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涉核作业机器人刚度与末端变形研究
1
作者
蒋君侠
张渊淞
仲笑欧
《工程设计学报》
北大核心
2025年第5期655-663,共9页
涉核作业机器人的齿轮传动链较长,自重较大。为了评估自重和负载导致的机器人末端变形情况,以进行设计优化和变形补偿,需要研究机器人刚度与末端变形。首先,通过分析涉核作业机器人的结构及传动原理,基于D-H(Denavit-Hartenberg)法设立...
涉核作业机器人的齿轮传动链较长,自重较大。为了评估自重和负载导致的机器人末端变形情况,以进行设计优化和变形补偿,需要研究机器人刚度与末端变形。首先,通过分析涉核作业机器人的结构及传动原理,基于D-H(Denavit-Hartenberg)法设立了考虑关节偏置的机器人连杆坐标系,并进一步建立了机器人运动学模型;其次,针对机器人因自重和负载作用产生的关节力矩和末端变形,提出了一种将机器人传动关节视为柔性部件来求解关节扭转刚度、基于伯努利-欧拉梁假设理论求解机器人连杆刚度的求解方法,综合得到了机器人末端变形模型;最后,通过有限元方法对机器人末端变形进行仿真分析,并进行了实验测试,验证了末端变形模型的准确性。所提出的机器人末端变形建模方法对机器人的设计优化和末端变形补偿具有一定的借鉴价值。
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关键词
涉核作业机器人
全齿轮耦合传动
刚度
末端变形
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职称材料
一种考虑弱刚性关节传动链结构和柔性杆结构的机器人刚度辨识方法
2
作者
郭万金
李儒
+3 位作者
王利斌
郝钦磊
曹雏清
赵立军
《中国机械工程》
北大核心
2025年第5期974-985,共12页
为解决含有弱刚性关节传动链结构和柔性杆结构的3T2R型高灵巧性机器人的刚度辨识问题,提出一种机器人刚度辨识方法。分析机器人紧凑性和经济性复合式构型设计的结构特点及作业姿态调整高灵巧性的运动特点,构建机器人雅可比矩阵,并建立...
为解决含有弱刚性关节传动链结构和柔性杆结构的3T2R型高灵巧性机器人的刚度辨识问题,提出一种机器人刚度辨识方法。分析机器人紧凑性和经济性复合式构型设计的结构特点及作业姿态调整高灵巧性的运动特点,构建机器人雅可比矩阵,并建立机器人末端变形模型,分析机器人弱刚性关节传动链结构和柔性杆结构对机器人末端变形的影响;考虑机器人弱刚性关节传动链结构和柔性杆结构的共同作用影响及机器人弱刚性大变形的结构特征,进行机器人关节刚度辨识,并对移动关节3进行变刚度建模。实验结果表明,所提方法比常规刚度辨识方法辨识出的机器人关节3、关节4和关节5的刚度分别增大了146.59%、30.18%和36.07%;在所选6组机器人位姿处末端综合变形实测值和理论计算值的误差率为4%~6%,验证了所提刚度辨识方法的有效性。
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关键词
刚度辨识
弱刚性关节传动链
柔性杆
机器人
末端变形
高灵巧性机器人
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职称材料
一种多轴数控机床末端静刚度快速辨识方法
被引量：
2
3
作者
陈光胜
郑庆振
《中国机械工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第3期322-326,共5页
提出了一种基于可加载式球杆仪的圆运动对多轴机床末端(刀具和工作台)静刚度进行辨识的方法。设计了一种特殊的可加载式球杆仪,能同时测量仪器两端所承受的力和发生的位移,利用该仪器能测量出数控机床末端在不同载荷下所产生的变形误差...
