检索结果-内蒙古大学图书馆

仪器仪表学报 2023年第1期44卷 253-264页

作者：李佳钰黄启霖尤波张喜洋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 哈尔滨理工大学先进制造智能化技术教育部重点实验室哈尔滨150080 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

传统三边遥操作系统的力传感器对主从端交互力进行测量时局限性较大,且在共享权重切换时易导致系统不稳定,本文设计基于力估计与权重切换控制的六足机器人三边遥操作控制架构。针对系统各端口交互力信息缺失的问题,设计一种非线性交互... 详细信息

传统三边遥操作系统的力传感器对主从端交互力进行测量时局限性较大,且在共享权重切换时易导致系统不稳定,本文设计基于力估计与权重切换控制的六足机器人三边遥操作控制架构。针对系统各端口交互力信息缺失的问题,设计一种非线性交互力估计器,实现对各端口间交互力的实时估计。聚焦双操作者控制权重动态调整过整中的柔顺切换问题,本文基于共享控制策略,设计权重因子自适应切换算法。为保证所提出系统的稳定性及透明度,融合力估计器及权重切换算法,设计遥操作系统的控制器。通过力反馈设备分别和Vortex与ElSpider六足机器人搭建半物理仿真平台与实物实验平台,对本文提出控制方法进行验证。相对于传统三边遥操作,实验表明在平坦地形下速度跟踪性提高了45.12%,力跟踪提高了64.71%;在崎岖地形下速度跟踪提高了39.02%,力跟踪提高了29.41%。

关键词：六足机器人三边遥操作交互力估计共享控制权重因子动态调节

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基于驾驶员模型的六足机器人自主/协同决策

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仪器仪表学报 2023年第4期44卷 91-100页

作者：陈潇磊尤波李佳钰丁亮董正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 哈尔滨理工大学先进制造智能化技术教育部重点实验室哈尔滨150080 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

重载六足机器人在野外地形环境移动作业时的决策智能水平亟待提高。然而,当机器人在尚未形成合理的决策结构层次时,直接采用其与环境进行交互方式进行常规的强化学习训练,将导致机器人的行为决策过于发散。因此,本文首先利用一种符合驾... 详细信息

重载六足机器人在野外地形环境移动作业时的决策智能水平亟待提高。然而,当机器人在尚未形成合理的决策结构层次时,直接采用其与环境进行交互方式进行常规的强化学习训练,将导致机器人的行为决策过于发散。因此,本文首先利用一种符合驾驶员决策逻辑的分步训练神经网络,得到驾驶员的决策经验模型,使机器人快速形成自主决策智能。此外,为融合人机决策优势,本文基于合作博弈理论,提出一种消除人机协同决策指令冲突的方法。搭建面向重载六足机器人人机协同决策的半物理仿真实验系统,开展实验的结果表明,机器人通过学习驾驶员先验模型和自主训练,其决策效果可接近驾驶员决策水平,同时人机协同决策指令可有效弥补单智能体决策指令的缺陷,在规则沟壑地形下协同决策指令的碰撞率指标优于驾驶员单智能体指令23.8%,障碍地形下协同决策指令的能量消耗指标优于机器自主单智能体指令34.1%。

关键词：六足机器人协同决策驾驶员先验模型半物理仿真神经网络

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基于草莓轮廓曲线的单指软体采摘抓手设计与优化

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浙江大学学报（工学版） 2022年第6期56卷 1088-1096,1134页

作者：李健戴楚彦王扬威郭艳玲查富生东北林业大学黑龙江省林业智能装备工程重点实验室黑龙江哈尔滨150040 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150090

针对草莓采摘过程中的无损抓取作业需求,改进传统三指软体抓手的结构,基于草莓外部轮廓曲线设计新型单指软体抓手.基于Abaqus仿真软件对单指抓手完成结构优化,提升弯曲性能,实现软体抓手的完整包裹效果.改进制造工艺,有效提升单指抓手... 详细信息

