检索结果-内蒙古大学图书馆

机器人 2011年第1期33卷 22-27页

作者：李楠赵京东姜力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150086

为一种能够实现5指独立动作以及具备人机交互能力的多自由度仿生假手设计了手部嵌入式控制系统.该系统由传感器系统和运动控制系统构成,集成于假手机体内部,通过通信总线与上层控制器交换信息.传感器系统包括3种类型,共12个传感器,可为... 详细信息

为一种能够实现5指独立动作以及具备人机交互能力的多自由度仿生假手设计了手部嵌入式控制系统.该系统由传感器系统和运动控制系统构成,集成于假手机体内部,通过通信总线与上层控制器交换信息.传感器系统包括3种类型,共12个传感器,可为假手自主抓取以及人机交互中的感觉反馈提供数据,运动控制系统用于控制、驱动各手指动作.此外,本文以基于位置的阻抗控制为底层,以动作预构形为上层设计了分层控制策略.实验表明,该嵌入式控制系统和分层控制策略使假手实现了自主抓取功能,提高了抓取的柔顺性、稳定性和适应性.

关键词：嵌入式控制系统仿生假手预构形阻抗控制自主抓取

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形状记忆合金驱动仿生蝠鲼机器鱼的设计

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机器人 2010年第2期32卷 256-261页

作者：王扬威王振龙李健杭观荣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

研究了一种采用鳐科模式游动、柔性胸鳍摆动方式推进的形状记忆合金(SMA)丝驱动型仿生蝠鲼机器鱼.首先,对双吻前口蝠鲼游动动作进行了分析,建立了蝠鲼胸鳍柔性摆动的简化运动模型.然后对能够模仿蝠鲼肌肉动作的智能材料进行了分析.最后... 详细信息

研究了一种采用鳐科模式游动、柔性胸鳍摆动方式推进的形状记忆合金(SMA)丝驱动型仿生蝠鲼机器鱼.首先,对双吻前口蝠鲼游动动作进行了分析,建立了蝠鲼胸鳍柔性摆动的简化运动模型.然后对能够模仿蝠鲼肌肉动作的智能材料进行了分析.最后设计了SMA丝驱动的柔性仿生胸鳍和仿生蝠鲼机器鱼,并分析了SMA丝的热力学特性,确定了控制规律.该机器鱼外形与双吻前口蝠鲼外形相似,身体呈现扁平形状,有一对三角形的柔性仿生胸鳍,直线游动速度达到79mm/s,最小转弯半径为118mm.该机器鱼游动稳定性好,无噪声.

关键词：机器鱼柔性仿生胸鳍形状记忆合金蝠鲼

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仿射变换的二阶微分方程生命信号滤波算法

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哈尔滨工程大学学报 2017年第5期38卷 752-758页

作者：周游王鹏飞査富生郭伟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150001

由于微小型嵌入式系统尺寸和计算能力的限制,在对生命体征信号进行检查时,往往较难实现实时与精确兼顾。为了解决该问题,本文提出了一种基于二阶微分方程与仿射变换理论结合的心电信号滤波算法(ATSDEF),并进行了与粒子滤波方法的滤波性... 详细信息

由于微小型嵌入式系统尺寸和计算能力的限制,在对生命体征信号进行检查时,往往较难实现实时与精确兼顾。为了解决该问题,本文提出了一种基于二阶微分方程与仿射变换理论结合的心电信号滤波算法(ATSDEF),并进行了与粒子滤波方法的滤波性能对比实验,证明了ATSDEF方法有较粒子滤波更好的滤波性能。通过微小型嵌入式心电测量系统对正常与异常心电信号进行在线滤波实验,验证了该算法可以有效的滤除心电信号的噪声,且能够保持心电信号中较为微弱的细节特征,从而保证了信号滤波后的精度,解决了微小型嵌入式系统的实时信号处理难题。

