检索结果-内蒙古大学图书馆

制造业自动化 2023年第2期45卷 12-16,29页

作者：邢运隆李论沈阳建筑大学机械工程学院沈阳110168 中国科学院沈阳自动化研究所沈阳110016

结合旋量理论和指数积方法,使用伴随矩阵表征关节旋量理论值和实测值之间的对应关系,针对UR10机械臂,在运动学方程基础上建立了一种关节约束条件方程。为了得到机械臂零位位置误差及各关节旋量误差与末端执行器定位误差的模型,对运动学... 详细信息

结合旋量理论和指数积方法,使用伴随矩阵表征关节旋量理论值和实测值之间的对应关系,针对UR10机械臂,在运动学方程基础上建立了一种关节约束条件方程。为了得到机械臂零位位置误差及各关节旋量误差与末端执行器定位误差的模型,对运动学公式取微分,最终确定空间中点对点的距离误差标定模型,利用在不同坐标系下测量的空间中两点间距离恒定的特性,避免了实验时采点的数据从激光跟踪仪坐标系向机械臂基坐标系变换引起的额外误差,为避免关节的奇异性,建立了POE形式的UR10机械臂距离误差模型。采用激光跟踪仪在UR10机械臂实验平台上完成机械臂结构参数的标定实验。对随机生成的60组点进行标定实验,数据表明:全局精确度可达到毫米级别,局部精度可达到误差1毫米以下。

关键词：结构参数标定指数积距离误差模型激光跟踪仪机械臂

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基于人工蜂群算法的机器人运动学参数标定

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机械工程师 2024年第3期 44-46,51页

作者：蔡鑫宇赵铁军沈阳工业大学机械工程学院沈阳110027

为了提高机器人的绝对定位精度,针对经典的D-H模型,使用修正的MD-H模型来描述IRB 120型机器人的运动模型,避免了运动过程中出现的奇异现象。对末端位置测量采用的方法是单目视觉测量,由于传统的位置误差模型需要计算出机器人基坐标系和... 详细信息

为了提高机器人的绝对定位精度,针对经典的D-H模型,使用修正的MD-H模型来描述IRB 120型机器人的运动模型,避免了运动过程中出现的奇异现象。对末端位置测量采用的方法是单目视觉测量,由于传统的位置误差模型需要计算出机器人基坐标系和测量坐标系之间的转换矩阵,故采用距离误差模型,可消除坐标系转换所带来的误差。此外,针对最小二乘法容易陷入局部寻优、结果不稳定的问题,提出了人工蜂群算法(ABC)求解高维非线性方程组,对两种方法进行对比。结果表明,人工蜂群算法优于最小二乘法,且使机器人的距离误差精度提高了54.97%。

关键词： MD-H模型距离误差模型运动学标定人工蜂群

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多自由度非正交系统运动偏差自动修正补偿技术研究

多自由度非正交系统运动偏差自动修正补偿技术研究

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作者：唐宁敏浙江理工大学

学位级别：硕士

多自由度非正交系统(如:工业机器人、太空机械臂、柔性测量机等)以其高效灵活、高精度、高稳定性等特点在各领域(工业制造、空间站建设等)得到大量应用。工业机器人是最具典型的一种多自由度非正交系统,为提高其定位精度需要对模型参数... 详细信息

