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3-PTT并联机器人的误差分析与补偿
1
作者
陈明方
梁鸿键
+1 位作者
魏松坡
何朝银
《工程科学与技术》
北大核心
2025年第4期290-302,共13页
对并联机器人进行标定是提高位姿精度的有效措施。但传统标定方法存在误差参数多、误差累积及超静定方程组不易获得最优解等问题。为此,本文以3-PTT并联机器人为研究对象,首先,通过正运动学方程建立包含21个误差项的误差模型,细分18种...
对并联机器人进行标定是提高位姿精度的有效措施。但传统标定方法存在误差参数多、误差累积及超静定方程组不易获得最优解等问题。为此,本文以3-PTT并联机器人为研究对象,首先,通过正运动学方程建立包含21个误差项的误差模型,细分18种情况并向其中添加误差值,系统地分析铰链点安装坐标误差及连杆长度误差对动平台位置精度的影响关系。误差分析结果表明,连杆长度和静平台铰链点z坐标误差对末端精度影响显著,3个自由度方向上的误差均已超过1 mm。同时,为克服传统方法中的不足,本文提出一种逆运动学误差补偿算法。该算法利用机器人的逆运动学模型将机构误差转化为关节输入误差,减少了传统算法中的误差参数,大幅降低了优化方程的求解难度,提高了补偿效率。随后,采用改进粒子群算法对误差修正目标函数寻优,以此获得滑块补偿量,将其与理想滑块输入量叠加作为滑块修正量驱动机器人完成误差补偿。仿真结果表明,补偿后动平台位置误差均无限趋于0;实验结果显示:动平台在x、y、z轴自由度方向的误差最大值分别由10.89、12.42、2.12 mm降至0.97、1.14、0.72 mm,距离误差最大值由15.35 mm降至1.36 mm,补偿效果明显;误差均值分别由5.86、8.02、1.12 mm降至0.45、0.46、0.33 mm,距离误差均值降至0.82 mm,运行精度提高92.1%。
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关键词
并联机器人
误差分析
误差补偿
改进粒子群算法
位姿精度
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职称材料
一种新颖的轮腿式机器人腿部结构设计与分析
2
作者
陈明方
朱恩枭
+2 位作者
魏松坡
黄良恩
张永霞
《机械科学与技术》
北大核心
2025年第6期956-968,共13页
四足机器人因良好的地形适应性很受青睐,但高能耗导致续航较差的问题也很突出,轮足机器人恰好相反,因此轮腿式机器人应运而生。设计了一款轮腿式四足机器人的腿部结构,可根据不同的地形在轮式和足式运动间自由切换,能兼顾地形适应性和...
四足机器人因良好的地形适应性很受青睐,但高能耗导致续航较差的问题也很突出,轮足机器人恰好相反,因此轮腿式机器人应运而生。设计了一款轮腿式四足机器人的腿部结构,可根据不同的地形在轮式和足式运动间自由切换,能兼顾地形适应性和能耗优化。为轮式运动设计了稳定的腿部三角形支撑结构和独立悬挂装置,增强了轮式运动的稳定性和腿部柔性;对腿部结构受力分析,选定了关节电机的关键参数;根据关节电机输出扭矩对腿部结构进行了有限元分析和轻量化设计,很好地控制了腿部惯量;建立了机器人足式和轮式的运动学模型,最后通过运动学仿真验证了该腿部结构设计轮足运动的可行性和合理性。
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关键词
四足机器人
轮腿式
轻量化
独立悬挂
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职称材料
基于Jacobian+RBF的3-PTT并联机构末端精确控制方法
被引量：
3
3
作者
陈明方
黄良恩
+2 位作者
魏松坡
郑仕高
陈中平
《农业机械学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第2期430-440,共11页
为降低并联机构机械误差测量和补偿的难度,实现机构末端的精确控制,本文提出一种基于Jacobian和RBF神经网络相结合的末端误差补偿方法。以一种3-PTT并联机构为研究对象,分析机构正、逆运动学,验证数学模型的正确性。根据运动学模型解算J...
