检索结果-内蒙古大学图书馆

机械工程学报 2024年第23期60卷 1-20页

作者：李隆球刘军民庄仁诚常晓丛周德开哈尔滨工业大学机器人技术与系统全国重点实验室哈尔滨150001

随着机器人技术在工业、医疗、服务、教育和军事等领域的广泛应用,传统的宏观机器人技术逐渐无法满足日益增长的微型化、精细化和功能高度集成化需求。微纳机器人作为机器人领域的新兴分支,因其尺寸小、推重比大、可控性好、拓展性强,... 详细信息

随着机器人技术在工业、医疗、服务、教育和军事等领域的广泛应用,传统的宏观机器人技术逐渐无法满足日益增长的微型化、精细化和功能高度集成化需求。微纳机器人作为机器人领域的新兴分支,因其尺寸小、推重比大、可控性好、拓展性强,成为研究的热点和前沿。通过回顾机器人技术的发展历程,详细分析了机器人发展的四个阶段和五代动力转换,并总结了机器人应具备的技术特征。在此基础上,对微纳机器人的发展历程、内涵及所处技术阶段进行了深入探讨,重点分析了从宏观机器人到微纳机器人在介质环境、驱动方式、运载方式和多功能耦合方式等技术特征的基础性改变,以及这些改变带来的技术挑战。重点从设计、制造、控制和检测四个方面,深入探讨了微纳机器人的深层次变化。最后,提出了微纳机器人技术的未来发展方向和建议。通过对这些问题的详细探讨,为未来机器人技术的发展提供了理论指导和实践基础。期望微纳机器人技术能够在更多领域实现突破,为精准医疗、环境治理、微纳制造等提供新的技术解决方案,推动社会和科技的持续进步。

关键词：微纳机器人机器人检测控制设计制造

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面向腔镜微创手术的连续体机械手关键技术与研究进展

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机械工程学报 2023年第19期59卷 44-64页

作者：张赫李海铭张佳闪任昊李浩天赵杰哈尔滨工业大学机器人技术与系统全国重点实验室哈尔滨150001

传统刚性手术器械的运动局限性以及越来越严苛的腔镜微创手术诉求等因素推动了以连续体为代表的柔性手术机器人系统技术的发展与应用。这种柔性器械凭借结构尺度小、运动灵活度高等特性,能够通过狭窄弯曲的腔道通路完成手术操作,达到无... 详细信息

传统刚性手术器械的运动局限性以及越来越严苛的腔镜微创手术诉求等因素推动了以连续体为代表的柔性手术机器人系统技术的发展与应用。这种柔性器械凭借结构尺度小、运动灵活度高等特性,能够通过狭窄弯曲的腔道通路完成手术操作,达到无切口的无创手术效果,被广泛应用于经自然腔道内镜等手术。概述了连续体机械手若干方面的关键技术,包括构型设计、结构优化、理论建模、运动控制、人机交互以及形状与力感知等方面的最新研究进展和面临的挑战。根据连续体机械手在不同腔镜微创手术中的应用,分类介绍了柔性手术机器人系统的研究现状,对其技术特点和临床应用进行了综合性分析总结,并对以连续体为代表的柔性手术机器人系统的技术与应用前景进行了展望。

关键词：连续体机械手腔镜微创手术柔性手术机器人构型优化设计主从控制形状与力感知

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飞行器变形翼研究现状与展望

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机械工程学报 2023年第19期59卷 1-23页

作者：肖洪杨广郭宏伟刘荣强陶建国邓宗全哈尔滨工业大学机器人技术与系统全国重点实验室哈尔滨150001

传统固定构型机翼因其气动外形难以满足飞行器日益增长的性能要求,因此飞行器变形翼研究得到广泛的关注,已成为当前国际航空航天领域的研究热点,是飞行器实现大空域、宽速域的关键技术,其发展趋势是多维度、大变形、高刚度、轻量化等。... 详细信息

传统固定构型机翼因其气动外形难以满足飞行器日益增长的性能要求,因此飞行器变形翼研究得到广泛的关注,已成为当前国际航空航天领域的研究热点,是飞行器实现大空域、宽速域的关键技术,其发展趋势是多维度、大变形、高刚度、轻量化等。近年来,科研人员设计出多种形式的变形翼,如变弦长、变后掠、变展长、展向变弯曲、弦向变弯曲、翼型变厚度等。根据翼面内变形和翼面外变形对变形翼进行分类,详细阐述变形翼的研究现状。分析飞行器变形翼研究发展趋势,包括多维度变形机构与大承载连续光滑变形蒙皮结构设计、高效能驱动器及分布式驱动技术、变形翼机构-蒙皮-驱动一体化设计与优化、融合环境的变形翼设计与验证等关键技术,为飞行器变形翼研究提供借鉴与参考。

