕控制[D];哈尔滨工业大学;2014年
4 王相兵;工程机械臂系统结构动力学及特性研究[D];浙江大学;2014年
5 王琨;提高串联机械臂运动精度的关键技术研究[D];中国科学技术大学;2013年
6 周炜;飞机自动化装配工业机器人精度补偿方法与实验研究[D];南京航空航天大学;2012年
7 黎田;柔性关节机械臂及其运动学标定和振动抑制的研究[D];哈尔滨工业大学;2012年
8 傅阳光;粒子群优化算法的改进及其在航迹规划中的应用研究[D];华中科技大学;2011年
9 田野;粒子群优化算法及其应用研究[D];吉林大学;2010年
10 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
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘洁;基于VXtrack动态跟踪的机器人测量系统研发[D];江南大学;2016年
2 吴显;基于多传感器信息融合的移动机器人定位方法研究[D];北京交通大学;2016年
3 罗彬;基于多传感器信息融合的移动机器人控制[D];东华大学;2016年
4 赵军;整体叶轮逆向工程中数据处理方法与应用[D];西京学院;2015年
5 王鲁平;串联机器人多误差因素影响下定位精度分析及其误差补偿[D];合肥工业大学;2015年
6 王文龙;六自由度串联机器人标定方法研究与仿真[D];石家庄铁道大学;2015年
7 解春香;异类多传感器数据融合技术的研究[D];沈阳理工大学;2015年
8 陈奕君;基于多传感器信息融合的机器人避障研究[D];东北石油大学;2014年
9 许凡;视觉引导的抓取机器人控制技术的研究与开发[D];江南大学;2014年
10 赵敏;基于LabVIEW的运动控制系统的软件设计[D];中北大学;2014年
【二级引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 卢伟;基于共享经济的工业机器人融资租赁模式研究[D];中国科学技术大学;2018年
2 布音;工业机器人精密制孔系统刚度特性研究[D];南京航空航天大学;2017年
3 曾远帆;基于空间相似性的工业机器人定位精度补偿技术研究[D];南京航空航天大学;2017年
4 丁卫;基于知识引导的工业机器人泛化性视觉系统研究与实现[D];江苏大学;2017年
5 杨守瑞;大型构件复杂曲面自动化测量方法与技术[D];天津大学;2017年
6 刘海庆;正交柱面成像式动态坐标测量方法研究[D];天津大学;2016年
7 刘邈;高精度光学三维标示关键技术及应用研究[D];天津大学;2016年
8 赵子越;基于wMPS空间测量场的动态测量定位方法与技术研究[D];天津大学;2016年
9 尹仕斌;工业机器人定位误差分级补偿与精度维护方法研究[D];天津大学;2015年
10 隆昌宇;移动视觉测量系统性能优化方法研究[D];天津大学;2015年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 张强;基于双目视觉的三维测量及可视化技术研究[D];长春工业大学;2018年
2 裴永超;高速轻载直驱式四自由度平面关节机器人的研究[D];苏州大学;2018年
3 朱煜;基于拉线编码器的测量系统与机器人标定算法研究与应用[D];南京航空航天大学;2018年
4 田聚峰;考虑关节刚度的模块化协作机器人标定方法[D];天津大学;2018年
5 张永波;基于机器视觉的产品零件尺寸检测技术研究[D];燕山大学;2017年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张强;郭宝龙;;应用第二代Curvelet变换的遥感图像融合[J];光学精密工程;2007年07期
2 高印寒;周晓华;梁杰;常鑫;;数据融合技术在声全息测量中的应用[J];光学精密工程;2007年07期
3 叶声华;王一;任永杰;李定坤;;基于激光跟踪仪的机器人运动学参数标定方法[J];天津大学学报;2007年02期
4 李晓光;王兆楠;王智;金光;张立平;丁原;;一种目标位置解算方法[J];光学精密工程;2006年06期
5 尤红建;张世强;;组合CCD图像和稀疏激光测距数据的建筑物三维信息提取[J];光学精密工程;2006年02期
6 张建忠;机器人连杆参数的视觉标定[J];制造业自动化;2004年11期
7 迟关心,狄士春,武宪义,赵万生;平行关节机器人坐标系统的校正[J];制造技术与机床;2004年06期
8 毛剑飞,陈利红,刘晓峰,诸静;机器人视觉系统的自标定新算法[J];浙江大学学报(工学版);2003年03期
9 张国雄,李杏华,林永兵;多路法激光跟踪干涉测量系统的研究[J];天津大学学报;2003年01期
10 刘振宇,陈英林,曲道奎,徐方;机器人标定技术研究[J];机器人;2002年05期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 王东署;工业机器人标定技术研究[D];东北大学;2006年
2 林慎旺;三坐标测量机精度检测评定及虚拟坐标系统研究[D];合肥工业大学;2004年
3 吴斌;大型物体三维形貌数字化测量关键技术研究[D];天津大学;2003年