针对草莓采摘过程中的无损抓取作业需求,改进传统三指软体抓手的结构,基于草莓外部轮廓曲线设计新型单指软体抓手.基于Abaqus仿真软件对单指抓手完成结构优化,提升弯曲性能,实现软体抓手的完整包裹效果.改进制造工艺,有效提升单指抓手的重复使用率和安全性.利用高速摄像机和动态捕捉技术,分析单指抓手上下端面的弯曲变形规律.测试草莓表面的最小破坏应力和单指抓手的末端力,验证了无损抓取的可行性.将单指抓手安装在机械臂上进行草莓抓取测试,在模拟草莓自然生长状态时,抓取成功率为80%,破损率为7.5%.结果表明,气动单指软体抓手可以实现草莓的无损抓取.

关键词：软体机器人气动驱动有限元仿真优化设计草莓抓取实验

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面向草莓抓取的气动四叶片软体抓手研制

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哈尔滨工业大学学报 2022年第1期54卷 105-113页

作者：李健戴楚彦王扬威查富生苗文亮黑龙江省林业智能装备工程重点实验室(东北林业大学) 哈尔滨150040 机器人技术与系统国家重点实验室(哈尔滨工业大学) 哈尔滨150090

农林业中果蔬的自动化采摘需求日趋强烈,末端抓手是实现无损采摘的关键。传统的末端抓手以刚性结构居多,现有的各种柔性抓手也存在抓取力不足、包覆性不佳等缺点。本文以草莓的无损采摘为研究对象,提出将草莓外部轮廓曲线作为设计曲线,... 详细信息

农林业中果蔬的自动化采摘需求日趋强烈,末端抓手是实现无损采摘的关键。传统的末端抓手以刚性结构居多,现有的各种柔性抓手也存在抓取力不足、包覆性不佳等缺点。本文以草莓的无损采摘为研究对象,提出将草莓外部轮廓曲线作为设计曲线,设计了一种新型气动四叶片软体抓手。首先,对软体抓手的结构做仿真优化,提出一种安全地附着在目标物表面的设想。然后,在进行草莓表面的最小破坏应力试验的基础上,测试了软体抓手的末端力,验证了其实现无损抓取的可行性。再次,利用动态捕捉技术,研究了软体抓手叶面的弯曲变形规律。最后,选择使用弧线型气体通道的软体抓手进行了草莓抓取测试,结果证明了气动四叶片软体抓手可以实现草莓的无损抓取,抓取成功率达90%,破损率为2%,表明所研制的四叶片软体抓手用于草莓抓取时具有良好的稳定性和实用性,可用于草莓采摘的末端执行器。本研究也可为其他易损果蔬的采摘技术提供理论基础和技术支撑。

关键词：果蔬采摘气动驱动软体机器人有限元仿真草莓抓取实验

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四自由度微创手术器械的机构综合及运动学分析

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浙江大学学报（工学版） 2022年第6期56卷 1119-1126页

作者：李坤李继华李磊卓越潘博付宜利山东建筑大学机电工程学院山东济南250101 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

以夹持器为例,设计由伺服电机驱动和钢丝线轮传动的四自由度微创手术器械.手术器械末端采用微型化设计,以适于远距离传动的钢丝驱动,改善手术器械在狭窄工作空间中的灵活度.描述手术器械的构型原理和尺度设计,包括腕部、夹钳和器械轴;... 详细信息

以夹持器为例,设计由伺服电机驱动和钢丝线轮传动的四自由度微创手术器械.手术器械末端采用微型化设计,以适于远距离传动的钢丝驱动,改善手术器械在狭窄工作空间中的灵活度.描述手术器械的构型原理和尺度设计,包括腕部、夹钳和器械轴;分析钢丝线轮传动机构的工作原理及腕部与夹钳的运动耦合.研究手术器械的运动学特性,包括运动学正解、工作空间分析、速度雅克比变换和奇异性分析.测试手术器械和驱动平台的原理样机表明,该器械能够满足微创手术相关技术操作的要求.

