国家自然科学基金(60905048)
- 作品数：10 被引量：98H指数：6
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- 相关机构：中国科学院中国科学院大学中国科学院研究生院更多>>
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- 相关领域：自动化与计算机技术机械工程更多>>
- 一种机器人谐波减速器内嵌扭矩传感器的研制被引量：19
- 2014年
- 针对模块化可重构机器人对关节扭矩测量的需求,研制了一种内嵌于谐波减速器的扭矩传感器。基于二阶纹波模型,对谐波减速器的柔轮进行了应力应变分析。提出了一种基于矢量抵消原理的扭矩传感器设计方法,设计了一种基于三矢量抵消的扭矩传感器,使一、二阶纹波及更多阶纹波甚至所有其他高阶纹波都通过矢量叠加而抵消,且通过使用冗余应变片提高测量精度。分析了系统的输出与扭矩的关系,并进行了传感器误差分析。研制了扭矩传感器物理样机和测试平台,并进行了加载测试,结果表明,研制的扭矩传感器具有较高的灵敏度和精度,精度与波发生器的转动有相关性。
- 潘新安王洪光姜勇
- 关键词：谐波减速器扭矩传感器误差分析
- 基于距离误差的机器人运动学参数标定方法被引量：22
- 2013年
- 根据指数积公式中关节旋量坐标的理论值和实际值之间的伴随变换关系,将机器人运动学方程改写成包含有关节约束条件的等价形式.对运动学方程取微分得到末端连杆定位误差与关节旋量误差及零位位置误差间的线性化模型.利用距离精度的定义给出了指数积形式的机器人距离误差模型,避免了标定过程中坐标测量结果从测量设备坐标系向机器人基础坐标系变换带来的误差.基于最小二乘法给出了一种机器人运动学参数标定模型.采用激光跟踪仪作为测量手段完成了一种5自由度机械臂运动学参数标定实验.测试结果表明,经过参数标定在随机产生的测试点上机器人距离误差的平均值降低了近3.5倍.
- 高文斌王洪光姜勇潘新安
- 关键词：机器人
- 一种模块化机器人的标定方法研究被引量：13
- 2014年
- 对一种可重构模块化机器人系统进行定位精度标定方法研究。采用装配映射矩阵描述任意给定的模块化机械臂组成模块间的装配关系,并根据装配信息自动生成指数积形式的运动学模型。根据指数积公式中关节旋量坐标的理论值和实际值之间的伴随变换关系将运动学模型改写成包含关节约束条件的等价形式。对运动学方程取微分得到机械臂末端定位误差与关节旋量误差及零位位置误差间的线性化模型。给出了一种基于最小二乘法的运动学参数标定模型及其生成方法。通过程序生成一种5自由度模块化机械臂的标定模型并采用激光跟踪仪作为测量设备进行运动学参数标定试验。试验结果表明标定过程能够快速收敛到稳定值。测试结果表明经参数标定机器人的平均定位精度提高了近4倍。
- 高文斌王洪光姜勇潘新安
- 关键词：可重构模块化机器人
- 一种可重构模块化机器人系统的运动学研究被引量：4
- 2012年
- 介绍了一种可重构模块化机器人系统,进行了基于指数积法的模块化机器人的运动学研究。采用装配映射矩阵描述模块装配的拓扑结构信息。利用拓扑结构信息和模块坐标系间的齐次变换,获得了各个关节的旋量坐标并自动生成了基于全局指数积法的机器人运动学正解模型。通过对旋量坐标的伴随矩阵变换获得了机器人的空间雅克比矩阵,进而采用速度变换的方法得到了夹爪坐标系相对于空间坐标系的雅克比矩阵。采用Newton-Raphson迭代方法,利用雅克比矩阵的广义逆实现了运动学逆解的求解。并通过仿真实验验证了逆解求解方法的有效性。
- 高文斌王洪光潘新安
- 关键词：模块化机器人运动学
- 一种基于指数积的串联机器人标定方法被引量：23
- 2013年
- 给出了一种基于指数积公式的串联机器人运动学参数标定方法.根据关节旋量坐标的理论值和实际值之间的伴随变换关系将指数积公式改写成包含有关节约束条件的等价形式.对运动学方程取微分得到末端执行器误差与关节旋量误差及零位旋量误差间的线性化模型.给出一种基于最小二乘法的串联机器人运动学参数标定模型,并通过伴随变换的方法实现运动学参数识别过程中关节旋量坐标的更新.一种6自由度串联机器人的标定仿真实验表明参数标定过程能够快速地收敛到稳定值,标定结果能有效地补偿末端执行器的位姿误差.
