【摘 要】
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根据文献研究表明,机器人的定位误差95%都由于构建运动学模型以及机械加工误差不准确所造成的。目前机器人标定模型大部分都是基于4自由度参数的DH模型,但是它的缺陷是运动学
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根据文献研究表明,机器人的定位误差95%都由于构建运动学模型以及机械加工误差不准确所造成的。目前机器人标定模型大部分都是基于4自由度参数的DH模型,但是它的缺陷是运动学参数奇异性和突变问题。针对这一状况,本课题首先建立了5自由度参数的MDH模型,并运用Robotics工具箱,使用数值和图形结合验证所建运动学模型的正确性。本课题基于某高校教学平台的项目需求,首先搭建基于机器视觉的整体控制方案,其中包括机器视觉系统、运动控制系统、输送线系统以及周围的配套设施;然后具体到各部分的电气选型和程序代码的编写;其中机器视觉系统,还需完成像素坐标与世界坐标的转换,以及机器视觉与机械手的手眼标定,建立起机器视觉与机械手数值关系,为机器人动态追踪提供数据保障。其次,本课题进行四轴串联工业机器人的运动学分析,使用修正的DH法求出机器人的运动学正解,以及运用数值法求出其逆解,并使用Robotics工具箱,使用数值和图形结合验证所推导运动学方程正确性;同时也为误差分析以及标定内容,做好理论准备。再其次,本课题结合运动学和微分变换法,建立单个连杆误差与几何参数以及运动变量的数学模型,再通过连杆矩阵乘积运算,求解出四自由度机器人末端手腕位姿相对于基坐标系的误差模型,最终通过MATLAB仿真分析,得出末端手腕位姿相对于各连杆几何参数以及各关节运动变量数值关系。最后,本课题通过基于距离误差模型运动学辨识方法,去辨识机器人几何参数从而提高机器人的绝对精度;首先介绍基于距离误差模型标定的数学原理,从理论的角度,分析该方法的可行性,然后具体到本课题的四轴机器人的研究对象,得出其数学表达式为多元超静定线性方程组;我们选择最小二乘法求其近似解;最终通过MATLAB仿真分析,针对预先给定几何误差参数去标定,最终发现机械手绝对精度可以大大提高。
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