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SCARA机器人结构设计及轨迹规划算法 被引量：28
1
作者 王健强 程汀 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2008年第7期1026-1028,1041,共4页
文章基于模块化设计方法设计一种SCARA机器人,具有3个旋转自由度和1个移动自由度,可实现水平和垂直运动,其结构简单、体积小、质量轻、动作迅速、刚性好及定位精度高,可应用于生产和教学;基于机器人在关节空间和笛卡尔空间轨迹规划方法... 文章基于模块化设计方法设计一种SCARA机器人,具有3个旋转自由度和1个移动自由度,可实现水平和垂直运动,其结构简单、体积小、质量轻、动作迅速、刚性好及定位精度高,可应用于生产和教学;基于机器人在关节空间和笛卡尔空间轨迹规划方法的不同,分别讨论了该SCARA机器人在关节空间中的点到点轨迹规划算法,和在笛卡尔空间中的一种连续直线轨迹规划插补算法,即基于运动学逆解的脉冲增量法。 展开更多
关键词 scara 轨迹规划 关节空间 笛卡尔空间
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基于遗传算法的直驱SCARA机器人臂长优化设计 被引量：5
2
作者 刘吉柱 王淑浩 +4 位作者 章晓旗 沈琪 潘明强 王阳俊 孙立宁 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2023年第1期59-66,197,198,共10页
由于选择顺应性装配机器手臂(selective compliance assembly robot arm,简称SCARA)机器人关节驱动链过长,无法满足电子芯片等制造行业高速、高精度的要求,因此提出了一种直驱SCARA机器人,其特点是结构简单、消除了中间传动环节,代替了... 由于选择顺应性装配机器手臂(selective compliance assembly robot arm,简称SCARA)机器人关节驱动链过长,无法满足电子芯片等制造行业高速、高精度的要求,因此提出了一种直驱SCARA机器人,其特点是结构简单、消除了中间传动环节,代替了传统的伺服电机加减速器驱动的方式。同时,针对直驱关节转矩脉动较大、影响机器人端部稳定性的问题,提出了一种优化和设计思路,对于机器人的整体结构和参数进行了优化。在确定了SCARA机器人最大运动范围之后,分别建立了速度评价函数和刚度评价函数,以速度、刚度性能函数为适应性函数,采用多目标遗传算法对臂长进行优化。臂长优化前后的实验对比显示,优化前关节联合速度最大为3.9 m/s,优化后关节联合速度最大为4.6 m/s,有较大的提升。通过仿真发现:在末端载荷相同的情况下,优化后的形变量更小;优化前重复定位精度为±0.0105 mm,较之传统SCARA机器人的重复定位精度已有一定提升,优化后重复定位精度进一步提高为±0.009 mm。仿真与实验结果证明,遗传算法优化有效解决了SCARA机器人端部稳定性问题,能明显提升机器人关节运动速度。 展开更多
关键词 直驱 选择顺应性装配机器手臂机器人 遗传算法 臂长优化
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空间桁架自主装配轨迹规划与控制策略
3
作者 孟凡奇 陈萌 +2 位作者 马晓龙 高金忠 高洋 《南京航空航天大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期441-450,共10页
针对空间中大型桁架的在轨组装需求,设计了一套空间桁架在轨装配系统,包括装配机器人、基于构件级模块单元的桁架系统。考虑整个装配过程的安全性与有序性,构建了基于邻接矩阵的桁架杆件装配流程数学表达,用于规划立方体桁架单元各杆件... 针对空间中大型桁架的在轨组装需求,设计了一套空间桁架在轨装配系统,包括装配机器人、基于构件级模块单元的桁架系统。考虑整个装配过程的安全性与有序性,构建了基于邻接矩阵的桁架杆件装配流程数学表达,用于规划立方体桁架单元各杆件的装配序列。同时,提出了面向任意装配位置的弧形轨迹规划方法,保证杆件装配全流程的平滑性以及对接阶段的正对齐。最后,利用一种根据接触力动态调整参数的自适应柔顺控制算法,确保桁架杆接触装配的安全性与柔顺性。基于本文搭建的空间桁架在轨装配系统仿真软件ADAMS与Simulink联合仿真模型,表明本文所提出的自主装配轨迹规划与控制策略能够实现空间桁架的自主平滑柔顺装配,且装配过程中的接触力小于10 N。 展开更多
