混联码垛机器人误差分析.pdf

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1、2010年第2期·设计与研究·文章编号：1001—2265(2010)02—0037—04混联码垛机器人误差分析宁凤艳，贫超(北京航空航天大学机械工程及自动化学院，北京100191)摘要：论文以所研制的串并联混合的MJR混联码垛机器人为研究对象，介绍了四自由度垂直移动关节与回转关节组合式串并联的混联机器人机构特点，并进行了运动学分析，提出了这种机器人的误差分析方法，利用摄动法建立了广义坐标偏差和结构偏差对机器人末端位姿影响的误差模型，并通过数值仿真分析了广义坐标偏差和结构偏差对机器人末端位置误差的影响程度，计算结果证实了位姿误差模型的正确性，为机器人的位置误差补偿及精度优化设计提

2、供了依据。关键词：混联机器人；摄动法；位姿误差中图分类号：TP241文献标识码：AErrorAnalysisofSeries-parallelPallizerRobotNINGFeng—yan，YUNChao(SchoolofMechanicalEngineering＆Automation，BeihangUniversity，Beijing100191，China)Abstract：BasedontheMJRseries-parallelpallizerrobotstudiedandmanufacturedbythearticle，themecha-nismcharacteris

3、ticsoftherobotwithtwoperpendicularmovingjointsandtworotationaljointswasintro-duced，itskinematicswasanalysied，anditserroranalysismethodisproposed．Atlasttheerrormodeloftheposition—poseoftherobotend-effecter，producedbytheinfluenceofrobotgeneralizedcoordinatesdeviationandstructuredeviation，wasest

4、ablishedbytheperturbationmethod，andtheirdegreeofinfluenceontheend-effecterwasanalysedbynumericalsimulation．Theresultsprovetheerormodelisright，andtheywillprovideareliablebasisforrobotpositionerorcompensationandaccuracyoptimumdesign．Keywords：series-parallelrobot；perturbationmethod；positionandpo

5、seerror节广义微位移，再应用微位移分析方法分别算出手部O引言位姿误差，最后矢量相加，得到机器人手部位姿误差。近年来，随着机械自动化水平的提高，码垛机器该方法无需任何微分运算，推导过程简单明，误差模型人以其在机械结构、适用范围、灵活性、成本以及维护物理意义清晰。文中利用机器人位姿误差分析的“摄等方面的优势使其应用渐为广泛，并成为一种发展趋动法”对自行研制的MJR120型码垛机器人的位姿误势⋯。目前国内生产的码垛机器人和国外相比总体差进行建模与分析。水平还比较落后，主要反映在对机器人精度和控制方1运动学分析面。要提高机器人精度的方法是对机器人进行误差补偿，而对机器人位姿误差进行

6、补偿的基础是对机器本文针对自MJR120型四自由度码垛机器人为分人位姿误差的分析，建立其位姿误差模型则成为关析对象对这种串并联混合的机器人进行误差分析。机键，所以对机器人位姿误差的研究具有重大意义。国器人的本体结构如图l所示，采用两个主动的回转关内外许多学者在该领域作了大量工作，并取得了不少节和两个移动关节。腰座的回转带动整个机器人在水成果。平面内回转；腕部的回转用以调整末端执行器的位姿；机器人位姿误差分析的“摄动法”将各因素引起两相互垂直的移动关节可分别带动前、后大臂摆动，进的机器人手部位姿误差归算为由各组成连杆的参数偏而带动小臂摆动。两移动关节的运动可分别控制末端差引起的，通

7、过求出由各杆件参数偏差弓l起的对应关沿水平方向伸展和垂直方向俯仰，即末端沿水平和垂收稿日期：2009—08—20作者简介：宁凤艳(1966一)，女，黑龙江人，北京航空航天大学机械设计系讲师，博士，主要从事机械设计、机器人技术方面的研究，(E—mail)n~198@sohu．tom·37·设计与研究·组合机床与自动化加工技术直方向的运动具有解藕性。大小臂的驱动电机和减速如下关系：机构均可以安装在腰座上，因此系统具有很好的动态特性。该机器人的特点是工作空间大、负载大、速度快{l6+1