检索结果-内蒙古大学图书馆

控制与决策 2025年第1期40卷 327-335页

作者：尤波董正李佳钰陈潇磊陈晨丁亮哈尔滨理工大学黑龙江省复杂智能系统与集成重点实验室哈尔滨150080 布里斯托大学布里斯托机器人实验室布里斯托BS81TH 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

针对六足机器人在复杂环境下如何决策出最优人机指令组合问题,提出将操控指令权限分配的过程分为离线和在线两个阶段.在离线阶段,将六足机器人运动过程中机身的稳定裕度、能量消耗和与障碍物的碰撞接触时间作为指令优选的约束条件,并建... 详细信息

针对六足机器人在复杂环境下如何决策出最优人机指令组合问题,提出将操控指令权限分配的过程分为离线和在线两个阶段.在离线阶段,将六足机器人运动过程中机身的稳定裕度、能量消耗和与障碍物的碰撞接触时间作为指令优选的约束条件,并建立评价函数实现在进入地形前获得最优的操控指令组合;在线阶段,依据上述3个约束条件量化有限状态机网络中的状态转移概率,并人为设置约束条件阈值作为触发条件,向最优的人机决策指令状态进行转换.最后利用半物理仿真系统进行实验,结果表明所提出的决策方法在稳定裕度上相对于其他操控方法提高约15%~25%;能量消耗上降低了约10%~50%;碰撞接触时间降低了约10%~50%.

关键词：六足机器人有限状态机协同决策指令优选约束条件评价函数

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铝合金裂纹的脉冲调频超声红外热像检测方法

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红外与激光工程 2025年第1期54卷 156-166页

作者：张珊珊宋英豪王飞安东阳刘振旭岳洪浩刘俊岩北京星航机电装备有限公司北京100074 哈尔滨工业大学机电工程学院黑龙江哈尔滨150001 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

超声红外热像法相较于其他无损检测方法,具有较大检测范围、结果直观、对裂纹损伤具有选择识别特性。针对超声红外热像检测技术检测铝合金试件的裂纹缺陷展开实验研究。首先,建立理论模型,以超声激励下的裂纹区域生热机理和热波扩散行... 详细信息

超声红外热像法相较于其他无损检测方法,具有较大检测范围、结果直观、对裂纹损伤具有选择识别特性。针对超声红外热像检测技术检测铝合金试件的裂纹缺陷展开实验研究。首先,建立理论模型,以超声激励下的裂纹区域生热机理和热波扩散行为的有限元仿真分析结果为基础,介绍了调频脉冲超声激励形式,并针对表面热波信号的提取给出了主成分分析法和双路正交解调算法;其次,采用自主搭建的轻量化超声红外热像检测系统进行脉冲调频超声激励,获取温度序列并进行后处理;最后,在三个铝合金试件上制造大小不同的裂纹缺陷,通过实验验证了特征提取算法的正确性以及超声红外热像法在铝合金材料裂纹检测中的可行性,选用特征图像分辨率较高、能较好地呈现裂纹缺陷的双路正交解调算法的幅值图和主成分分析法的第一主成分,并探究不同脉冲调制参数对检测效果的影响。最终可知,在起始频率2 Hz、终止频率5 Hz、扫描周期6 s时具有最佳检测效果;采用特征值对比度和对比度波动百分比量化裂纹缺陷的检测效果,对于DOD幅值特征图像,相比平均情况,对比度依次提升了48.63%,47.27%以及35.22%;对于PCA第一主成分特征图像,对比度分别提升了41.45%,44.26%以及42.70%。

关键词：超声红外热像法无损检测裂纹缺陷铝合金调频脉冲序列

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压电驱动微点胶器的控制与实验

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光学精密工程 2016年第5期24卷 1042-1049页

作者：范增华荣伟彬王乐锋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黑龙江哈尔滨150080

针对微型器件封装对非接触式微胶量的需求,研制了压电驱动微点胶器,利用压电陶瓷管挤压毛细管产生的瞬时变形实现了微胶滴的分配。分析了毛细管内的流体行为及液滴形成条件;基于多物理场耦合的方法,建立了压电微喷的三设备(压电陶瓷、... 详细信息

针对微型器件封装对非接触式微胶量的需求,研制了压电驱动微点胶器,利用压电陶瓷管挤压毛细管产生的瞬时变形实现了微胶滴的分配。分析了毛细管内的流体行为及液滴形成条件;基于多物理场耦合的方法,建立了压电微喷的三设备(压电陶瓷、毛细管、胶体)耦合模型。然后,讨论了驱动电压、喷嘴直径、胶体黏度对控制胶滴形成的影响。在构建的实验平台上,开展了控制胶滴形成的实验研究。分析了多控制参数(喷嘴直径、胶体黏度、电压幅值、脉冲宽度)的复合作用,通过匹配相应的参数实现了pL级微胶滴的非接触式分配。实验结果显示:使用黏度为30mPa·s胶体,直径为10μm的喷嘴,在驱动电压幅值为50V,脉冲宽度为37μs等参数配置下,可获得最小胶滴的体积为8.31pL。实验结果验证了所提出方法和研制工具的有效性。