关键词 在轨装配 空间桁架 机械臂 轨迹规划 自适应柔顺控制
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SCARA机器人内模控制方法 被引量：3
4
作者 赵登步 白瑞林 李新 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2016年第5期22-26,46,共6页
为了使SCARA机器人在外界干扰和模型不精确的情况下具有优良的轨迹跟踪性能,提出一种基于内模控制原理设计SCARA机器人控制器的方法。采用拉格朗日方法获得SCARA机器人动力学模型,将其作为内模控制的估计模型;选择内模滤波器f(S)设计内... 为了使SCARA机器人在外界干扰和模型不精确的情况下具有优良的轨迹跟踪性能,提出一种基于内模控制原理设计SCARA机器人控制器的方法。采用拉格朗日方法获得SCARA机器人动力学模型,将其作为内模控制的估计模型;选择内模滤波器f(S)设计内模控制器Q(S)使其满足稳态误差为零的条件,通过推导得出不同输入信号下的SCARA机器人控制律。通过仿真,将其与自适应模糊滑模控制方法进行对比分析,结果表明所提出的方法轨迹跟踪精度高,抗干扰能力强,控制器参数调节简单。 展开更多
关键词 选择顺应性装配机器手臂(scara) 机器人 内模控制(IMC) 扰动 不精确模型
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SCARA机器人点对点运动轨迹规划方法 被引量：8
5
作者 赵登步 白瑞林 +1 位作者 沈程慧 李新 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2015年第8期306-312,共7页
为使选择顺应性装配机器手臂(SCARA)机器人运行点对点运动轨迹时,连续平滑且运行时间最优,提出一种基于时滞指数函数的速度轨迹规划方法。利用执行器工作时的限制条件获取时间增益,经运动学逆解获得机器人从初始位置到目标位置各关节空... 为使选择顺应性装配机器手臂(SCARA)机器人运行点对点运动轨迹时,连续平滑且运行时间最优,提出一种基于时滞指数函数的速度轨迹规划方法。利用执行器工作时的限制条件获取时间增益,经运动学逆解获得机器人从初始位置到目标位置各关节空间需要运动的位移,根据该位移求取延迟时间,确定指数函数速度轨迹规划的表达式。通过与S形速度轨迹规划方法的对比分析结果表明,该方法计算量小,产生的轨迹连续平滑,近似时间较优。 展开更多
关键词 选择顺应性装配机器手臂机器人 轨迹规划 S形速度曲线 指数函数速度曲线 点对点运动
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动力学参数辨识的SCARA机器人PTP加速度优化 被引量：4
6
作者 林建雄 白瑞林 王延玉 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2019年第6期839-845,共7页
针对SCARA机器人高速运动时驱动力矩超限对减速机造成损伤的问题,提出一种基于动力学参数辨识的PTP加速度优化方法。通过对粘滞+库伦摩擦模型进行改进得到更好的表征高速运动时的摩擦模型,并由激励轨迹最小二乘法完成SCARA机器人改进后... 针对SCARA机器人高速运动时驱动力矩超限对减速机造成损伤的问题,提出一种基于动力学参数辨识的PTP加速度优化方法。通过对粘滞+库伦摩擦模型进行改进得到更好的表征高速运动时的摩擦模型,并由激励轨迹最小二乘法完成SCARA机器人改进后动力学模型参数辨识。进一步通过改进的动力学模型对SCARA机器人的PTP运动进行力矩预测,选取合适的迭代步长通过寻优算法得到最优的PTP加速度。ADAMS仿真和力矩预测实验表明,改进后的SCARA机器人动力学模型具有更高的力矩预测精度,加速度寻优算法平均耗时8ms满足工程实时性要求,所得最优加速度在保证运行效率不降低的同时使得多点位PTP运动峰值转矩从112.2N·m降低到了84.19N·m,有效的提高减速机的使用寿命。 展开更多
关键词 scara机器人 减速机 摩擦模型改进 力矩预测 寻优算法
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视觉引导技术在SCARA机器人装配任务中的应用 被引量：3
7
作者 张辰 张华 +1 位作者 冯兴华 杨厚易 《传感器与微系统》 CSCD 2019年第2期157-160,共4页