提出了一种基于可加载式球杆仪的圆运动对多轴机床末端(刀具和工作台)静刚度进行辨识的方法。设计了一种特殊的可加载式球杆仪,能同时测量仪器两端所承受的力和发生的位移,利用该仪器能测量出数控机床末端在不同载荷下所产生的变形误差。将加工空间内机床末端静刚度分解为沿坐标轴x、y和z的方向刚度,建立了一种基于圆运动的刚度辨识模型,利用球杆仪在机床oxz、oyz和oxy平面内进行圆运动轨迹测试,得到机床末端在不同载荷下的变形误差,进而通过刚度辨识模型得到机床的方向刚度。三轴数控铣削机床刚度测试实验结果和仿真结果的一致性证明了所提出方法的有效性。该测试方法简单,仪器轻便,不需要大型和重型的加载设备,适合于工业现场条件。
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关键词
加载式球杆仪
数控机床
静刚度
末端变形
误差测量
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职称材料
题名
涉核作业机器人刚度与末端变形研究
1
作者
蒋君侠
张渊淞
仲笑欧
机构
浙江大学机械工程学院
出处
《工程设计学报》
北大核心
2025年第5期655-663,共9页
基金
长三角科技创新共同体联合攻关项目(2024C04056,CSJ)。
文摘
涉核作业机器人的齿轮传动链较长,自重较大。为了评估自重和负载导致的机器人末端变形情况,以进行设计优化和变形补偿,需要研究机器人刚度与末端变形。首先,通过分析涉核作业机器人的结构及传动原理,基于D-H(Denavit-Hartenberg)法设立了考虑关节偏置的机器人连杆坐标系,并进一步建立了机器人运动学模型;其次,针对机器人因自重和负载作用产生的关节力矩和末端变形,提出了一种将机器人传动关节视为柔性部件来求解关节扭转刚度、基于伯努利-欧拉梁假设理论求解机器人连杆刚度的求解方法,综合得到了机器人末端变形模型;最后,通过有限元方法对机器人末端变形进行仿真分析,并进行了实验测试,验证了末端变形模型的准确性。所提出的机器人末端变形建模方法对机器人的设计优化和末端变形补偿具有一定的借鉴价值。
关键词
涉核作业机器人
全齿轮耦合传动
刚度
末端变形
Keywords
nuclear related operation robot
fully gear coupled transmission
rigidity
end deformation
分类号
TH89 [机械工程—精密仪器及机械]
TP242 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
一种考虑弱刚性关节传动链结构和柔性杆结构的机器人刚度辨识方法
2
作者
郭万金
李儒
王利斌
郝钦磊
曹雏清
赵立军
机构
长安大学道路施工技术与装备教育部重点实验室
长三角哈特机器人产业技术研究院
埃夫特智能机器人股份有限公司
哈尔滨工业大学机器人技术与系统全国重点实验室
出处
《中国机械工程》
北大核心
2025年第5期974-985,共12页
基金
国家自然科学基金(52275005)
陕西省自然科学基础研究计划(2025JC-QYXQ-027)
+3 种基金
中央高校基本科研业务费专项资金(300102253201)
中国博士后科学基金(2024M760002)
安徽省博士后科研项目(2023B675,2022B627)
芜湖市重点研发与成果转化项目(2023yf044)。
文摘
为解决含有弱刚性关节传动链结构和柔性杆结构的3T2R型高灵巧性机器人的刚度辨识问题,提出一种机器人刚度辨识方法。分析机器人紧凑性和经济性复合式构型设计的结构特点及作业姿态调整高灵巧性的运动特点,构建机器人雅可比矩阵,并建立机器人末端变形模型,分析机器人弱刚性关节传动链结构和柔性杆结构对机器人末端变形的影响;考虑机器人弱刚性关节传动链结构和柔性杆结构的共同作用影响及机器人弱刚性大变形的结构特征,进行机器人关节刚度辨识,并对移动关节3进行变刚度建模。实验结果表明,所提方法比常规刚度辨识方法辨识出的机器人关节3、关节4和关节5的刚度分别增大了146.59%、30.18%和36.07%;在所选6组机器人位姿处末端综合变形实测值和理论计算值的误差率为4%~6%,验证了所提刚度辨识方法的有效性。
关键词
刚度辨识
弱刚性关节传动链
柔性杆
机器人
末端变形
高灵巧性机器人
Keywords
stiffness identification
weakly rigid joint transmission chain
flexible rod
robot end deformation
highly dexterous robot
分类号
TP242.2 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
一种多轴数控机床末端静刚度快速辨识方法
被引量：
2
3
作者
陈光胜
郑庆振
机构
上海理工大学机械工程学院
出处
《中国机械工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第3期322-326,共5页
基金
上海市自然科学基金资助项目(13ZR1427500)
文摘
提出了一种基于可加载式球杆仪的圆运动对多轴机床末端(刀具和工作台)静刚度进行辨识的方法。设计了一种特殊的可加载式球杆仪,能同时测量仪器两端所承受的力和发生的位移,利用该仪器能测量出数控机床末端在不同载荷下所产生的变形误差。将加工空间内机床末端静刚度分解为沿坐标轴x、y和z的方向刚度,建立了一种基于圆运动的刚度辨识模型,利用球杆仪在机床oxz、oyz和oxy平面内进行圆运动轨迹测试,得到机床末端在不同载荷下的变形误差,进而通过刚度辨识模型得到机床的方向刚度。三轴数控铣削机床刚度测试实验结果和仿真结果的一致性证明了所提出方法的有效性。该测试方法简单,仪器轻便,不需要大型和重型的加载设备,适合于工业现场条件。
关键词
加载式球杆仪
数控机床
静刚度
末端变形
误差测量
Keywords
loaded ball bar
CNC machine tool
static stiffness
deformation of end
error measurement
分类号
TG502 [金属学及工艺—金属切削加工及机床]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
涉核作业机器人刚度与末端变形研究
蒋君侠
张渊淞
仲笑欧
《工程设计学报》
北大核心
2025
0
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下载PDF
职称材料
2
一种考虑弱刚性关节传动链结构和柔性杆结构的机器人刚度辨识方法
郭万金
李儒
王利斌
郝钦磊
曹雏清
赵立军
《中国机械工程》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
一种多轴数控机床末端静刚度快速辨识方法
陈光胜
郑庆振
《中国机械工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017
2
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职称材料
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