关键词：微点胶器多物理场压电驱动胶滴控制胶滴非接触分配

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含有摩擦间隙迟滞的机械臂关节建模方法

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机器人 2011年第5期33卷 539-545页

作者：杜志江肖永强董为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

为了提高机器人关节建模精度,提出了一种同时考虑摩擦、间隙和迟滞的综合建模方法.将关节分为高速轴和低速轴两部分,采用GMS(generalized Maxwell-slip)方法构建了减速器高速轴和低速轴的摩擦模型;采用Preisach模型来描述两部分迟滞模... 详细信息

为了提高机器人关节建模精度,提出了一种同时考虑摩擦、间隙和迟滞的综合建模方法.将关节分为高速轴和低速轴两部分,采用GMS(generalized Maxwell-slip)方法构建了减速器高速轴和低速轴的摩擦模型;采用Preisach模型来描述两部分迟滞模型中的线性特性,采用多项式方法来描述迟滞特性中的非线性刚度以满足实际减速器非线性的情况;采用输入输出轴速度差作为状态变量,提出了一种简单有效的间隙建模方法,最后构建了整个关节的综合模型.对所建立的关节模型在Matlab/Simulink中进行了建模及仿真.结果表明,该模型可以有效仿真出实际关节的各种非线性特性,从而能更加精确描述模型特性,提高了关节建模的精度.

关键词：关节建模摩擦间隙迟滞

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微创手术机器人力检测与力反馈技术研究现状

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机器人 2014年第1期36卷 117-128页

作者：付宜利李坤潘博詹军成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黑龙江哈尔滨150080

在外科手术中力觉发挥着重要的作用,可以为医生提供组织刚度、肿瘤位置等信息,防止医生用力过度对正常的组织造成损害,在进行一些精细操作时可令医生施加合适的作用力.然而,现有微创手术机器人在克服微创手术诸多不足为医生提供巨大帮... 详细信息

在外科手术中力觉发挥着重要的作用,可以为医生提供组织刚度、肿瘤位置等信息,防止医生用力过度对正常的组织造成损害,在进行一些精细操作时可令医生施加合适的作用力.然而,现有微创手术机器人在克服微创手术诸多不足为医生提供巨大帮助的同时,却令医生丧失了与患者组织之间接触时产生的交互作用力信息,给患者组织带来了过度创伤和损害.为了使医生重新获得接触力信息,研究人员利用各种检测方法和反馈技术将力觉信息引入到微创手术机器人系统中,包括基于电阻和光纤的直接检测技术,基于位移和执行器输入量的间接检测技术,以及直接反馈和感知替代两种力反馈方法.本文对微创手术机器人力检测和力反馈两项关键技术的研究现状进行总结,并对这两项技术的发展趋势进行展望.

关键词：微创手术机器人力检测技术力反馈技术研究现状

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基于分布式控制系统的空间大型末端执行器抓捕策略

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机器人 2011年第4期33卷 434-439页

作者：介党阳倪风雷谭益松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黑龙江哈尔滨150080

针对空间大型机械臂因其关节和臂杆柔性带来的抓捕前定位问题,为一种具有柔性捕获接口的新型末端执行器设计了分布式控制系统,并建立了以捕获环收缩速度为主要控制对象的抓捕策略,可实现稳定且高效的抓捕.其中,该控制系统由传感器单元... 详细信息

针对空间大型机械臂因其关节和臂杆柔性带来的抓捕前定位问题,为一种具有柔性捕获接口的新型末端执行器设计了分布式控制系统,并建立了以捕获环收缩速度为主要控制对象的抓捕策略,可实现稳定且高效的抓捕.其中,该控制系统由传感器单元、上层控制单元和3个模块化的底层驱动单元组成.传感器单元和底层驱动单元集成在末端执行器内部,采集系统的位置、力/力矩、电流及温度等传感器数据并实现伺服电机的底层驱动;上层控制单元通过高速总线可同时向3个底层驱动单元发送控制指令及控制参数,协调末端执行器执行抓捕、拖动及锁定操作.实验表明,基于该分布式控制系统,所提出的抓捕策略有效地提高了大型机械臂抓捕操作的可靠性.

