国家自然科学基金(50605013)
- 作品数：9 被引量：95H指数：5
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- 相关领域：自动化与计算机技术电子电信机械工程更多>>
- 3-PPSR并联微动机器人静刚度分析被引量：21
- 2008年
- 为简化6支链并联微动机器人的复杂结构,减小装配误差,提出压电陶瓷驱动的3-PPSR构型6自由度并联微动机器人结构。采用整体式下平台和三条两端带有柔性球铰链和直圆柔性铰链的支杆,使结构紧凑并有利于提高精度。为分析对并联微动机器人精度具有重要影响的静刚度指标,首先求出此类机器人的逆解矩阵及支杆柔性铰链处微小角位移和末端位姿的关系。在此基础上,考虑支杆两端柔性铰链和弹性平板的弹性变形,运用虚功原理推导并联微动机器人静刚度矩阵。进而仿真分析机构各几何参数对静刚度的影响,获得支杆两端铰接点半径及直角弹性平板和支杆两端柔性铰链尺寸对刚度的影响规律,为此类并联微动机器人刚度配置和机构优化设计提供理论依据。
- 荣伟彬王乐锋孙立宁
- 关键词：并联微动机器人柔性铰链静刚度
- 压电驱动三支链六自由度微动机器人机构设计被引量：2
- 2007年
- 为简化6支链并联微动机器人结构、减小其装配误差,提出了压电陶瓷驱动的3支链6自由度并联微动机器人结构。采用整体式下平台和3条两端带有柔性球铰链和单轴直圆柔性铰链的支杆,使结构紧凑并有利于提高精度。在分析逆解的基础上,根据工作空间要求设计了整体尺寸。根据柔性铰链选取原则,对直角平板和支杆处柔性铰链进行尺寸选择,采用有限元分析对整体刚度进行分析和安全校验。样机测试结果表明了设计的可行性。
- 荣伟彬王乐锋孙立宁矫杰
- 关键词：压电陶瓷柔性铰链
- 基于电流与电压复合控制的压电陶瓷驱动器被引量：5
- 2009年
- 针对电压控制型压电陶瓷驱动器存在动态性能差的问题，及电流控制型压电陶瓷驱动器存在在静态下易充电饱和、难以获得稳定输出的问题，该文设计了基于电流与电压控制的复合型压电陶瓷驱动器。该驱动器具有电流电压双闭环反馈，使驱动器可兼具良好的静态和动态特性。在此基础上，分析了复合型驱动器的性能特点和各参数对其性能的影响，通过调整参数可改变驱动器性能，以满足不同需求。实验结果表明，该驱动器驱动行程为10sm的压电陶瓷时，0～100V阶跃信号响应时间小于400μs，满行程带宽可达1.5kHz，给定直流信号下可获得良好的稳定输出。
- 荣伟彬徐敏张世忠
- 关键词：压电陶瓷驱动器复合型控制电流控制动态性能稳态性能
- 三杆六自由度并联微动机器人的工作空间分析被引量：3
- 2008年
- 针对提出的基于压电陶瓷驱动的三杆六自由度并联微动机器人,在分析其结构特点的基础上,通过坐标变换求出了其逆解方程。分析了影响并联微动机器人工作空间的约束条件,对定姿态工作空间采用一维搜索法求得边界点。用实例进行仿真计算,得到结构参数对工作空间的影响规律。与常规6-PSS并联微动机器人的定姿态工作空间进行了比较,说明了其工作空间分布的特点。所做的工作空间分析为机器人工作空间优化设计和机构尺寸设计提供了依据。
- 王乐锋荣伟彬孙立宁
- 关键词：并联微动机器人优化设计
- 三支链六自由度并联柔性铰微动机器人的研究被引量：18
- 2007年
