空间刚柔耦合并联机器人动力学求解策略   总被引：2，自引：0，他引：2  

刘凉  赵新华  周海波  王嘉斌 《农业机械学报》2018,49(2):376-384

针对空间刚柔耦合并联机器人在动力学方程求解过程中存在的违约问题,提出了一种基于瞬态刚体校正法的非线性动力学模型求解方法。利用自然坐标法和绝对节点坐标法构建该3-RRRU并联机器人的正动力学模型与逆动力学模型,考虑各支链柔性空间梁单元的剪切效应,并可描述其大范围非线性弹性变形。基于自然坐标法和刚性机构的运动学模型,分别提出2种动力学模型的瞬态刚体校正法,同时从系统能量等角度总结出获取该动力学系统稳定因果解的求解策略。仿真结果表明,动力学方程的求解精度为10-6,约束方程的相容误差为10-8,满足工程应用的要求,且有效地改善了动力学系统的综合收敛性能。通过圆形轨迹跟踪实验可知,与理想刚性模型的控制方法相比,基于逆动力学稳定因果解构建控制方法最大跟踪误差降低了0.372 mm,圆度误差降低了1.46 mm;各柔性杆上特征点处主应变测量值与理论计算值均处同一数量级,且具有相同的变化趋势,从而验证了该方法的有效性。  相似文献   

基于不等分模型的差动偏心齿轮系分插机构运动分析     

尹建军  武传宇  Yang Simon X  刘艳 《农业机械学报》2012,43(10):53-59

针对等分模型存在模型假设引起的转角误差问题,提出了一种准确计算偏心渐开线齿轮转角关系的不等分模型及解法.该模型校正了等分模型下配对齿工作齿廓的交叉或分离,当基准齿工作齿廓坐标点数为5000点时,啮合点搜索的坐标控制精度可达到0.001 mm,转角误差精度可达到0.001°.计算表明,转角误差随着齿轮偏心率的增大而变大,多级传动时转角误差被逐级放大.不等分模型解法可以求得偏心齿轮系分插机构齿轮盒和栽植臂准确的相对运动关系,从而得到秧爪取秧和推秧准确的位置与姿态.正、反侧从动齿轮输出转角在180°处不等于中心轮转角,使得正向侧和反向侧栽植臂的秧爪轨迹不重合,ADAMS仿真结果验证了不等分模型求解的正确性.当偏心率为0.1043时,两者的轨迹偏差不大于1.01 mm.  相似文献   

基于立体视觉的水果采摘机器人系统设计   总被引：10，自引：2，他引：8  

周俊  刘锐  张高阳 《农业机械学报》2010,41(6)

基于立体视觉建立了水果采摘机器人系统.在图像空间利用Hough变换检测出果实目标,并利用随机采样目标上均匀分布多个点的三维坐标信息重建果实球模型,进而获得目标质心的空间位置坐标;通过最小二乘法研究了采摘机器人手眼标定;分析了采摘机器人的轨迹规划.实验结果表明,设计的自动采摘系统可以有效地消除遮挡以及立体视觉匹配失效等因素的影响,目标定位误差小于8 mm,显著地提高了抓取的精度和可靠性.  相似文献   

基于信息融合的农业自主车辆障碍物检测方法   总被引：3，自引：0，他引：3  

薛金林  董淑娴  范博文 《农业机械学报》2018,49(S1):29-34

针对单一传感器在智能车辆环境感知中的局限性,提出一种基于摄像机与激光雷达信息融合的农业自主车辆前方障碍物检测方法。对单目摄像机获取的图像进行基于Ft（Frequency-tuned）算法的显著性检测,并生成显著图。同时对激光雷达反射点进行基于数据关联性评估的聚类分析,确定障碍物数量、边界与位置等先验信息。然后以激光雷达坐标相对应的图像像素坐标为种子点,由种子点激活经过处理的显著图,基于受限区域生长实现障碍物区域分割。试验结果表明,基于Ft算法的图像显著性检测具有更好的边缘检测效果,基于种子点的受限区域生长法可以有效地进行障碍物分割。在机器视觉的基础上融入激光雷达数据,可以更好地排除非障碍物的干扰,实现了障碍物的完整检出。  相似文献   

基于双目视觉技术的猪生长监测系统标定模   总被引：3，自引：0，他引：3  

付为森  滕光辉 《农业机械学报》2009,40(Z1):223-227

针对养猪生产中对猪体生长监测的需求,设计了基于双目视觉的猪生长监测系统的软、硬件,实现了基于非线性摄像机模型双目视觉系统的标定算法.根据摄像机成像原理建立了基于最小二乘法的空间点坐标检测算法.利用标定和检测算法,从标定板图像数目、标定板位置、旋转角度3个方面对系统的标定模式进行了研究.结果表明:利用19幅以上标定板图像能够得到稳定的标定结果;不同位置的标定板图像对检测精度影响较大,应当在全视场内采集标定板图像;标定板的旋转角度对检测精度影响不明显,但是旋转角度增大不利于标定点的完全提取.  相似文献   

