CN115284275B 一种基于边界估计的多机器人协作系统可靠性计算方法 （浙江理工大学）

一种基于边界估计的多机器人协作系统可本发明涉及了一种多机器人协作系统的运的均值和标准差分别计算机器人功能函数的均2第一步：根据机器人的连杆臂结构建立包含基坐标系和关节局部坐标系的D_H连杆坐第二步：通过机器人连杆臂的正运动学获得机器人末端位置相正态分布的随机变量，连杆臂长度和连杆偏距的均值分别为μai和μdi，标准差分别为σai和σdi；同时将机器人第i个连杆臂处包含关节间隙的旋转关节的关节转角θi定义为满足正态第四步：利用MATLAB的随机数函数normrnd生成满足正态分布的随机数表示连杆臂长23pr=1-(B);第十二步：对于包含m个机器人的多机器人协作系统，将单个机器人视为系统的子元人的可靠事件为E,多机器人串联系统的运动失效概率可由如下表示：如果机器人之间是相互独立的，可以得出包含m个机器人构成的串联系统运动失效概P(E)=1-胜1P(E);第十三步：多个机器人组成的串联系统在实际协同运动中，由此，第十二步中所述的m个机器人构成的串联系统运动失效概率计算公式可以转换其中1-1p(团)表示m个机器人组成的串联系统运动失效概率的上边界即最大P(Em)}表示串联系统运动失效概率的下边界2.根据权利要求1所述的基于边界估计的多机器人协作系统运动可靠性计算方法，其3.根据权利要求1所述的基于边界估计的多机器人协作系统运动可靠性计算方法，其44.根据权利要求1所述的基于边界估计的多机器人协作系统运动可靠性计算方法，其5节处的关节间隙以及连杆尺寸的偏差，连杆尺寸的偏差使得机器人的末端运动精度降低，要基于动力学。由于单个机器人在连杆偏差和关节间隙的影响下存在运动失效的可能性，[0005]第一步：根据机器人的连杆臂结构建立包含基坐标系和关节局部坐标系的D-H连坐标系的原点Oi-1为第i关节的旋转中6对于第i-1个连杆臂的局部坐标之间的位置关系可通过如下变换得到：将局部坐标系Oi-i和σdi；同时将机器人第i个连杆臂处包含关节间隙的旋转关节的关节转角θi定义为满足正[0015]第四步：利用MATLAB的随机数函数normrnd生成满足正态分布的随机数表示连杆二步正运动学表达式的齐次矩阵计算机器人在运动中实际末端位置相对于基座标系7器人的可靠事件为B,多机器人串联系统的运动失效概率可由如下表示：[0034]如果机器人之间是相互独立的，可以得出包含m个机器人构成的串联系统运动失[0043]由此，第十二步中所述的m个机器人构成的串联系统运动失效概率计算公式可以8[0045]其中表示m个机器人组成的串联系统运动失效概率的上边界(最机器人D_H参数中的连杆长度和连杆偏距，因此连杆尺寸偏差包括了连杆长度偏差和连杆[0048]所述第四步中：本发明中利用MATLAB随机数函数normrnd生成了包含偏差并且符及连杆尺寸存在一定误差，由此使得机器人实际末端位置和机器人理论末端位置并不重[0050]所述第六步中，机器人的关节间隙和连杆尺寸偏差是满9器人功能函数的标准差运动可靠性为因为P(E)e[0,1],所以多机器人协作系统的运因此多机器人协作系统的运动可靠性的下边界为通过上边界和下边界共同组成多机器人协作系统运动可靠性的[0062]针对第i个机器人，因为所以多机器人协作串联系统的运动失效概率的取值范围为：通过整器人协作系统的可靠性进行了分析和计算，避免了复杂的多机器人协作系统动力学建模，系统的运动失效概率的不等式，并分别计算多机器人解决了多机器人协作系统的运动可靠性分析问题，是保证机器人在实际运用之中能够精偏差及连杆偏距偏差通过机器人的运动学会造成机器人末端实际的位置偏离其预期位置，实际位置和理想位置之间的距离是机器人末端位置的运动误差，该误差也属于随机变量，机器人R2的6个旋转关节的理论转角分别为：机器人R3的6个旋转关[0098]通过第四步构建机器人的关节间隙、连杆长度及连杆偏利用MATLAB的随机数函数normrnd生成满足正态分布的随机数表示连杆臂长度、连杆偏距[0105]即⃞'=40,315,70,330,310,70,6.17,22.25,5.62,2.31,46.12,21.68]点处进计算出功能函数的标准差则机器人R2的可靠性指标为机器人R3功能函数的均值及标准差分别为=1.8956,0=0.6293,所以机器人R3的可靠性指标人R1和机器人R3之间的相关系数为ρ13＝0.8，机器人R2和机器人R3之间的相关系数为ρ23=[0119]计算多机器人协作系统运动失效概率的下边界(最小值)为P(E)≥max{Pf1