基于工业机器人工具参数标定的研究与实现

本文介绍了工业机器人工具坐标系标定的六点法,该方法实现了工业机器人工具坐标系的精确标定。工业机器人工具坐标系的标定,就是确定工具坐标系相对于工业机器人末端坐标系的齐次转换矩阵,由此计算出工具的位姿参数。根据此算法进行标定结果和实际工具参数对比,精度达到了±0.3mm以上。实际的应用试验表明该方法是一种操作简便、精度较高的系统工具参数标定方法,能完全满足工业上实际应用的要求。     

弧焊机器人离线编程的实用化技术

对机器人离线编程的实用化技术进行了研究,针对在弧焊机器人上应用离线编程遇到的如离线系统中的工具坐标系误差大、离线编程所得路径相对于期望路径有偏移等问题,采用机器人在线示教的方式,通过7点法对机器人工具坐标系进行了标定,然后用标定结果修正了离线系统中的工具坐标系.采用最小二乘拟合法,对离线编程所得的路径进行了修正,大大缩小了其与实际期望路径之间的偏差.最后通过试验验证,表明这些方法可以满足焊接典型路径的生产需要.     

基于双目视觉的机器人位姿标定技术研究

针对机器人位姿的测量,建立双目立体视觉传感器三坐标的数学模型。匹配相关的特征点,采用最小二乘法得到空间特征点的三维坐标。利用外部位姿线性方程的建立与求解确立机器人基坐标与工件坐标的矩阵关系。通过靶标法来确定机器人在某一位姿时工件坐标系和视觉传感器坐标系之间的齐次坐标变换矩阵的关系。实验结果显示,在没有噪声因素情况下,利用线性方法求解机器人外部位姿是可行的,能够满足系统精度要求。     

基于立体视觉的机器人位姿标定技术研究

针对机器人位姿的测量,建立双目立体视觉传感器三坐标的数学模型。匹配相关的特征点,采用最小二乘法得到空间特征点的三维坐标。利用外部位姿线性方程的建立与求解确立机器人基坐标与工件坐标的矩阵关系。通过靶标法来确定机器人在某一位姿时工件坐标系和视觉传感器坐标系之间的齐次坐标变换矩阵的关系。实验结果显示,在没有噪声因素情况下,利用线性方法求解机器人外部位姿是可行的,能够满足系统精度要求。     

臂载线结构激光手眼矩阵的精确标定——多坐标系转换法

针对臂载线结构激光手眼结构的标定问题,提出一种多坐标系转换法.该方法借助激光跟踪仪和标定物,测量末端连杆和线激光坐标系相对于激光跟踪仪的齐次变换矩阵,从而快速计算线激光坐标系相对于机械臂末端连杆坐标系的手眼矩阵.该方法具有操作简便、误差小、精度高、对实验器材没有严格要求等优点.使用移动-转动-移动(PRP)三自由度机械臂进行手眼矩阵标定实验.实验结果表明:手眼矩阵旋转轴测量误差小于0.001,旋转角度误差小于0.07°,位移矩阵误差小于0.25 mm.该方法适用于任意二自由度及以上的机械臂与二维或三维传感器形成手眼结构的手眼矩阵标定.     

基于机器人的带有旋转特征的零件坐标系标定方法

为了解决传统标定过程中标定困难、标定精度不高等难题,基于六自由度机器人面向带有旋转特征的曲面零件,提出一种八点标定方法。该方法利用带有旋转特征这一特点,准确找到工件坐标系原点,从而提高了标定精度。该方法通过实例论证,可以对带有旋转曲面特征的零件坐标系进行标定。使用该方法进行标定可以提高曲面工件坐标系与机器人坐标系匹配精度。     

一种机器人工具坐标系标定方法

提出了一种算法简便、切实有效的机器人工具坐标系标定方法。该方法基于机器人的运动学推导过程,在没有借助额外的测量工具的条件下,对工具坐标系相对于机器人末端坐标系的位置进行辨识,在得到工具坐标系相对位置的基础上,对机器人的工具端的姿态进行辨识。本方法仅采用了线性最小二乘算法,算法简便容易实现。最后使用MATLAB和Virtual Robot Simulator对本文所提算法进行了仿真实验,结果证明该方法切实可行,完全可以应用到实际的工作环境中,缩减离线工作时间,提高自动化水平。     

喷印机器人工具坐标系标定

提出一种利用激光跟踪仪标定机器人工具坐标系的方法。利用激光跟踪仪确定机器人的基坐标系,将机器人基坐标系与激光跟踪仪的测量坐标系统一。通过机器人运动学方程获得机器人末端连杆坐标系相对基坐标系的变换关系,利用激光跟踪仪测量拟合得到机器人工具坐标系,利用坐标变换初步确定机器人工具参数。通过机器人单轴旋转运动对工具坐标系原点进行修正,最终确定工具参数。最后通过机器人重定位运动对误差进行计算。实验结果表明,修正后x,y,z坐标的RMS(root mean square,均方根)误差分别为0.127 1,0.141 3和0.117 4mm,精度是修正前的2.5倍。     

基于间接测量法的制孔机器人的工具参数标定

为了提高工业机器人的工具参数标定精度,该文在机器人运动学模型的基础上,提出了一种基于间接测量的工具参数标定方法。该方法利用空间中两点位姿相对固定的特性,应用机器人运动学模型建立了一个易于直接测量及标定的工具参数和位于制孔刀具轴线上的虚拟刀尖点参数之间的对应关系。通过在标定平板上制孔将虚拟刀尖点相对于世界坐标系的位姿固定下来,以已标定的工具参数为参照推导出制孔机器人的虚拟刀尖点的参数。应用标定结果进行了实际制孔试验,相比传统的工具参数标定方法有效地提高了制孔的精度。     

