检索结果-内蒙古大学图书馆

机器人 2016年第2期38卷 208-216页

作者：王伟王伟东董为杜志江孙永平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

机器人辅助微创外科手术的术前准备工作相对于传统微创手术更加复杂和关键.为了提高手术执行效率,充分利用机器人特性,本文以机械臂的运动学性能和器械间的协作能力作为优化目标,相应地提出了机械臂灵巧度指标IICV与体内协作空间指标II... 详细信息

机器人辅助微创外科手术的术前准备工作相对于传统微创手术更加复杂和关键.为了提高手术执行效率,充分利用机器人特性,本文以机械臂的运动学性能和器械间的协作能力作为优化目标,相应地提出了机械臂灵巧度指标IICV与体内协作空间指标IICS,设计了一套基于NSGA-II的多目标术前规划方法,将微创手术介入位置选择与机械臂初始位姿优化两类术前规划问题作为统一整体优化.最后,将由术前规划算法优化得到的系统性能指标与医生凭借经验给出的结果进行比较.实验结果表明,由优化算法得到的术前规划方案优势明显,能够为机器人辅助微创手术操作提供一个相对理想的手术执行环境.

关键词：微创外科手术机器人术前规划灵巧度

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一种串联张紧式恒力矩机构设计及实验研究

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机器人 2016年第4期38卷 475-485页

作者：牛福亮高海波刘振丁亮李楠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黑龙江哈尔滨150080

设计了一种串联张紧式恒力矩机构.恒力矩机构的作用是吸收电机在高频冲击下的响应滞后,被动保持吊索恒定张力.旁路张紧式恒力机构存在吊索在滑轮处压迫变形导致的摩擦问题.要避免这种摩擦带来的能量损耗,选择使用不含滑轮的串联张紧式... 详细信息

设计了一种串联张紧式恒力矩机构.恒力矩机构的作用是吸收电机在高频冲击下的响应滞后,被动保持吊索恒定张力.旁路张紧式恒力机构存在吊索在滑轮处压迫变形导致的摩擦问题.要避免这种摩擦带来的能量损耗,选择使用不含滑轮的串联张紧式恒力矩机构.从做功-储能观点,恒力矩机构是具有恒定的储能-转角比例的储能机构.基于此观点,提出压簧-凸轮-扭杆和压簧-扭杆两种恒力矩机构方案,分别对其进行原理分析和理论验证.综合比较后选择摩擦和转动惯量更小的压簧-扭杆式方案进行机构设计、仿真验证和实验验证.此机构形式简单,占用空间尺寸为1000 mm×350 mm×350 mm,实验证明,此机构等效刚度为1.47 N/mm,静态工作点调节范围为0~1000 N,正反向误差为±15 N.

关键词：恒力机构恒力矩机构低重力模拟重力补偿

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基于灵巧手触觉信息的未知物体类人探索策略

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哈尔滨工程大学学报 2016年第10期37卷 1400-1407页

作者：顾海巍樊绍巍金明河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

为增强机器人对环境的适应性,基于对人类进行未知物体触觉探索时行为的观察和分析,提出一种适用于机器人灵巧手自主进行未知物体触觉探索的策略。机器人触觉探索过程被划分为顶面探索和侧面探索两个阶段。在顶面探索阶段,根据所得到的... 详细信息

为增强机器人对环境的适应性,基于对人类进行未知物体触觉探索时行为的观察和分析,提出一种适用于机器人灵巧手自主进行未知物体触觉探索的策略。机器人触觉探索过程被划分为顶面探索和侧面探索两个阶段。在顶面探索阶段,根据所得到的触觉信息对物体的基本尺寸和姿态进行估计,并用包围盒近似物体;而在侧面探索阶段,依据分类判别不等式将物体按基本尺寸进行分类,对不同类别的物体设计不同的侧面探索策略,从而指导灵巧手对未知物体的信息进行采集。最后,在仿人机器人平台上完成了对未知物体的触觉探索实验。实验结果表明,应用所提出探索策略,机器人可以仅依靠触觉自主的探索未知物体并获取物体信息。