关键词：心电信号微小型嵌入式系统二阶微分方程龙格库塔仿射变换滤波

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圆管式压电喷头的液体分配

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光学精密工程 2017年第4期25卷 954-962页

作者：常家庆黄博刘亚欣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

针对用于喷墨打印的圆管式压电喷头建立了计算模型,并且根据它的驱动特点选择了合适的边界条件。介绍了仿真软件针对自由表面流动问题的计算原理。然后,以乙二醇水溶液为例,计算了压电喷头分配该溶液的分配过程;利用液滴成像系统获取了... 详细信息

针对用于喷墨打印的圆管式压电喷头建立了计算模型,并且根据它的驱动特点选择了合适的边界条件。介绍了仿真软件针对自由表面流动问题的计算原理。然后,以乙二醇水溶液为例,计算了压电喷头分配该溶液的分配过程;利用液滴成像系统获取了不同时刻的液滴图像,验证了建立的模型和数值算法的正确性。最后,计算了压电喷头在不同输入位移、不同黏度以及不同表面张力下的液体分配过程。仿真结果显示:液体分配性能与激励位移密切相关,在72.5mN/m的表面张力作用下,10nm的输入位移很难分配黏度为4.0mPa·s的液体,而15nm的输入位移在分配黏度为4.0mPa·s液体时却能够产生卫星液滴。因此,对于某种液体寻找一个合适的激励条件非常重要,过小的激励产生不了液滴,过大的激励则会产生较大甚至多个卫星液滴;增大黏度会延缓或阻滞液滴形成过程,增大表面张力却能加快液滴形成过程。本文的计算方法对于研制新式喷头或者研究喷头的喷射能力均具有指导意义。

关键词：印刷电子喷墨打印压电喷头液体分配液滴分离

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基于旋量理论微创手术机器人逆解子问题求解

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华中科技大学学报（自然科学版） 2023年第2期51卷 89-94页

作者：宋涛潘博李国志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

针对微创手术机器人手术器械的三个轴线不交汇于一点的问题,提出了一种新的移动-旋转-旋转(PRR)类型的Paden-Kahan子问题求解手术器械的关节逆解.采用旋量理论和消元理论求解主动关节的逆解,该PRR子问题描述为一个点绕空间垂直的两个轴... 详细信息

针对微创手术机器人手术器械的三个轴线不交汇于一点的问题,提出了一种新的移动-旋转-旋转(PRR)类型的Paden-Kahan子问题求解手术器械的关节逆解.采用旋量理论和消元理论求解主动关节的逆解,该PRR子问题描述为一个点绕空间垂直的两个轴线旋转,再沿直线方向移动至指定位置.子问题中三个关节轴线空间垂直,本研究给出了该子问题逆运动学的求解方法.以主动关节轴线汇交于一点、手术器械关节轴线空间垂直的华鹊III微创手术机器人为实验平台,通过任意给定运动量的实例计算,验证了该子问题的运动学逆解方法的有效性,满足高精度的主从控制要求.

关键词：微创手术机器人旋量理论逆运动学 Paden-Kahan子问题消元理论

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空间大型机械臂末端12维传感器设计及应用

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机器人 2017年第3期39卷 257-264页

作者：倪风雷邹添孙永军刘宏李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

针对空间大型机械臂,设计了12维传感器,在6维力/力矩传感器基础上一体化设计了6维加速度传感器,并集成了基于FPGA(现场可编程门阵列)的高速多通道数据采集系统.采用最小二乘法和静、动态标定方式对力矩和加速度传感器分别进行了标定.设... 详细信息

针对空间大型机械臂,设计了12维传感器,在6维力/力矩传感器基础上一体化设计了6维加速度传感器,并集成了基于FPGA(现场可编程门阵列)的高速多通道数据采集系统.采用最小二乘法和静、动态标定方式对力矩和加速度传感器分别进行了标定.设计的传感器具有维间耦合小、集成度高、易于安装、可靠性高等优点.最后,将设计的12维传感器安装在大型机械臂末端,进行了残余振动抑制试验.实验结果表明,利用此12维传感器的加速度信息,可有效地补偿惯性力、抑制机械臂末端的残余振动,设计的传感器合理可行.

