检索结果-内蒙古大学图书馆

机器人 2012年第6期34卷 689-696页

作者：李满天于海涛郭伟王鹏飞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

弹簧负载倒立摆(spring loaded inverted pendulum,SLIP)模型动力学分析缺乏有效解析化处理手段,为此提出一种基于摄动理论的SLIP模型支撑相动力学近似解求解方法.建立了飞行相顶点高度的Poincare映射,从而获得了SLIP模型动力学完整的... 详细信息

弹簧负载倒立摆(spring loaded inverted pendulum,SLIP)模型动力学分析缺乏有效解析化处理手段,为此提出一种基于摄动理论的SLIP模型支撑相动力学近似解求解方法.建立了飞行相顶点高度的Poincare映射,从而获得了SLIP模型动力学完整的解析化描述,通过误差分析验证了基于近似解析解的顶点高度预测值具有良好的数值逼近精度.在此基础上针对SLIP弹跳系统的运动控制,设计了基于Poincare逆映射的SLIP系统顶点高度无差拍控制器,并进行了阶跃期望轨迹跟踪实验.实验结果表明:本文所提出的算法具有快速跟踪期望轨迹的控制效果,同时可以有效抑制系统超调.此外,对质心水平速率实验曲线的分析证明算法在控制弹跳速率与高度间具有等效性,扩展了算法的应用范围.

关键词：足式机器人弹簧负载倒立摆摄动理论 Poincare映射无差拍控制

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具有力矩传感器的柔性关节的振动抑制

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机器人 2011年第4期33卷 449-454页

作者：郭闯强倪风雷孙敬颋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

针对具有谐波减速器的柔性关节机器人容易产生振动的问题,设计了一种轮辐式力矩传感器.该力矩传感器安装于谐波减速器输出端和机器人臂杆之间,用于反馈机械臂反作用于关节的扭转力矩,从而能够直接获得关节的振动状态信息.基于该力矩传... 详细信息

针对具有谐波减速器的柔性关节机器人容易产生振动的问题,设计了一种轮辐式力矩传感器.该力矩传感器安装于谐波减速器输出端和机器人臂杆之间,用于反馈机械臂反作用于关节的扭转力矩,从而能够直接获得关节的振动状态信息.基于该力矩传感器信息和计算的关节名义输出力矩,提出了一种新的振动抑制方法,在传统力矩负反馈PD控制器基础上通过增加名义输出力矩前馈补偿,实现了振动的快速抑制.建立了单关节控制实验平台,并进行了梯形轨迹跟踪振动抑制实验.实验结果表明:本文所提出的控制器不但能够快速抑制关节振动,而且不影响轨迹跟踪精度,从而解决了传统力矩负反馈PD控制器不能同时兼顾振动抑制效果和轨迹跟踪精度的问题.

关键词：机器人柔性关节力矩传感器振动抑制前馈补偿

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协作机器人安全规范:ISO/TS 15066的演变与启示

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机器人 2017年第4期39卷 532-540页

作者：付乐武睿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

以协作机器人的ISO/TS 15066:2016安全规范文本为依据,回顾了传统工业机器人的安全标准,找出其与协作机器人安全规范两者之间的区别与联系.另外,除对4种协作操作等重点内容进行解读以外,又参考其他安全标准和相关文献,从中引申出机器人... 详细信息

以协作机器人的ISO/TS 15066:2016安全规范文本为依据,回顾了传统工业机器人的安全标准,找出其与协作机器人安全规范两者之间的区别与联系.另外,除对4种协作操作等重点内容进行解读以外,又参考其他安全标准和相关文献,从中引申出机器人安全与风险的概念,提炼出现行机器人安全标准的本质,并给出协作机器人安全性的一般性指导原则.最后,围绕协作机器人的设计给出了一些启示,并对以人机共融为特征的下一代机器人技术的未来发展作出展望.

关键词：人机共融协作机器人安全标准风险评价本质安全

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基于超熵和模糊集理论的带钢表面缺陷分割

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光学精密工程 2011年第7期19卷 1651-1658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

由于冷轧带钢表面缺陷图像中存在过渡区,在图像分割过程中既要利用灰度信息也要利用空间结构信息才能取得好的分割效果。因此,本文研究了信息熵中的超熵以及模糊集理论,根据超熵可以用来测度图像的空间结构,模糊集可以描述出图像灰度过... 详细信息

由于冷轧带钢表面缺陷图像中存在过渡区,在图像分割过程中既要利用灰度信息也要利用空间结构信息才能取得好的分割效果。因此,本文研究了信息熵中的超熵以及模糊集理论,根据超熵可以用来测度图像的空间结构,模糊集可以描述出图像灰度过渡区的特性,提出了一种基于超熵和模糊集理论的图像分割算法。结合超熵和模糊集理论构建出模糊超熵,通过计算图像的最大模糊超熵所对应的最优隶属度函数参数组合确定了分割阈值,并利用该阈值完成图像分割。将该算法与Ostu以及一维最大模糊熵分割算法相比较,结果显示,本文算法能够准确地从背景中提取缺陷,有效地抑制了过分割现象。利用提出的误分割率和有效信息率对分割后的图像进行定量评价,结果表明,用本文算法分割后的图像有效信息率在3种方法中最高,均在82.7%以上,同时误分割率均低于2.1%。

关键词：缺陷图像模糊理论超熵图像分割

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仿生假手抓握力控制策略

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机器人 2012年第2期34卷 190-196页

作者：张庭姜力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

为了使仿生假手完成各种精细作业,提出一种抓握力控制策略.在自由空间和约束空间中分别使用基于位置的阻抗控制和力跟踪阻抗控制.在过渡过程中使用模糊观测器切换控制模式.两种控制模式采用同一个基于位置的阻抗控制器,在约束空间向阻... 详细信息