关键词：机器人灵巧手触觉传感器行为观察探索策略触觉信息

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用于星球表面岩石采样的超声波钻进取心器

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中南大学学报（自然科学版） 2016年第12期47卷 4081-4089页

作者：全齐全李贺邓宗全王鑫剑姜生元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

基于超声波纵振原理提出一种可搭载在漫游车或机械臂末端的岩石钻进取心器。该装置利用高频纵向振动达到破碎岩石的目的,无需驱动钻具作回转运动。研究结果表明:所研制超声波钻进取心器具有较高的岩石钻进效率且断心取心可靠。

关键词：深空探测采样机构压电驱动岩石取心

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轴孔协调接触建模与试验研究

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哈尔滨工程大学学报 2016年第11期37卷 1546-1552页

作者：李云涛全齐全唐德威侯绪研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

传统的轴孔接触解析模型通常研究轴与带孔无限大平面的接触问题,未考虑孔壁厚度对轴孔接触特性的影响。本文考虑孔壁厚度对轴孔接触特性的影响,基于Winkler弹性基础模型和几何约束条件,沿接触点的法线方向建立了轴孔协调接触解析模型。... 详细信息

传统的轴孔接触解析模型通常研究轴与带孔无限大平面的接触问题,未考虑孔壁厚度对轴孔接触特性的影响。本文考虑孔壁厚度对轴孔接触特性的影响,基于Winkler弹性基础模型和几何约束条件,沿接触点的法线方向建立了轴孔协调接触解析模型。分析轴孔协调接触模型发现,接触力和接触刚度受间隙和孔壁厚度影响较大。基于图像法开展的轴孔接触试验结果表明,轴孔的接触刚度随接触深度的增大呈现非线性增大的特征,而且与以往的轴孔静态接触模型相比,本文所建立的模型与试验数据的吻合程度较高,因而本文提出的接触模型能够准确描述轴孔的协调接触特性。

关键词：协调接触模型回转铰链几何约束弹性层图像法

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一种平面混合驱动夹持器的结构优化设计

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机器人 2016年第3期38卷 343-351页

作者：张祥苏衍宇王伟东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150001

本文拟设计获得一种新型的3指节2指平面混合驱动夹持器,即每个手指的中间和末端指节通过绳轮结构实现欠驱动控制,然而近端指节为独立电机驱动控制.为此,提出了基于虚拟样机和MATLAB的欠驱动夹持器动力学分析方法来完成夹持器的结构优化... 详细信息

本文拟设计获得一种新型的3指节2指平面混合驱动夹持器,即每个手指的中间和末端指节通过绳轮结构实现欠驱动控制,然而近端指节为独立电机驱动控制.为此,提出了基于虚拟样机和MATLAB的欠驱动夹持器动力学分析方法来完成夹持器的结构优化设计.首先,对夹持器进行模型简化,得到了动力学分析模型,并确定了夹持器结构设计变量.其次,定义了3种性能指标,包括稳定性、柔顺性和适应性,来分析抓取质量.然后,通过对不同的机构设计参数进行组合并且进行批量化动力学模拟仿真,综合欠驱动夹持器在不同驱动力及不同物体、不同位置偏移情况下的评价指标,设计得到带权重的优化目标函数来应对不同的抓取场合.最后,针对室外采样的任务要求和仿真结果得出的结论,最终设计出一种手指模块化、指间距离可调的欠驱动夹持器的结构方案,该方案可以完成多指手的扩展.

