結(jié)合面對(duì)模塊化機(jī)器人精度與剛度的影響研究.pdf

1、可重構(gòu)模塊化機(jī)器人由具有相同接口的關(guān)節(jié)模塊和末端執(zhí)行器組成，它具有裝拆方便、成本低、便于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。相較于傳統(tǒng)的機(jī)器人來(lái)說，模塊化機(jī)器人有著更強(qiáng)的對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力以及對(duì)復(fù)雜任務(wù)的擴(kuò)展能力。然而，模塊化機(jī)器人在帶來(lái)便利的同時(shí)也帶來(lái)了一些問題，如引入了多個(gè)模塊與模塊之間的結(jié)合面，正是這些機(jī)器人模塊結(jié)合面影響了模塊化機(jī)器人的精度和剛度性能。本文對(duì)模塊化機(jī)器人模塊之間的結(jié)合面展開了相關(guān)的研究，主要內(nèi)容如下：
　　1．本文基于接觸力學(xué)理論和

2、分形幾何理論建立了機(jī)器人模塊結(jié)合面之間的接觸模型，通過微觀視角考慮結(jié)合面上粗糙表面微凸體在接觸過程中的動(dòng)態(tài)變化，描述了結(jié)合面的微觀作用機(jī)理,進(jìn)而提出了影響結(jié)合面的性能的主要參數(shù)以及這些參數(shù)的影響規(guī)律。
　　2．通過表面輪廓儀實(shí)際測(cè)量不同粗糙度的機(jī)器人模塊結(jié)合面的表面形貌，并結(jié)合結(jié)構(gòu)函數(shù)的方法求出機(jī)器人模塊結(jié)合面的尺度系數(shù)G和分形維數(shù)D，進(jìn)一步闡述分形維數(shù)和尺度系數(shù)的影響，為改進(jìn)結(jié)合面性能指引方向。同時(shí)，結(jié)合有限元仿真分析與模態(tài)試驗(yàn)

3、，驗(yàn)證了本文提出的機(jī)器人模塊結(jié)合面接觸模型的可行性。
　　3．基于機(jī)器人模塊結(jié)合面的接觸模型，考慮模塊結(jié)合面的受力與形變，建立模塊結(jié)合面的誤差模型。同時(shí)，綜合考慮機(jī)器人模塊的裝配誤差與模塊結(jié)合面的受力及形變，分析結(jié)合面對(duì)模塊化操作臂的位姿精度的影響。
　　4．提出了一種剛度換算的方法，將模塊化操作臂各個(gè)傳動(dòng)部件的剛度換算到輸出端進(jìn)行對(duì)比，并綜合考慮模塊結(jié)合面的剛度揭示出結(jié)合面對(duì)模塊化操作臂整體剛度的影響程度，為以后模塊化機(jī)器