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工业机器人负载动力学参数辨识方法

机器人 2020年第3期42卷 325-335页

作者：陈友东胡澜晓北京航空航天大学机械工程及自动化学院北京100191

为了解决负载变化导致的机器人控制性能降低的问题,本文在分析负载动力学参数对各关节力矩的影响的基础上,提出了一种仅驱动机器人的第3、4、5、6轴运行激励轨迹的辨识方法.首先,基于最小惯性参数集线性化工业机器人动力学模型;其次,在... 详细信息

为了解决负载变化导致的机器人控制性能降低的问题,本文在分析负载动力学参数对各关节力矩的影响的基础上,提出了一种仅驱动机器人的第3、4、5、6轴运行激励轨迹的辨识方法.首先,基于最小惯性参数集线性化工业机器人动力学模型;其次,在分析负载参数对各关节力矩的影响的基础上,选取相应的运动关节轴,设计适用于负载辨识的有限项傅里叶级数的优化激励轨迹;然后,在空载和带3种不用负载情况下运行激励轨迹,采集关节角度和关节力矩数据,并将数据通过低通滤波器处理;最后,基于动力学线性模型使用加权最小二乘法辨识负载动力学参数.机器人运行验证轨迹,通过计算负载力矩计算值和测量值的差的均方根(RMS)来评价负载辨识结果.同时将该方法与CAD(computer aided design)方法对比,结果显示前者最多可以将后者RMS值降为原来的16%,且该方法对不同负载辨识结果稳定有效.该方法避免了驱动所有关节轴运动的方式,减小了机器人耦合带来的误差,同时缩短了激励轨迹参数优化时间,有效提高负载动力学参数的辨识效率和效果.

关键词：负载工业机器人动力学参数参数辨识激励轨迹

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管道喷涂机器人:结构与位姿调整

北京航空航天大学学报 2015年第2期41卷 209-215页

作者：陈友东季旭东汤伟北京航空航天大学机械工程及自动化学院北京100191 合肥工业大学机械学院合肥230051

针对工业上大型管道内壁喷涂的需求,设计了用于喷涂管道的机器人,该机器人采用串并联结构形式,由支撑平台和串联机械手组成.支撑平台采用几何的方法建立数学模型,串联机械手采用D-H参数法建模;并在数学模型基础上给出了逆解方程.位姿调... 详细信息

针对工业上大型管道内壁喷涂的需求,设计了用于喷涂管道的机器人,该机器人采用串并联结构形式,由支撑平台和串联机械手组成.支撑平台采用几何的方法建立数学模型,串联机械手采用D-H参数法建模;并在数学模型基础上给出了逆解方程.位姿调整时,对机器人进行初定位,利用激光跟踪仪测量出管道和机器人的位姿,求解出调整量,对机器人进行位姿调整,使喷枪旋转轴和管道轴线重合.管道喷涂机器人在工厂进行试验测试,测试结果表明该装备可以很好地实现管道的喷涂,提高喷涂质量和效率.

关键词：异型管道喷涂机器人位姿调整串并联结构

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基于CBR的数控设备故障诊断系统知识表示

北京航空航天大学学报 2011年第12期37卷 1557-1561页

作者：陈友东韩美华叶进军北京航空航天大学机械工程及自动化学院北京100191 北京航空航天大学可靠性与系统工程学院北京100191 武汉科技大学计算机学院武汉430065

随着数控设备越来越复杂,对设备故障诊断与维修提出了更高的要求,采用专家系统的方式建立故障诊断系统以实现数控设备的快速诊断和维修.针对CBR(Case-Based Reasoning)系统自身的增量学习模式使系统的实例库逐渐增大,系统效能大大降低... 详细信息

随着数控设备越来越复杂,对设备故障诊断与维修提出了更高的要求,采用专家系统的方式建立故障诊断系统以实现数控设备的快速诊断和维修.针对CBR(Case-Based Reasoning)系统自身的增量学习模式使系统的实例库逐渐增大,系统效能大大降低的缺点.根据数控系统结构的特点采用分层检索的方法,依据该检索方法采用框架型的知识表示方式,提高了大实例库的检索效率.将该方法应用于数控设备的故障诊断系统中,提高了故障诊断的诊断效率.

关键词：数控系统故障诊断实例推理知识表示

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双机器人系统的碰撞检测算法

北京航空航天大学学报 2013年第12期39卷 1644-1648页

作者：陈友东晏亮谷平平北京航空航天大学机械工程及自动化学院北京100191

针对共享工作空间的双机器人系统,提出一种双机器人碰撞检测方法和机器人简化的几何模型.首先将机器人的关节和连杆分别用球体和胶囊体(由一圆柱体与两个在两端的半球体组成的复合几何体)两种几何基元表示,机器人之间的碰撞检测转化为... 详细信息

针对共享工作空间的双机器人系统,提出一种双机器人碰撞检测方法和机器人简化的几何模型.首先将机器人的关节和连杆分别用球体和胶囊体(由一圆柱体与两个在两端的半球体组成的复合几何体)两种几何基元表示,机器人之间的碰撞检测转化为几何基元之间的干涉检查,即转换为几何基元间的距离计算;针对胶囊体之间的距离计算,提出一种空间线段间的距离计算方法.将碰撞检测算法应用于KUKA双机器人实例中,并在UG平台进行仿真,仿真结果验证了该算法的有效性.