关键词：欠驱动夹持器动力学仿真优化设计指标结构设计

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腹腔微创机器人远心定位机构优化设计

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机器人 2016年第3期38卷 285-292页

作者：牛国君潘博付宜利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

提出一种新型的三角形远心定位机构用于腹腔微创手术,该机构简单,刚度高.为得到综合性能较优的三角形远心定位机构,提出了一种新型的多目标优化模型,该模型中包含4个优化目标函数:全局运动学性能指标、机构紧凑性指标、全局刚度综合性... 详细信息

提出一种新型的三角形远心定位机构用于腹腔微创手术,该机构简单,刚度高.为得到综合性能较优的三角形远心定位机构,提出了一种新型的多目标优化模型,该模型中包含4个优化目标函数:全局运动学性能指标、机构紧凑性指标、全局刚度综合性能指标和全局动力学性能指标;3个约束条件:工作空间约束、机构参数约束和质量约束;2个设计变量:2个关节之间夹角.应用非支配遗传算法求解多目标优化问题.根据优化结果建立了三角形远心定位机构实物模型.实验验证了该三角形远心定位机构的有效性.

关键词：微创机器人远心定位机构多目标优化非支配遗传算法

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一种螺钉拆装工具的研制及其操作策略的研究

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机械与电子 2017年第11期35卷 3-7页

作者：史士财何庆超孙奎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

为解决空间在轨服务中螺钉的拆装对高精度、精细操作的需求,与视觉误差、机械臂运动误差间的矛盾,设计了一种具有容差能力的螺钉拆装工具,并研制了其原理样机。螺钉的拆装涉及到刚体间的接触与碰撞,为保证工具可靠、平稳地完成任务,开... 详细信息

为解决空间在轨服务中螺钉的拆装对高精度、精细操作的需求,与视觉误差、机械臂运动误差间的矛盾,设计了一种具有容差能力的螺钉拆装工具,并研制了其原理样机。螺钉的拆装涉及到刚体间的接触与碰撞,为保证工具可靠、平稳地完成任务,开展了螺钉拆装控制策略的研究,并搭建了地面实验平台,利用该平台进行了螺钉拆装的实验验证。结果表明,所设计的工具能够顺利完成螺钉的拆装任务。

关键词：在轨服务螺钉拆装工具容差能力实验平台

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手部康复机器人的人机交互系统设计

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机械与电子 2017年第7期35卷 69-72页

作者：牟洋杨磊张福海付宜利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

针对创伤手指运动功能的康复,设计了一种基于Android的便携式虚拟现实康复设备,并与康复机械手联合实现对患手的康复,满足了康复过程中对多任务与趣味性的要求。同时,通过建立虚拟场景并引入碰撞检测机制,增加虚拟现实的真实感。最后,... 详细信息

针对创伤手指运动功能的康复,设计了一种基于Android的便携式虚拟现实康复设备,并与康复机械手联合实现对患手的康复,满足了康复过程中对多任务与趣味性的要求。同时,通过建立虚拟场景并引入碰撞检测机制,增加虚拟现实的真实感。最后,通过仿真实验验证人机交互系统运行稳定可靠。

关键词：康复机械手虚拟现实 Android 碰撞检测

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基于激励信号优化设计的PMSM参数辨识

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机械与电子 2017年第11期35卷 33-37页

作者：倪风雷王瑞金邹添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

针对现有永磁同步电机参数辨识算法复杂以及逆变器影响辨识结果的问题,依据最小二乘原理,在辨识相绕组R_s,转子磁链幅值ψ_f时,设计激励信号u_(qref)分别为方向固定、旋转的斜坡信号,在辨识d,q轴电感L_d,L_q时,分别设计激励信号u_(dref)... 详细信息

针对现有永磁同步电机参数辨识算法复杂以及逆变器影响辨识结果的问题,依据最小二乘原理,在辨识相绕组R_s,转子磁链幅值ψ_f时,设计激励信号u_(qref)分别为方向固定、旋转的斜坡信号,在辨识d,q轴电感L_d,L_q时,分别设计激励信号u_(dref),u_(qref)为方向固定的阶跃信号,从而消除逆变器的影响,简化dq同步旋转坐标系下的电机模型,完成R_s,ψ_f,L_d,L_q的辨识。依据理论整定公式和R_s,L_q的辨识结果,完成电流环P_I控制参数的整定。实验结果表明,辨识结果和真实值误差较小,用于电流环PI控制参数的整定可以得到与理论相近的控制效果。

关键词：参数辨识逆变器激励信号永磁同步电机最小二乘原理

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