检索结果-内蒙古大学图书馆

哈尔滨工业大学学报 2020年第6期52卷 111-118页

作者：李重阳蒋再男刘宏蔡鹤皋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150001

为提高空间机械臂克服空间扰动的能力,降低关节力矩波动和能量消耗,提出了一种基于动力学约束的空间机械臂模仿学习策略.该策略分为两个阶段:第一阶段为基于高斯过程的模仿学习,利用运动学实例,采用高斯过程算法建立当前任务的运动模型... 详细信息

为提高空间机械臂克服空间扰动的能力,降低关节力矩波动和能量消耗,提出了一种基于动力学约束的空间机械臂模仿学习策略.该策略分为两个阶段:第一阶段为基于高斯过程的模仿学习,利用运动学实例,采用高斯过程算法建立当前任务的运动模型,再根据当前环境,通过运动模型生成当前任务的期望轨迹分布.第二阶段为基于动力学约束的控制器设计,该控制器以第一阶段输出的期望轨迹分布为输入,以关节期望力矩为输出,在保证轨迹符合任务要求的同时,生成更加平滑的关节控制力矩.采用该模仿学习策略,用天宫二号空间机械臂在轨操控电动工具来定位螺钉,实验验证了该模仿学习策略的有效性.实验结果表明,与传统模仿学习加计算力矩控制的策略相比,采用基于动力学约束的空间机械臂模仿学习策略,机械臂的大负载关节力矩波动的峰-峰值可减少45%,波峰数可减少40%,能耗可减少31%,且关节力矩、加速度和速度更加平滑.该策略不仅克服了环境位置变化的不利因素,而且还降低了关节的力矩波动和能量消耗,提高了空间机械臂运行的平滑性,对高性能空间机械臂的在轨服务应用具有重要意义.

关键词：空间机械臂模仿学习高斯过程线性二次跟踪型马氏范数

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基于键合图理论的三轴差速机构的差动特性

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机械工程学报 2011年第23期47卷 14-19页

作者：唐德威李庆凯姜生元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哈尔滨150001

为解决轮式管道机器人通过弯管时产生的运动干涉及传动部件的磨损等问题,将三轴差速机构应用于轮式管道机器人中,三轴差速机构可根据管道对各驱动轮所产生的力矩之间的关系调节其输出转速,实现机器人在弯管中的自主差动运行。将键合图... 详细信息

为解决轮式管道机器人通过弯管时产生的运动干涉及传动部件的磨损等问题,将三轴差速机构应用于轮式管道机器人中,三轴差速机构可根据管道对各驱动轮所产生的力矩之间的关系调节其输出转速,实现机器人在弯管中的自主差动运行。将键合图理论应用到三轴差速机构差动特性的分析中,利用绝对速度法建立三轴差速机构的增广键合图模型,并根据一定的规则推导相应的状态方程。针对三轴差速机构三个输出轴的输出不等效现象,由状态方程得出三个输出轴传动路线等效的条件,并进行相应的等效处理。根据建立的状态方程,对三轴差速机构进行不同工况下的仿真计算,计算结果表明三轴差速机构可以根据外作用力的大小关系进行差动输出。

关键词：键合图三轴差速机构差动特性状态方程

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高集成度空间大型末端执行器的研制

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高技术通讯 2012年第2期22卷 186-191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哈尔滨150001

研制了一种高集成度且具有柔性捕获接口的空间大型末端执行器。该执行器由抓捕、拖动、锁定三个环节组成，集成了视觉、位置、力、温度及电流等多种传感器。基于机电一体化的设计思想，将三个环节的驱动控制系统集成在末端执行器内部。... 详细信息