多自由度非正交系统(如:工业机器人、太空机械臂、柔性测量机等)以其高效灵活、高精度、高稳定性等特点在各领域(工业制造、空间站建设等)得到大量应用。工业机器人是最具典型的一种多自由度非正交系统,为提高其定位精度需要对模型参数进行修正。传统的工业机器人模型参数误差修正补偿方法和技术,由于测量与补偿系统间接口一般不开放,标定过程需要人工参与,耗时长、标定效率低,对于操作人员的技术能力要求较高。为此,开展工业机器人运动偏差自动修正补偿技术研究,构建开放互联闭环修正补偿系统,提高工业机器人标定的效率,实现机器人的自动和高效标定。本论文受国家重点研发计划课题“多自由度非正交系统运动轨迹的补偿技术研究(编号:2018YFF0212703)”的支持,开展了多自由度非正交系统运动偏差自动修正补偿技术研究,提出了基于改进IGG3权函数的机器人距离误差标定方法,设计搭建了多自由度非正交系统运动偏差自动修正补偿系统,实现了对工业机器人运动学偏差的自动标定。本论文开展了多自由度非正交系统运动偏差自动修正补偿技术研究,进行了工业机器人运动学的理论研究,分别建立了机器人正逆解、工作空间的模型,并利用MATLAB进行了仿真研究;建立了位置误差模型、距离误差模型,分析了冗余参数及测量位形数并提出了基于改进IGG3权函数的工业机器人距离误差标定算法;基于Visual Studio软件开发了多自由度非正交系统运动偏差自动修正补偿软件系统上位机,基于SR4C机器人控制器平台设计了工业机器人底层运动算法;分别构建了基于Leica AT960激光跟踪仪和新松机器人的自动标定系统以及基于API激光跟踪仪和新松机器人的标定系统,并开展了一系列实验。本文开展的多自由度非正交系统运动偏差自动修正补偿技术研究,主要进行的研究工作和取得的研究成果总结如下:(1)建立机器人运动学模型。根据SR4C工业机器人的尺寸结构建立了 D-H模型,利用所得到的D-H运动学参数进行了正向运动学和逆向运动学算法的研究,并利用MATLAB Simulink模块和Robot工具箱进行仿真验证。(2)方案设计及机器人误差模型、辨识算法推导。确定了工业机器人自动标定软件系统总体设计方案;根据机器入微分变换理论推导了机器人位置误差模型和距离误差模型;根据模型间的线性关系分析了 SR4C型工业机器人的冗余参数;通过雅可比矩阵的奇异值获得五种可观测性指标,分析了不同位形数对条件数和可观测性指标的影响,确定最佳观测位形数;提出了基于改进IGG3权函数的工业机器人距离误差标定算法,并进行了仿真验证。(3)自动标定补偿软件系统设计。在机器人控制器中设计了底层运动算法,推导了基于梯形速度规划的关节空间轨迹规划和笛卡尔空间直线轨迹规划算法,并利用逆解实现了笛卡尔空间坐标与关节空间坐标的转换;在Visual Studio 2013平台开发设计了工业机器人自动标定软件系统上位机,实现了激光跟踪仪、标定软件及机器人控制器之间的数据通信。(4)实验研究。构建了基于Leica AT960激光跟踪仪和新松机器人的自动标定软件系统,并基于此自动标定软件在半径100 mm的采样球面上分别进行了最小二乘法和改进IGG3权函数的工业机器人距离误差标定方法的实验;构建了基于API激光跟踪仪和新松机器人的标定系统,并分别基于最小二乘法和改进IGG3权函数的工业机器人距离误差标定方法进行了采样球面半径为100mm和300 mm的实验。实验结果表明,改进IGG3权函数的机器人距离误差标定算法在辨识实验中可以将辨识后的位置精度由最小二乘法的58.8%提高到70.2%,相比最小二乘法有更好的抗差性能;在补偿实验中,改进IGG3权函数的机器人距离误差标定算法可以将机器人末端定位精度提高32.26%,有效地提高了机器人末端精度。

关键词：工业机器人距离误差模型 IGG3权函数参数辨识及补偿

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基于视觉的工业机器人几何参数标定

基于视觉的工业机器人几何参数标定

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作者：康宏斌西南科技大学

学位级别：硕士

随着制造业的快速发展,工业机器人的应用越来越广泛,尤其在流水作业生产线中发挥重要作用。为了让机器人准确抓取生产线上的工件,需要装配视觉设备配合机器人工作,但由于加工和装配误差使机器人的实际模型参数和理论模型参数之间存在偏... 详细信息

