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龍圖騰網(wǎng)恭喜浙江理工大學申請的專利一種基于邊界估計的多機器人協(xié)作系統(tǒng)可靠性計算方法獲國家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國家知識產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號為：CN115284275B 。

龍圖騰網(wǎng)通過國家知識產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-05-20發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請?zhí)?專利號為：202111593642.3，技術(shù)領(lǐng)域涉及：B25J9/16；該發(fā)明授權(quán)一種基于邊界估計的多機器人協(xié)作系統(tǒng)可靠性計算方法是由王偉;趙光斌;劉雙耀設(shè)計研發(fā)完成，并于2021-12-23向國家知識產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請。

本一種基于邊界估計的多機器人協(xié)作系統(tǒng)可靠性計算方法在說明書摘要公布了：本發(fā)明涉及了一種多機器人協(xié)作系統(tǒng)的運動可靠性計算方法。目的是提出一種基于邊界估計的多工業(yè)機器人可靠性計算方法，以解決多機器人協(xié)作系統(tǒng)的運動可靠性分析問題，保證機器人在實際運用之中能夠精確、穩(wěn)定、可靠協(xié)作運行。技術(shù)方案是：本發(fā)明將關(guān)節(jié)間隙及連桿長度偏差及連桿偏距偏差視為正態(tài)分布的變量，利用上述變量的概率分布模型，通過機器人的正運動學建立了機器人的功能函數(shù)，基于泰勒級數(shù)將功能函數(shù)在變量均值點處進行一階展開，利用變量的均值和標準差分別計算機器人功能函數(shù)的均值和標準差，從而得到機器人的可靠度指標，利用積分計算機器人的運動失效概率。

本發(fā)明授權(quán)一種基于邊界估計的多機器人協(xié)作系統(tǒng)可靠性計算方法在權(quán)利要求書中公布了：1.一種基于邊界估計的多機器人協(xié)作系統(tǒng)運動可靠性計算方法，包括以下步驟：第一步：根據(jù)機器人的連桿臂結(jié)構(gòu)建立包含基坐標系和關(guān)節(jié)局部坐標系的D-H連桿坐標系；第二步：通過機器人連桿臂的正運動學獲得機器人末端位置相對于基坐標系的齊次矩陣得到機器人末端的理論位置相對于基坐標系O_XYZ的坐標值為Px，y，z，上述齊次矩陣采用如下表達式： 其中，n表示機器人的自由度數(shù)，R表示機器人末端在基座標系中的姿態(tài)矩陣，Px，y，z表示機器人末端位置坐標，Π表示連續(xù)相乘；第三步：將機器人第i個連桿臂處的連桿臂長度ai和連桿偏距di的尺寸偏差定義為滿足正態(tài)分布的隨機變量，連桿臂長度和連桿偏距的均值分別為μai和μdi，標準差分別為σai和σdi；同時將機器人第i個連桿臂處包含關(guān)節(jié)間隙的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角θi定義為滿足正態(tài)分布的隨機變量，關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角的均值和標準差分別為μθi和σθi；第四步：利用MATLAB的隨機數(shù)函數(shù)normrnd生成滿足正態(tài)分布的隨機數(shù)表示連桿臂長度、連桿偏距和關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角；第五步：通過第四步生成的隨機數(shù)值，分別利用第二步正運動學表達式的齊次矩陣計算機器人在運動中實際末端位置相對于基座標系的坐標值為P′x′，y′，z′，機器人在理想狀態(tài)下的期望坐標值為Px，y，z，再采用以下公式計算獲得機器人末端運動誤差ε： 第六步：將機器人的連桿長度、連桿偏距和關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角組成向量X＝[a1，a2，a3，d1，d4，d6，θ1，θ2，…，θ6]，設(shè)定機器人末端的定位精度為δ，當機器人的末端運動誤差ε超過允許的定位精度，則機器人運動失效，由此建立機器人的功能函數(shù)表達式為：Z＝gX＝δ-ε；第七步：將機器人運動功能函數(shù)gX在向量X的均值點處μx，利用泰勒級數(shù)進行一階展開，可以得到表達式： 第八步：根據(jù)第七步的功能函數(shù)表達式，計算功能函數(shù)Z的均值μz：μz＝gμx；第九步：根據(jù)第七步的功能函數(shù)表達式，計算功能函數(shù)Z的標準差σz： 第十步：設(shè)定機器人的可靠性指標β，其表達式為：β＝μZσZ；第十一步：根據(jù)運動可靠性的定義，通過MATLAB的積分函數(shù)normcdf計算機器人的運動失效概率Pf為： 其中表示正態(tài)分布的累計概率密度函數(shù)；第十二步：對于包含m個機器人的多機器人協(xié)作系統(tǒng)，將單個機器人視為系統(tǒng)的子元件，在協(xié)同搬運、裝配等環(huán)節(jié)，將多機器人組成串聯(lián)系統(tǒng)，根據(jù)串聯(lián)系統(tǒng)可靠性定義知，任意機器人在運動過程中失效，則系統(tǒng)失效；定義第i個機器人的失效事件為Ei，定義第i個機器人的可靠事件為多機器人串聯(lián)系統(tǒng)的運動失效概率可由如下表示：PE＝PE1UE2.......UEm；其中∪表示集合運算中的或運算；如果機器人之間是相互獨立的，可以得出包含m個機器人構(gòu)成的串聯(lián)系統(tǒng)運動失效概率為： 第十三步：多個機器人組成的串聯(lián)系統(tǒng)在實際協(xié)同運動中，所有機器人通過末端夾具接觸同一物體，機器人之間通過夾持物體產(chǎn)生的接觸力形成相互影響，因而存在相關(guān)性，設(shè)定第i個機器人和第j個機器人之間的相關(guān)系數(shù)為ρij1≤i，j≤m；由于某一機器人的運動失效，造成剩余所有機器人與搬運物體之間的接觸力變化且剩余所有機器人末端承受的負載變大，加大了剩余機器人運動失效的概率，所以ρij＞0；第十四步：針對第i個機器人和第j個機器人，定義同時運動失效的概率為PEiEj，第i個機器人運動失效后第j個機器人運動失效概率為PEj|Ei，根據(jù)條件概率準則可知PEiEj＝PEiPEj|Ei因為ρij＞0，所以PEj|Ei≥PEj因此可以得到：PEiEj≥PEiPEj；由此，第十二步中所述的m個機器人構(gòu)成的串聯(lián)系統(tǒng)運動失效概率計算公式可以轉(zhuǎn)換為如下不等式： 其中表示m個機器人組成的串聯(lián)系統(tǒng)運動失效概率的上邊界即最大值，max{PE1，PE2，...，PEm}表示串聯(lián)系統(tǒng)運動失效概率的下邊界即最小值，max表示所有可能取值中的最大值。

如需購買、轉(zhuǎn)讓、實施、許可或投資類似專利技術(shù)，可聯(lián)系本專利的申請人或?qū)＠麢?quán)人浙江理工大學，其通訊地址為：310018 浙江省杭州市下沙高教園區(qū)白楊街道2號大街928號；或者聯(lián)系龍圖騰網(wǎng)官方客服，聯(lián)系龍圖騰網(wǎng)可撥打電話0551-65771310或微信搜索“龍圖騰網(wǎng)”。