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基于IGA的煤矿用机械臂位置校准方法
1
作者 鲍文亮 贾运红 《煤矿机械》 2024年第7期31-35,共5页
针对煤矿用机械臂定位精度较低问题,提出了一种基于改进遗传算法(IGA)的机械臂校准方法。该方法利用煤矿用机械臂正向运动学模型计算空间位置,并采用激光跟踪仪测量空间位置,用计算和测量的多组位置值建立数据集。运动学模型位置误差函... 针对煤矿用机械臂定位精度较低问题,提出了一种基于改进遗传算法(IGA)的机械臂校准方法。该方法利用煤矿用机械臂正向运动学模型计算空间位置,并采用激光跟踪仪测量空间位置,用计算和测量的多组位置值建立数据集。运动学模型位置误差函数是多元非线性函数,误差校准即最优解问题,采用自适应交叉概率阈值(PC)和自适应变异概率阈值(PM)结合精英主义的IGA求解运动学模型位置误差函数最优解。研究结果表明,基于运动学模型和IGA实现煤矿用机械臂位置校准,能够取得较高的定位精度,满足煤矿井下100 mm×100 mm规格锚网支护需要。 展开更多
关键词 煤矿 正向运动学模型 IGA 参数辨识
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一种水下电动机械臂运动学与奇异性分析
2
作者 黄忠 刘可安 《控制与信息技术》 2023年第6期72-78,共7页
水下电动机械臂是水下机器人重要的作业工具。水下电动机械臂的控制需要运动学模型,但是不同结构的水下电动机械臂其运动学模型不同。另外,水下电动机械臂存在一些奇异位置,当机械臂位于奇异位置时,机械臂末端微小变化可能引起关节位置... 水下电动机械臂是水下机器人重要的作业工具。水下电动机械臂的控制需要运动学模型,但是不同结构的水下电动机械臂其运动学模型不同。另外,水下电动机械臂存在一些奇异位置,当机械臂位于奇异位置时,机械臂末端微小变化可能引起关节位置巨大变化,从而容易损坏机械臂,因此控制中需要规避水下电动机械臂的奇异位置。文章针对一种水下电动机械臂,基于改进D-H参数法推导出机械臂的正、逆运动学方程,建立机械臂运动学模型,求得了机械臂雅克比矩阵,并分析了机械臂奇异位置,同时采用条件数判断机械臂当前关节状态的可操作性。仿真实验结果表明,文章建立的运动学模型可以根据机械臂关节位置精确计算机械臂末端位姿,也可以根据机械臂末端位姿反解机械臂关节位置;当机械臂靠近奇异位置时,条件数呈指数级增长,这说明可以采用条件数规避水下电动机械臂的奇异位置。 展开更多
关键词 水下电动机械臂 正运动学模型 逆运动学模型 雅可比矩阵 奇异性 条件数
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基于误差敏感分析的Stewart平台参数辨识方法 被引量：2
3
作者 石勇 刘文涛 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期123-128,共6页
针对Stewart平台参数辨识问题,提出基于误差敏感分析的参数辨识方法.通过建立Stewart动平台在不同位置点的位姿误差模型,得到Stewart平台结构参数辨识方法,该方法解析了Stewart平台在不同位姿下,结构参数变化及对其输出的敏感性.利用数... 针对Stewart平台参数辨识问题,提出基于误差敏感分析的参数辨识方法.通过建立Stewart动平台在不同位置点的位姿误差模型,得到Stewart平台结构参数辨识方法,该方法解析了Stewart平台在不同位姿下,结构参数变化及对其输出的敏感性.利用数值法构造出误差影响敏感矩阵,可辨识系统结构参数.通过实例计算与修正,Stewart平台位置误差从4.8 mm降到到1.12 mm,角度误差从5.4°降到1.05°,验证了该辨识方法是有效可行的. 展开更多
关键词 STEWART平台 标定 辨识 误差敏感分析 正解模型 逆解模型
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主从式微创手术机器人主手结构设计及运动学分析 被引量：1
4
作者 贠今天 左鹏 《天津工业大学学报》 CAS 北大核心 2019年第2期73-81,共9页
为提高微创手术中从手端的执行精度和控制端力觉临场感的真实程度,利用反求设计方法设计了一种串联6+1自由度主手机械结构。根据变异设计方法,基于大、小臂内部闭环传动钢丝存在中心距过大的情形,采用刚柔结合传动结构,并对其进行理论... 为提高微创手术中从手端的执行精度和控制端力觉临场感的真实程度,利用反求设计方法设计了一种串联6+1自由度主手机械结构。根据变异设计方法,基于大、小臂内部闭环传动钢丝存在中心距过大的情形,采用刚柔结合传动结构,并对其进行理论推导和参数化分析;构建主手正运动学模型,运用Matlab和ADAMS进行联合仿真;并通过蒙特卡洛方法对主手实际运动空间与要求工作空间的三维对比云图进行仿真。结果表明:与纯钢丝传动结构相比,在给定8 N预紧力情形下,刚柔结合传动结构在传动行程内减小传动空回误差0.056 mm;由Matlab和ADAMS得到的主手运动轨迹基本重合,说明所构建的正运动模型正确,主手结构设计合理;主手运动空间完全满足微创手术的工作空间要求(准150 mm×250 mm)。 展开更多