随着制造业的快速发展,工业机器人的应用越来越广泛,尤其在流水作业生产线中发挥重要作用。为了让机器人准确抓取生产线上的工件,需要装配视觉设备配合机器人工作,但由于加工和装配误差使机器人的实际模型参数和理论模型参数之间存在偏差,因此需要标定机器人本体几何参数误差。在校准机器人模型参数后还需标定视觉设备和机器人基座之间的手眼关系,目前常用的机器人本体标定设备有激光仪和拉线仪等,但这些设备成本较高且标定流程复杂,而视觉设备具有成本低、安装简单和非接触测量等特点。因此本文选用视觉测量方法进行FD六自由度工业机器人几何参数标定。具体内容如下:首先,在机器人末端安装高精度工业相机,移动标定板采集多张图像,采用Matlab标定工具箱标定相机内参,通过张正友标定法得到相机外参后根据构建的距离误差模型验证标定的相机位置精度。其次,采用DH建模方式建立FD机器人运动学模型,通过运动学微分得到机器人的位置误差模型,采用距离误差模型构建关于机器人本体几何参数误差的方程,按照规划的轨迹控制机器人在不同位置和姿态下拍摄标定板图像并标定相机位置,之后使用最小二乘法多次辨识几何参数误差使机器人实际模型接近理论模型。再次,进行手眼标定的研究。第一步规划标定板的圆弧运动轨迹,并标定指定姿态下标定板和轨迹中心点之间的位置平移向量,第二步构建关于手眼几何参数的标定方程,第三步采用广义逆方法来求解方程组。最后,进行实验分析和总结,并提出下一步需要改进的地方。

关键词：视觉测量工业机器人标定位置误差模型距离误差模型手眼标定

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机器人测量关键技术研究

机器人测量关键技术研究

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作者：张衡兰州理工大学

学位级别：硕士

随着现代制造技术的迅猛发展,发展柔性在线测量系统已经成为全球的一个主流趋势。通用测量机器人以工业机器人作为其运动的载体,不仅极大地拓展了三维扫描测量仪的工作空间,还保留了视觉检测技术非接触、快速的特点。目前,大多数的机器... 详细信息

随着现代制造技术的迅猛发展,发展柔性在线测量系统已经成为全球的一个主流趋势。通用测量机器人以工业机器人作为其运动的载体,不仅极大地拓展了三维扫描测量仪的工作空间,还保留了视觉检测技术非接触、快速的特点。目前,大多数的机器人生产商给出的重复定位精度比较高,而绝对定位精度却很低。为了保证测量系统的绝对精度,就必须对测量系统的各个环节进行标定,其中最困难的一个环节就是对机器人本体的标定。本文应用三维激光扫描仪和基于距离误差模型的参数辨识方法识别出了6R测量机器人运动学模型的误差参数,提高了该机器人的绝对定位精度。本文首先概括总结了目前柔性测量系统的发展,结合三维激光扫描测量仪与工业机器人的特点,提出了基于MOTOAMN-UP6工业机器人的柔性在线测量系统。其次,研究了三维激光扫描仪的工作原理,完成机器人本体和三维扫描测量仪的手眼标定。第三,根据D-H法,建立了测量机器人的各杆件坐标系。根据机器人的各连杆的几何参数和关节变量,建立机器人的运动学模型(D-H模型)。第四,分析了影响机器人末端执行器绝对定位精度的误差来源,提出了修正的运动学模型(MD-H模型),采用基于距离误差模型的参数辨识方法,建立距离误差模型,对原机器人运动学模型的几何参数进行误差补偿。最后,对机器人的运动学仿真。将机器人本体结构进行简化后建模仿真,以便与机器人控制器中位姿数据对比,验证所建立的运动学模型的正确性。

关键词：工业机器人运动学模型标定距离误差模型

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基于视觉测量和距离误差的机器人几何参数标定

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中国科技信息 2008年第14期 45-47页

作者：陈文炽华南理工大学电子与信息学院 510640

在各种应用中,为提高机器人操作臂的绝对定位精度,标定是必要的步骤。所采用的运动学模型和误差测量方法是机器人标定关键的影响条件。本标定中仅以机器人常备的手眼视觉提供测量信息,在这里基于单目视觉的标定中,使用传统的方法除了要... 详细信息

