导轨五自由度运动误差的光学与倾角传感器组合测量方法

为了准确、高效地对直线导轨多自由度运动误差进行测量,提升精密机械装配效率与质量,提出了一种运用光学与倾角传感器组合方式实现直线导轨系统五自由度运动误差同时测量的方法。首先对所提出的测量系统各测量模块进行光路分析,建立直线度测量模型,并提出了基于共光路的激光漂移分离检测与补偿方法。其次基于直线度测量模型,进一步分析了角度与平移误差串扰及解耦方法,消除由移动部件姿态变化和阿贝误差引起的误差串扰。最后,针对激光漂移的补偿方案进行了实验验证,并通过与激光干涉仪、电子水平仪的测量对比实验,俯仰角、偏摆角、滚转角误差最大偏差分别为5.55″、4.28″、2.21″,水平和竖直平移误差最大偏差分别为2.47、1.92μm,验证了组合测量系统的测量精度,为直线导轨准确、高效测量提供了一种结构简单、成本低的测量系统与方法。     

五自由度作业要求下 Stewart 平台的运动特性

根据Ｓｔｅｗａｒｔ平台在制造业的应用特点，分析了五自由度（或者低于五自由度）作业运动要求的应用情况，提出了多余自由度的概念。针对运动平台作为旋转运动刀具载体的情况，提出了多余自由度的允许运动范围的计算方法以及利用多余自由度改进机构运动特性的方法。以一种典型的平台模型为例进行计算，就作业空间和可操作性等问题验证了所提出方法的有效性。从算例可以看出，多余自由度在Ｓｔｅｗａｒｔ平台的实时控制中可以得到较好的应用。     

新型五自由度并联机构及其运动分析

提出了一种新型五自由度并联机构及其应用前景,该机构由一个RRTR分支和4个SPS分支组成,可实现空间的三维移动以及两个独立方向的转动,可用于部件装配、推拿机器人、空间机构的运动平台等应用场合。采用螺旋理论分析了能实现预定运动输出的机构学原理,计算了机构的自由度,采用直观的零位形两步法建立运动变换矩阵,求出用于实时位置控制的反解,并给出数值算例,分析了该机构在推拿机器人设计上的应用前景。     

基于向量变换的五自由度机械手运动仿真

基于空间向量变换理论和计算机语言构建了一套底层空间向量变换驱动引擎。利用此驱动引擎提供的向量变换应用编程接口(API)函数的形式分析了一台五自由度写字机械手的运动学特性。结合驱动引擎和机械手的运动学特性开发了一套适合于此机械手运动特点的软件仿真系统。仿真实验表明精简高效的驱动引擎既使机械手的运动学分析变得简单,又能为写字机械手提供精确可靠的驱动数据,且接口简单,通用性强。     

光刻机精密运动平台的几何及运动误差建模

为了提高光刻机硅片台和掩模台的运动精度,建立光刻机精密运动平台的几何及运动误差模型。引入低序体阵列描述光刻机的拓扑结构,采用齐次坐标变换表达多体系统中典型体的几何和运动误差,应用多体系统运动学建立了系统的结构和运动关系以及相应的定位误差方程。进一步分析了光刻机的运动误差链,推导了光刻机运动通用误差模型。以某光刻机精密工作台为例进行误差建模与分析,该方法和结果可为光刻机精度设计提供参考。     

五自由度立体视觉机器人平台建模与物体跟踪

从立体视觉与机器人控制集成的角度出发,建立了一个主动立体视觉跟踪和定位系统,用于柔性装配线中装配零件的运动跟踪和装配工位的定位.该系统具有五个自由度,采用D-H方法得到五自由度立体视觉平台的运动学模型,并获得运动学的正解.该系统能在工作空间内迅速跟踪移动物体,并有较好的精度.通过该跟踪实验证明了模型的正确性和方法的有效性.     

基于无衍射光的三自由度误差测量方法

【目的】采用轴锥镜产生无衍射光作为光源,提出了一种基于无衍射光的3自由度误差测量方法。【方法】测量部分由1面反射镜和2面分光镜组成,并固定于可以在3个自由度上转动的工作台上。工作台转动产生的3种角度偏差(偏摆角、俯仰角和滚转角)将造成2个不同位置处CCD接收到的光斑中心位置发生变化。【结果】通过理论分析得出了3种角度误差对应的变化量,并给出了模拟和实验结果。【结论】实验结果和模拟得到的理论值相一致,表明该方法能准确测量3自由度误差。     

五自由度机器人手臂运动学研究

依据五自由度机器人手臂模型,用常规的D-H表示法建立了各连杆间关节坐标系,并写出了手臂末端执行器相对于基础坐标系空间描述的运动学方程,利用代数法依次求解出逆运动学方程,完成了对机器人手臂的运动学分析.     