关键词：空间机械臂 12维传感器标定加速度控制

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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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四轮驱动滑动吸盘爬壁机器人的动力学研究

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机器人 2010年第5期32卷 601-607页

作者：李志海付宜利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150001

研究了四轮驱动滑动吸盘式爬壁机器人在滑动导向运动方式下的动力学问题.首先分析了机器人在壁面上安全移动的运动状态和约束条件,然后对驱动轮支撑力分布、驱动轮与壁面间的横向摩擦力以及密封圈摩擦力进行分析,进而基于牛顿—欧拉法... 详细信息

研究了四轮驱动滑动吸盘式爬壁机器人在滑动导向运动方式下的动力学问题.首先分析了机器人在壁面上安全移动的运动状态和约束条件,然后对驱动轮支撑力分布、驱动轮与壁面间的横向摩擦力以及密封圈摩擦力进行分析,进而基于牛顿—欧拉法建立了机器人的动力学方程,并用驱动力矩安全系数来表征驱动力矩的安全程度.通过动力学仿真,分析了吸附压力、驱动轮分布、密封圈刚度等对驱动力矩的影响,为四轮驱动滑动吸盘式爬壁机器人结构优化和安全运动控制提供理论依据.

关键词：爬壁机器人四轮驱动动力学滑动导向驱动力矩

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空间机器人最优能耗捕获目标的自适应跟踪控制

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机器人 2022年第1期44卷 77-89页

作者：柳强金明河刘宏王滨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

提出了一种能够引导末端执行器以期望速度跟踪目标的轨迹规划方法。该方法可以实现避障并满足关节限制要求。基于轨迹规划方法,设计了一种利用自由飘浮空间机器人跟踪与捕获章动自旋卫星的自适应控制策略。此外,该控制策略还考虑了最优... 详细信息

提出了一种能够引导末端执行器以期望速度跟踪目标的轨迹规划方法。该方法可以实现避障并满足关节限制要求。基于轨迹规划方法,设计了一种利用自由飘浮空间机器人跟踪与捕获章动自旋卫星的自适应控制策略。此外,该控制策略还考虑了最优能耗、测量误差和优化误差。首先,为了使执行器的跟踪误差和机械臂的能耗最小,将空间机器人的控制策略描述为一个关于关节速度、力矩和避障距离的不等式约束优化问题。然后,推导出一个系数为下三角矩阵的显式状态方程,并对目标函数进行解耦和线性化。设计了一种关节速度和力矩分段优化方法去代替传统的凸二次规划方法求解最优问题,这种方法具有较高的计算效率。最后,利用李雅普诺夫稳定性理论验证了所提控制方法的收敛性。

关键词：空间机器人最优自适应跟踪控制最优能耗动力学解耦与线性化

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基于Kinect的类人机械臂关节运动直接示教

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机器人 2017年第5期39卷 697-703页

作者：王朝阳曲家迪张福海王宇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

针对人机自然交互技术研究中人臂与机械臂的关节映射问题,提出了一种7自由度类人机械臂关节运动直接示教方法.该方法利用Kinect获取笛卡儿空间内人臂特征点的空间位置坐标,研究了一种基于肘部约束的冗余7自由度人臂逆运动学解法,求解得... 详细信息

针对人机自然交互技术研究中人臂与机械臂的关节映射问题,提出了一种7自由度类人机械臂关节运动直接示教方法.该方法利用Kinect获取笛卡儿空间内人臂特征点的空间位置坐标,研究了一种基于肘部约束的冗余7自由度人臂逆运动学解法,求解得到关节角度数据.为解决由于Kinect对人臂追踪性能限制所造成的机械臂抖动问题,提出了一种滤波方法来平滑处理机械臂的关节运动轨迹.最终,通过搭建基于Motoman类人机器人的实验平台并开展相应实验研究,验证了所提方案的可行性与有效性.

关键词：人机自然交互直接示教类人机械臂 Kinect 滤波

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