在各种应用中,为提高机器人操作臂的绝对定位精度,标定是必要的步骤。所采用的运动学模型和误差测量方法是机器人标定关键的影响条件。本标定中仅以机器人常备的手眼视觉提供测量信息,在这里基于单目视觉的标定中,使用传统的方法除了要涉及测量系统坐标系与机器人基础坐标系间的变换,还要解决摄像机坐标系和机器人末端坐标系的手眼变换关系求解,引入的测量误差和计算误差将很大影响标定结果。本文采用距离误差定义的标定模型,可以直接避免坐标转换带来的误差。此外,针对传统DH参数的不足之处,本文采用修正的DH模型(MDH)作为机器人的运动学模型。最后采用以上两者结合的方法对A460机器人进行实际的参数标定及补偿。

关键词：标定视觉测量 MDH 距离误差模型

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测量机器人本体标定技术研究

测量机器人本体标定技术研究

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作者：任永杰天津大学

学位级别：博士

将工业机器人作为立体视觉传感器的运动载体,不仅具有视觉检测技术非接触、快速的特点,而且由于机器人的灵活可编程而增强了整个测量系统的柔性。在运用机器人视觉检测系统进行检测时,为了保证整个系统的测量精度,就必须对测量系统的各... 详细信息

将工业机器人作为立体视觉传感器的运动载体,不仅具有视觉检测技术非接触、快速的特点,而且由于机器人的灵活可编程而增强了整个测量系统的柔性。在运用机器人视觉检测系统进行检测时,为了保证整个系统的测量精度,就必须对测量系统的各个环节进行标定,其中最困难的一个环节就是对机器人本体的标定,也就是建立起机器人处于任意姿态时,其关节变量到末端法兰盘坐标系位姿之间的准确映射关系。论文的主要工作及创造性研究包括以下几个方面: 1.针对本实验室的机器人详细介绍了其各种坐标系统,并对该机器人的几种通讯方式进行了详细说明,编写了相应的通讯程序。 2.建立了机器人D-H运动学模型,分析了机器人的正、逆向运动学问题,并给出了运算实例。在此基础上详细分析了机器人的微分运动学,这也是机器人几何标定的理论基础。 3.提出了基于距离约束条件的机器人连杆参数求解模型即距离误差最小化约束法,详细推导了距离误差模型法的求解过程,并将距离准确度和距离误差作为衡量机器人精度的指标。 4.首次提出虚拟基坐标系机器人几何参数标定方法,不仅测量速度快,而且准确度高。 5.针对三种几何参数标定方法,构建了机器人的标定试验系统,并对机器人和跟踪仪的数据分别进行采集,建立求解方程,给出标定结果。试验表明,经过标定后机器人的距离准确度提高了将近2倍。 6.总结试验经验,提出标定过程中需要注意并改进的几个问题。

关键词：工业机器人标定运动学模型最小化约束虚拟基坐标系距离误差模型

来源：评论

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距离误差模型在机器人精度研究中的应用

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机器人 1995年第1期17卷 1-6页

作者：周学才张启先广东工学院机器人研究所中国科学院机器人学开放研究实验室北京航空航天大学

众所周知，空间任意两点在不同正交坐标系下的坐标是不同的，但其距离却是相同的．利用这个特点可以构造机器人的距离误差模型￣［６］．研究表明，距离误差模型对于研究机器人的位置精度具有事半功倍的效果．本文论证了一股机器人距离... 详细信息

众所周知，空间任意两点在不同正交坐标系下的坐标是不同的，但其距离却是相同的．利用这个特点可以构造机器人的距离误差模型￣［６］．研究表明，距离误差模型对于研究机器人的位置精度具有事半功倍的效果．本文论证了一股机器人距离精度与位置精度间的单值对应关系，并给出了机器人距离误差模型在ＰＵＭＡ５６０机器人位置误差补偿中的应用情况．

关键词：位置精度机器人距离误差模型

来源：评论

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