检索结果-内蒙古大学图书馆

机器人 2017年第2期39卷 139-150页

作者：高海波郑军强刘振于海涛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

针对国内外火星车车轮相关故障进行分析,从悬架自由度角度提出车轮抬离地面策略,确保车轮沉陷或故障后移动系统仍具有行驶能力.在标准摇臂悬架式移动系统基础上提出一种新的主动悬架式移动系统构型,左、右悬架中各增加了1个制动器和1个... 详细信息

针对国内外火星车车轮相关故障进行分析,从悬架自由度角度提出车轮抬离地面策略,确保车轮沉陷或故障后移动系统仍具有行驶能力.在标准摇臂悬架式移动系统基础上提出一种新的主动悬架式移动系统构型,左、右悬架中各增加了1个制动器和1个张角调节器.制动器工作将主摇臂后段和副摇臂固结,消去主、副摇臂间的回转副;张角调节器工作调节主、副摇臂前段和后段间的夹角.对各轮单独抬升过程进行运动学和瞬时静力学分析,给出制动器负载和张角调节器负载的计算方法.完成地面原理样机的设计制造,并进行松软土壤中车轮抬离地面及行驶测试.测试用土槽内沙土深度为400 mm,土壤为低粒度和低黏度的新疆沙.结果表明,利用构件质心迁移和轮-地相互作用能够有效、可靠地实现各轮单独抬离地面,两侧对应位置车轮也具备同时抬离地面的能力,验证了制动器负载和张角调节器负载的计算方法在地球重力场中的正确性,并推得火星重力场中制动器负载和张角调节器负载.地球重力下张角调节器最大负载650 N·m,制动器最大负载260 N·m;火星重力下张角调节器最大负载220 N·m,制动器最大负载90 N·m.针对各工况要求,综合分析和测试结果,提出了传感器需求.

关键词：火星车主动悬架抬轮脱陷越障

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空间网状捕获接口的等效抓捕控制

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机器人 2011年第5期33卷 533-538,627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黑龙江哈尔滨150080

在空间大型机械臂在轨抓捕过程中,其关节柔性及长臀杆的变形会产生较大的末端跟踪及定位误差,因此很难实现成功抓捕.为此,本文研制了一种空间应用的网状捕获对接接口,提高了大臂末端执行器在大定位误差下的抓捕能力.同时,为了提高末端... 详细信息

在空间大型机械臂在轨抓捕过程中,其关节柔性及长臀杆的变形会产生较大的末端跟踪及定位误差,因此很难实现成功抓捕.为此,本文研制了一种空间应用的网状捕获对接接口,提高了大臂末端执行器在大定位误差下的抓捕能力.同时,为了提高末端执行器与目标之间的非相对零速情况下的抓捕性能,利用等效抓捕的思想避开了抓捕过程中捕获接口对目标抓钩纠偏力建模复杂的问题,将问题简化为对目标抓钩端点在捕获面上投影的位置跟踪问题,实现了在末端执行器与目标具有一定的相对逃逸速度的情况下的成功抓捕.实验表明,利用本文提出的控制策略增大了网状捕获接口的抓捕容差范围,从而验证了本文提出的控制策略的何效性.

关键词：空间捕获网状捕获接口抓捕控制在轨抓捕

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一种估计深度相机位姿精度的闭式算法

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机器人 2014年第2期36卷 194-202,209页

作者：李兴东郭伟李满天陈超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

针对深度相机,提出了估计位姿变换精度的闭式解算法.相对位姿由6自由度向量T=[x,y,z,α,β,γ]表示,计算该向量的协方差矩阵来表征相对位姿精度.定义3维点对到相对位姿的隐式函数,利用隐式定理计算该隐式函数相对于点对集合的偏导数,从... 详细信息

针对深度相机,提出了估计位姿变换精度的闭式解算法.相对位姿由6自由度向量T=[x,y,z,α,β,γ]表示,计算该向量的协方差矩阵来表征相对位姿精度.定义3维点对到相对位姿的隐式函数,利用隐式定理计算该隐式函数相对于点对集合的偏导数,从而根据隐式函数变化趋势和深度相机测量误差来计算协方差矩阵.该方法要求3维点对匹配准确无误,所以本文同时提出在给定相对位姿情况下匹配3维点对算法,该算法充分利用深度相机可以同时返回深度信息和灰度信息的特点.最后在随机生成数据和真实数据上验证了相对位姿精度估计算法的有效性.

