导读:本文包含了指数积论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:上肢康复机器人,旋量理论,蒙特卡洛法,运动空间
指数积论文文献综述
李宏亮,兰陟,王强,王丽[1]（2019）在《基于指数积的上肢康复机器人运动学分析》一文中研究指出目的:为了简化上肢康复机器人构型分析,清晰描述上肢康复机器人末端相对基坐标系的位姿描述。方法:基于旋量理论计算出各关节相对基坐标系的旋量坐标,采用指数积形式,给出了上肢康复机器人末端运动学方程。在给定杆长和关节角度限制范围情况下,采用蒙特卡洛法对末端运动空间进行了仿真分析并利用Matlab绘制了末端运动空间随机位置点云图。结果:采用指数积形式建立的末端运动学方程表达方式简单,计算出的位置随机点云图可近似逼近真实运动空间。结论:旋量坐标将上肢康复机器人各关节运动关系描述统一化,几何概念清晰、物理意义明确。蒙特卡洛计算方法随机、快速的在各关节转角限制范围内进行取值并组合,能够简化计算过程,可通过增加随机点选取数量获得更加精确的运动空间。(本文来源于《中国康复医学杂志》期刊2019年10期）
王业聪,危清清,胡成威,丁希仑[2]（2018）在《一种基于指数积公式的空间机械臂自标定方法》一文中研究指出为了克服发射过程和在轨极端温度环境对空间机械臂末端位姿精度的影响,提出了一种基于指数积(POE)公式的空间机械臂运动学在轨自标定方法。该方法使用空间机械臂末端双目空间相机和棋盘式标定板测量空间机械臂末端位姿实际值。根据关节旋量理论值和实际值之间的伴随变换关系建立了空间机械臂实际运动学模型,对运动学模型取微分建立了线性化的运动学误差模型,给出了基于最小二乘法的运动学标定模型。进行了7自由度空间机械臂运动学自标定仿真,仿真结果表明运动学标定过程能快速收敛到稳定值,标定后空间机械臂末端位姿精度有明显提高。(本文来源于《北京航空航天大学学报》期刊2018年11期）
王胜[3]（2017）在《基于指数积的youbot机械臂运动学参数辨识研究》一文中研究指出随着科技的进步与信息社会的发展,在航空、医药以及电子产品制造等领域,机器人发挥着重要的作用。在工业生产制造过程中,机器人较高的精度决定了工艺产品的成色。机器人作为生产的主体,受到环境变化、装配形变、齿轮传动、机械磨损等各种因素的影响,导致机器人的内部几何名义参数不能精确地表达机器人执行器末端实际位姿与各个关节之间的关系。因此,需要对机器人的运动学参数进行定期标定。如今,市场上所建立的机器人模型主要运用D-H模型标定方法,虽然此方法较容易实现,但是D-H模型不具备完整性、连续性、参数极小性的特点,极大地影响了机器人作业的性能;同时,在进行运动学参数辨识时,也制约了参数标定方法的实现与应用。本文基于旋量理论,描述机器人运动特性。所采用的指数积建模方法能够很好地克服这些缺点。因此,本文依托南京邮电大学机器人实验室内的Kuka-Youbot机器人作为研究对象,深入研究机器人误差分布问题,并对机器人误差源进行标定与补偿。本文取得的主要成果如下:1.首先,应用李代数、旋量理论描述了机械臂的运动学关系,针对五自由度关节型机器人运动学特性,建立了全局指数积、局部指数积和改进指数积的运动学误差模型。2.针对机器人运动学误差分布,采用全局指数积、局部指数积和改进指数积进行机器人运动学建模。随后基于运动学关系,给出了机器人雅克比矩阵,并且通过仿真软件Matlab进行了数值仿真,分析了一阶线性误差成分以及二阶误差成分的影响。3.基于传统参数标定方法,利用指数积运动学模型,建立了相应的齐次变换误差模型,并且采用空间两点之间的距离误差描述机器人执行器末端的绝对定位精度,给出了基于指数积运动学模型的距离误差标定模型。在辨识过程中发现雅克比矩阵出现奇异现象,采用QR分解以及施密特正交法对冗余参数进行修正,最终实现所有参数的辨识。4.在课题实验部分,测量设备选用天远叁维扫描仪。测量精度达到0.02毫米,确保数据采集的精确度,并能对标定前后的机器人末端位姿进行对比分析。在实验的过程中,叁维扫描仪单次测量范围较小,需要多次测量拼接数据,才能充分表达机器人末端点相对于机器人基坐标系的空间位置信息,再将采集到机器人位姿信息加入到距离误差模型中进行辨识。最后针对Kuka-Youbot这一型号机器人,应用改进的距离误差方法进行了标定实验,结果显示采用改进的POE标定辨识方法使得机器人末端的距离误差大幅降低,同时机器人绝对位置精度明显提高,标定后的Kuka-Youbot机器人到位精度完全能够到达工业要求。(本文来源于《南京邮电大学》期刊2017-10-26）
