检索结果-内蒙古大学图书馆

机械工程学报 2013年第23期49卷 44-52页

作者：庄红超高海波邓宗全丁亮刘振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

为合理匹配电驱动重载六足机器人关节的驱动装置和传动装置,提出一种快速、精确获得关节转速的方法。基于某一关节转动以实现机器人最大步行速度指标,建立该关节转角与机器人最大步行速度指标的数学关系式,研究螃蟹型三角步态下的髋关... 详细信息

为合理匹配电驱动重载六足机器人关节的驱动装置和传动装置,提出一种快速、精确获得关节转速的方法。基于某一关节转动以实现机器人最大步行速度指标,建立该关节转角与机器人最大步行速度指标的数学关系式,研究螃蟹型三角步态下的髋关节和膝关节在最小摆角和最大摆角时的相应输出转速以及蚂蚁型三角步态下的跟关节输出转速,并获得跟关节转角和转速随髋、膝关节夹角的变化趋势。根据ADAMS软件和研制的机器人单腿与样机,进行关节转速的仿真验证和试验分析,分别获得机器人承载平台重心的速度曲线和关节伺服电动机脉冲数曲线。仿真和试验结果表明,机器人关节转速分析方法具有合理性和有效性,能够可靠地应用于重载多足机器人的研制。

关键词：重载六足机器人关节转速转角 ADAMS仿真

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模块化机器人的双输出CPG网络调相运动控制

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哈尔滨工业大学学报 2013年第7期45卷 47-52页

作者：崔馨丹朱延河王晓露唐术锋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

为了增强模块化机器人的灵活性,以及对其多模式运动进行更简单有效地控制,结合阵列式和串联式自重构机器人的特点,设计基于万向式关节的双自由度UBot模块,并根据两个关节之间的相互抑制关系,结合生物学的中枢模式发生器(CPG)运动控制原... 详细信息

为了增强模块化机器人的灵活性,以及对其多模式运动进行更简单有效地控制,结合阵列式和串联式自重构机器人的特点,设计基于万向式关节的双自由度UBot模块,并根据两个关节之间的相互抑制关系,结合生物学的中枢模式发生器(CPG)运动控制原理,设计具有双输出的CPG网络调相运动控制器.通过调整CPG间的连接权重以及每个CPG中两组输出的关系,调解运动控制信号间的相位差值,有效地控制UBot模块化机器人的整体协调运动.应用这种控制方法控制了模块化机器人的3种运动模式:四足运动、蠕动和多节虫运动,在ADAMS仿真环境下进行了运动仿真实验,并在UBot模块化自重构平台上分别进行了3种构型的实体运动试验.实验结果验证了双输出CPG调相网络对模块化机器人运动控制的有效性和实用性.

关键词：模块化机器人自重构中枢模式发生器(CPG) 运动控制 UBot

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多指抓取力的线性组合计算

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哈尔滨工业大学学报 2013年第1期45卷 55-59页

作者：陈栋金姜力王新庆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

为提高力优化算法的实时性,提出一种新的计算抓取力初值的方法.首先离线计算一组单位外力对应的抓取力作为线性组合的基础向量,然后将任意外力分解为单位力的线性组合,对基础抓取力按同样规律组合,得到满足约束的抓取力初值.算例仿真分... 详细信息

为提高力优化算法的实时性,提出一种新的计算抓取力初值的方法.首先离线计算一组单位外力对应的抓取力作为线性组合的基础向量,然后将任意外力分解为单位力的线性组合,对基础抓取力按同样规律组合,得到满足约束的抓取力初值.算例仿真分析结果表明,该方法的计算速度比拉格朗日对偶法、单值优化法更快,且减少了力优化算法的收敛步数目.在带摩擦点接触抓取模型中,应用该方法为多指抓取的力优化算法求取初值,有利于提高力优化算法的实时性.

关键词：手指多指抓取力优化初值线性组合

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基于虚拟激励和精细积分的移动手臂非平稳随机激励下振动分析

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振动与冲击 2013年第20期32卷 72-75页

作者：王伟东吴冬梅董为杜志江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

移动手臂为刚性较差的悬臂梁,在路面不平度随机激励下产生较大振动,从而降低机器人系统可靠性和手臂抓持稳定性。针对上述问题,首先应用拉格朗日方法建立了移动平台垂向动力学模型,并针对于手臂质量分布不均的特点,采用集中质量单元和Eu... 详细信息

