检索结果-内蒙古大学图书馆

高技术通讯 2011年第9期21卷 948-953页

作者：孙银山吴冬梅杜志江孙立宁哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室哈尔滨150001

为研究机器人辅助肝脏穿刺手术中的进针策略以确保手术安全,基于实验数据建立了猪肝的进针力模型.方法如下:在2个新鲜离体猪肝3个不同区域内共采集了18条进针力曲线数据,根据针尖位置及进针力特征将力曲线划分为“被膜刺破前”、“进入... 详细信息

为研究机器人辅助肝脏穿刺手术中的进针策略以确保手术安全,基于实验数据建立了猪肝的进针力模型.方法如下:在2个新鲜离体猪肝3个不同区域内共采集了18条进针力曲线数据,根据针尖位置及进针力特征将力曲线划分为“被膜刺破前”、“进入肝脏前”和“进入肝脏后”3个阶段,然后采用已有的力模型分别进行每一阶段的进针力建模,通过对比各阶段的建模效果,确定最优的各阶段进针力模型,最后组合成完整的进针力模型.最终的进针力模型比较表明,相同个体不同区域的力模型差异较小,可以用一个力模型来表示该个体进针力特征,不同个体的进针力特征能否用一个力模型表示还需进一步验证.猪肝进针力模型的建立,可为实现机器人辅助人体肝脏穿刺手术中的进针控制和手术安全提供重要依据.

关键词：机器人辅助穿刺手术进针力力建模软组织形变进针机器人

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空间可展开三棱柱伸展臂设计与优化

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机械工程学报 2020年第15期56卷 129-137页

作者：高明星刘荣强李冰岩郭宏伟邓宗全哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室哈尔滨150001

空间伸展臂作为空间折展机构中形式最丰富、研究最早、应用最广泛的一维空间折展机构,其主要作用是展开柔性太阳能帆板,支撑网状天线、合成孔径雷达、太空望远镜等。以三棱柱式伸展臂为研究对象,对伸展臂的展开方式和几何参数进行设计... 详细信息

空间伸展臂作为空间折展机构中形式最丰富、研究最早、应用最广泛的一维空间折展机构,其主要作用是展开柔性太阳能帆板,支撑网状天线、合成孔径雷达、太空望远镜等。以三棱柱式伸展臂为研究对象,对伸展臂的展开方式和几何参数进行设计分析。基于几何非线性有限元理论,建立含空间桁架及预应力绳索的可展开伸展臂单元模型,然后建立含多可展开单元的大型伸展臂的几何非线性动力学模型。通过Matlab编程计算伸展臂的基频,得到影响伸展臂基频的关键因素,并以伸展臂的基频为优化目标,质量为约束条件,采用遗传算法对伸展臂进行优化设计。研制可展开三棱柱伸展臂样机,对伸展臂进行折展功能及参数优化设计验证试验。结果表明所设计的三棱柱伸展臂可顺利折展,所做的优化设计有效可行。通过该方法可以对特定任务需要的伸展臂进行优化设计,在满足约束条件的情况下,达到基频最高,对伸展臂的设计提供参考。

关键词：三棱柱伸展臂非线性参数优化试验验证

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基于可视切线图的未知环境建模新方法研究

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高技术通讯 2010年第5期20卷 505-510页

作者：刘罡刘玉斌赵杰哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室哈尔滨150080

针对移动机器人路径规划的环境建模问题,提出了一种基于可视切线图的未知环境建模新方法。首先给出可视切线图的定义,其节点为障碍物边界上的可视切点,边为视点与可视切点间的切线段。其次为避免机器人与障碍物相碰,对可视切线图进行了... 详细信息

针对移动机器人路径规划的环境建模问题,提出了一种基于可视切线图的未知环境建模新方法。首先给出可视切线图的定义,其节点为障碍物边界上的可视切点,边为视点与可视切点间的切线段。其次为避免机器人与障碍物相碰,对可视切线图进行了扩展。最后在建立可视切线图的基础上,采用两种启发函数搜索全局目标指导下的局部最优路径。仿真分析证明,可视切线图的数据结构简单,所需存储空间小,具有较好的环境适应能力,是一种有效的路径规划工具。

关键词：移动机器人路径规划未知环境建模局部路径规划

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冷轧带钢缺陷表面形状恢复新算法

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哈尔滨工业大学学报 2012年第5期44卷 52-57页

作者：杨永敏李戈赵杰哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室哈尔滨150080

为改善冷轧带钢表面缺陷分类识别性能,提出基于从阴影恢复形状原理的表面缺陷三维重构算法.针对表面缺陷检测系统的光路设计,提出一种改进的Oren-Nayar漫反射模型,结合透视投影模型推导出相应的反射图方程,利用基于高阶Lax-Friedrichs... 详细信息

