幾何拘束故障に基づく機構の誤差生成メカニズムとモデリング手法を提案(Professor Weizhong Guo’s Team Proposed a Novel Error Generation Mechanism and Modeling Method for Mechanisms Based on the Failure of Geometric Constraints in Kinematic Pairs)

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2025-04-24 上海交通大学 (SJTU)

幾何拘束故障に基づく機構の誤差生成メカニズムとモデリング手法を提案(Professor Weizhong Guo’s Team Proposed a Novel Error Generation Mechanism and Modeling Method for Mechanisms Based on the Failure of Geometric Constraints in Kinematic Pairs)

上海交通大学機械工学部の郭偉忠教授の研究チームは、国際学術誌『Mechanism and Machine Theory』に、新たな誤差生成メカニズムと誤差モデル化手法を発表しました。本研究では、運動対における幾何拘束の破綻を起点とする誤差生成メカニズムを提案し、「運動誤差ノード(KEN)」という新概念を導入しました。これにより、運動誤差の物理的要因を切り離して解析可能な、完全な誤差モデル化手法が確立されました。KENモデルにより、誤差の可視化や直感的な分析が可能となり、精密設計への応用が期待されます。本手法は、メカニズム誤差の生成・伝播メカニズムを理論的に解明し、ロボット工学やインテリジェント機器の高精度化に貢献します。

<関連情報>

幾何学的拘束と運動学的エラーノード(KEN)の故障に基づくエラーモデリングのための完全なアプローチ A complete approach for error modeling based on failure of geometrical constraint and kinematic error node (KEN)

Ziyue Li, Weizhong Guo
Mechanism and Machine Theory  Available online: 18 March 2025
DOI:https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2025.105984

Highlights

  • Study the causes and mechanisms of mechanism errors.
  • Proposes a complete and general approach for mechanism error modeling.
  • Propose Kinematic Error Node(KEN) as the basic unit of mechanism error analysis.
  • Clarify the drawing and calculation criteria of KEN method.

Abstract

This paper proposes a complete and general method for mechanism error modeling. By analyzing the mechanism of error generation, it is clarified that the root cause of mechanism errors is the failure of mechanism constraints. The concept of Kinematic Error Node (KEN) is introduced as the basic unit for mechanism error analysis, along with the fundamental principles and methods for conducting error analysis using the KEN approach. A convenient and efficient method for drawing KEN graph is provided. through which the error model of the mechanism can be obtained intuitively and concisely via simple KEN graph drawing and recursive formulas. The KEN method is used to realize the error modeling of planar 3-RRR and spatial 3-RPS manipulator, and the error sensitivity of the two mechanisms is analyzed to verify the effectiveness of this approach.

0101機械設計
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