本文關(guān)鍵詞：6R工業(yè)機(jī)器人終端時空誤差耦合分析與優(yōu)化研究

  更多相關(guān)文章： 機(jī)器人 蒙特卡洛法 誤差耦合 可拓層次分析法 時變螢火蟲算法

【摘要】：工業(yè)機(jī)器人終端的位置精度是評價其性能優(yōu)劣的重要參數(shù)。在多誤差因素耦合作用下,使得機(jī)器人終端很難保持較高的位置精度。因此開展機(jī)器人終端的位置誤差耦合分析,探討各種誤差源相互耦合作用下,對工業(yè)機(jī)器人終端位置精度的影響規(guī)律。根據(jù)影響規(guī)律針對性去優(yōu)化機(jī)器人終端位置誤差,對提高我國國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人的定位精度具有指導(dǎo)作用。本課題來源于國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(項(xiàng)目編號:51375519)。本文研究內(nèi)容如下:1、工業(yè)機(jī)器人終端耦合誤差具有時間尺度上誤差因素與空間尺度誤差因素相互耦合特性。為了研究終端誤差耦合特性,以HSR-JR612工業(yè)機(jī)器人為例,根據(jù)時間尺度上誤差與空間尺度誤差的不同特性進(jìn)行誤差分離。針對空間尺度上具有隨機(jī)性的誤差,通過蒙特卡洛法進(jìn)行了預(yù)估。對于時間尺度上的動態(tài)誤差,主要分析了在終端不同荷載作用下的變化規(guī)律�；谡`差流理論與D-H法建立機(jī)器人終端誤差的動態(tài)時空耦合模型。2、利用MATLAB軟件對工業(yè)機(jī)器人作業(yè)過程中的動態(tài)時空誤差耦合作用進(jìn)行了仿真研究,得到機(jī)器人各種誤差耦元對其終端位置精度的影響規(guī)律。通過試驗(yàn)優(yōu)化層次分析理論建立時空誤差耦合耦元貢獻(xiàn)度評價模型,定量地分析計(jì)算動態(tài)時空誤差耦合之耦元的貢獻(xiàn)度。通過實(shí)例計(jì)算分析,得到影響機(jī)器人終端時空誤差的各個誤差耦元的貢獻(xiàn)度,為機(jī)器人終端誤差優(yōu)化與補(bǔ)償提供了科學(xué)的依據(jù)。3、在對工業(yè)機(jī)器人終端誤差耦合耦元貢獻(xiàn)度計(jì)算的基礎(chǔ)上,采用智能算法來優(yōu)化對機(jī)器人影響較大的關(guān)節(jié)柔性誤差,提高其精度性能�；谖灮鹣x算法提出時變螢火蟲群優(yōu)化算法(TVGSO),TVGSO根據(jù)螢火蟲與領(lǐng)域內(nèi)所有個體間的最小距離改變而時變步長,時變步長原理基于黃金比分割法,使算法的動態(tài)適應(yīng)性增強(qiáng)。引入Boltzmann選擇機(jī)制,實(shí)時動態(tài)調(diào)整移動方向與位置,降低求解中的選擇壓力。通過對4個測試函數(shù)仿真實(shí)驗(yàn)證明:TVGSO簡單有效、穩(wěn)定性好、求解精度高。利用時變螢火蟲算法對機(jī)器人關(guān)節(jié)柔性變量造成的誤差進(jìn)行優(yōu)化,優(yōu)化結(jié)果表明,工業(yè)機(jī)器人終端位置精度和能耗均有所改善。4、以HSR-JR612工業(yè)機(jī)器人作為樣機(jī)進(jìn)行位置精度測量實(shí)驗(yàn)。利用Dynalog研究的CompuGauge機(jī)器人性能測試設(shè)備作為實(shí)驗(yàn)工具,測量出優(yōu)化前后10組目標(biāo)位置并計(jì)算出位置誤差;通過對理論數(shù)值計(jì)算結(jié)果與物理試驗(yàn)所測試數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論,驗(yàn)證誤差耦合分析的正確性與優(yōu)化研究的可行性。
【關(guān)鍵詞】：機(jī)器人 蒙特卡洛法 誤差耦合 可拓層次分析法 時變螢火蟲算法
【學(xué)位授予單位】：重慶交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP242.2