移动手臂为刚性较差的悬臂梁,在路面不平度随机激励下产生较大振动,从而降低机器人系统可靠性和手臂抓持稳定性。针对上述问题,首先应用拉格朗日方法建立了移动平台垂向动力学模型,并针对于手臂质量分布不均的特点,采用集中质量单元和Euler-Bernoulli梁单元建立了有限元离散化垂向动力学模型;进而将以上两种模型通过结点约束条件联立建立了整个移动手臂的垂向动力学模型。基于此模型,利用高效的虚拟激励法和精细积分算法分析非平稳随机激励下的移动手臂动态响应的算法。得到了移动手臂在不平地面非平稳随机激励下的动态响应,为机器人悬架设计和移动手臂振动控制提供了快速分析方法。

关键词：移动手臂动力学虚拟激励法振动分析

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弯振复合型超声驱动器振动特性研究

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振动与冲击 2013年第1期32卷 25-29页

作者：刘英想陈维山冯培连刘军考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

为了避免模态复合型超声驱动器中普遍存在的频率简并问题,提出了一种新型的弯振复合型超声驱动器。该驱动器采用压电金属复合梁两个正交弯振模态的复合在两个驱动足处激励出椭圆轨迹振动。对该驱动器的振动特性进行深入研究,旨在获得驱... 详细信息

为了避免模态复合型超声驱动器中普遍存在的频率简并问题,提出了一种新型的弯振复合型超声驱动器。该驱动器采用压电金属复合梁两个正交弯振模态的复合在两个驱动足处激励出椭圆轨迹振动。对该驱动器的振动特性进行深入研究,旨在获得驱动区域质点的真实运动轨迹。首先,建立了矩形截面梁在弯振复合模态下末端区域质点振动轨迹的数学模型;然后,借助有限元瞬态分析,对驱动足振动轨迹进行仿真,实现对所建立振动轨迹数学模型的验证。振动轨迹方程和仿真结果均表明:两个驱动足表面质点振动轨迹均为三维的椭圆,垂直于驱动器轴线的平面内的椭圆振动更适合用于致动输出。最后,分析了该驱动器存在的不足之处,提出了一种改进方案,采用对称设置压电陶瓷片实现两个驱动足振动特性的一致;通过瞬态分析在两个驱动足处得到了一致的振动轨迹,改进的样机实现了输出特性的显著提高。

关键词：超声驱动器弯振模态复合振动特性椭圆轨迹

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基于物体偏向注意机制的机器人视觉搜寻方法

基于物体偏向注意机制的机器人视觉搜寻方法

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第十一届中国智能机器人会议

作者：刘冬丛明韩晓东邹强杜宇大连理工大学机械工程学院辽宁大连116024 哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室黑龙江哈尔滨150001 大连理工大学机械工程学院辽宁大连116024 英属哥伦比亚大学机械工程学院加拿大温哥华V6T1Z4

针对环境冗余信息下目标整体选择注意及机器人应用问题,提出一种目标驱动的基于物体偏向注意机制的机器人视觉搜寻方法.建立任务目标描述模型,基于高斯混合模型进行特征聚类获得先验知识.引入原对象和偏向特征模版,建立一种基于物体的... 详细信息

针对环境冗余信息下目标整体选择注意及机器人应用问题,提出一种目标驱动的基于物体偏向注意机制的机器人视觉搜寻方法.建立任务目标描述模型,基于高斯混合模型进行特征聚类获得先验知识.引入原对象和偏向特征模版,建立一种基于物体的偏向注意模型实现对整个任务目标的搜索与选择注意,并获得任务相关的显著图实现对潜在目标的跟踪与接近控制,将视觉伺服控制算法扩展到机器人认知领域.实验结果证明了该方法适用于目标指向性的机器人应用领域.

关键词：移动机器人偏向注意原对象视觉搜寻

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基于几何特征的圆形标志点亚像素中心定位

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液晶与显示 2014年第6期29卷 1003-1009页

作者：王林波王延杰邸男金明河中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033 中国科学院大学北京100049 哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室黑龙江哈尔滨150001

视觉测量系统中圆形标志点中心定位的精度易受噪声的影响。为了增强其抗噪性从而提高定位精度,提出了一种利用几何特征以降低噪声干扰的中心定位算法。首先将自适应阈值分割法与质心法相结合,对点目标进行圆心粗定位。利用粗定位的圆心... 详细信息

