自主研抛机器人技术

自由曲面加工路径规划优化

根据微分几何与线性代数的知识可知，中间点P2到连线P1P3的距离d为代入M和N的分量值，则d可表示为2.研磨行距的确定如图3-11所示，应使相邻的两条加工路径所形成的残余高度δ控制在允许范围内，对磨削行间距规划分平面、凸曲面和凹曲面三种情况，设相邻的刀触点为P1、P2，曲线P1P2之间的平均曲率半径为ρ，可以看出行间距的大小ΔL与研磨工具头的半径r、研磨加工允许的最大残余高度δ、被加工曲面的几何特征有关。
理论教育 2023-06-17

各因素对表面粗糙度的影响分析

分析表6-2中每个单因素在不同水平时对表面粗糙度的影响规律，可以得到在不考虑交互作用的情况下，最优水平加工条件是正交化实验各因素之间的好水平组合，由此得到的本次实验最优组合为F2v2n3β2，其中：法向作用力F为10N，进给速度v为6mm/min，工具头转速n为2000r/min，工具头姿态角β为25°时，研磨效果最佳。
理论教育 2023-06-17

机器人磨削自由曲面的运动规划

本文的5-TTRRT机器人在工作过程中，必须保证研磨工具末端按预定路径运动，同时又要避免干涉，必须绕过障碍物，本文选择在笛卡儿空间进行规划。在自由空间运动阶段，为提高工作效率，以作业时间最短为目标，实施机器人的自由运动轨迹规划技术。将工件的设计特征映射为制造特征，进而引导机器人进行作业路径跟踪，机器人的位置求解通过逆运动学分析的结果得到。
理论教育 2023-06-17

机器人精整加工自由曲面技术的研究进展

参考文献［7-9］给出了日本几例有关机器人研磨技术的研究成果，为了实现对研磨力的反馈控制，力传感器被安装在关节型机器人的终端研磨执行器上。图1-3 几种微机器人用于精密加工的实例图1-4是吉林大学对大型复杂曲面自定位微小研磨移动机器人的研究成果，目前，已开发了轮式微小移动研磨机器人［24-26］系统。
理论教育 2023-06-17

移动平台姿态控制策略优化方案

进行移动平台姿态调整的目的是使移动平台平行于水平面，本文采用倾斜计反馈校正的机器人平台姿态补偿策略。机器人移动平台的姿态控制构成如图3-12所示，为方便起见，将移动平台的x轴正向、x轴负向、y轴正向、y轴负向的四个电动推杆运动分量设为Sz1、Sz2、Sz3、Sz4，可实现x向与y向反馈的双轴倾角传感器安装在机器人移动平台的最上部，其性能指标见表3-2。
理论教育 2023-06-17

基于模糊逻辑的阻抗控制设计优化方案

为了取得高质量的被加工表面，实现仿人研磨加工的主要目的，控制器中以位置误差和误差变化量为模糊控制器的输入。以K和B的变化量作为模糊控制系统的输出，构成一种双输入双输出模糊系统。图5-11 模糊阻抗控制框图［159］比例因子k＝2m/（b-a），＜·＞表示取整运算。模糊推理与清晰化。采用重心法解模糊表5-1 控制规则表（续）
理论教育 2023-06-17

国内外研究现状：移动作业机器人

图1-9 中国“灵蜥—B”型排爆机器人哈尔滨工业大学在全方位移动机器人方面进行了大量的研究，在参考文献［39］中给出了一种自行研制的移动式作业型智能服务机器人，在该机器人研究项目中主要研究了全方位移动机构、七自由度机器人作业手臂及多传感器信息融合的机器人路径规划等问题。
理论教育 2023-06-17