关键词：飞行器变形翼变形机构变形蒙皮新型驱动多维度变形

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可穿戴柔性上肢外骨骼的研究进展与展望

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哈尔滨工业大学学报 2024年第8期56卷 1-16页

作者：戴一鸣陈嘉琛刘晨东杨大鹏赵京东机器人技术与系统全国重点实验室(哈尔滨工业大学) 哈尔滨150001

为研究可穿戴柔性上肢外骨骼的发展现状和其面临的关键技术难题,对目前该领域的文献进行了分析与总结。外骨骼可以有效地提供保护、支撑等功能,解决高强度重复性工作导致的肢体疲劳和身体机能衰退,以及中风或职业病导致的肢体运动障碍... 详细信息

为研究可穿戴柔性上肢外骨骼的发展现状和其面临的关键技术难题,对目前该领域的文献进行了分析与总结。外骨骼可以有效地提供保护、支撑等功能,解决高强度重复性工作导致的肢体疲劳和身体机能衰退,以及中风或职业病导致的肢体运动障碍。此外,它们有能力通过额外的动力和功能来恢复或增强人类的运动能力。可穿戴柔性外骨骼作为一种新兴的外骨骼发展方向,相较于传统的刚性外骨骼,具有结构柔顺、人机交互性好和穿戴舒适性好等明显优势。首先,本研究结合柔性上肢外骨骼的3种主要驱动方式(绳驱、气动、形状记忆合金),详细解析不同驱动方式的相关研究成果和相应结构特点。然后,从结构、材料、控制、辅助4个方面分析和阐述如今柔性上肢外骨骼面临的关键技术挑战。最后,结合外骨骼在不同领域应用的需求,推测未来柔性上肢外骨骼技术将向灵活化、舒适化、顺应化、智能化方向发展。研究表明,可穿戴柔性上肢外骨骼的技术尚处于初始阶段,仍有许多技术难题亟需解决,同时,新型的柔性执行器,柔性传感器等可为关键技术难题的突破提供参考。

关键词：可穿戴外骨骼柔性上肢外骨骼人机交互研究现状发展趋势

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基于等效摩擦因数的星球车牵引性能评价及影响分析

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机械工程学报 2024年第24期60卷 226-235页

作者：王正印杨怀广兰清宁丁亮李楠高海波哈尔滨工业大学机器人与系统全国重点实验室哈尔滨150080

随着星球巡视探测任务的复杂化,地面力学正由半经验模型向物理模型发展,新一代的星球车地面力学模型需要一种基于物理的牵引性能评价指标。针对星球车轮滑转沉陷的特点,分析沉陷量对轮-地接触摩擦因数的影响,提出等效摩擦因数作为牵引... 详细信息

随着星球巡视探测任务的复杂化,地面力学正由半经验模型向物理模型发展,新一代的星球车地面力学模型需要一种基于物理的牵引性能评价指标。针对星球车轮滑转沉陷的特点,分析沉陷量对轮-地接触摩擦因数的影响,提出等效摩擦因数作为牵引性能评价指标。设计单轮测试试验,得到车轮等效摩擦因数随滑转率呈现先增后减的变化趋势,等效摩擦因数的变化规律表明,星球车轮牵引力的增加是以沉陷量的增大为代价,而当滑转率超过最优驱动滑转率时,单位下沉所能提供的牵引力增量将减少,陷车的风险将增加。考虑载荷对车轮牵引性能的影响,利用二元线性方程建立了纵滑体积刚度与载荷的关系。在模拟星壤、石子以及石板地形上验证等效摩擦因数的有效性,试验结果表明,等效摩擦因数对不同车轮构型、运动以及地形条件下的车轮牵引性能均可进行定量评价。等效摩擦因数可以为星球车的驱动控制和风险预警提供参考。

关键词：星球车轮牵引性能摩擦因数评价指标载荷

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面向复杂力交互任务的操作技能传递与控制研究

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机械工程学报 2022年第18期58卷 116-132页

作者：赵杰武睿张赫朱延河臧希喆哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室

如何让机器人拥有像人一样强大的感知能力并执行复杂操作，尤其是带有力交互的复杂操作是机器人学界一直探索的问题。这个问题的解决，能够帮助机器人实现从“设备”向“助手”的转化。而面向复杂力交互任务的操作技能传递与控制作为当... 详细信息

如何让机器人拥有像人一样强大的感知能力并执行复杂操作，尤其是带有力交互的复杂操作是机器人学界一直探索的问题。这个问题的解决，能够帮助机器人实现从“设备”向“助手”的转化。而面向复杂力交互任务的操作技能传递与控制作为当前人-机技能传递领域研究的前沿方向之一，其研究核心是实现对熟练操作者力交互操作过程中的多模态技能数据进行示教学习，并通过设计合理的技能模型，结合先进的控制理论以及机器人感知能力，实现机器人自主执行复杂力交互任务的目的，从而让机器人真正的可以协助甚至代替人类执行生活中常见的复杂任务。总结该领域较为重要的三个问题：(1)多模态信息融合的示教方式；(2)针对力交互任务的技能学习；(3)基于机器人柔顺控制的技能控制与基于机器人感知的智能技能切换；并对该领域的研究现状展开分析和讨论。

