MOST CITED
Update: 2021-07-01
Task „Implementation of procedures ensuring the originality of scientific papers published in the quarterly „Eksploatacja i Niezawodność – Maintenance and Reliability” financed under contract 532/P-DUN/2018 from the funds of the Minister of Science and Higher Education for science dissemination activities.
Jin Wang
Oparta na dopasowywaniu momentów metoda analizy powtarzalności pozycjonowania manipulatora o dowolnym rozkładzie luzów na przegubach
Luzy na przegubie manipulatora mogą stanowić główny czynnik wpływający na analizę powtarzalności pozycjonowania manipulatora. Tradycyjnie przyjmuje się empirycznie podbudowane założenie, że luz na przegubie jest zmienną jednorodną lub normalną. Takie ujęcie może jednak nie być wystarczająco dokładne w przypadku, gdy nie można uzyskać precyzyjnych informacji statystycznych na temat zmiennych. Aby rozwiązać problem oceny niezawodności przy dowolnie rozłożonych luzach na przegubie, zaproponowano metodę opartą na dopasowywaniu momentów. W pierwszej kolejności, obliczono za pomocą kinematyki prostej, wysoce nieliniową funkcję stanu granicznego, a następnie wyznaczono szereg Taylora drugiego rzędu dla tej funkcji w celu obniżenia rzędu. Opierając się na zasadzie maksymalnej entropii, zastosowano metodę mnożników Lagrange'a w celu wyprowadzenia najlepiej dopasowanej funkcji gęstości prawdopodobieństwa (PDF) z uwzględnieniem pierwszych czterech ograniczeń dopasowania momentów. Badanie to pokazuje, że przedstawiona metoda pozwala uzyskać wyższą trafność i skuteczność niż metoda pierwszego rzędu drugiego momentu (FOSM), metoda analizy niezawodności pierwszego rzędu (FORM) czy symulacja Monte Carlo (MCS). Zastosowanie nowej metody zilustrowano na przykładzie manipulatora szeregowego.
A moment-matching based method for the analysis of manipulator’s repeatability of positioning with arbitrarily distributed joint clearances
The joint clearance can be the mainly concern factor in the analysis of repeatability of positioning for a manipulator. Traditionally, the joint clearance is empirically assumed to be uniform or normal variables. This hasty treatment may be not accurate enough when the precise statistic information of variables cannot be obtained. To handle the reliability evaluation problem with arbitrarily distributed joint clearances, a moment-matching based method is proposed. The highly nonlinear performance function is firstly established by the forward kinematics and then a second order Taylor expansion is performed on this function for the order reduction. Based on the maximum entropy principle, the Lagrange multipliers method is employed to derive a best-fit probability density function (PDF) with consideration of the first four moments-matching restrictions. This study shows that the prosed method can acquire a better accuracy and efficiency compared with the first order second moment method (FOSM), first order reliability method (FORM) and Monte Carlo simulation (MCS). A serial manipulator is applied as an example to demonstrate the new method.
A calibration-based method for interval reliability analysis of the multi-manipulator system
The multiple manipulators can construct a special multi-agent system with the distinction that the type can be serial or parallel according to their cooperative way. We proposed a comprehensive method to handle the problem of reliability estimation. The wide and narrow bound method are applied to calculate the interval reliability respectively when multiple manipulators work as the series system. Aims to decrease the system complexity and enhance the dynamic adjustment capability, the base frame calibration technique is presented to convert the series system to a parallel one, naturally the reliability can be improved significantly. A system composed by three manipulators is utilized as an example to illustrate the feasibility of the proposed method.