构建移动平台的最佳实践

通过插补算法控制步进电动机分别实现x轴或y轴的直线运动方式，以控制移动平台到达工作位置。为实现移动平台在任何位置都能可靠工作，采用了带有四个可伸缩足腿的方案，在x轴与y轴的滚珠丝杠两端分别安置了两个可伸缩的电动推杆，电动推杆伸出的最大行程为50mm。在电动推杆的工作端安装了真空吸盘，为了保证移动平台平行于水平面，采用倾斜计反馈校正的机器人平台姿态补偿策略。
理论教育 2023-06-17

阻抗参数的仿真研究及调整优化

为得到阻抗参数变化时对系统性能的影响，采用上述的基于位置的阻抗控制方法。针对式（3-7）给出的期望轨迹，分别选取不同的阻抗参数得到的仿真结果如图5-6～图5-10所示，左图为力跟踪曲线；右图为位置曲线。图5-6 基于位置的阻抗控制仿真图（一）图5-7中，Md＝100kg、Bd＝500N·s/m、Kd＝3000N/m，从图中可以看出，力的稳态值处于小波动状态，是由于Md取值过大，在由自由空间到约束空间过渡过程中，系统变得不稳定。
理论教育 2023-06-17

阻抗控制模型简介

根据Hogan［74］提出的阻抗控制概念可知，对力和位置偏差的期望关系进行调节是阻抗控制的关键，建立的期望关系称为目标阻抗，如式（5-1）所示。F-Fr＝Z （5-1）式中，F、Fr、X、Xr分别为机械手与环境的接触力、期望力、位置和期望位置。机械手末端与环境相互接触产生作用力，发生形变。
理论教育 2023-06-17

机器人运动空间中研磨工具位姿的表达优化

图3-13 研磨工具与工件表面的空间位姿关系［153］假设在工件坐标系中工件表面的方程为F＝0 研磨工具在工件坐标系中的方程为式中，x0、y0、z0为研磨工具接触点P0的坐标，而T为研磨工具的位姿矢量。图3-14 刀位点与刀触点关系图化简可得由此可解决工件坐标系到机器人坐标系的转换。
理论教育 2023-06-17

基于位置的阻抗控制原理及应用

本文的位置控制内环采用上一章的PD＋前馈型变结构补偿控制器，阻抗控制的效果取决于位置控制器的精度。当研磨工具末端在约束空间中运行时，工具末端与环境接触后，若假设位置控制器精确且无误差，即X≡Xd，则有e＝X-Xr 基于位置的阻抗控制方法如图5-5所示，笛卡儿坐标系的位置Xm是由参考位置Xd与位置修正向量e相加得到的。
理论教育 2023-06-17

研磨机器人柔顺控制实现方法

在前述运动规划与轨迹控制问题的基础上，本章主要论述研磨过程中力的控制问题。由于存在主动结构与被动结构的情况，为了弥补机器人动力学模型和环境的不确定性与提高对期望力的跟踪能力，应用阻抗控制法实现主动与被动相结合的柔顺力控制。阻抗控制的位置内环采用第4章的研磨机器人轨迹跟踪控制系统，在本章建立的阻抗控制作为力外环，构建基于位置的阻抗控制，从而实现研磨机器人系统的柔顺控制。
理论教育 2023-06-17

研磨机器人系统的刚度系数Kp优化

因本文的研磨机器人系统含有主动结构与被动结构两部分，所以研磨机器人系统刚度为［160］Kp＝K1K2 式中 K1——机器人本体的主动部分刚度；K2——研磨工具的被动部分刚度；——表示两个矢量按照某种测度求和。
理论教育 2023-06-17

自由曲面特征的基础探究

由法向曲率的含义可得法向曲率公式式中G、D分别为曲面的第一、第二微分基本形式，令B＝g11d22＋d11g22-2d12g12，由式（3-9）可以得到曲面上任意一点的主曲率kmax、kmin2.自由曲面的区域分类根据微分几何关于曲面区域的定义可知，曲面的全曲率k＝k1·k2，k1、k2为曲面的两个主曲率。当k＝k1·k2＜0时，这种曲面上各点的两个主曲率的正负号不同的区域称为双曲域。
理论教育 2023-06-17
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