机器人工作空间求解的蒙特卡洛法改进   总被引：1，自引：0，他引：1  

刘志忠  柳洪义  罗忠  张秀珩 《农业机械学报》2013,44(1):230-235

对机器人工作空间求解的蒙特卡洛法的基本原理、算法流程、适用范围等进行了研究,分析了蒙特卡洛法中随机点分布的不均匀性以及内部随机点和边界随机点的不同作用,并总结了立体工作空间随机点分层处理时引起的误差情况.针对传统算法边界处随机点分布不理想的问题,强调边界点的重要性,根据关节空间到工作空间映射的连续性,在先期搜索到的边界点的小邻域内重新生成随机点,从而有效改善了边界处随机点的分布状况,提高了边界点的精确度.针对立体工作空间随机点分层处理带来的误差,采用二次分层的方法,通过减小统计层厚度提高边界点的统计精度.大量的试验证明了算法的有效性.  相似文献   

基于RBF神经网络的土壤有机质空间变异研究方法     

李启权  王昌全  岳天祥  李冰  杨娟 《农业工程》2010,(1):87-93

通过研究土壤性质的空间变异和空间插值方法,快速准确获取土壤性质的空间分布是精确农业和环境保护的基础。该文以四川眉山一块约40 km2的区域为试验区,采集表层土壤（0～20 cm）样点80个,利用径向基函数(RBF)神经网络建立空间坐标和邻近样点与土壤有机质间的非线性映射关系（RBF2）,模拟土壤有机质的空间分布。与普通克里法（OK）和仅以坐标为网络输入的神经网络方法（RBF1）相比,RBF2的插值精度有显著的提高;相同样点密度下其相对预测误差分别较OK和RBF1减小了9.87%、1.97%（样本A）和13.09%、2.36%（样本B）;即使样点数减半的情况下RBF2的相对预测误差也分别较OK和RBF1减小了10.23%和2.33%,并且插值图差异相对较小,可以更好地反映土壤有机质空间分布的异质性。因此,利用以坐标和邻近样点为输入的神经网络方法可以相对准确、快速地获取区域土壤性质空间分布的异质性信息。  相似文献   

关节臂式坐标测量机垂直度误差标定方法     

王学影  王华  陆艺  张培培 《农业机械学报》2016,47(11):408-413

为了实现对关节臂式坐标测量机垂直度误差的直接标定,提出两点对称法的标定方法。首先,建立了关节臂式坐标测量机的数学模型,得出运动学方程。其次,分析了关节臂式坐标测量机垂直度误差的标定原理,推导出垂直度误差的求解公式。最后,在ROMER Infinite 2.0型关节臂式坐标测量机上进行了实验,利用测量标准球的实验对标定结果的准确性进行了验证。通过标定可以提高关节臂式坐标测量机的精度,使关节臂式坐标测量机测量结果的相对误差由原来的0.384%减小到0.225%。  相似文献   

基于数字化制造的螺旋锥齿轮齿面误差修正   总被引：3，自引：0，他引：3  

李敬财  王太勇  范胜波  何改云  邢元 《农业机械学报》2008,39(5):174-177

对数字化制造中锥齿轮齿面误差修正理论进行研究.基于实际齿面坐标测量,建立误差曲面公式并给出求解方法;通过以需要调整的参数为设计变量生成的齿面去拟合误差曲面,建立齿面误差修正理论公式,最终求得调整参数修正值;以误差曲面公式和齿面误差修正公式为基础,建立了各阶齿面误差与机床调整参数的关系式;并通过采用单面法和双面法加工齿轮齿面误差的实际算例验证了修正效果.  相似文献   

基于立体视觉的水果采摘机器人系统设计     

周俊  刘锐  张高阳 《农业机械学报》2010,41(6):158-162

基于立体视觉建立了水果采摘机器人系统。在图像空间利用Hough变换检测出果实标,并利用随机采样目标上均匀分布多个点的三维坐标信息重建果实球模型,进而获得目标质心的空间位置坐标;通过最小二乘法研究了采摘机器人手眼标定;分析了采摘机器人的轨迹规划。实验结果表明,设计的自动采摘系统可以有效地消除遮挡以及立体视觉匹配失效 等因素的影响,目标定位误差小于8mm,显著地提高了抓取的精度和可靠性。  相似文献