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-16
• 1.1 項(xiàng)目來源9
• 1.2 研究背景及意義9-10
• 1.3 工業(yè)機(jī)器人位置誤差分析與補(bǔ)償研究現(xiàn)狀10-14
• 1.3.1 工業(yè)機(jī)器人位置誤差分析國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3.2 工業(yè)機(jī)器人誤差補(bǔ)償技術(shù)及應(yīng)用的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.4 主要研究內(nèi)容14-15
• 1.5 本章小結(jié)15-16
• 第二章 6R工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動學(xué)分析16-25
• 2.1 6R工業(yè)機(jī)器人的正運(yùn)動學(xué)分析16-19
• 2.2 6R工業(yè)機(jī)器人的逆運(yùn)動學(xué)分析19-22
• 2.3 基于ROBCAD的實(shí)際搬運(yùn)任務(wù)的軌跡規(guī)劃22-24
• 2.4 本章小結(jié)24-25
• 第三章 工業(yè)機(jī)器人終端時空誤差耦合分析25-45
• 3.1 基于蒙特卡洛法的空間尺度上的誤差因素分析25-30
• 3.1.1 蒙特卡洛法簡介25-26
• 3.1.2 基于蒙特卡洛法的機(jī)器人連桿長度誤差分析26-27
• 3.1.3 基于蒙特卡洛法的機(jī)器人關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角隨機(jī)誤差分析27-28
• 3.1.4 空間尺度上的誤差預(yù)估28-30
• 3.2 時間尺度上的誤差因素分析30-33
• 3.3 工業(yè)機(jī)器人終端位姿的時空誤差耦合模型33-34
• 3.4 工業(yè)機(jī)器人終端位姿時空誤差耦合仿真分析34-39
• 3.5 工業(yè)機(jī)器人終端時空誤差耦合的耦元貢獻(xiàn)度計(jì)算39-44
• 3.5.1 試驗(yàn)優(yōu)化層次分析法40
• 3.5.2 工業(yè)機(jī)器人終端時空誤差耦合的耦元貢獻(xiàn)度計(jì)算40-44
• 3.6 本章小結(jié)44-45
• 第四章 工業(yè)機(jī)器人終端位置誤差優(yōu)化研究45-57
• 4.1 時變螢火蟲優(yōu)化算法45-48
• 4.1.1 基本螢火蟲優(yōu)化算法及其缺陷45-46
• 4.1.2 時變步長策略46-47
• 4.1.3 螢火蟲移動選擇機(jī)制47
• 4.1.4 時變螢火蟲算法描述47-48
• 4.2 工業(yè)機(jī)器人逆解問題研究48-49
• 4.2.1 工業(yè)機(jī)器人逆解問題描述48-49
• 4.2.2 工業(yè)機(jī)器人逆解的多目標(biāo)優(yōu)化模型49
• 4.3 算法性能分析49-54
• 4.4 基于時變螢火蟲算法的機(jī)器人終端位置誤差優(yōu)化研究54-55
• 4.5 本章小結(jié)55-57
• 第五章 試驗(yàn)驗(yàn)證57-61
• 5.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>58
• 5.2 工業(yè)機(jī)器人位置準(zhǔn)確度測試方法與步驟58-59
• 5.3 數(shù)據(jù)分析與結(jié)論59-60
• 5.4 本章小結(jié)60-61
• 第六章 總結(jié)與展望61-63
• 6.1 全文總結(jié)61
• 6.2 工作展望61-63
• 致謝63-64
• 參考文獻(xiàn)64-68
• 攻讀學(xué)位期間取得的研究成果68

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3 羅t，

本文編號：960450