- 提出了一种过程中采用的新型三支链六自由度并联微动机器人结构。采用两端分别带有柔性球铰和柔性旋转铰的支杆以简化结构,整体加工包含三个二自由度单元的基平台来有效减小装配误差,并用压电陶瓷驱动弹性平板获得高分辨率高精度。根据运动影响系数理论对其运动学进行分析,求出了其平动台、支杆和柔性铰链的速度表达式。考虑柔性铰链的弹性变形,基于虚功原理建立了其刚度模型。分析了此类并联微动机器人的设计目标和柔性铰链设计原则,采用模块化精密定位控制器设计了控制系统。实验结果表明,所设计的微动机器人可达到纳米级精度,简化了六支链六自由度并联微动机器人的复杂结构,减小了装配误差。
- 王乐锋荣伟彬孙立宁
- 关键词：微动机器人柔性铰链运动学刚度分析
- BP神经网络补偿并联机器人定位误差被引量：29
- 2008年
- 分析了6-DOF精密并联机器人末端位姿的误差来源及以往误差补偿方法的局限性。通过测量末端位姿,提出了基于BP神经网络在精密定位的局部工作空间内对机器人关节空间进行误差补偿的方法。确定了BP神经网络模型,建立了误差补偿的数据样本,并对数据样本进行了标准化。用实验对比的方法确定了隐层神经元的个数,同时对网络的推广能力进行了验证。经过误差补偿,6-DOF精密并联机器人的平移定位误差下降了80%,转角定位误差下降了60%。实验结果表明,基于BP神经网络的误差补偿方法对机器人局部工作空间的补偿具有明显的效果,能够满足精密并联机器人工作的精度要求。
- 马立于瀛洁程维明荣伟彬孙立宁
- 关键词：并联机器人BP神经网络误差补偿
- 基于电流控制的压电陶瓷驱动器被引量：14
- 2007年
- 为了解决电压控制型压电陶瓷驱动器驱动压电陶瓷时存在的迟滞、蠕变和带宽窄的问题,设计了基于电流控制的压电陶瓷驱动器,利用压电陶瓷致动器位移与其所带电荷量间的线性关系,该驱动器通过控制压电陶瓷的充电电流和时间控制其位移量.在此基础上,提出了以分辨率换取稳定性的动态保持控制方法,采用该电流型驱动器,实现了开环下对压电陶瓷致动器的稳定、快速、高精度定位.实验结果表明,该驱动器驱动行程为10μm的压电陶瓷时,满行程带宽大于1.5kHz,重复定位精度小于4nm(0.40/0).
- 荣伟彬邹翾徐敏孙立宁
- 关键词：压电陶瓷驱动器电流控制
- 面向精密调整的6-HTRT并联机器人被引量：2
- 2008年
- 为实现光学精密调整,研制出了由交流伺服电机驱动的6-HTRT并联机器人,它具有6个自由度,其结构特点决定了该机器人可以完成高精度定位调整。分析了机器人的位置逆解,并对不同位姿下的工作空间进行了仿真。控制系统采用基于ISA总线的闭环控制方式,测试结果显示:该并联机器人工作空间较大、分辨率高、重复定位精度高,说明机器人结构和控制系统设计的合理性。最后应用此并联机器人成功完成了光学精密装配试验。
- 马立龚振邦程维明荣伟彬孙立宁
- 关键词：并联机器人位置逆解
- 压电马达驱动3-PPTRR并联机器人研究被引量：3
- 2010年
- 设计了一种压电马达驱动的3-PPTRR构型的3支链6自由度并联机器人,具有结构简单,支链不易干涉,无电磁干扰等优点。介绍了这种机器人的结构特点,分别采用解析法、矢量构造法对机构位置反解和雅克比矩阵进行分析。针对雅克比矩阵条件数的局限性,采用兼顾全域条件数均值和波动性的全域可操作度指标描述机构的操作性能,并以此为目标函数,结合典型应用研究了此类并联机器人的关键尺寸优化过程,结果显示优化后的结构在整个运动空间内都具有良好的运动性能。
- 荣伟彬秦志刚王乐锋孙立宁
- 关键词：压电马达并联机器人可操作度尺寸优化