关键词：微创手术机器人手术器械机构综合运动学分析器械样机

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Kresling和Miura折痕混合型三指机械手的运动学分析及其设计

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机器人 2022年第1期44卷 35-44页

作者：杨慧汪祥乔尚岭刘荣强安徽大学电气工程与自动化学院安徽合肥230601 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

提出了一种基于Kresling和Miura折痕的混合型三指机械手,该手具有抓取范围大、结构简单和灵活性高的特点。首先,对Kresling折痕进行几何分析,建立了Kresling折痕参数与应变能之间的关系方程。利用坐标法建立了多层Miura折纸单元的力矩... 详细信息

提出了一种基于Kresling和Miura折痕的混合型三指机械手,该手具有抓取范围大、结构简单和灵活性高的特点。首先,对Kresling折痕进行几何分析,建立了Kresling折痕参数与应变能之间的关系方程。利用坐标法建立了多层Miura折纸单元的力矩与指节长宽比之间的关系方程;在此基础上利用虚功原理建立了混合型单元的各个参数之间关系的数学模型,并采用D-H(Denavit-Hartenberg)坐标法计算出末端点的分布来确定机械手的工作空间;采用力矩平衡的方法,分析了机械手对圆柱体和长方体分别进行指尖抓取和包络抓取的情况,得出了各接触力与各关节角之间的关系。

关键词：机器人混合型折纸机械手 Kresling折痕 Miura折痕动力学分析

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基于集成概率模型的变阻抗机器人打磨力控制

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浙江大学学报（工学版） 2023年第12期57卷 2356-2366,2374页

作者：郭万金赵伍端利乾辉赵立军曹雏清长安大学道路施工技术与装备教育部重点实验室陕西西安710064 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 芜湖哈特机器人产业技术研究院有限公司博士后工作站安徽芜湖241007 长三角哈特机器人产业技术研究院安徽芜湖241007

工业机器人对工件柔顺打磨作业的适应性差,为此设计机器人柔顺浮动力控末端执行器,基于集成贝叶斯神经网络模型的强化学习,提出主动自适应变阻抗的机器人打磨力控制方法.所提方法根据打磨作业的接触环境信息,利用自助法获取小量数据的... 详细信息

工业机器人对工件柔顺打磨作业的适应性差,为此设计机器人柔顺浮动力控末端执行器,基于集成贝叶斯神经网络模型的强化学习,提出主动自适应变阻抗的机器人打磨力控制方法.所提方法根据打磨作业的接触环境信息,利用自助法获取小量数据的多次采样样本,训练集成贝叶斯神经网络模型以描述机器人打磨系统与工况环境交互作用,采用协方差矩阵自适应进化策略(CMA-ES)求解最优阻抗参数.构建机器人打磨系统虚拟样机平台,开展叶片工件的打磨仿真实验,验证所提方法的有效性.实验结果表明,所提方法在十几次训练后,能够将打磨力的绝对跟踪误差减小至较小值,较好地实现了机器人打磨系统的主动自适应变阻抗打磨力控制,提高了机器人打磨力控制的柔顺性和鲁棒性.

关键词：工业机器人打磨力控制自适应变阻抗强化学习集成贝叶斯神经网络

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无先验模型曲面的机器人打磨主动自适应在线轨迹预测方法

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浙江大学学报（工学版） 2023年第8期57卷 1655-1666页

作者：郭万金赵伍端于苏扬赵立军曹雏清长安大学道路施工技术与装备教育部重点实验室陕西西安710064 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 芜湖哈特机器人产业技术研究院有限公司博士后工作站安徽芜湖241007 长三角哈特机器人产业技术研究院安徽芜湖241007