关键词：抓捕策略空间大型末端执行器分布式控制系统传感系统

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强反射表面缺陷图像预处理

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光学精密工程 2010年第10期18卷 2288-2296页

作者：杨永敏樊继壮赵杰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

为了校正强反射表面图像的亮度不均匀性,抑制局部强亮度现象,同时使其保留足够多的原始图像信息,研究了强反射表面缺陷图像的预处理方法。分析了强反射表面的光学特性,研究了偏微分方程理论及同态滤波算法,在此基础上提出了一种基于偏... 详细信息

为了校正强反射表面图像的亮度不均匀性,抑制局部强亮度现象,同时使其保留足够多的原始图像信息,研究了强反射表面缺陷图像的预处理方法。分析了强反射表面的光学特性,研究了偏微分方程理论及同态滤波算法,在此基础上提出了一种基于偏微分方程的同态滤波算法,即采用热传导方程滤波算子对同态分解的图像进行处理。引入信息熵对不同尺度参数下的处理效果进行评价,从而确定热传导同态滤波的尺度参数,并将该算法与背景去除法、基于小波的同态滤波算法进行了比较。对比实验表明,采用提出的算法处理后得到的图像其灰度级均匀分布在1～6之间,信息熵值均在91%以上。该方法校正了图像亮度的不均匀性,提高了图像质量,同时能保留足够多的原始图像信息。

关键词：强反射表面缺陷图像图像预处理偏微分方程同态滤波

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力反馈柔性虚拟夹具辅助遥操作

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机器人 2011年第6期33卷 685-690页

作者：蒋再男赵京东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

针对未知环境遥操作的操作安全性与操作性能之间相互矛盾的问题,提出并实现一种力反馈柔性虚拟夹具方法.该方法通过引入柔性系数调节机器人倾向于期望运动方向的程度,将离线任务规划与操作者手动控制的优势相结合,在获得一定的操作性能... 详细信息

针对未知环境遥操作的操作安全性与操作性能之间相互矛盾的问题,提出并实现一种力反馈柔性虚拟夹具方法.该方法通过引入柔性系数调节机器人倾向于期望运动方向的程度,将离线任务规划与操作者手动控制的优势相结合,在获得一定的操作性能的同时,具有避开离线任务规划路径中障碍的能力,保证了遥操作的安全性.在此基础上,将虚拟力反馈方法融合到柔性虚拟夹具中,进一步提高遥操作性能.正弦曲线跟踪实验结果表明,所提方法减小了平均跟踪误差和任务完成时间,保证了未知环境遥操作的安全性和操作性能.

关键词：遥操作力反馈虚拟夹具人机交互

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面向足式机器人的新型可调刚度柔性关节的设计及性能测试

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机器人 2014年第3期36卷 322-329页

作者：尹鹏李满天郭伟王鹏飞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黑龙江哈尔滨150080

为提高足式机器人的运动适应能力,为其设计了一款具有刚度连续调节功能的新型柔性旋转关节.通过研究杠杆机构输出刚度与传动比的对应关系,提出以变传动比杠杆机构作为核心部件进行可调刚度柔性关节的设计.文中对关节的结构以及关节驱动... 详细信息

为提高足式机器人的运动适应能力,为其设计了一款具有刚度连续调节功能的新型柔性旋转关节.通过研究杠杆机构输出刚度与传动比的对应关系,提出以变传动比杠杆机构作为核心部件进行可调刚度柔性关节的设计.文中对关节的结构以及关节驱动方式等进行了紧凑化设计,以满足足式机器人系统对体积及重量的要求.在设计中通过分析关节输出刚度系数与关节相关结构参数之间的关系,为关节输出刚度调节选择了较为敏感的参数调节范围,提高了刚度调节的灵敏性.在此基础上,通过开展机构运动学分析,确定了关节机构的理论刚度输出固有特性.关节样机测试表明,该调节机构能够实现关节输出刚度的调整和有效控制,该关节在结构设计以及功能方面均可以满足在足式机器人腿部结构中的应用需求.

关键词：足式机器人柔性关节刚度调整杠杆机构

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空间索杆铰接式伸展臂参数设计与精度测量

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光学精密工程 2010年第5期18卷 1105-1111页

作者：郭宏伟邓宗全刘荣强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

结合空间索杆铰接式伸展臂在航天工程中的应用,基于伸展臂从航天器伸出且前端支撑负载的在轨工作状态,运用欧拉梁理论建立了悬臂式伸展臂理论分析模型。分析了工作状态下伸展臂与负载系统的固有频率和根部弯曲强度,提出了基于伸展臂固... 详细信息

结合空间索杆铰接式伸展臂在航天工程中的应用,基于伸展臂从航天器伸出且前端支撑负载的在轨工作状态,运用欧拉梁理论建立了悬臂式伸展臂理论分析模型。分析了工作状态下伸展臂与负载系统的固有频率和根部弯曲强度,提出了基于伸展臂固有频率限制和根部弯矩限制的伸展臂参数设计方法。通过算例分析了伸展臂线密度、半径、纵杆截面面积等主要设计参数与伸展臂固有频率和根部弯矩之间的关系。研制了伸展臂原理样机,其弯曲刚度和抗弯强度分别为0.388 MN.m2和562.12 N.m,验证了伸展臂具有较高的刚度和强度。对伸展臂物理样机的地面重复展开定位精度进行了测量实验,其轴向、水平、竖直方向上的重复展开精度分别为0.127 mm、0.645 mm和0.588 mm,证明了伸展臂具有较高的重复展开定位精度。

关键词：空间索杆铰接式伸展臂模型固有频率弯曲强度定位精度

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