关键词：深度相机相对位姿精度估计协方差

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面向微创外科手术机械臂的主动力摆位控制策略

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哈尔滨工程大学学报 2017年第12期38卷 1915-1921页

作者：王伟杜志江闫志远王伟东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

为了实现微创外科手术机器人的主动手术姿态调整,针对微创手术机械臂的RCM机构特点以及主被动关节相结合的摆位方式,本文提出了基于关节力矩的虚拟工具控制算法以实现操作者与手术机械臂之间的力交互过程。该算法以在关节处安装力矩传... 详细信息

为了实现微创外科手术机器人的主动手术姿态调整,针对微创手术机械臂的RCM机构特点以及主被动关节相结合的摆位方式,本文提出了基于关节力矩的虚拟工具控制算法以实现操作者与手术机械臂之间的力交互过程。该算法以在关节处安装力矩传感器的方式进行交互力的采集,并结合采样数据提出了一套完整的重力矩补偿方法。根据关节处的受力情况,力控制模型能够实时调整模型参数以响应主动力摆位不同阶段的动态要求。在自行研制的微创外科手术机器人样机上进行相关的实验验证,实验结果表明:各关节的重力矩补偿模型效果明显,基于关节力矩的虚拟工具模型能够实现柔顺自然的人机交互过程,并具有较高的可控性和稳定性,可以较好地完成微创外科手术机械臂的手术位姿调整。

关键词：微创外科手术机器人人机交互力矩控制重力补偿虚拟工具术前规划顺应控制主动关节被动关节

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腹腔微创手术机器人末端执行机构的设计和实现

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机器人 2009年第1期31卷 47-52页

作者：冯美付宜利潘博朴明波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

为了提高腹腔微创手术的安全性,设计了一种新型的腹腔微创手术机器人末端执行机构,用于夹持手术器械.根据腹腔微创手术的特点和技术要求,采用轴驱动和平行四杆的运动原理设计定点机构.详细介绍了末端执行机构的机械结构,应用D-H法和矢... 详细信息

为了提高腹腔微创手术的安全性,设计了一种新型的腹腔微创手术机器人末端执行机构,用于夹持手术器械.根据腹腔微创手术的特点和技术要求,采用轴驱动和平行四杆的运动原理设计定点机构.详细介绍了末端执行机构的机械结构,应用D-H法和矢量代数法给出了各个关节的运动学解公式,研究了控制系统的硬件结构和软件系统,并进行了样机实验.实验表明所设计的末端执行机构具有很好的定点运动效果,能够较好地完成手术规划,满足腹腔微创手术要求.

关键词：微创手术机器人末端执行机构结构设计

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七自由度冗余机械臂避障控制

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光学精密工程 2013年第7期21卷 1795-1802页

作者：姜力周扬孙奎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

基于冗余机械臂零空间的自运动特性,提出了一种新的七自由度冗余机械臂避障控制方法。该方法引入臂平面和避障面来参数化表达冗余机械臂的零空间运动;基于这种描述,利用人工势场法实现碰撞检测;根据检测结果得出的虚拟排斥力推导零空间... 详细信息

基于冗余机械臂零空间的自运动特性,提出了一种新的七自由度冗余机械臂避障控制方法。该方法引入臂平面和避障面来参数化表达冗余机械臂的零空间运动;基于这种描述,利用人工势场法实现碰撞检测;根据检测结果得出的虚拟排斥力推导零空间运动方程,改进具有位置内环的逆动力学控制方法,使机械臂避障时的动态性能具有类似质量-阻尼系统的物理特性。该方法可以在控制末端执行器运动的同时实现冗余机械臂避障。为了验证所提出方法的性能,利用在轨自维护实验平台完成了实验。实验结果表明,机械臂与障碍物的最近距离大于40mm,末端执行器位置动态误差小于10mm,稳态误差小于2mm。这些结果显示,所提出的方法通过合理地自运动行为实现了冗余机械臂的避障控制,而且在避障过程中不影响末端执行器的操作。

关键词：自运动冗余机械臂避障动力学控制

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仿青蛙游动机器人机构设计

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机器人 2015年第2期37卷 168-175,187页

作者：樊继壮仇裕龙张伟王欢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

为研制仿青蛙游动机器人,设计了游动机器人机构.首先通过分析生物青蛙结构,设计仿青蛙机器人的原理样机.选择气动肌肉作为驱动器,分别驱动髋、膝、踝关节的转动,并采用钢丝传动结构,将膝关节气动肌肉安装在躯干上,从而有效减小了腿部的... 详细信息