为改善冷轧带钢表面缺陷分类识别性能,提出基于从阴影恢复形状原理的表面缺陷三维重构算法.针对表面缺陷检测系统的光路设计,提出一种改进的Oren-Nayar漫反射模型,结合透视投影模型推导出相应的反射图方程,利用基于高阶Lax-Friedrichs汉密尔顿函数和牛顿迭代相结合的快速扫描算法完成了该方程的求解,实现表面缺陷三维信息的提取.利用合成图像和表面缺陷图像进行三维重构实验,结果表明该算法重构精度高,验证了改进光照模型的正确性.该三维重构算法能够有效地提取冷轧带钢表面缺陷三维信息,有助于提高表面缺陷分类识别性能.

关键词：表面缺陷检测系统光照模型三维重构快速扫描

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空间含铰可展桁架结构的非线性动力学建模与分析

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西安交通大学学报 2013年第11期47卷 113-119,126页

作者：张静郭宏伟刘荣强邓宗全哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室哈尔滨150001

综合考虑间隙、非线性刚度、摩擦及碰撞阻尼,建立了铰链等效模型,并基于该等效模型建立了含铰可展桁架结构动力学模型。根据铰链的变拓扑结构特点,提出了适用于解决时变非线性动力学问题的附加力方法,对多自由度平面和空间可展桁架进行... 详细信息

综合考虑间隙、非线性刚度、摩擦及碰撞阻尼,建立了铰链等效模型,并基于该等效模型建立了含铰可展桁架结构动力学模型。根据铰链的变拓扑结构特点,提出了适用于解决时变非线性动力学问题的附加力方法,对多自由度平面和空间可展桁架进行了动力学仿真,得到了可展桁架的动力学响应。通过设置不同铰链参数和外部激振条件,分析了不同间隙、激振力、摩擦力对含铰可展桁架频率和幅值的影响,结果表明:间隙和激振力增大可导致桁架固有频率降低,响应幅值增大;摩擦力增大可提高桁架的固有频率。多单元桁架伸展臂的动力学试验结果验证了文中建立的含铰可展桁架动力学模型的正确性。

关键词：可展桁架结构间隙铰非线性动力学建模

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索杆铰接式伸展臂动力学建模与分析

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机械工程学报 2011年第9期47卷 66-71页

作者：郭宏伟刘荣强邓宗全哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室哈尔滨150001

针对索杆铰接式伸展臂的结构特点,提出基于能量互等原理的伸展臂连续梁等效动力学模型的建模方法。推导出伸展臂桁架单元的应变能与动能关于节点位移、几何结构参数及材料参数的表达形式。基于伸展臂桁架与连续梁等效模型两者之间应变... 详细信息

针对索杆铰接式伸展臂的结构特点,提出基于能量互等原理的伸展臂连续梁等效动力学模型的建模方法。推导出伸展臂桁架单元的应变能与动能关于节点位移、几何结构参数及材料参数的表达形式。基于伸展臂桁架与连续梁等效模型两者之间应变能、动能分别相等原理,建立伸展臂桁架结构与连续梁等效模型之间的几何结构参数与材料参数的联系式,推导出伸展臂连续梁等效模型的等效刚度矩阵和质量矩阵。运用提出的索杆铰接式伸展臂连续梁等效模型化方法计算出伸展臂原理样机的等效刚度和质量参数。分别运用连续梁等效模型和有限元模型对伸展臂的动力学特性进行分析,通过理论计算和仿真分析得到伸展臂前8阶固有频率。通过有限元仿真结果与伸展臂等效模型计算结果对比分析,验证伸展臂连续梁等效模型的正确性。通过对不同长度伸展臂各阶固有频率的对比,得出伸展臂连续梁等效模型对于分析大型索杆铰接式伸展臂动力学特性具有较高的精度。

关键词：动力学有限元模型连续体模型索杆铰接式伸展臂

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具有关节限位的7R仿人机械臂逆运动学优化

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吉林大学学报（工学版） 2016年第1期46卷 213-220页

作者：霍希建刘伊威姜力夏晶刘宏哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室哈尔滨150080

针对7R仿人机械臂运动优化问题,建立了基于臂角参数的逆运动学封闭解,并采用解析法确定了关节限位约束下臂角参数的有效范围。此外,定义了一种新的关节位置评价函数,将避关节限位的优化指标转化为虚拟转矩。在此基础上,提出一种自寻优方... 详细信息