4 段发阶;计算机视觉检测基础理论及应用技术研究[D];天津大学;1994年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 郑俊;基于立体视觉的通用测量机器人标定模式研究[D];天津大学;2005年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 禹洋;;关节运动幅度与运动损伤的关系模型仿真[J];计算机仿真;2014年07期
2 邱纪方;关节运动学技术[J];现代康复;2000年02期
3 尹立;力量轨迹和关节运动轨迹测定系统的灵敏度和可靠性[J];国外医学(物理医学与康复学分册);1989年03期
4 周永生;孙天宝;;踝关节运动训练对中老年腓肠肌痉挛诱发试验的影响[J];中国老年学杂志;2011年07期
5 郭羽;刍议关节运动幅度影响因素[J];益阳师专学报;2001年06期
6 ;广东省男女篮球队运动员主要关节运动幅度的研究[J];广州体育学院学报;1985年01期
7 高润;任彦景;钱竞光;;急性脑梗死偏瘫患者踝关节运动功能障碍的fMRI研究[J];南京体育学院学报(自然科学版);2010年04期
8 曹兴明;关节运动原动肌分析技巧初探[J];哲里木畜牧学院学报;1997年01期
9 熊东萍;踝关节运动扭伤的诊治[J];宜春医专学报;2000年04期
10 覃毅;;音乐家关节运动过强的利弊[J];国外医学情报;1994年08期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 孙宇亮;于佳彬;杨晨;刘宇;;慢跑人体下肢多关节运动控制策略的研究[A];第十七届全国运动生物力学学术交流大会论文摘要汇编[C];2014年
2 刘宇;;走跑时下肢多关节运动控制策略[A];第十七届全国运动生物力学学术交流大会论文摘要汇编[C];2014年
3 胡霓嘉;周兴龙;;鞋前翘对落地缓冲阶段踝关节运动特征的影响[A];第十八届全国运动生物力学学术交流大会(CABS 2016)论文集[C];2016年
4 崔剑锋;徐翔;;定位误差评估方法概述[A];第十五届船舶水下噪声学术讨论会论文集[C];2015年
5 Stefano Marcandcllt;;PROKIN-B SYSTEM PROKIN-B系统[A];中国康复医学会脑血管病专业委员会换届暨第十五次全国脑血管病康复学术年会、湖南省康复医学会神经康复专业委员会2012学术年会论文集[C];2012年
6 宋丽薇;杨志怀;张晓雅;左文龙;马林;;一种高精度光纤陀螺温度误差分段补偿方法研究[A];2016年光学陀螺及系统技术发展与应用研讨会论文集[C];2016年
7 刘宇;;下肢多关节运动控制策略的生物力学探究(英文)[A];中国力学大会-2015论文摘要集[C];2015年
8 王姗姗;赵琳;朱秋东;曹根瑞;李林;;分块镜定位误差的允差分析[A];中国光学学会2006年学术大会论文摘要集[C];2006年
9 袁大伟;;工作台周期性定位误差对加工精度的影响[A];第五届全国电加工学术年会论文集(线切割加工篇)[C];1986年
10 孙宇亮;刘宇;于佳彬;杨晨;王东海;殷可意;;慢跑人体下肢多关节运动控制策略的研究[A];2015第十届全国体育科学大会论文摘要汇编(二)[C];2015年
中国重要报纸全文数据库 前5条
1 林小春;“私人定制”脚踝外骨骼“推”你前行[N];中国妇女报;2017年
2 记者 林小春;定制外骨骼助人省力行走[N];健康报;2017年
3 记者 李丹丹;这个技术厉害了 个人用户定位误差小于1米[N];昆明日报;2018年
4 上海 副主任医师 袁秉煃;骨质增生患者宜多行关节运动[N];家庭医生报;2004年
5 记者 王小龙;手机定位误差将只有硬币大小[N];科技日报;2015年
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 王一;面向测量的多关节运动机构误差模型及标定技术研究[D];天津大学;2009年
2 孙宇亮;走、跑过程中人体下肢多关节运动控制策略的研究[D];上海体育学院;2014年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王愚;织物化的关节运动角度传感技术研究[D];东南大学;2018年
2 杲颖;基于速度箝制的数控机床定位误差补偿算法的研究与实现[D];中国科学院大学(中国科学院沈阳计算技术研究所);2018年
3 黄俊华;面向任意接触定位方案的定位误差分析算法[D];南昌航空大学;2017年
4 黄华平;基于有向尺寸路径的定位误差计算方法[D];南昌航空大学;2014年
5 张强;三维定位误差计算模型自动生成软件研制[D];杭州电子科技大学;2013年
6 施成功;面向地籍测量的惯性定位误差抑制技术研究[D];东南大学;2016年
7 周朝生;改良强制性运动疗法对脑卒中患者踝关节运动控制障碍的影响[D];上海体育学院;2014年
8 王坤;人体多关节运动信息的实时获取[D];武汉理工大学;2013年
9 宁龙;基于ADAMS机构仿真的夹具平面定位误差概率分析方法研究[D];杭州电子科技大学;2012年
10 马金凤;城市环境中短多径自适应抑制方法的研究[D];东南大学;2017年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026