研制了一种高集成度且具有柔性捕获接口的空间大型末端执行器。该执行器由抓捕、拖动、锁定三个环节组成，集成了视觉、位置、力、温度及电流等多种传感器。基于机电一体化的设计思想，将三个环节的驱动控制系统集成在末端执行器内部。采用分布式控制策略，通过M-LVDS总线与中央控制器进行通信，实现了末端执行器控制参数的在线调整。而且，利用多传感器信息建立了局部自主的捕获策略，可实现对不同类型合作目标的抓捕。在搭建的地面微重力实验平台上进行的抓捕实验表明该末端执行器能在X、Y方向65mm偏差，Z方向100mm偏差情况下，实现对目标负载的成功捕获，具有较大容差范围下的捕获能力。

关键词：末端执行器空间捕获柔性捕获接口高集成度捕获策略

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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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用于水平油井的测井仪器拖动器的设计

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哈尔滨工业大学学报 2010年第5期42卷 736-741页

作者：唐德威闫泽尚青松邓宗全于伟真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

为解决水平油井内测井仪器送进问题,设计一种伸缩式拖动器.利用超越离合原理,使用三组蠕动单元实现拖动器连续行走,采用液压驱动方案,拖动器断电自动与井壁解锁.介绍拖动器的组成及工作原理,设计拖动器行走机构,给出液压控制回路原理图... 详细信息

为解决水平油井内测井仪器送进问题,设计一种伸缩式拖动器.利用超越离合原理,使用三组蠕动单元实现拖动器连续行走,采用液压驱动方案,拖动器断电自动与井壁解锁.介绍拖动器的组成及工作原理,设计拖动器行走机构,给出液压控制回路原理图,利用pro/e和ADAMS建立包括液压阀及管路的拖动器虚拟样机,进行了运动仿真,验证了该拖动器的结构合理性和可行性.

关键词：水平井测井伸缩式拖动器超越离合原理断电解锁

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面向深空探测的星球钻取采样技术综述

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宇航学报 2017年第6期38卷 555-565页

作者：唐钧跃邓宗全陈崇斌王印超全齐全姜生元唐德威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

回顾国内外星球钻取采样技术发展现状的基础上,详细论述了星壤的物理力学特性及模拟星壤制备工艺,着重分析了钻进取心特性实验及理论研究成果,深入剖析了包含钻进状态参数辨识及自主钻进控制在内的星球自适应钻进规程关键技术问题。在... 详细信息

回顾国内外星球钻取采样技术发展现状的基础上,详细论述了星壤的物理力学特性及模拟星壤制备工艺,着重分析了钻进取心特性实验及理论研究成果,深入剖析了包含钻进状态参数辨识及自主钻进控制在内的星球自适应钻进规程关键技术问题。在此基础上,以我国探月三期工程无人钻取采样任务为研究背景,提出了对星球钻取采样技术的展望与建议。

关键词：深空探测星球钻取采样星壤钻进取心特性自适应钻进

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基于工作空间密度函数的平面冗余机器人的逆运动学求解算法

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机械工程学报 2015年第17期51卷 8-14页

作者：东辉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哈尔滨150008

利用平面冗余机械人的结构参数结合傅里叶变换及卷积定理来构建非线性工作空间密度函数,并用该函数来描述多冗余机器人的工作空间。将工作空间密度函数仿真获得的工作空间与蒙特洛法求得的机器人工作空间进行对比,验证了算法的有效性。... 详细信息

利用平面冗余机械人的结构参数结合傅里叶变换及卷积定理来构建非线性工作空间密度函数,并用该函数来描述多冗余机器人的工作空间。将工作空间密度函数仿真获得的工作空间与蒙特洛法求得的机器人工作空间进行对比,验证了算法的有效性。以工作空间密度函数为迭代方程,提出一种全新的迭代的算法来求解机器人逆运动学解析解。将该迭代算法与雅可比伪逆矩阵求逆运动学解的迭代算法进行对比,Matlab仿真结果验证了该算法在平面多冗余机械臂逆运动学求解精度及末端执行器位姿确定方面具有优越性。

关键词：工作空间卷积定理平面冗余机器人逆运动学

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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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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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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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