提高串联机械臂运动精度的关键技术研究.pdf
版权申诉
69 浏览量
2023-02-22
21:32:48
上传
评论
收藏 162KB PDF 举报
提高串联机械臂运动精度的关键技术研究
摘要
国内机器人产业不断发展，研究的种类很多。比如关节连接方式上，可以分
为串联、并联和混联结构。目前，串联结构的应用领域最广。服务业、空间作业、
深海作业等方面都有着出色的表现。串联结构的机械臂是由多个关节将连接杆串
联，由大臂、小臂和腕部构成。为了方便操作，常见的有旋转关节或平移关节。
在这方面研究最早的应该是遥控机械手，主要应用在人类无法到达的环境中。
一、串联机械臂精度提升技术综述
（一）标定技术
研究表明，几乎 95%的串联机械臂可以通过标定技术降低其位置和方向的定
位误差标定技术的原理是通过先进的测量技术和基于模型的参数识别方法辨识机
械臂的实际运动学相关参数，使用正确的运动模型进行关节电机的驱动，得到末
端执行设备的精准位置，进而实现提升定位精准程度的重要目标。
现阶段，机器人行业的快速崛起，把智能核算手段使用在处理具备动态、非
线性以及繁杂特点的问题上。比如，遗传算法与人工神经网络等合理手段被广泛
运用在串联机械臂的具体运动标定方面。Kesheng 使用遗传方法做好修改 ABB 机
器人的有关参数，防止传统机器人标定模型繁杂逆雅克比矩阵的求解，
ABBIrb6000 相应机器人对此手段进行验证的时候，能将其定位方面的误差减少到
17.75%。Lewis 以及 Zhong 主要使用了递归神经网络手段对运动学有关参数进行
标定，进而逐步提高机械臂的定位精准程度，保证其重复性定位的可靠性。
DaliWang 等使用了神经网络手段提升机械臂的实际定位精准程度，经过相应的实
验证明此方法和过去双线分析手段进行对比，可以把相应测量数据信息的均方误
差以及最大误差减少 22.05%与 23.64%。Alici 将粒子群方法运用其中，做好预测
MotomanSK120 机械臂的实际定位误差情况。
（二）传感技术
现阶段使用使用的串联机械臂缺少感知外界调节的吸纳供应能力，所以机械
臂常常没有办法获得健全的信息内容，造成缺少对系统模型的整体认知，进而对
机械臂完成复杂任务起到了严重影响。要想更好的处理此方面的问题，有关人员
在机械臂当中增添了视觉力觉、触觉等外部传感器。
除此以外，先进的激光跟踪技术也被充分运用在串联机械臂当中，其能保证
其轨迹与定位的精准程度，并且由于多传感设备融合技术的崛起，越来越多的研
究人员将此技术运用在机械臂运动控制当中，这样能提升机械臂的整体性能。
（三）智能控制系统
在测量方法的基础上明确末端执行设备的位姿内容，这样能保证串联机械臂
跟踪轨迹以及定位的精准程度，智能系统与控制方法两个方面的研究，也可以提
高串联机械臂实际运动的精准程度。现阶段，对于串联机械臂智能控制研究而言，
不管是实践运用，还是理论分析，都获得了相应的成果。
多轴控制卡（ProgrammableMulti-AxisController）在传统型机械臂控制系统当
中得以广泛运用，并且获得了相应的成果。此控制设备让用户使用多样性编程语
言展开研发，不断变成了机械臂控制的重要手段。要想防止机械臂参数出现误差
现象，进而对机械臂产生不良影响，GangbingSong 等探究了鲁棒控制有关问题，
并且深入探究了非线性控制以及自适应控制等。而 J.Militzer 等使用了更加严格的
数学手段，探究了各个智能方法所具备的函数逼近功能能力，进而为之后串联机
资源评论