关键词：工业机器人碰撞检测胶囊体

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基于模板的工程图生成

北京航空航天大学学报 2016年第5期42卷 927-933页

作者：陈友东李建友游玮北京航空航天大学机械工程及自动化学院北京100083 安徽埃夫特智能装备有限公司芜湖241007

为解决工程图样式多样化带来的效率低下的问题,提出了一种基于模板的工程图生成方法。把工程图抽象为一个复杂的表格,利用表格模板技术,完成工程图模板方案的设计;根据不同数据特点,设计了由3种方式构成的数据录入策略;数据和模板通过... 详细信息

为解决工程图样式多样化带来的效率低下的问题,提出了一种基于模板的工程图生成方法。把工程图抽象为一个复杂的表格,利用表格模板技术,完成工程图模板方案的设计;根据不同数据特点,设计了由3种方式构成的数据录入策略;数据和模板通过参数名字符串建立数据接口。从工程图的样式抽象出模板,根据给定的数据和视图生成相应的工程图。在CATIA上利用基于组件应用架构(CAA)的定制开发包,开发了一套工程图快速生成的软件,对本文设计的工程图生成方法的有效性进行了验证,满足了工程图多样性样式的同时,提高了效率。

关键词：工程图生成模板 CATIA 可定制工程图样式

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在五轴数控机床上刃磨球头铣刀的研究

北京航空航天大学学报 2002年第3期28卷 276-279页

作者：陈友东樊锐陈五一陈鼎昌北京航空航天大学机械工程及自动化学院

从机构学的角度 ,用连杆参数Denavit Hartenberg表示法 ,表示了一类 (双摆头 )五轴数控机床各杆件间的相对位置和姿态 ,并给出了其机构的位置反解 ,在其基础上给出了用这类机床刃磨球头铣刀的运动方程 .得出了在五轴数控机床上可用两片... 详细信息

从机构学的角度 ,用连杆参数Denavit Hartenberg表示法 ,表示了一类 (双摆头 )五轴数控机床各杆件间的相对位置和姿态 ,并给出了其机构的位置反解 ,在其基础上给出了用这类机床刃磨球头铣刀的运动方程 .得出了在五轴数控机床上可用两片砂轮通过插补刃磨球头铣刀的结论 ,用锥砂轮刃磨前刀面。

关键词：铣刀刃磨连杆机构五轴数控机床

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基于高斯过程的机器人自适应抓取策略

北京航空航天大学学报 2017年第9期43卷 1738-1745页

作者：陈友东郭佳鑫陶永北京航空航天大学机械工程及自动化学院北京100083

在机器人抓取作业时,目标物体的位姿经常发生变化。为了使机器人在运动过程中能够适应物体的位姿变化,提出了一种基于高斯过程的机器人自适应抓取策略。该方法建立了从观测空间到关节空间的映射,使机器人从样本中学习,省去了机器人视觉... 详细信息

在机器人抓取作业时,目标物体的位姿经常发生变化。为了使机器人在运动过程中能够适应物体的位姿变化,提出了一种基于高斯过程的机器人自适应抓取策略。该方法建立了从观测空间到关节空间的映射,使机器人从样本中学习,省去了机器人视觉系统的标定和逆运动学求解。首先,拖动机器人抓取物体,记录物体的观测变量和机器人的关节角度;然后,利用记录的样本训练高斯过程模型,实现观测变量和关节角度的关联;最后,当得到新的观测变量时,通过训练的高斯过程模型得到机器人的关节角度。经过训练后,UR3机器人成功抓取了物体。

关键词：高斯过程自适应抓取机器人控制机器人视觉从演示中学习

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基于RT-Linux的开放式数控系统研究

中国机械工程 2003年第16期14卷 1419-1422页

作者：陈友东樊锐陈五一陈鼎昌北京航空航天大学机械工程及自动化学院

提出在 RT- L inux上实现具有开放性、模块化、动态可重构的CNC系统的软件框架及其组成 ;介绍了 RT- Linux及其运行机制 ;给出了组成该系统基本模块 (任务模块 )的定义及任务模块之间的关系 ;任务模块间的通讯采用状态表机制实现 ;

关键词：开放结构数控系统 RT-Linux 组件

基于两阶段Gamma过程的工业机器人可靠性评估

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计算机集成制造系统 2023年

作者：陈友东刘茁北京航空航天大学机械工程及自动化学院

针对工业机器人长寿命高可靠、成本高、上市时间短、常采用小子样加速退化试验推断产品可靠性的现状，提出一种结合Gamma过程和Gibbs抽样的可靠性评估方法。首先，提出两阶段Gamma过程的退化模型，用于描述工业机器人不同阶段的退化情... 详细信息

针对工业机器人长寿命高可靠、成本高、上市时间短、常采用小子样加速退化试验推断产品可靠性的现状，提出一种结合Gamma过程和Gibbs抽样的可靠性评估方法。首先，提出两阶段Gamma过程的退化模型，用于描述工业机器人不同阶段的退化情况；其次，采用Gibbs抽样估计模型的参数并利用估计的结果进行可靠性评估；最后对工业机器人大臂关节建立两阶段退化模型并进行可靠性评估。评估结果与实际数据相符，证明了模型与方法可于用于工业机器人可靠性评估。

关键词： Gamma过程可靠性评估 Gibbs抽样性能退化