空间细胞机器人运动误差及可靠性分析
发布时间：2022-12-06 04:23
随着航天事业的飞速发展,未来的空间任务量级急剧增加,复杂且不可预知的空间任务场景对空间操控装置的可靠性提出了更高的要求。空间细胞机器人是一种具有高度的自主性和环境适应性的新型空间操控机构,有望满足未来多样化航天任务需求。为了使空间细胞机器人能够更好地完成复杂的空间任务,对其可靠性问题进行深入研究具有非常重要的现实意义。本文针对空间细胞机器人的可靠性问题从定量和定性角度分别进行了分析。在定量分析方面,明确了机器人的误差来源,主要包括以下四个方面:锥齿轮的中心轴的制造与装配误差、关节伺服定位装置误差、面齿轮传动机构误差和其他因素如温度、力所带来的误差。在此基础上,建立了机构的五参数模型,运用正运动学方程求解出末端执行器的位姿矩阵,利用微分法建立单个关节细胞的误差计算模型以及空间细胞机器人的误差计算模型。根据空间细胞机器人的误差计算模型,任意给定空间细胞机器人确定的任务,基于逆运动学和蒙特卡罗法,建立空间细胞机器人运动可靠度计算模型。在定性分析方面,对空间细胞机器人进行了约定层次的划分,绘制了关节细胞与间质细胞的功能层次与结构层次框图。通过分析机器人系统中所有可能的故障模式、每一种故障模式所...
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题研究的背景和意义
1.2 国内外在该方向的研究进展及分析
1.2.1 自重构模块化机器人研究现状
1.2.2 机器人位姿误差的研究现状
1.2.3 机器人可靠性研究现状
1.3 主要研究内容
第2章 空间细胞机器人误差来源与误差计算模型
2.1 空间细胞机器人结构与组成
2.2 空间细胞机器人误差来源分析
2.2.1 误差的分类
2.2.2 空间细胞机器人的误差来源
2.3 关节细胞误差计算模型
2.3.1 单个关节细胞做摆转运动的误差分析
2.3.2 单个关节细胞做旋转运动的误差分析
2.4 空间细胞机器人误差计算模型
2.5 本章小结
第3章 空间细胞机器人运动可靠度计算
3.1 空间细胞机器人运动可靠度计算模型
3.2 单个关节细胞运动可靠度分析
3.2.1 关节细胞摆转可靠度分析
3.2.2 关节细胞旋转可靠度分析
3.3 六自由度空间细胞机器人运动可靠度分析
3.4 本章小结
第4章 空间细胞机器人FMECA分析
4.1 FMECA分析流程
4.2 划分空间细胞机器人的约定层次
4.3 故障影响的定义
4.4 严酷度等级的划分
4.5 故障影响与严酷度等级确定
4.6 空间细胞机器人CA分析
4.7 本章小结
第5章 空间细胞机器人FTA分析
5.1 故障树建模
5.2 空间细胞机器人故障树分析
5.3 空间细胞机器人故障树法可靠性仿真
5.3.1 建立仿真模型
5.3.2 蒙特卡洛可靠性分析流程
5.3.3 可靠性计算结果及分析
5.4 本章小结
结论
参考文献
附录
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于故障树的工业机器人智能抓取系统可靠性研究[J]. 李婷婷. 电子世界. 2019(12)
[2]空间细胞机器人系统关键技术及其应用[J]. 赵航,赵阳,田浩,安德孝. 宇航学报. 2018(10)
[3]基于FMEA和FTA的脚踝康复机器人可靠性分析[J]. 邓超,陶志奎. 机器人技术与应用. 2018(01)
[4]基于蒙特卡罗与故障树的工业机器人系统可靠性分析[J]. 施维,李怀政,陈启愉,吴智恒,唐国宝. 机电工程技术. 2017(08)
[5]基于模糊理论的PR1400焊接机器人系统可靠性预计[J]. 栾佳绘,童一飞,李东波. 机械设计与制造工程. 2017(04)
[6]基于模糊理论的FMEA方法研究[J]. 马存宝,李雯,孙焱,冯婷婷. 测控技术. 2013(08)
[7]一种新的自组装模块化群体机器人——对接机构设计与自组装控制[J]. 魏洪兴,刘淼,李德忠,王田苗. 机器人. 2010(05)
[8]国际空间太阳能电站发展现状[J]. 侯欣宾,王立,朱耀平,董娜. 太阳能学报. 2009(10)
[9]机器人位姿误差的结构矩阵分析方法[J]. 焦国太,余跃庆,梁浩. 应用基础与工程科学学报. 2001(Z1)
[10]工业机器人机构的误差分析及空间尺寸链[J]. 李元宗,阎慕良. 太原工业大学学报. 1984(03)
博士论文
[1]机器人位姿误差的分析与综合[D]. 焦国太.北京工业大学 2002
硕士论文
[1]串联机器人运动误差及可靠性分析[D]. 胡晓伟.青岛科技大学 2019
[2]基于FMECA和FTA的下肢助行外骨骼机器人可靠性分析[D]. 吴家海.电子科技大学 2019
[3]工业机器人的可靠性分配方法研究[D]. 杨斌.电子科技大学 2019
