結(jié)合面對模塊化機器人精度與剛度的影響研究.pdf

1、可重構(gòu)模塊化機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、便于維護等優(yōu)點。相較于傳統(tǒng)的機器人來說，模塊化機器人有著更強的對環(huán)境的適應(yīng)能力以及對復(fù)雜任務(wù)的擴展能力。然而，模塊化機器人在帶來便利的同時也帶來了一些問題，如引入了多個模塊與模塊之間的結(jié)合面，正是這些機器人模塊結(jié)合面影響了模塊化機器人的精度和剛度性能。本文對模塊化機器人模塊之間的結(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態(tài)變化，描述了結(jié)合面的微觀作用機理,進而提出了影響結(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．通過表面輪廓儀實際測量不同粗糙度的機器人模塊結(jié)合面的表面形貌，并結(jié)合結(jié)構(gòu)函數(shù)的方法求出機器人模塊結(jié)合面的尺度系數(shù)G和分形維數(shù)D，進一步闡述分形維數(shù)和尺度系數(shù)的影響，為改進結(jié)合面性能指引方向。同時，結(jié)合有限元仿真分析與模態(tài)試驗

3、，驗證了本文提出的機器人模塊結(jié)合面接觸模型的可行性。
　　3．基于機器人模塊結(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，綜合考慮機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傳動部件的剛度換算到輸出端進行對比，并綜合考慮模塊結(jié)合面的剛度揭示出結(jié)合面對模塊化操作臂整體剛度的影響程度，為以后模塊化機器