为了解决工业机器人打磨的作业柔顺性不足问题,设计了机器人柔顺浮动打磨力控末端执行器.为了解决无先验模型曲面工件的机器人打磨轨迹自适应性较差的问题,提出无先验模型曲面的机器人打磨主动自适应在线轨迹预测方法.该方法根据打磨工... 详细信息

为了解决工业机器人打磨的作业柔顺性不足问题,设计了机器人柔顺浮动打磨力控末端执行器.为了解决无先验模型曲面工件的机器人打磨轨迹自适应性较差的问题,提出无先验模型曲面的机器人打磨主动自适应在线轨迹预测方法.该方法根据打磨工具与工件的接触状态预测曲面法线方向,以有向进给平面与曲面切平面的截交线作为进给导向,自适应在线预测机器人打磨系统末端执行器的位姿,使末端执行器主轴轴线实时主动跟踪曲面法线,实现对无先验模型曲面工件的机器人打磨轨迹的主动自适应在线预测.通过仿真分析和实验验证了所提出方法的有效性,最大综合位置预测误差与曲面法线跟踪误差分别为0.506 mm和4.912°.所提出方法可以为无先验模型曲面工件的机器人打磨提供在线轨迹预测.

关键词：工业机器人无先验模型曲面在线轨迹预测曲面法线跟踪机器人打磨

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张拉整体机器人构型设计及非线性力学特性分析

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机床与液压 2023年第21期51卷 31-37页

作者：刘瑞伟林勋涛郭宏伟王春龙谢浩唐振宇广州航海学院船舶与海洋工程学院广东广州510725 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

六杆张拉整体结构通过索-杆间内力实现平衡,具有大位移强非线性的特点,在机器人的行星探索领域具有较大的应用潜力。为得到该结构的非线性力学性能,通过节点矩阵、连接矩阵、矢量矩阵建立结构数学分析模型。在此基础上,考虑几何非线性,... 详细信息

六杆张拉整体结构通过索-杆间内力实现平衡,具有大位移强非线性的特点,在机器人的行星探索领域具有较大的应用潜力。为得到该结构的非线性力学性能,通过节点矩阵、连接矩阵、矢量矩阵建立结构数学分析模型。在此基础上,考虑几何非线性,通过ANSYS软件建立力学分析模型,分析不同载荷及结构参数对张拉整体力学性能的影响。计算各参数的变形量敏感度,得出改善张拉整体结构力学性能的有效措施,最后研制了六杆张拉整体机器人样机进行翻滚实验,该结果为后续结构优化、运动学控制提供一定的理论支持。

关键词：张拉整体机器人构型设计非线性力学数学模型预应力

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高超声速变体飞行器关键技术研究综述

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航空科学技术 2024年第5期35卷 28-44页

作者：程归杨广郭宏伟周翔上海交通大学上海200240 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

高超声速变体飞行器有潜力通过变形提升飞行器在宽速域、大空域飞行全包线下的适用性,在未来的民用与军事领域都具有极大的战略意义。本文主要对高超声速变体飞行器的研究进展进行综述,阐述了国内外高超声速和变体飞行器项目的研究进展... 详细信息

高超声速变体飞行器有潜力通过变形提升飞行器在宽速域、大空域飞行全包线下的适用性,在未来的民用与军事领域都具有极大的战略意义。本文主要对高超声速变体飞行器的研究进展进行综述,阐述了国内外高超声速和变体飞行器项目的研究进展和现状,并且对现有的高超声速变体飞行器的主要变形方式进行了分类与介绍。同时,总结了高超声速变体飞行器在变构型机构设计方法与理论、高功重比与快速响应的驱动设计、可承载大变形蒙皮、承载/热防护一体化结构设计等方面的技术难点,提出了高超声速变体飞行器的后续研究发展方向,以期对后续高超声速变体飞行器的相关研究提供一定的参考。

关键词：高超声速变体飞行器跨域变形翼结构设计

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