- 高文斌王洪光姜勇
- 关键词：串联机器人
- 模块化可重构机器人标定方法研究被引量：9
- 2013年
- 针对模块化可重构机器人模块级参数标定问题开展相关研究。采用旋量的指数形式对关节模块、连杆模块、模块间装配方位及由关节模块和连杆模块组成的子装配体进行数学描述,分别给出基于模块和子装配体的模块化机器人运动学模型,并对关节模块、连杆模块、子装配体及机械臂进行误差分析。建立子装配体和机械臂间的误差模型,给出一种用子装配体标定的可考虑多个机械臂装配结构信息的联合标定模型及标定流程。建立模块和子装配体间的误差模型,给出一种用于模块参数标定的可考虑多个子装配体装配结构信息的联合标定模型及标定流程。结合两种联合标定模型,提出一种可用于补偿多个模块化机械臂位姿误差的模块参数的两层式迭代标定方法。仿真试验表明标定方法是稳定的,标定结果可有效地实现多个机械臂位姿精度的补偿。
- 高文斌王洪光姜勇潘新安
- 模块化可重构机器人的构形在线自主辨识被引量：9
- 2011年
- 针对模块化可重构机器人(Modular reconfigurable robot,MRR)构形复杂多变的特点,提出一种基于上层数据库和底层接口电路相结合的构形在线自主辨识方法。以所研制的MRR系统样机为研究对象,介绍关节、连杆、基座和夹爪等四类基本功能模块的结构及特殊接口电路设计;考虑多模块组合运动形式的等效性,以及同类型关节模块在输出力/力矩方面的差异,改进MRR构形空间的计算方法。利用图论中树的相关理论,在定义同类构形生成树和同序构形树枝的基础上,建立MRR构形辨识的总体研究模型,包括同类构形生成树辨识、同序构形树枝辨识和边约束条件辨识三个部分。根据模型中各部分的具体辨识对象,通过构建基本功能模块的上层数据库,并结合底层接口电路的特殊设计,实现机器人在无人参与情况下的构形在线自主辨识。以MRR系统样机为试验平台,通过多次构形辨识试验证明该方法的可行性和有效性。
- 姜勇王洪光潘新安余岑何能
- 关键词：构形
- 一种模块化可重构机器人系统的研制被引量：6
- 2013年
- 在教育和科研领域中,为使机器人兼有较好的重构能力与操作性能,研制了一种模块化可重构机器人系统MRRES.提出了一种机器人模块划分及重构的方法,构建出机器人模块库,研制出集成传动、控制及传感于一体的系列化关节模块.基于Open GL和VC++开发了具有建模、仿真和运动控制功能的应用软件MRR-SIM.给出了一个基于任务和模块库的机器人设计实例,进行了实验测试.实验结果表明,MRRES系统模块划分和设计合理,机器人在保证重构能力的同时具有较好的操作性能,可应用于教育和科研等领域.
- 潘新安王洪光姜勇李正高文斌
- 关键词：应用软件
- 一种模块化机器人的拓扑构型优化被引量：3
- 2014年
- 采用遗传算法对一种关节型模块化机器人系统面向任务的拓扑构型优化设计问题进行了研究。对任意机械臂拓扑构型组成模块的类型、参数、数量及模块间连接顺序和装配方位等信息进行了二进制编码。按照性质不同将设计要求划分为刚性要求、柔性要求及刚性+柔性要求,对不满足刚性要求的拓扑结构通过过滤器处理以提高效率,对其他拓扑结构进行构型评价并以评价结果的加权和的形式建立构型评价函数。以自由度最小为主要优化目标,结合遍历法和遗传算法给出一种拓扑构型优化设计方法。构型优化实验验证了该方法的有效性。
- 高文斌王洪光姜勇潘新安
- 关键词：模块化机器人可重构遗传算法
- 具备被动关节的巡检机器人越障性能研究被引量：5
- 2013年
- 输电线路巡检机器人的越障能力是其性能评价的一项重要指标。基于准静态分析,对比研究了大轮径机器人与被动关节的机器人的越障过程,分别计算出机器人可跨越的最大越障高度、越障瞬时功率需求等参数。分析结果显示被动关节的机器人构型与大轮径机器人构型相比,具有更好的越障性能与更合理的越障能耗需求,被动关节的设计增强了机器人越障的安全性与稳定性。通过仿真与现场实验,验证了具备被动关节机器人具有更高的越障性能,为机器人的原理方案确定与设计提供了依据。
- 宋屹峰王洪光姜勇凌烈
- 关键词：巡检机器人越障性能