为了使仿生假手完成各种精细作业,提出一种抓握力控制策略.在自由空间和约束空间中分别使用基于位置的阻抗控制和力跟踪阻抗控制.在过渡过程中使用模糊观测器切换控制模式.两种控制模式采用同一个基于位置的阻抗控制器,在约束空间向阻抗控制器中引入参考力,以满足约束空间的抓握力控制要求.这种方法可以使关节在自由空间和约束空间中分别实现良好的轨迹跟踪和力矩跟踪,在过渡过程中实现控制模式的可靠切换和系统的稳定过渡.提出一种自适应滑模摩擦力补偿方法,利用终端滑模思想设计了滑模函数,使得系统跟踪误差在有限时间内收敛,避免了传统线性滑模面状态跟踪误差无法在有限时间内收敛至0的问题.根据指数形式摩擦力的特点,利用终端滑模控制思想获得包含摩擦力参数估计的滑模控制律,并基于李亚普诺夫稳定性定理推导了估计参数的在线自适应律.对该抓握力控制策略在HIT假手上进行了抓取实验,实验结果证明了控制策略的有效性.

关键词：仿生假手抓取力控制阻抗控制滑模控制

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基于协作空间与灵巧度的机器人辅助微创手术术前规划算法

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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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软体仿蛙游动机器人关节式气动致动器研制

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机器人 2018年第5期40卷 578-586页

作者：樊继壮于庆国袁博文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

为实现仿蛙游动机器人的微小型化,增强其环境适应能力,结合软体材料的优势特点和青蛙划动推进的游动方式,提出了一种关节式气动软体致动器,该致动器在满足软体仿蛙机器人游动过程中的运动性能和力学性能的同时,使得其肢体结构更加紧凑... 详细信息

为实现仿蛙游动机器人的微小型化,增强其环境适应能力,结合软体材料的优势特点和青蛙划动推进的游动方式,提出了一种关节式气动软体致动器,该致动器在满足软体仿蛙机器人游动过程中的运动性能和力学性能的同时,使得其肢体结构更加紧凑、轻量.利用Yeoh本构模型和虚功原理,结合关节式气动软体致动器的几何参数,建立了致动器的形变分析模型.进而,在致动器总体尺寸受约束的情况下,以一定弯曲角度下致动器输出恢复力矩最大为目标,确定了致动器的具体结构参数.融合3D打印、模塑成型等加工工艺方法,加工制备了关节式气动软体致动器,并通过对比分析,确定了采用纤维线限制致动器径向凸起效应时纤维线的绕线形式和绕线密度.最后经过实验测试分析,该致动器质量约7.5g,可实现由180°弯曲状态至伸直状态的形态变化,并且在弯曲角度一定时通过调整充入气压的大小可以匹配一定范围内不同大小的负载力矩,从而验证了针对软体仿蛙游动机器人设计的关节式气动软体致动器的可行性.

关键词：仿蛙机器人软体致动器软体机器人

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基于嵌入式视觉的移动式自重构微小型机器人

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光学精密工程 2009年第12期17卷 3001-3008页

作者：孙立宁钟鸣李满天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

为了提高微小型移动机器人作业能力,提出了一种新型移动式自重构机器人。机器人包含若干可独立执行任务的移动子机器人,单元子机器人由若干模块化组件(中央处理模块、通信模块、驱动模块、弯举模块、超声模块、视觉模块等)构成,并可通... 详细信息

为了提高微小型移动机器人作业能力,提出了一种新型移动式自重构机器人。机器人包含若干可独立执行任务的移动子机器人,单元子机器人由若干模块化组件(中央处理模块、通信模块、驱动模块、弯举模块、超声模块、视觉模块等)构成,并可通过展开结构进行简单变形以增强自身机动性能与越障能力。多个子机器人可以在微型CMOS相机及其它传感器协作下自主对接为整体机器人,并可自重构为蛇形、环形等构形完成越障。在任务完成后,各子机器人可以彼此脱离,形成分布式机器人系统。为实现机器人微小型化,在模块化设计过程中大量采用了紧凑机械结构,设计了基于微型CMOS数字相机的嵌入式图像处理模块用于视觉自重构,以及基于ARM、FPGA的嵌入式中央控制器进行低能耗高效率的全局控制。单元机器人通过了完整的功能测试,在两个单元机器人中心线夹角为30°的情况下,完成对接耗时为15s,满足机器人自重构要求。

关键词：自重构机器人模块化机动性嵌入式视觉对接

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四足仿生机器人单腿系统

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机器人 2014年第1期36卷 21-28页

作者：李满天蒋振宇郭伟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

为实现四足仿生机器人动步态行走,设计一款基于液压驱动方式的机器人仿生单腿系统.首先,在四足哺乳动物肌肉-骨骼结构分析的基础上,确定了机器人单腿的自由度配置;其次,通过机器人在平坦路面上的行走运动仿真,获得关节输出特性;随后,在... 详细信息

为实现四足仿生机器人动步态行走,设计一款基于液压驱动方式的机器人仿生单腿系统.首先,在四足哺乳动物肌肉-骨骼结构分析的基础上,确定了机器人单腿的自由度配置;其次,通过机器人在平坦路面上的行走运动仿真,获得关节输出特性;随后,在仿真研究的基础上,完成了关节驱动机构设计、液压驱动器选型、4自由度单腿设计以及控制系统设计;最后,搭建单腿子系统性能测试平台,并完成了单腿纵向弹跳实验.弹跳实验验证了机械结构和控制系统设计的正确性和相关控制算法的有效性.

关键词：四足机器人液压驱动仿生设计

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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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