视觉测量系统中圆形标志点中心定位的精度易受噪声的影响。为了增强其抗噪性从而提高定位精度,提出了一种利用几何特征以降低噪声干扰的中心定位算法。首先将自适应阈值分割法与质心法相结合,对点目标进行圆心粗定位。利用粗定位的圆心和半径对Canny算子检测到的边缘进行半径约束,以消除孤立点和噪声点。然后根据理想的圆成像后边缘点分布的几何特征和链接规律,采用一种基于分区原理的方法获取点目标的理想边缘。最后,采用Zernike正交矩对像素级边缘点进行亚像素定位,并用最小二乘椭圆拟合法计算得到中心坐标。实验结果表明,该方法的定位精度可以达到0.023 7pixel,算法的运行时间为2~3ms,基本满足测量系统对于圆形标志点中心定位在精度、稳定性和实时性上的要求。

关键词：视觉测量边缘检测几何特征 Zernike矩椭圆拟合

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七自由度冗余机械臂避障控制

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光学精密工程 2013年第7期21卷 1795-1802页

作者：姜力周扬孙奎刘宏哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室黑龙江哈尔滨150080

基于冗余机械臂零空间的自运动特性,提出了一种新的七自由度冗余机械臂避障控制方法。该方法引入臂平面和避障面来参数化表达冗余机械臂的零空间运动;基于这种描述,利用人工势场法实现碰撞检测;根据检测结果得出的虚拟排斥力推导零空间... 详细信息

基于冗余机械臂零空间的自运动特性,提出了一种新的七自由度冗余机械臂避障控制方法。该方法引入臂平面和避障面来参数化表达冗余机械臂的零空间运动;基于这种描述,利用人工势场法实现碰撞检测;根据检测结果得出的虚拟排斥力推导零空间运动方程,改进具有位置内环的逆动力学控制方法,使机械臂避障时的动态性能具有类似质量-阻尼系统的物理特性。该方法可以在控制末端执行器运动的同时实现冗余机械臂避障。为了验证所提出方法的性能,利用在轨自维护实验平台完成了实验。实验结果表明,机械臂与障碍物的最近距离大于40mm,末端执行器位置动态误差小于10mm,稳态误差小于2mm。这些结果显示,所提出的方法通过合理地自运动行为实现了冗余机械臂的避障控制,而且在避障过程中不影响末端执行器的操作。

关键词：自运动冗余机械臂避障动力学控制

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主被动混合式微创手术机械臂机构设计及灵巧度优化

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机器人 2013年第1期35卷 81-89页

作者：马如奇董为杜志江李刚哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室黑龙江哈尔滨150080

研制出一款可开展微创手术的双机械臂机器人系统,该系统配合手术微器械可以实现精确的腹腔内手术操作.通过分析微创手术的手术环境及手术操作特点,提出了采用机器人开展微创手术对机器人自身机构设计的基本要求,并在此基础上重点对机械... 详细信息

研制出一款可开展微创手术的双机械臂机器人系统,该系统配合手术微器械可以实现精确的腹腔内手术操作.通过分析微创手术的手术环境及手术操作特点,提出了采用机器人开展微创手术对机器人自身机构设计的基本要求,并在此基础上重点对机械臂机构进行设计和优化.该机械臂可以按照微创手术的实际需求,实现机器人的术前摆位、术中器械操作及器械的快速拆装更换,并且可以从机构上保证术中器械在患者腹壁切口处位置不变,避免术中因手术器械运动而对腹壁切口造成非手术性损伤.此外,借助于机器人雅可比矩阵的奇异值,构造了基于条件数和可操作度的综合灵巧度评价指标函数,并采用序列二次规划算法对机械臂杆件参数进行优化.优化结果表明,机械臂具有良好的各向同性及可操作度,很好地满足了微创手术对机械臂机构灵活性的要求.

关键词：微创外科手术机械臂优化机构灵巧度机构设计

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一种新型机器人微创手术微器械的机构设计及运动学分析

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机器人 2013年第4期35卷 402-409页

作者：马如奇王伟东董为杜志江哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室黑龙江哈尔滨150080

为满足微创手术对微器械结构尺寸、运动灵活性以及工作空间等方面的要求,设计了一种由钢丝驱动的模块化关节.通过对该关节运动特性及拓扑方式的研究,提出了一种采用模块关节配置器械腕部自由度的微器械设计方法.为验证该设计方法的可行... 详细信息

为满足微创手术对微器械结构尺寸、运动灵活性以及工作空间等方面的要求,设计了一种由钢丝驱动的模块化关节.通过对该关节运动特性及拓扑方式的研究,提出了一种采用模块关节配置器械腕部自由度的微器械设计方法.为验证该设计方法的可行性,研制了腕部包含4个单元关节的微创手术分离钳,并建立了统一的手术微器械运动学模型.测试实验证明,该分离钳腕部具有很好的灵活性,能够满足微创手术操作对器械运动范围及空间灵活性的要求.

关键词：微创外科手术手术微器械机构设计钢丝驱动

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