关键词 主从式 微创手术机器人 主手 反求设计 刚柔结合 传动精度 正运动学模型 工作空间
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基于粒子-人工蜂群算法的3RPUP_(c)-UPS并联机构运动学正解研究
5
作者 常振振 张彦斌 +2 位作者 张双 宋黎明 李耀光 《机电工程》 CAS 北大核心 2024年第2期311-318,共8页
针对3RPUP_(c)-UPS并联机构运动学正解求解困难的问题,对新型3RPUPc-UPS并联机构的运动学特性进行了研究,并构建出位置正解求解模型,进而提出了一种基于粒子-人工蜂群算法(P-ABC)的并联机构运动学求解方法。首先,根据机构的拓扑特性,计... 针对3RPUP_(c)-UPS并联机构运动学正解求解困难的问题,对新型3RPUPc-UPS并联机构的运动学特性进行了研究,并构建出位置正解求解模型,进而提出了一种基于粒子-人工蜂群算法(P-ABC)的并联机构运动学求解方法。首先,根据机构的拓扑特性,计算得到了方位特征集、自由度和耦合度;然后,根据机构的几何特征,基于姿态变换矩阵和动平台投影方程,建立了机构的运动学逆解方程,并对比了MATLAB和SOLIDWORKDS的仿真结果,验证了逆解分析的正确性;最后,将运动学逆解方程转化为最小化求解问题,构建出了适合优化算法的运动学正解模型,并利用MATLAB的软件交互界面(GUI)功能,开发出用于计算并联机构运动学正解的软件,分别基于粒子群算法(PSO)、人工蜂群算法(ABC)和P-ABC算法,对该并联机构的运动学正解进行了计算。研究结果表明:P-ABC算法单次求解时间在0.5 s内,求解误差级别为10-20,相对于ABC算法,运行时间缩短了50.02%;而相对于POS算法,其求解精度提高了10个数量级。P-ABC算法能够用于求解该并联机构运动学正解,具有计算速度快、精度高的特点,可以为研究并联机构运动学正解提供新方法。 展开更多
关键词 机构学 并联机构 位置正解求解模型 方位特征集 粒子-人工蜂群算法 软件交互界面
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面向吊装路径规划的履带起重机运动学建模方法 被引量：2
6
作者 康玉伟 陈鹏宇 +3 位作者 王馨 刘硕 武立波 林远山 《机电工程》 CAS 北大核心 2023年第2期307-316,共10页
履带起重机建模是履带起重机路径规划的前提和基础,但是有关于履带起重机建模的研究尚不够系统,为此,以利勃海尔LR1400-2履带起重机为例,提出了一种面向吊装路径规划的履带起重机运动学建模方法,并对履带起重机运动学建模进行了理论推... 履带起重机建模是履带起重机路径规划的前提和基础,但是有关于履带起重机建模的研究尚不够系统,为此,以利勃海尔LR1400-2履带起重机为例,提出了一种面向吊装路径规划的履带起重机运动学建模方法,并对履带起重机运动学建模进行了理论推导、仿真分析和试验测试。首先,采用虚拟连杆和被动关节对刚柔混合的起升系统进行了建模,在此基础上确定了履带起重机的位形空间;然后,构建了履带起重机的正向运动学模型和逆向运动学模型,并给出了其相应的求解方法;最后,将构建出来的正向运动学模型和逆向运动学模型应用到履带起重机的吊装路径规划中,通过对3个不同的吊装路径进行规划,以此来验证该履带起重机运动学建模方法的有效性。研究结果表明:该履带起重机的正向运动学模型可准确地确定履带起重机各部件在位形空间上的位姿和姿态,为其碰撞检测提供了保障;该逆向运动学模型可为起重机的起吊位形和就位位形提供一种快速的求解方法。 展开更多
关键词 履带式起重机 起重机位形空间 碰撞检测 正向/逆向运动学模型 起吊位形 刚柔混合
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基于机床运动学模型的加工面形误差影响因素 被引量：2
7
作者 王鹏飞 王建锋 +2 位作者 王晋鹏 李勇 刘守法 《制造技术与机床》 北大核心 2019年第2期123-128,共6页
面形精度是衡量工件加工面精度的一个重要指标,机床误差是影响工件面形精度的最关键因素。构建了5-DOF串并联机床运动学正解和逆解模型,并采用Matlab软件进行编程,对机床的11项误差参数进行设定,研究了误差参数对工件面形误差的影响。... 面形精度是衡量工件加工面精度的一个重要指标,机床误差是影响工件面形精度的最关键因素。构建了5-DOF串并联机床运动学正解和逆解模型,并采用Matlab软件进行编程,对机床的11项误差参数进行设定,研究了误差参数对工件面形误差的影响。研究表明,机床上并联的3个连杆各自的角度误差对工件面形误差的影响非常相近;立柱根部Z向角度误差引起的工件面形误差最大,0. 15°的角度误差引起的工件表面最大面形误差达7. 7 mm;机床上位置误差项对工件面形误差的影响普遍小于角度误差项,立柱根部X向位置误差引起的工件面形误差最大,1 mm位置误差引起的工件表面最大面形误差为1. 374 4 mm。该研究可为机床公差设计、刚度控制以及安装调整提供重要的依据。 展开更多
关键词 面形精度 运动学正解模型 运动学逆解模型 MATLAB软件
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