关键词：技能传递变阻抗控制多模态信息融合力交互

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景深约束下的深度强化学习机器人路径规划

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华中科技大学学报（自然科学版） 2018年第12期46卷 77-82页

作者：王珂卜祥津李瑞峰赵立军哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室

为了提高未知环境下移动机器人的探索能力,基于深度强化学习训练提出一种基于最小深度信息有选择的训练模式,通过运动学方程约束,优化了状态空间的搜索与采集,提高了训练速率.在仿真未知环境中通过将RGB-D传感器的深度图像作为机器人的... 详细信息

为了提高未知环境下移动机器人的探索能力,基于深度强化学习训练提出一种基于最小深度信息有选择的训练模式,通过运动学方程约束,优化了状态空间的搜索与采集,提高了训练速率.在仿真未知环境中通过将RGB-D传感器的深度图像作为机器人的状态输入,学习模型将直接输出机器人的速度与角度并进行运动决策,验证了机器人路径规划控制策略.研究结果表明:在相同的训练时间下,所提出的训练模式对未知环境有更好的探索能力.

关键词：路径规划深度强化学习最小深度信息探索能力未知环境

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变截面交叉簧片柔性铰链的力学建模与变形特性分析

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机械工程学报 2018年第13期54卷 73-78页

作者：杨淼杜志江陈依孙立宁董为哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室

交叉簧片柔性铰链是一种应用广泛的柔性转动关节。依靠簧片的分布式柔度可以产生较大的转动角度,但是与此同时铰链转动过程中的中心漂移大、抗干扰能力较差,这些都影响了铰链的传动精度和稳定性。通过采用非等直簧片构造的变截面交叉簧... 详细信息

交叉簧片柔性铰链是一种应用广泛的柔性转动关节。依靠簧片的分布式柔度可以产生较大的转动角度,但是与此同时铰链转动过程中的中心漂移大、抗干扰能力较差,这些都影响了铰链的传动精度和稳定性。通过采用非等直簧片构造的变截面交叉簧片柔性铰链可以使弹性元件的变形主要集中于铰链的交叉点附近,从而改变铰链的转动性能。基于Euler-Bernoulli梁理论建立了考虑几何非线性的变截面交叉簧片柔性铰链的末端载荷与铰链变形之间的关系。通过与有限元仿真进行对比,验证了文中建立的变形模型的准确性。利用柔性铰链的静态变形模型,分析了铰链的转动范围、转动刚度、中心漂移和抗干扰性能与簧片截面系数之间的关系。分析结果表明,对比传统交叉簧片柔性铰链,变截面交叉簧片柔性铰链具有更高的转动精度。

关键词：柔性铰链变截面簧片几何非线性转动特性

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自由漂浮空间机器人视觉伺服系统研究

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哈尔滨工程大学学报 2017年第2期38卷 153-159页

作者：刘阳谢宗武王滨刘宏蔡鹤皋哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室

为了将动力学模块引入传统的视觉伺服控制算法,使其更加符合真实模型。本文以自由漂浮空间机器人视觉伺服为目标,分析了其系统组成与工作原理。采用广义雅克比的方法完成其速度级的运动学建模,并在6D空间下分析其动力学模型。机械臂采... 详细信息

为了将动力学模块引入传统的视觉伺服控制算法,使其更加符合真实模型。本文以自由漂浮空间机器人视觉伺服为目标,分析了其系统组成与工作原理。采用广义雅克比的方法完成其速度级的运动学建模,并在6D空间下分析其动力学模型。机械臂采用PD与前馈控制完成笛卡尔空间点到点连续路径规划。借助双目手眼相机完成非合作目标位姿的提取,进而完成视觉伺服系统的搭建。本文算法可将机械臂控制算法引入到空间机器人视觉伺服系统,使得机器人控制更加方便,具有结构简单成本低等优点。通过搭建Sim Mechanics仿真模型,实现了对期望轨迹的跟踪,验证了视觉伺服算法的正确性。

关键词：空间机器人视觉伺服自由漂浮动力学双目视觉

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介电弹性材料驱动器在机器人中的应用进展

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哈尔滨工业大学学报 2016年第1期48卷 1-12页

作者：郭闯强吴春亚邹添张子健刘宏机器人技术与系统国家重点实验室(哈尔滨工业大学)

简要介绍介电弹性材料驱动器的基本原理、结构组成及其在机器人中的应用现状,重点分析介电弹性材料性能的理论研究进展,包括材料特性、本构理论、失效模式及稳定性等.总结介电弹性材料驱动器对柔性电极性能的要求,并对柔性电极工艺特性... 详细信息

简要介绍介电弹性材料驱动器的基本原理、结构组成及其在机器人中的应用现状,重点分析介电弹性材料性能的理论研究进展,包括材料特性、本构理论、失效模式及稳定性等.总结介电弹性材料驱动器对柔性电极性能的要求,并对柔性电极工艺特性进行具体分析,深入探讨介电弹性驱动器目前所面临的挑战,对介电弹性材料驱动器在机器人系统中的应用前景进行了展望.

关键词：机器人介电弹性材料驱动器人工肌肉柔性电极

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