结合精度补偿的机器人优化手眼标定方法

为了解决制造现场机器人高精度视觉测量定位的问题提出了一种结合模型精度补偿的机器人方位与手眼关系同步标定方法。该方法首先将视觉系统与机器人之间的位姿关系即手眼关系以及标定板与机器人坐标系的空间转换关系作为待优化求解对象,用齐次坐标矩阵分别表示机器人运动学正解以及视觉系统与标定板之间的位姿关系,进而构建闭环的机器人手眼关系优化方程;然后,使用三维旋转群表示旋转矩阵,建立了标定模型方程,用非线性全局优化的方式同步得到标定方程中矩阵的旋转和平移初始解,采用最小化相机的重投影误差提高了标定精度;最后,使用机器人运动学标定设备提升了本体的模型精度,再进行视觉标定得到了更准确的标定结果。实验结果表明:该标定方法只需提前示教若干点即可自动完成,操作简易高效;在补偿了机器人本体的臂长和关节零位误差后,算法精度从0.15mm提升至0.10mm。与经典的手眼标定方法相比,所提方法在不同测试数据集下的标定精度和稳定性均最优。     

基于齐次坐标变换的陀螺框架加工误差分析

针对陀螺框架高精度垂直孔系加工精度影响因素多且无综合分析测评方法的工程实际,采用齐次坐标变换的分析方法,建立了坐标镗床上应用转台精镗陀螺框架孔的同轴度误差模型,设计实现了误差分析软件,对陀螺框架的同轴度误差进行了定量分析,实现了陀螺框架加工误差的快速预测．加工试验结果表明该模型分析结论与加工试验结果具有较好一致性,分析方法对系列新产品开发具有指导作用．     

五电平逆变器直接转矩控制算法改进

针对磁链和转矩双闭环控制的直接转矩控制系统在获得所需电压空间矢量时需要复杂的坐标变换,本文构建了级联型五电平逆变器异步电机直接转矩系统,提出了一种改进的获取电压空间矢量的方法,直接在αβ坐标系下对磁链和转矩进行调节,该方法能够有效减小磁链和转矩脉动,并且能够减小计算机实时的计算量。在Matlab/Simulink软件平台上搭建了级联型五电平逆变器异步电机直接转矩控制系统模型,采用60°坐标系下的SVPWM调制算法,对改进的快速获取电压矢量的方法进行验证,仿真表明,该算法在减少计算机工作量的同时,获得了较好的磁链轨迹和转矩响应曲线。     

狭义相对论中的Galilean变换

运用几何语言,从时空的3+1分解的角度,探讨了狭义相对论中具有Galilean变换形式的坐标变换,以及参考系与坐标系的区别、惯性坐标系的测量意义、光速不变的含义等概念性的问题。     

质心坐标系的拉格朗日方程

传统的机器人动力学建模是在关节轴线建立附体坐标系,本文采用质心附体坐标系,推导并建立了机器人的拉格朗日动力学模型,以平面两杆机械手为例证明该方法较之传统坐标系的方法在简化计算上具有明显优越性．     

某SUV车架横梁焊接匹配研究

针对某款SUV车架第5横梁上板与纵梁总成焊接过程搭接间隙过大问题,进行搭接面焊接匹配,得到匹配样件后进行三坐标扫描,利用CATIA软件逆向开发进行模块三维建模,Geomagic Qualify软件进行拟合,验证了结果的正确性。     

机器人PUMA560的质心坐标系运动学逆解

采用质心坐标系建立机器人PUMA5 6 0的结构参数 ,并对其运动学逆问题进行求解 ,其结构参数的增加并没有给求解过程带来更多的麻烦 ,所得结果与采用传统的关节坐标系一致 .算例证明了质心坐标系同样是一种有效的运动学分析方法     

非静止轨道卫星信道多普勒频移特性

为了定量分析非静止轨道卫星信道的多普勒频移特性,引入一种基于地心固连坐标系的分析模型,经近似,该模型与地面接收终端的地理坐标无关.计算出了几种典型非静止轨道卫星信道的最大多普勒频移.分析表明,高仰角状态下信道中的多普勒频移较弱,而处于可视仰角状态时信道中的多普勒频移最大.应尽可能在高仰角状态下接收信号,并可将多普勒时变规律作为先验信息用于对多普勒频移进行估计与补偿,以削弱时间选择性衰落的影响.     

质心坐标系的运动学逆解

质心坐标系的运动学逆解由于其空间变换关系中的７个结构参数中有６个是常数且取值总是非常简单以及第４列元素总是包含了第３列元素而使得求解得以简化。求解过程和结果与关节坐标系完全一致。斯坦福机械手的运动学逆解证明了这一点。     

用广义协变原理研究非惯性运动带电体的电磁场

用广义协变原理和张量变换律研究非惯性运动带电体电磁场，推演出了非惯性运动带电体在随动非惯性运动坐标系中和实验室坐标系中所激发的电磁场的一般表达式．     

新型大地坐标系与大地坐标系之间的转换

从数学上论证了新型大地坐标系与大地坐标系能够成为表述椭球面上点位的正则坐标系的条件及限定区域，由此阐述了两者相互转换的基本原理和方法，并用算例验证了其正确性，从而为进一步实现新型大地坐标系应用于测量定位和GIS建模提供了可能．