检索结果-内蒙古大学图书馆

机械工程学报 2011年第3期47卷 1-7页

作者：陈维山夏丹刘军考石胜君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

将速度收敛算法应用于仿鱼机器人自主游动的数值模拟研究中,以鱼体静止为初始条件,通过检验游动过程中的作用力动态修正游动速度,使其收敛到稳态值,进一步在收敛速度的基础上,研究尾鳍运动行为对仿鱼机器人稳态游动性能的影响,揭示其推... 详细信息

将速度收敛算法应用于仿鱼机器人自主游动的数值模拟研究中,以鱼体静止为初始条件,通过检验游动过程中的作用力动态修正游动速度,使其收敛到稳态值,进一步在收敛速度的基础上,研究尾鳍运动行为对仿鱼机器人稳态游动性能的影响,揭示其推进机理和流场结构。计算结果表明,改变尾鳍运动的相位差和最大击水角度,采用速度收敛算法可以有效地预测仿鱼机器人的稳态游动速度,进而获得尾鳍运动行为与稳态游动的推进力、功率消耗和推进效率的映射关系,三维流场结构清晰地反映了尾鳍运动行为对尾迹结构、尾迹强度的影响机制。研究结果对于预测仿鱼机器人的稳态游动速度,揭示尾鳍运动行为对仿鱼机器人稳态游动性能的影响机制,设计仿鱼机器人的运动参数具有重要意义。

关键词：仿鱼机器人尾鳍运动行为稳态游动性能

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基于钢丝传动的腹腔微创手术机器人手术器械的设计和实现

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高技术通讯 2011年第10期21卷 1062-1067页

作者：付宜利冯美潘博朴明波王树国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

为了提高腹腔微创手术机器人操作的灵活性，设计并研制了一种新型的腹腔微创手术器械，用于代替医生完成对组织或器官的夹持、缝合和提取等手术操作。应用Pro／E三维建模并导入Recurdyn进行了结构性能的仿真分析，采用D．H法对手术器械... 详细信息

为了提高腹腔微创手术机器人操作的灵活性，设计并研制了一种新型的腹腔微创手术器械，用于代替医生完成对组织或器官的夹持、缝合和提取等手术操作。应用Pro／E三维建模并导入Recurdyn进行了结构性能的仿真分析，采用D．H法对手术器械以及夹持手术器械的末端执行机械手进行运动学分析，结合手术器械和Force Dimension Omega主手的运动学特点给出了控制规律，并进行了样机实验。实验结果表明所设计的手术器械可以很好地实现四自由度运动，并能够完成腹腔微创手术所需的各种手术操作。

关键词：微创手术机器人手术器械结构设计

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大型空间末端执行器在轨操作运输舱策略

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机械工程学报 2011年第3期47卷 109-115页

作者：谭益松刘伊威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哈尔滨150001

针对空间运输舱具有较大的速度和惯量,在对运输舱的操作过程中存在着冲击和碰撞,严重的时候会影响系统的安全的问题,研制中国大型空间末端执行器,设计大容差柔性钢丝绳捕获机构和基于滚珠丝杠螺旋传动副的拖动机构,并且对其捕获传感器... 详细信息

针对空间运输舱具有较大的速度和惯量,在对运输舱的操作过程中存在着冲击和碰撞,严重的时候会影响系统的安全的问题,研制中国大型空间末端执行器,设计大容差柔性钢丝绳捕获机构和基于滚珠丝杠螺旋传动副的拖动机构,并且对其捕获传感器系统进行设计。根据末端执行器机构特点和工作原理,提出基于Loop/Contact控制模型的捕获控制策略,有效地减小了操作对系统的冲击。建立空间微重力环境下末端执行器系统和运输舱系统的动力学模型,推导大型末端执行器在轨操作运输舱的动力学方程。计算机仿真试验证明,捕获过程中捕获力较传统方式降低50%,试验证明捕获力小于700 N,二者验证了末端执行器的实用性和控制策略的可行性,对提高大型空间末端执行器的工作稳定性具有重要意义。

关键词：末端执行器运输舱捕获策略 Loop/Contact模型

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具有握力感觉反馈功能的五自由度假手系统设计

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高技术通讯 2011年第4期21卷 392-397页

作者：李楠姜力王新庆杨大鹏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哈尔滨150086

设计了一种具备握力感觉反馈功能和具有较高灵活度的新型5自由度假手。采用耦合机构设计了假手的5个手指，每根手指分别通过置于手掌内部的一枚直流电机进行独立驱动。嵌入式的控制系统采用基于双数字信号处理器（DSP）的分层结构，在... 详细信息