[4]空间细胞机器人自组装中的运动规划研究[D]. 曹恩梽.哈尔滨工业大学 2018
[5]搬运机器人轨迹规划及嵌入式控制系统研究[D]. 彭战奎.西安建筑科技大学 2018
[6]空间细胞机器人实现层设计研究[D]. 宋希韬.哈尔滨工业大学 2017
[7]空间细胞机器人自重构过程研究[D]. 陈森.哈尔滨工业大学 2017
[8]空间细胞机器人体系研究[D]. 安德孝.哈尔滨工业大学 2016
[9]机器人工作空间及关节运动可靠性规划[D]. 赵才军.南京理工大学 2003
本文编号：3711053
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题研究的背景和意义
1.2 国内外在该方向的研究进展及分析
1.2.1 自重构模块化机器人研究现状
1.2.2 机器人位姿误差的研究现状
1.2.3 机器人可靠性研究现状
1.3 主要研究内容
第2章 空间细胞机器人误差来源与误差计算模型
2.1 空间细胞机器人结构与组成
2.2 空间细胞机器人误差来源分析
2.2.1 误差的分类
2.2.2 空间细胞机器人的误差来源
2.3 关节细胞误差计算模型
2.3.1 单个关节细胞做摆转运动的误差分析
2.3.2 单个关节细胞做旋转运动的误差分析
2.4 空间细胞机器人误差计算模型
2.5 本章小结
第3章 空间细胞机器人运动可靠度计算
3.1 空间细胞机器人运动可靠度计算模型
3.2 单个关节细胞运动可靠度分析
3.2.1 关节细胞摆转可靠度分析
3.2.2 关节细胞旋转可靠度分析
3.3 六自由度空间细胞机器人运动可靠度分析
3.4 本章小结
第4章 空间细胞机器人FMECA分析
4.1 FMECA分析流程
4.2 划分空间细胞机器人的约定层次
4.3 故障影响的定义
4.4 严酷度等级的划分
4.5 故障影响与严酷度等级确定
4.6 空间细胞机器人CA分析
4.7 本章小结
第5章 空间细胞机器人FTA分析
5.1 故障树建模
5.2 空间细胞机器人故障树分析
5.3 空间细胞机器人故障树法可靠性仿真
5.3.1 建立仿真模型
5.3.2 蒙特卡洛可靠性分析流程
5.3.3 可靠性计算结果及分析
5.4 本章小结
结论
参考文献
附录
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于故障树的工业机器人智能抓取系统可靠性研究[J]. 李婷婷. 电子世界. 2019(12)
[2]空间细胞机器人系统关键技术及其应用[J]. 赵航,赵阳,田浩,安德孝. 宇航学报. 2018(10)
[3]基于FMEA和FTA的脚踝康复机器人可靠性分析[J]. 邓超,陶志奎. 机器人技术与应用. 2018(01)
[4]基于蒙特卡罗与故障树的工业机器人系统可靠性分析[J]. 施维,李怀政,陈启愉,吴智恒,唐国宝. 机电工程技术. 2017(08)
[5]基于模糊理论的PR1400焊接机器人系统可靠性预计[J]. 栾佳绘,童一飞,李东波. 机械设计与制造工程. 2017(04)
[6]基于模糊理论的FMEA方法研究[J]. 马存宝,李雯,孙焱,冯婷婷. 测控技术. 2013(08)
[7]一种新的自组装模块化群体机器人——对接机构设计与自组装控制[J]. 魏洪兴,刘淼,李德忠,王田苗. 机器人. 2010(05)
[8]国际空间太阳能电站发展现状[J]. 侯欣宾,王立,朱耀平,董娜. 太阳能学报. 2009(10)
[9]机器人位姿误差的结构矩阵分析方法[J]. 焦国太,余跃庆,梁浩. 应用基础与工程科学学报. 2001(Z1)
[10]工业机器人机构的误差分析及空间尺寸链[J]. 李元宗,阎慕良. 太原工业大学学报. 1984(03)
博士论文
[1]机器人位姿误差的分析与综合[D]. 焦国太.北京工业大学 2002
硕士论文
[1]串联机器人运动误差及可靠性分析[D]. 胡晓伟.青岛科技大学 2019
[2]基于FMECA和FTA的下肢助行外骨骼机器人可靠性分析[D]. 吴家海.电子科技大学 2019
[3]工业机器人的可靠性分配方法研究[D]. 杨斌.电子科技大学 2019
[4]空间细胞机器人自组装中的运动规划研究[D]. 曹恩梽.哈尔滨工业大学 2018
[5]搬运机器人轨迹规划及嵌入式控制系统研究[D]. 彭战奎.西安建筑科技大学 2018
[6]空间细胞机器人实现层设计研究[D]. 宋希韬.哈尔滨工业大学 2017
[7]空间细胞机器人自重构过程研究[D]. 陈森.哈尔滨工业大学 2017
[8]空间细胞机器人体系研究[D]. 安德孝.哈尔滨工业大学 2016
[9]机器人工作空间及关节运动可靠性规划[D]. 赵才军.南京理工大学 2003
本文编号：3711053
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