为降低并联机构机械误差测量和补偿的难度,实现机构末端的精确控制,本文提出一种基于Jacobian和RBF神经网络相结合的末端误差补偿方法。以一种3-PTT并联机构为研究对象,分析机构正、逆运动学,验证数学模型的正确性。根据运动学模型解算Jacobian,分析机构约束奇异和运动奇异。为验证机构末端误差补偿方法的有效性,设置两种实验条件,分别为是否有丝杠的回程误差补偿和末端受不同负载,并通过激光跟踪仪测定末端位置。实验结果表明,使用本文的误差补偿方法后,机构末端轴向(x轴)、径向(y轴)位置误差均降低90%以上,竖直方向(z轴)位置误差均降低80%以上,证明了本文方法的有效性。
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关键词
3-PTT并联机构
未端控制
运动学
误差补偿
RBF神经网络
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职称材料
题名
3-PTT并联机器人的误差分析与补偿
1
作者
陈明方
梁鸿键
魏松坡
何朝银
机构
昆明理工大学机电
工程
学院
河南平原光电有限公司工程信息部
出处
《工程科学与技术》
北大核心
2025年第4期290-302,共13页
基金
云南省重大科技专项计划项目(202502AC080006)
国家自然科学基金项目(52465063)。
文摘
对并联机器人进行标定是提高位姿精度的有效措施。但传统标定方法存在误差参数多、误差累积及超静定方程组不易获得最优解等问题。为此,本文以3-PTT并联机器人为研究对象,首先,通过正运动学方程建立包含21个误差项的误差模型,细分18种情况并向其中添加误差值,系统地分析铰链点安装坐标误差及连杆长度误差对动平台位置精度的影响关系。误差分析结果表明,连杆长度和静平台铰链点z坐标误差对末端精度影响显著,3个自由度方向上的误差均已超过1 mm。同时,为克服传统方法中的不足,本文提出一种逆运动学误差补偿算法。该算法利用机器人的逆运动学模型将机构误差转化为关节输入误差,减少了传统算法中的误差参数,大幅降低了优化方程的求解难度,提高了补偿效率。随后,采用改进粒子群算法对误差修正目标函数寻优,以此获得滑块补偿量,将其与理想滑块输入量叠加作为滑块修正量驱动机器人完成误差补偿。仿真结果表明,补偿后动平台位置误差均无限趋于0;实验结果显示:动平台在x、y、z轴自由度方向的误差最大值分别由10.89、12.42、2.12 mm降至0.97、1.14、0.72 mm,距离误差最大值由15.35 mm降至1.36 mm,补偿效果明显;误差均值分别由5.86、8.02、1.12 mm降至0.45、0.46、0.33 mm,距离误差均值降至0.82 mm,运行精度提高92.1%。
关键词
并联机器人
误差分析
误差补偿
改进粒子群算法
位姿精度
Keywords
parallel robot
error analysis
error compensation
improved particle swarm algorithm
pose accuracy
分类号
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
一种新颖的轮腿式机器人腿部结构设计与分析
2
作者
陈明方
朱恩枭
魏松坡
黄良恩
张永霞
机构
昆明理工大学机电
工程
学院
河南平原光电有限公司工程信息部
出处
《机械科学与技术》
北大核心
2025年第6期956-968,共13页
基金
国家自然科学基金项目(51965029)
国家重点研发计划(2018YFB1306103)
云南省重大专项课题(202002AC080001)。
文摘
四足机器人因良好的地形适应性很受青睐,但高能耗导致续航较差的问题也很突出,轮足机器人恰好相反,因此轮腿式机器人应运而生。设计了一款轮腿式四足机器人的腿部结构,可根据不同的地形在轮式和足式运动间自由切换,能兼顾地形适应性和能耗优化。为轮式运动设计了稳定的腿部三角形支撑结构和独立悬挂装置,增强了轮式运动的稳定性和腿部柔性;对腿部结构受力分析,选定了关节电机的关键参数;根据关节电机输出扭矩对腿部结构进行了有限元分析和轻量化设计,很好地控制了腿部惯量;建立了机器人足式和轮式的运动学模型,最后通过运动学仿真验证了该腿部结构设计轮足运动的可行性和合理性。
关键词
四足机器人
轮腿式
轻量化
独立悬挂
Keywords
quadruped robot
wheeled-legged
lightweight
independent suspension
分类号
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
基于Jacobian+RBF的3-PTT并联机构末端精确控制方法
被引量：
3
3
作者
陈明方
黄良恩
魏松坡
郑仕高
陈中平
机构
昆明理工大学机电
工程
学院
河南平原光电有限公司工程信息部
出处
《农业机械学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第2期430-440,共11页
基金
国家自然科学基金项目(51965029、51865020)
国家重点研发计划项目(2018YFB1306103)
云南省重大专项(202002AC080001)。
文摘
为降低并联机构机械误差测量和补偿的难度,实现机构末端的精确控制,本文提出一种基于Jacobian和RBF神经网络相结合的末端误差补偿方法。以一种3-PTT并联机构为研究对象,分析机构正、逆运动学,验证数学模型的正确性。根据运动学模型解算Jacobian,分析机构约束奇异和运动奇异。为验证机构末端误差补偿方法的有效性,设置两种实验条件,分别为是否有丝杠的回程误差补偿和末端受不同负载,并通过激光跟踪仪测定末端位置。实验结果表明,使用本文的误差补偿方法后,机构末端轴向(x轴)、径向(y轴)位置误差均降低90%以上,竖直方向(z轴)位置误差均降低80%以上,证明了本文方法的有效性。
关键词
3-PTT并联机构
未端控制
运动学
误差补偿
RBF神经网络
Keywords
3 PTT parallel mechanism
end control
kinematics
error compensation
RBF neural network
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
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
3-PTT并联机器人的误差分析与补偿
陈明方
梁鸿键
魏松坡
何朝银
《工程科学与技术》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
一种新颖的轮腿式机器人腿部结构设计与分析
陈明方
朱恩枭
魏松坡
黄良恩
张永霞
《机械科学与技术》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
基于Jacobian+RBF的3-PTT并联机构末端精确控制方法
陈明方
黄良恩
魏松坡
郑仕高
陈中平
《农业机械学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
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