设计了一种具备握力感觉反馈功能和具有较高灵活度的新型5自由度假手。采用耦合机构设计了假手的5个手指，每根手指分别通过置于手掌内部的一枚直流电机进行独立驱动。嵌入式的控制系统采用基于双数字信号处理器（DSP）的分层结构，在不同控制层中实现肌电信号（EMG）处理，握力感觉反馈，运动控制以及传感器信息处理，提高了实时性和集成度。基于表面电刺激原理设计了电刺激器，并结合力矩传感器构成握力感觉反馈系统，实验表明，该感觉反馈系统能准确地向人体反馈假手握力。

关键词：感觉反馈控制系统电刺激耦合机构假手

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改进人工势场法的移动机器人路径规划

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哈尔滨工业大学学报 2011年第1期43卷 50-55页

作者：于振中闫继宏赵杰陈志峰朱延河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

针对传统人工势场法应用于移动机器人路径规划存在的缺陷,建立了改进的人工势场模型:使用势场强度代替力矢量进行路径规划;在障碍物的斥力势场中添加系数项,解决障碍物与目标点过近导致的目标不可达问题;考虑移动障碍物速度与机器人速... 详细信息

针对传统人工势场法应用于移动机器人路径规划存在的缺陷,建立了改进的人工势场模型:使用势场强度代替力矢量进行路径规划;在障碍物的斥力势场中添加系数项,解决障碍物与目标点过近导致的目标不可达问题;考虑移动障碍物速度与机器人速度的影响,将速度信息引入到势场函数中;引入"填平势场"引导机器人走出局部极小点.在改进人工势场模型基础上,将各种势场强度用代数和方式叠加,用遗传信赖域算法搜索机器人在一个采样周期中移动范围内的势场强度之和最小的点,多个最小点构成全局优化路径.实验结果表明,该方法能够较好地实现动态环境下移动机器人的路径规划.

关键词：移动机器人人工势场遗传信赖域路径规划

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管道机器人弯管运动转体原因分析

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西安交通大学学报 2011年第10期45卷 19-23,29页

作者：李庆凯唐德威姜生元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

为避免管道机器人弯管内运行时发生转体现象而影响管内任务的执行,对机器人转体的原因进行了深入研究.以建立的管道机器人弯管运行的位姿模型为基础,对机器人的受力状况进行了分析,建立了机器人过弯时的转体力矩模型.通过对转体力矩的分... 详细信息

为避免管道机器人弯管内运行时发生转体现象而影响管内任务的执行,对机器人转体的原因进行了深入研究.以建立的管道机器人弯管运行的位姿模型为基础,对机器人的受力状况进行了分析,建立了机器人过弯时的转体力矩模型.通过对转体力矩的分析,揭示了管道机器人弯管运行时发生转体的根本原因,并指出了管道机器人弯管运行的最佳姿态角.理论计算表明:当机器人以最佳姿态角运行时,机器人转体力矩几乎为0,不发生转体;当机器人以其他姿态角运行时,将出现一个不为0的转体力矩,该力矩使机器人向平衡姿态角方向转体,直至机器人姿态稳定为止.在实际应用时,使机器人在平衡姿态角运行为最佳.仿真结果与理论计算基本一致,该研究为人弯管内的姿态稳定运行提供了一定的理论依据.

关键词：管道机器人弯管运行位姿模型转体分析

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基于键合图理论的三轴差速机构的差动特性

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机械工程学报 2011年第23期47卷 14-19页

作者：唐德威李庆凯姜生元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

为解决轮式管道机器人通过弯管时产生的运动干涉及传动部件的磨损等问题,将三轴差速机构应用于轮式管道机器人中,三轴差速机构可根据管道对各驱动轮所产生的力矩之间的关系调节其输出转速,实现机器人在弯管中的自主差动运行。将键合图... 详细信息