五自由度并联机床数控系统软件开发

充分利用PMAC运动控制卡的多轴联动控制和实时通讯能力,以Windows操作系统为平台,用Visual Basic 6.0开发了开放式数控系统软件.针对并联机床的特点,重点介绍了数控系统人机交互、运动控制、标定校准、故障诊断、位姿检测等各功能模块.PC机负责整个系统的管理、实时通讯、反解运算、代码编译等任务,PMAC卡实现伺服更新、位置反馈及输入/输出端口监控等功能.控制系统软件运行速度快且平稳,控制精度高,安全性好,并可根据不同需求移植和扩展各功能模块,已成功应用于实际五自由度并联机床控制中.     

五自由度教学机器人的运动学分析

该文对五自由度教学机器人进行运动学分析,为仿真和控制软件做准备。该文用D-H法来推导运动学方程,包括正解和逆解,实现机器人任意位置和姿态的计算。     

微型汽车五自由度模型的振动分析

建立了五自由度的汽车动力学模型,推导出了有关的计算公式,对“人体──座椅”系统进行了分析,并以长安微车为例进行了动态计算。     

五自由度机械手的两级计算机控制

本文讨论采用Apple PlusⅡ微机系统和M6800单板机构成的两级计算机对五自由度机械手的控制问题,提出了机械手由点位控制实现空间某一轨跡运动的控制方案。     

精密气浮运动平台动态误差建模与分析

针对驱动合力偏离运动部件质心时,精密气浮运动平台运动部件会产生偏转振动,会带来运动和定位的动态误差,提出一种基于动力学分析的动态偏转误差评估方法.运用牛顿-欧拉法并引入欧拉四元数建立系统动力学方程,利用实验数据对静压气体轴承受力进行插值处理,有效解决了静压气体轴承受力非线性的问题,得到了更为精确的偏转误差曲线.以H形双边驱动XY运动平台为研究重点,分析其在不同受力情况下的偏转误差,结果表明：驱动不同步会引起运动平台较大幅度的偏转.该方法还可以推广到其他结构模型的运动平台.     

五自由度机械手结构及电气控制设计

提出一种高精度、高效、低耗的机械手,着重介绍了一种五自由度机械手的结构设计和控制系统.该机整体结构由三爪夹手、腕部结构、臂部结构、机座转动机构四部分组成,以STM32F103VET6控制器为核心搭建机械手控制系统.结果表明,该机械手能够实现预定动作路线,完成指定工作.     

五自由度机械臂的建模与仿真

采用Adams和MATLAB联合仿真的方式,对一种桌面级五自由度机械臂进行三维建模、路径规划及运动学仿真。首先,使用Solidworks软件完成机械臂的三维模型的建立,并将该模型导入Adams软件,得到该系统的虚拟样机。其次,联合MATLAB和Adams软件实现了机械臂的路径规划仿真,获得机械臂的关节角度、关节速度和关节加速度等运动学特性曲线。在此基础上,进行机械臂的实验操作,并对二者进行比较。结果表明机械臂的结构合理,运动学特性稳定,仿真实验结果可靠性强,为该机械臂的运动控制及优化等奠定基础。     

具有行走功能的五自由度教学机器人

介绍了具有轮式行走系统的五自由度教学机器人的结构及其计算机控制原理。该机器人可以完成示教再现控制、程序控制和程控行走等功能     

五自由度关节式机械手的位置控制

建立了五自由度关节式机械手的运动学模型，设计了一种双环路位置随动系统实现机械手的位置控制。应用直接微分逆运动学解的方法求得关节速度参照值，用于控制机械手的位置，轨迹插补器采用直接函数计算法产生中间点位置参照值。     

全息透镜分光法五自由度测试系统

基于激光全息技术，激光准直技术、激光漂移补偿技术和磁光调制技术的综合运用，研制了以单一激光束为基准，同时测定目标五个自由度偏差的测试系统。该测试系统用于机床变形，风洞应变天平体轴加载自动校测等多个自由度的准直和微小偏移量的测量。     

五自由度搬运机器人系统设计与运动学分析

设计了一种用于冲压生产线上下料操作的新型五自由度搬运机器人.首先,结合冲压生产线的应用需求设计了机器人的机械结构,并进一步构建了其控制系统;然后,对机器人运动学进行分析,建立机器人连杆坐标系,利用D-H法描述机器人正向运动学模型,并求解机器人逆运动学;最后,对机器人工作空间和运动精度进行描述,将工作空间分别投影到xy,xz,yz三个平面得到其具体参数,利用雅可比矩阵求解各关节最大容许误差,对机器人的参数设计和轨迹规划具有指导意义.     

三自由度并联平台机构运动性质研究

针对目前国际上广泛研究的３—ＲＰＳ平台机构的运动性质作出分析．讨论了基面上三回转副共面或共面汇交等不同情况下的运动性质．以及该类机构在不同位形下运动性质的变化．从理论上深入地讨论了反螺旋力线矢与允许运动的关系．