机器人工作空间及关节运动可靠性规划
摘要
本文就工程实际中常见的机器人结构，分析了机器人工作空间的特征。并根据机器人关节驱动原理，结合各种常用传动装置，应用统计和概率分析的方法，综合分析了实际机器人机构各种误差的数值特征。在此基础上，根据系统动作可靠度的定义，针对机器人系统动作的特点，提出了机器人动作可靠性的评价模型，给出了机器人动作可靠度的计算方法。
本文中，用机器人在其工作空间运动目标的操作频度分布描述工作对象一段时间内在工作空间内的物理分布。以操作频度分布作为其运动学规划的特征参量，并以机器人动作可靠度作为机器人系统性能的一个评价指标，就工作对象在各种不同操作频度分布下，分析计算了机器人在其工作空间内的动作可靠度，据此对机器人在工作空间内的运动及其工作对象的物理分布进行规划。
The workspaces of some robot in engineering field are analyzed in this dissertation. By studying the driving principle of the joint and types of gearing set in common use, the numerical characteristics of errors of some actual robots are analyzed with the method of statistics and probability. Then, according to the definition of the reliability about system motion, a model for evaluating the reliability of robot is established, and the related method for calculating the action reliability of robot is given.
In robot's workspace, a frequency distribution of the action target can be used to represent the physic distribution of objects in relevant period. Deal with this operation frequency distribution as a characteristic parameter in robot kinematic plan, and the reliability of robot's motion is taken as an index for evaluating the performance of robot, the values of the reliability of robot's motion in its workspace with various kinds of the operation frequency distribution are calculated. Then the movement of robot in its workspace and the physic distribution of its operated objects are planned.
本文中，用机器人在其工作空间运动目标的操作频度分布描述工作对象一段时间内在工作空间内的物理分布。以操作频度分布作为其运动学规划的特征参量，并以机器人动作可靠度作为机器人系统性能的一个评价指标，就工作对象在各种不同操作频度分布下，分析计算了机器人在其工作空间内的动作可靠度，据此对机器人在工作空间内的运动及其工作对象的物理分布进行规划。
The workspaces of some robot in engineering field are analyzed in this dissertation. By studying the driving principle of the joint and types of gearing set in common use, the numerical characteristics of errors of some actual robots are analyzed with the method of statistics and probability. Then, according to the definition of the reliability about system motion, a model for evaluating the reliability of robot is established, and the related method for calculating the action reliability of robot is given.
In robot's workspace, a frequency distribution of the action target can be used to represent the physic distribution of objects in relevant period. Deal with this operation frequency distribution as a characteristic parameter in robot kinematic plan, and the reliability of robot's motion is taken as an index for evaluating the performance of robot, the values of the reliability of robot's motion in its workspace with various kinds of the operation frequency distribution are calculated. Then the movement of robot in its workspace and the physic distribution of its operated objects are planned.
引文
1．蔡自兴．机器人学．北京：清华大学出版社，2000
2．熊有伦．机器人技术基础．武汉：华中理工大学出版社，1996
3．熊有伦，丁汉，刘恩沧．机器人学．北京：机械工业出版社，1993
4．马香峰．机器人机构学．北京：机械工业出版社，1991，9
5．张伯鹏．机器人工程基础．北京：机械工业出版社，1987
6．王庭树．机器人运动学和动力学．西安：西安电子科技出版社，1990
7．叶琪根，朱逢时，黄家贤．机构精确度．陕西：西北电讯工程学院出版社，1986
8．段齐骏，黄玲，李桂红．机器人工作空间的可靠性规划．山东矿业学院学报，1998，17：11-13
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11．李志．曲柄滑块机构运动误差及运动可靠性分析．机械，2001，28(2)：17-18
12．赵竹青，陈建军，崔明涛，高伟，李团结．基于概率的凸轮机构运动精度分析．机械科学与技术，2002，21(3)：754-757，823
13．罗继曼，孙志礼，傅莉．盘形凸轮机构运动可靠性模型的研究．机械设计与制造，2002，第3期：11-13
14．周源泉，翁昭曦．可靠性评定．北京：科学出版社，1990
15．李良巧．机械可靠性设计与分析．北京：国防工业出版社，1998
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