针对7R仿人机械臂运动优化问题,建立了基于臂角参数的逆运动学封闭解,并采用解析法确定了关节限位约束下臂角参数的有效范围。此外,定义了一种新的关节位置评价函数,将避关节限位的优化指标转化为虚拟转矩。在此基础上,提出一种自寻优方法,用于解决机械臂避关节限位的运动优化问题。仿真结果表明:本文方法能准确地确定臂角的有效范围,同时能快速有效地完成机械臂运动学优化任务。

关键词：自动控制技术冗余自由度机械臂封闭解有效臂角自寻优方法

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五指仿人机器人灵巧手DLR/HIT Hand Ⅱ

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机械工程学报 2009年第11期45卷 10-17页

作者：刘伊威金明河樊绍巍兰天陈兆芃哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室哈尔滨150001

基于机电一体化设计思想和最新的驱动技术,研制DLR/HIT Ⅱ仿人灵巧手。该灵巧手由5个相同结构的模块化手指和1个独立的手掌构成,每个手指有4个关节、3自由度,所有的驱动器和电路板均集成在手指或手掌内。采用新型的体积小输出力矩大的... 详细信息

基于机电一体化设计思想和最新的驱动技术,研制DLR/HIT Ⅱ仿人灵巧手。该灵巧手由5个相同结构的模块化手指和1个独立的手掌构成,每个手指有4个关节、3自由度,所有的驱动器和电路板均集成在手指或手掌内。采用新型的体积小输出力矩大的盘式无刷直流驱动电动机、质量轻的谐波减速器、齿形皮带等的驱动传动方案,使手指的体积和质量得到显著减小;采用钢丝耦合传动方案,实现手指末端两个关节的1:1耦合运动;手指具有位置、力/力矩、温度等多种感知功能。层次化的灵巧手硬件结构由手指电气系统、手掌电气系统和PCI总线控制卡等组成,灵巧手具有点对点串行通信、CAN以及网络等多种通信接口。在灵巧手的外观设计中,将外观设计与灵巧手的本体设计融为一体,实现灵巧手与人手相近的体积和外观。5指灵巧手的质量为1.5kg,手指的指尖输出力10N。

关键词： DLR/HIT 灵巧手数字信号处理器现场可编程门阵列模块化

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月壤剖面锥型螺旋刃成孔钻头设计

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宇航学报 2016年第12期37卷 1473-1481页

作者：张伟伟姜生元李鹏沈毅邓宗全唐德威哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室哈尔滨150001

针对月壤剖面钻进成孔探测需求,提出一种锥型螺旋刃成孔钻头,建立其钻进排屑性能的理论模型,并以此开展钻头结构参数的优化设计。在此基础上,分析螺旋刃切削姿态及其切削参数,基于直线刃平面切削理论建立锥型螺旋刃成孔钻头钻进切削负... 详细信息

针对月壤剖面钻进成孔探测需求,提出一种锥型螺旋刃成孔钻头,建立其钻进排屑性能的理论模型,并以此开展钻头结构参数的优化设计。在此基础上,分析螺旋刃切削姿态及其切削参数,基于直线刃平面切削理论建立锥型螺旋刃成孔钻头钻进切削负载预估模型,开展锥型螺旋刃成孔钻头模拟月壤剖面钻进负载特性试验验证。研究结果表明,相比于直线刃钻头,锥型螺旋刃成孔钻头的钻进排屑性能更优,而且钻进切削负载模型与试验结果具有较好的吻合度。研究成果对我国拟实施的月面钻取采样工程具有重要的借鉴价值。

关键词：月壤剖面成孔钻探锥型螺旋刃钻头结构优化负载预估模型

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智能上肢假肢感觉反馈研究进展

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机械工程学报 2023年第5期59卷 1-10页

作者：胡雅雯姜力杨斌哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室哈尔滨150080

近年来,具有神经控制和感觉反馈能力的双向生机接口成为智能上肢假肢的发展趋势。目前,大部分的研究集中在上肢假肢的机构、传感器设计和神经控制等领域,而在感觉反馈方面的研究较少,缺乏合适的感觉反馈降低了智能假肢的操作性能并限制... 详细信息

近年来,具有神经控制和感觉反馈能力的双向生机接口成为智能上肢假肢的发展趋势。目前,大部分的研究集中在上肢假肢的机构、传感器设计和神经控制等领域,而在感觉反馈方面的研究较少,缺乏合适的感觉反馈降低了智能假肢的操作性能并限制了假肢的实际应用。首先概述了智能假肢双向生机接口的现状,然后详细介绍了基于经皮神经电刺激、振动刺激、压力刺激等感觉反馈方法,以及感觉替代、模态匹配、躯体特定区匹配等感觉反馈策略,在此基础上对上肢假肢感觉反馈的自然性和交互信息的多模态等发展趋势进行了展望。

关键词：智能假肢生机接口感觉反馈电刺激

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