许腾云[4]（2016）在《基于指数积的六关节串联机器人标定算法和实验研究》一文中研究指出如今工业机器人重复定位精度较高,绝对定位精度却很低,无法满足离线编程技术的使用要求,所以必须对机器人的运动学模型进行标定。传统的D-H标定模型不满足完整性、连续性和无冗余性,不适合用于机器人标定。而指数积模型不但能满足这叁个条件,而且结构化好,几何意义明晰,易于进行误差补偿的前处理建模和计算。针对测量坐标系和机器人基坐标系不一致问题,在传统全局POE标定方法的基础上作了改进。将测量坐标系和机器人基坐标系的转换关系视作一组旋量参数加入到误差模型,将它们与机器人的几何误差一起辨识出来,避免了建立机器人基坐标系带来的测量误差。针对机器人末端执行器姿态测量困难的问题,基于局部POE在采用位姿测量的误差模型的基础上推导出了采用位置测量的误差模型,避免了姿态测量所带来的误差。针对机器人标定后的误差补偿问题,通过分析两种标定算法的性质分别给出了如何应用辨识出的参数的方法。对于满足无冗余性的全局POE标定模型,介绍了一种将旋量坐标转换成为D-H参数的方法。但是这种方法不适用于局部POE,因为后者不满足无冗余性。研究了基于局部POE的逆解的数值解法,利用标定得到的几何参数,算出真实关节角,使机器人到达指定位置。最后设计实验验证了采用位置测量的标定算法,实验包括了激光跟踪仪的标定原理、数据采集方法和实验结果验证叁个方面。实验结果表明机器人绝对定位精度得到显着提高。(本文来源于《华中科技大学》期刊2016-05-01）
吴永强,朱利民[5]（2016）在《基于指数积公式的机器人标定方法》一文中研究指出工业机器人的运动学参数误差是影响机器人绝对定位精度的最主要因素。为提高机器人的绝对定位精度,建立了MOTOMAN机器人的旋量模型,并提出了一种基于指数积(POE)公式的误差模型以及基于最小二乘的参数辨识方法。然后利用Leica激光跟踪仪及其配套的Spatial Analyzer软件对MOTOMAN-MH80机器人进行测量。最后利用POE误差模型对机器人进行运动学标定。实验结果表明标定后的运动学参数使机器人绝对定位精度提高了80%以上,从而验证了该方法的准确性。(本文来源于《机电一体化》期刊2016年04期）
付国强[6]（2016）在《基于指数积理论和坐标系微分运动关系的数控机床几何误差建模与补偿方法研究》一文中研究指出高精度是数控机床发展的必然趋势,几何误差是数控机床的主要误差源之一,几何误差重复性高、系统性好、易测量的特点使得几何误差补偿成为提高机床精度的重要措施之一。研究如何快速方便地测量数控机床几何误差、如何精确地建立几何误差模型以及如何高效地补偿几何误差,具有重要的理论和实际意义,也已成为提高数控机床精度的重要研究课题。本学位论文在积极借鉴和吸收相关理论和成果的基础上,开展了数控机床几何误差建模和补偿方法研究。论文以几何误差补偿整个过程的各个环节为主线,从旋转轴几何误差测量辨识方法入手,提出基于球杆仪测量的六圈法,为误差建模和补偿奠定基础,然后基于指数积理论和坐标系微分运动关系理论对数控机床几何误差建模方法进行研究。在此基础上,应用数学优化方法和工件模型重建方法开展几何误差补偿技术研究。论文的主要研究内容和成果归纳如下:提出一种基于球杆仪测量的旋转轴几何误差辨识方法——六圈法,该方法可得到旋转轴所有的10项几何误差,且适合不同类型的旋转轴。从数控机床综合几何误差模型出发得出六圈法辨识原理与误差模型无关,并建立误差辨识矩阵,根据几何误差性质得到所有几何误差项的辨识公式。然后分析球杆仪安装误差对六个位置处球杆仪读数的影响,通过最小二乘法拟合得到安装误差,提高辨识精度。六圈法中球杆仪六个位置适合五轴数控机床两个旋转轴的误差测量,测量方便、快捷。