为研制仿青蛙游动机器人,设计了游动机器人机构.首先通过分析生物青蛙结构,设计仿青蛙机器人的原理样机.选择气动肌肉作为驱动器,分别驱动髋、膝、踝关节的转动,并采用钢丝传动结构,将膝关节气动肌肉安装在躯干上,从而有效减小了腿部的质量.建立了机器人系统的运动学模型并进行机器人运动学分析.分析了青蛙游动过程中的水下受力,并将水的作用力引入ADAMS仿真环境中,模拟了青蛙游动中的水环境,从而进行动力学仿真分析.最后对所研制出的仿青蛙游动机器人进行水下游动实验,其推进阶段平均速度达到339 mm/s.通过对比分析发现在动力学仿真和样机实验两种不同方法下机器人后肢运动形式基本一致,从而验证了仿青蛙游动机器人原理样机设计的可行性.

关键词：仿蛙机器人机构设计运动学气动肌肉动力学仿真样机实验

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六足机器人HITCR-Ⅰ的研制及步行实验

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华南理工大学学报（自然科学版） 2012年第12期40卷 17-23页

作者：赵杰张赫刘玉斌陈甫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

针对六足机器人的非结构化地形步行问题,研制了小型六足机器人HITCR-Ⅰ.设计了基于复合四连杆机构的腿部结构,使其具备全方位的运动能力.为了进一步提高机器人的运动性能,构建了描述六足机器人整体灵活度的表达式,并依据表达式进行了结... 详细信息

针对六足机器人的非结构化地形步行问题,研制了小型六足机器人HITCR-Ⅰ.设计了基于复合四连杆机构的腿部结构,使其具备全方位的运动能力.为了进一步提高机器人的运动性能,构建了描述六足机器人整体灵活度的表达式,并依据表达式进行了结构优化设计.基于"行为"和"功能"的思想对控制目标进行规划,设计了基于"功能-行为"控制体系构架的运动控制器,结合适应非结构化地形腿部运动轨迹的规划和基于局部规则的自由步态生成,实现了非结构化地形六足机器人有效且稳定的步行.最后通过实验验证了六足机器人系统HITCR-I非结构化地形的步行能力.

关键词：六足机器人控制体系结构非结构化地形自由步态轨迹规划

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一种具有切口结构的连续体机械臂的力学建模

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机器人 2015年第5期37卷 566-572页

作者：杨文龙杜志江董为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

设计了一种丝驱动的平面连续体机械臂,并建立了针对该切口结构的多冗余度特性的机械臂力学模型.基于有限元方法的基本思想,将多冗余特性的机械臂的力学模型问题分解成多个子变形单元的力学模型问题.在建立的基于Timoshenko梁单元的子变... 详细信息

设计了一种丝驱动的平面连续体机械臂,并建立了针对该切口结构的多冗余度特性的机械臂力学模型.基于有限元方法的基本思想,将多冗余特性的机械臂的力学模型问题分解成多个子变形单元的力学模型问题.在建立的基于Timoshenko梁单元的子变形单元的力学模型中,考虑了整体机械臂中子变形单元在变形过程中的相互耦合作用;此外,在建模中也考虑了驱动丝对柔性机械臂的侧向作用力对柔性臂整体形状的影响;通过该力学模型能够实现从驱动力到关节空间以及子关节空间的关节角度的映射.最后,通过两个不同切口的柔性机械臂的样机实验,验证了所建立的力学模型的有效性.

关键词：连续体机械臂力学模型多冗余度 Timoshenko梁

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全方位移动操作臂运动控制研究

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西安电子科技大学学报 2008年第4期35卷 733-738页

作者：蒋林闫继宏臧希喆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

为了提高全方位移动操作臂完成任务的效率,提出了基于绝对定位的适时运动规划与控制策略.首先在全方位移动操作臂的控制结构中用CAN总线技术来提高控制的实时性与控制精度.然后研究了全方位移动操作臂全方位行走与原地转向两种模式的运... 详细信息

为了提高全方位移动操作臂完成任务的效率,提出了基于绝对定位的适时运动规划与控制策略.首先在全方位移动操作臂的控制结构中用CAN总线技术来提高控制的实时性与控制精度.然后研究了全方位移动操作臂全方位行走与原地转向两种模式的运动控制以及机械臂的运动控制.接着详细研究了运动规划与控制策略,通过超声波绝对定位来适时调整优化全方位移动操作臂完成任务的控制量从而提高完成任务的效率.最后用全方位移动操作臂做了3个实验,两个全方位移动操作臂运动精度实验表明全方位移动操作臂运动精度高;一个控制策略实验表明运动规划与控制策略是正确的.

关键词：全方位移动操作臂控制运动规划与控制策略全方位行走原地转向绝对定位

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