为解决轮式管道机器人通过弯管时产生的运动干涉及传动部件的磨损等问题,将三轴差速机构应用于轮式管道机器人中,三轴差速机构可根据管道对各驱动轮所产生的力矩之间的关系调节其输出转速,实现机器人在弯管中的自主差动运行。将键合图理论应用到三轴差速机构差动特性的分析中,利用绝对速度法建立三轴差速机构的增广键合图模型,并根据一定的规则推导相应的状态方程。针对三轴差速机构三个输出轴的输出不等效现象,由状态方程得出三个输出轴传动路线等效的条件,并进行相应的等效处理。根据建立的状态方程,对三轴差速机构进行不同工况下的仿真计算,计算结果表明三轴差速机构可以根据外作用力的大小关系进行差动输出。

关键词：键合图三轴差速机构差动特性状态方程

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月球车轮地相互作用力学模型解耦及其应用

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哈尔滨工业大学学报 2011年第1期43卷 56-61页

作者：丁亮高海波邓宗全陶建国熊历冰哈尔滨工业大学机器人技术及系统国家重点实验室哈尔滨150080

针对高度耦合的月球车轮地相互作用力学积分模型很难在实际中应用的问题,采用应力分布线性化、忽略比重较小的耦合项等方法,推导了解耦的封闭解析模型.利用轮地相互作用测试平台,对具有不同尺寸和不同轮刺的6种车轮进行试验.基于解耦模... 详细信息

针对高度耦合的月球车轮地相互作用力学积分模型很难在实际中应用的问题,采用应力分布线性化、忽略比重较小的耦合项等方法,推导了解耦的封闭解析模型.利用轮地相互作用测试平台,对具有不同尺寸和不同轮刺的6种车轮进行试验.基于解耦模型研究了土壤参数的辨识方法,对轮地作用过程中的8个未知参数进行了辨识,并利用试验数据验证了该方法的合理性.由于辨识的参数对于简化误差具有补偿作用,解耦解析模型可以对挂钩牵引力、驱动阻力矩、沉陷量、滑转率等进行精度较高的预测,进而可以较好地应用于月球车的动力学仿真和控制算法设计.

关键词：月球车轮地相互作用力解耦参数辨识

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基于微分几何的非完整移动操作臂解耦控制

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高技术通讯 2011年第4期21卷 398-403页

作者：马良闫继宏赵杰陈志峰哈尔滨工业大学机器人技术及系统国家重点实验室哈尔滨150080

针对在非完整移动操作臂（NMM）系统协调控制中传统解耦线性化方法所带来的局部线性化及近似线性化等问题，采用微分几何方法，通过适当的微分同胚和非线性反馈实现NMM系统多输入多输出非线性解耦控制，将多变量、强耦合、非线性的复杂... 详细信息

针对在非完整移动操作臂（NMM）系统协调控制中传统解耦线性化方法所带来的局部线性化及近似线性化等问题，采用微分几何方法，通过适当的微分同胚和非线性反馈实现NMM系统多输入多输出非线性解耦控制，将多变量、强耦合、非线性的复杂系统精确转换为线性解耦系统。由NMM系统的状态方程建立其仿射非线性系统模型，并进行解耦条件验证，通过微分几何方法得到NMM的线性解耦系统，同时对解耦后的线性子系统设计PD轨迹跟踪控制器。仿真结果表明该控制器具有良好的跟踪效果，并验证了利用微分几何方法解耦后线性系统的正确性。

关键词：微分几何非完整移动操作臂解耦非线性

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键合图理论在三轴差动机构效率分析中的应用

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哈尔滨工业大学学报 2011年第11期43卷 44-48页

作者：李庆凯唐德威姜生元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

为了更好地对三轴差动机构的传动效率进行分析计算,利用键合图功率流动的特点,将键合图理论应用到三轴差动机构功率流的分析中.根据三轴差动机构的传动关系,采用绝对速度法,建立其在速度约束下的键合图模型,并进行相应的仿真计算,得到... 详细信息

为了更好地对三轴差动机构的传动效率进行分析计算,利用键合图功率流动的特点,将键合图理论应用到三轴差动机构功率流的分析中.根据三轴差动机构的传动关系,采用绝对速度法,建立其在速度约束下的键合图模型,并进行相应的仿真计算,得到三轴差动机构在不同速度约束下的内部功率流以及各差速器转换机构的功率流情况.仿真结果表明:三轴差动机构属于功率汇流型机构,无循环功率存在,不存在自锁的可能性.以得到的功率流情况为基础,进行三轴差动机构的力矩传递特性分析以及传动效率的计算.该方法比传统方法更具系统性,便于使用计算机求解.

关键词：三轴差动机构键合图轮系功率流效率

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