最后完成五轴数控机床旋转轴误差测量实验,并通过比较补偿前后球杆仪读数验证六圈法的可行性。建立了基于指数积理论的数控机床几何误差模型,并提出相应误差补偿方法,适合不同类型的数控机床。首先借助指数积理论旋量清晰的物理含义表示运动轴的运动和基本误差项,同时根据垂直度误差对运动轴的影响建立相应的误差旋量和指数积模型。通过各个指数积模型相乘建立数控机床指数积综合几何误差模型,该模型具有清晰的几何意义,只需建立一个全局参考坐标系,大大简化建模过程。利用指数积理论性质建立机床旋量雅克比矩阵实现误差补偿,避免了奇异问题,计算方便。最后分别在叁轴数控机床和五轴数控机床上进行实验来验证模型和补偿方法的可行性。提出了基于坐标系微分运动关系的数控机床几何误差建模和补偿方法,提高数控机床加工精度。坐标系微分运动关系可得到微分运动在不同坐标系下的表示形式。通过建立各个运动轴相对于刀具的微分运动矩阵,计算运动轴几何误差项在刀具坐标系下的矢量形式,通过相加得到刀具本身坐标系的综合误差矢量。该过程反映各个运动轴几何误差对机床精度的影响,物理意义清晰。然后根据各个运动轴微分运动矩阵构造机床雅克比矩阵来补偿刀具综合误差,构造方法无需额外计算。最后通过五轴数控机床工件切削实验验证了模型和补偿方法的有效性。提出一种基于粒子群算法的工件加工代码优化方法,实现数控机床几何误差补偿。首先结合机床结构参数对五轴数控机床运动学进行分析,建立数控机床后处理程序,实现加工代码与刀具位姿的双向转换。然后提出一种基本几何误差项多项式建模方法,通过回归分析的F检验确定最优多项式模型,在此基础上,结合数控机床正向运动学模型将理想刀具位姿引入综合误差模型中,建立关于加工代码的机床综合误差模型的数学表达式,该模型可评价代码的补偿效果。引入粒子群算法,选择刀具位姿为粒子类型,定义粒子可行域,以总体几何误差为优化目标,对工件加工代码进行优化。最后工件切削实验结果表明工件加工代码优化补偿方法可以有效地提高机床精度。提出一种基于方程组数值求解方法和工件模型重建的叁轴数控机床几何误差补偿方法,适合不同的数控系统。首先根据叁轴数控机床简单的运动学方程,建立数控机床关于工件模型点的综合误差多项式组。该多项式组包含了误差补偿目标,即理想工件模型点。多项式方程组数值求解方法得到工件模型补偿点云,可保证计算精度和效率。然后提出一种从工件CAD模型到STL模型的转换方法,根据补偿点云实现叁角面片均匀分布的工件STL模型重建。根据重建模型进行工件加工,实现机床整个加工过程的误差补偿。该方法不需操作人员具有补偿知识。最后完成叁轴数控机床工件切削实验验证该方法的有效性。(本文来源于《浙江大学》期刊2016-04-01）
董钊[7]（2015）在《基于局部指数积模型的关节式坐标测量机建模及标定方法研究》一文中研究指出关节式坐标测量机具有测量范围大、便携性强、可现场测量等优点而受到广泛应用。为了提高其测量精度,本文对关节式坐标测量的结构设计、建立模型、误差.分析、标定标准件、标定实验等关键问题进行了研究。主要的研究工作如下：(1)对关节式坐标测量机的原双支撑结构进行了优化,设计了单支撑结构,并具有力平衡装置,以减少测量人员在测量过程中的疲劳。针对关节式坐标测量机的新结构,采用D-H模型和局部指数积(Local POE)模型进行建模。(2)对关节式坐标测量机的误差源分析。具体分析了Local POE模型中的各个误差参数对关节式坐标测量机的测量精度影响,并通过仿真分析得出了各个误差参数对测量机测量精度影响的先后顺序,对其结构优化、标定和补偿有指导性意义。(3)针对石英和殷钢两种材料均具有较低的热膨胀系数,分别提出了基于石英和殷钢的长度标准件。但上述两种标准件在使用的过程中,仅能提供一个或者两个长度基准。针对上述两种标准件存在的不足,设计了专门的夹具,可实现多位置和多姿态的测量。(4)针对常用的高斯-牛顿算法在用于标定时会引入运算误差的分析,提出了粒子群算法作为关节式坐标测量机的标定算法,对其进行标定,将获得的最优参数代回原模型,实现对其结构参数误差的修正,并对其进行了验证。(本文来源于《合肥工业大学》期刊2015-04-01）