基于实际生产项目,提出了一种针对平面关节型机器人(SCARA)平面装配任务的手眼标定方法。对线性标定法的输出通过多次迭代使得累积误差和逐渐减小,相较于使用线性标定法来进行手眼标定,视觉定位的平均定位误差降低了0. 4 mm,最大定位误... 基于实际生产项目,提出了一种针对平面关节型机器人(SCARA)平面装配任务的手眼标定方法。对线性标定法的输出通过多次迭代使得累积误差和逐渐减小,相较于使用线性标定法来进行手眼标定,视觉定位的平均定位误差降低了0. 4 mm,最大定位误差降低了0. 6 mm。在使用SCARA机器人进行毫米(mm)级作业时,使用迭代线性标定法比传统的线性标定法有更高的视觉定位精度。同时,末端执行器完成对目标工件的抓取任务之后,使用解线性方程的思想求解SCARA机器人完成装配任务的末端位姿,通过实际工程项目的验证,装配成功率可达98. 6%。 展开更多
关键词 视觉引导 平面关节型机器人 手眼标定 末端执行器位姿
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平面关节型装配机器人拧螺钉手爪的研究 被引量：4
8
作者 汪新中 《机电工程》 CAS 2008年第6期18-20,共3页
介绍了一种适用于平面关节型装配机器人的拧螺钉手爪。该手爪的结构充分利用机器人本身的自由度,实现在手爪库里更换不同规格的拧螺钉手爪,该手爪结构使手指、更换装置、螺钉隔断机构、拧螺钉机构紧凑地结合在一起,使装配机器人的功能... 介绍了一种适用于平面关节型装配机器人的拧螺钉手爪。该手爪的结构充分利用机器人本身的自由度,实现在手爪库里更换不同规格的拧螺钉手爪,该手爪结构使手指、更换装置、螺钉隔断机构、拧螺钉机构紧凑地结合在一起,使装配机器人的功能得到进一步扩展。试验结果表明,所研制的拧螺钉手爪性能稳定,工作可靠。 展开更多
关键词 平面关节型装配机器人 柔性装配 拧螺钉手爪
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基于OPC UA的多机系统互联互通技术研究 被引量：3
9
作者 薛栋栋 张宪民 +1 位作者 詹镇辉 张原 《高技术通讯》 CAS 2022年第3期283-293,共11页
在制造技术逐渐数字化、信息化与智能化的背景下,本文提出了一种基于开放平台通信统一架构(OPC UA)的多机系统互联互通的实现方法。首先,对3PRR并联机械系统与选择顺应性装配机器手臂(SCARA)机器系统建立了基于OPC UA的信息模型,实现了... 在制造技术逐渐数字化、信息化与智能化的背景下,本文提出了一种基于开放平台通信统一架构(OPC UA)的多机系统互联互通的实现方法。首先,对3PRR并联机械系统与选择顺应性装配机器手臂(SCARA)机器系统建立了基于OPC UA的信息模型,实现了语义统一;然后,给出了一种基于OPC UA的多机系统互联互通的架构,并针对跨车间、跨局域网的问题,综合应用OPC UA和Web Service技术实现其互联互通;最后,搭建了相应的验证平台,并通过网页应用和第三方软件客户端验证了本文方法的有效性。 展开更多
关键词 多机系统 开放平台通信统一架构(OPC UA) 信息模型 互联互通 3PRR 选择顺应性装配机器手臂(scara)
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视觉引导的装配机器人平面定位补偿方法 被引量：9
10
作者 沈程慧 白瑞林 李新 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期79-84,共6页
为了提高选择顺应性装配机器手臂(SCARA)机器人平面定位的精度,采用网格模型结合最小距离误差逼近的方法,首先构建SCARA机器人平面定位的简化模型,概述网格模型构建原理,然后通过视觉采集机器人末端第1次到达的实际点与期望点相对位置关... 为了提高选择顺应性装配机器手臂(SCARA)机器人平面定位的精度,采用网格模型结合最小距离误差逼近的方法,首先构建SCARA机器人平面定位的简化模型,概述网格模型构建原理,然后通过视觉采集机器人末端第1次到达的实际点与期望点相对位置关系,构建可变参量的起始网格模型,再采用最小距离误差逼近,求解下一步构建可变参量网格模型起始点,最后由期望点在网格模型中位置分布情况决定模型粒度点的收敛更新方向。结果表明,视觉引导的定位补偿策略弥补了因模型不精准而造成的平面定位精度不高的现象;空间插值补偿法定位精度为1mm^3mm,平面定位补偿精度较之有较大提高。该方法调节的参量单一、机器末端移动次数明确、工业应用性强。 展开更多
关键词 信息光学 视觉引导 scara机器人 网格模型 最小距离误差逼近 平面定位精度
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