宫金良,黄风安,张彦斐[8]（2013）在《基于指数积的Delta机器人运动学正解建模》一文中研究指出对于并联机构的运动学分析,D-H参数法需要对每个连杆建立局部坐标系,通过各连杆的坐标转换来建立运动学方程,过程较为繁琐,而矢量法虽然能够避免正解多解的取舍问题,但是不能完整地表达出末端的姿态,缺乏通用性.作者采用基于旋量理论的指数积,只需建立惯性坐标系{S}和工具坐标系{T}两个坐标系,使得运动学模型更为简单,且具有更明确的物理和几何意义.最后应用该方法求解了典型Delta机器人的运动学正解和工作空间,并进行了机器人样机的运动控制实验.(本文来源于《北京理工大学学报》期刊2013年06期）
高文斌,王洪光,姜勇[9]（2013）在《一种基于指数积的串联机器人标定方法》一文中研究指出给出了一种基于指数积公式的串联机器人运动学参数标定方法.根据关节旋量坐标的理论值和实际值之间的伴随变换关系将指数积公式改写成包含有关节约束条件的等价形式.对运动学方程取微分得到末端执行器误差与关节旋量误差及零位旋量误差间的线性化模型.给出一种基于最小二乘法的串联机器人运动学参数标定模型,并通过伴随变换的方法实现运动学参数识别过程中关节旋量坐标的更新.一种6自由度串联机器人的标定仿真实验表明参数标定过程能够快速地收敛到稳定值,标定结果能有效地补偿末端执行器的位姿误差.(本文来源于《机器人》期刊2013年02期）
殷志锋,葛新锋[10]（2013）在《基于指数积的冗余度机器人运动学求解算法》一文中研究指出本文利用旋量理论中的指数积公式对绝对冗余度机器人的运动学进行了研究;分析了绝对冗余度机器人的运动学正问题和逆问题;提出了基于指数积公式的绝对冗余度机器人的运动学解。通过把机器人的运动分解为若干个简单的子问题,然后对子问题进行分析求解,通过算例采用本文中提出的运用子问题的方法对绝对冗余度机器人的运动学进行求解。最后通过对比指数积公式和D-H参数,得出指数积公式和D-H参数求解的本质是相同的结论,从而得出基于指数积公式的冗余度机器人的运动学求解过程是正确的,但指数积公式的机器人的运动学求解过程更为简单,更易于工业实时控制。(本文来源于《制造业自动化》期刊2013年01期）
指数积论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
为了克服发射过程和在轨极端温度环境对空间机械臂末端位姿精度的影响,提出了一种基于指数积(POE)公式的空间机械臂运动学在轨自标定方法。该方法使用空间机械臂末端双目空间相机和棋盘式标定板测量空间机械臂末端位姿实际值。根据关节旋量理论值和实际值之间的伴随变换关系建立了空间机械臂实际运动学模型,对运动学模型取微分建立了线性化的运动学误差模型,给出了基于最小二乘法的运动学标定模型。进行了7自由度空间机械臂运动学自标定仿真,仿真结果表明运动学标定过程能快速收敛到稳定值,标定后空间机械臂末端位姿精度有明显提高。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
指数积论文参考文献
[1].李宏亮,兰陟,王强,王丽.基于指数积的上肢康复机器人运动学分析[J].中国康复医学杂志.2019
[2].王业聪,危清清,胡成威,丁希仑.一种基于指数积公式的空间机械臂自标定方法[J].北京航空航天大学学报.2018
[3].王胜.基于指数积的youbot机械臂运动学参数辨识研究[D].南京邮电大学.2017
[4].许腾云.基于指数积的六关节串联机器人标定算法和实验研究[D].华中科技大学.2016
[5].吴永强,朱利民.基于指数积公式的机器人标定方法[J].机电一体化.2016
[6].付国强.基于指数积理论和坐标系微分运动关系的数控机床几何误差建模与补偿方法研究[D].浙江大学.2016
[7].董钊.基于局部指数积模型的关节式坐标测量机建模及标定方法研究[D].合肥工业大学.2015
[8].宫金良,黄风安,张彦斐.基于指数积的Delta机器人运动学正解建模[J].北京理工大学学报.2013
[9].高文斌,王洪光,姜勇.一种基于指数积的串联机器人标定方法[J].机器人.2013
[10].殷志锋,葛新锋.基于指数积的冗余度机器人运动学求解算法[J].制造业自动化.2013