检索结果-内蒙古大学图书馆

机器人 2010年第4期32卷 510-515页

作者：刘刚峰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

为提高侦察机器人的运动和生存能力,本文将弹跳运动与轮式运动相结合,建立了一种新型侦察机器人.本文以一种新颖的气动弹跳机构实现了机器人的弹跳运动,介绍了气动弹跳机构的特性,推导了气动弹跳过程中各耦合参量之间的关系,分析了弹跳... 详细信息

为提高侦察机器人的运动和生存能力,本文将弹跳运动与轮式运动相结合,建立了一种新型侦察机器人.本文以一种新颖的气动弹跳机构实现了机器人的弹跳运动,介绍了气动弹跳机构的特性,推导了气动弹跳过程中各耦合参量之间的关系,分析了弹跳高度的影响因素,并进一步提出调整换向气阀开关时间从而控制机器人弹跳高度的控制方案.最后,对所设计的气动弹跳机器人进行了越障分析和实验验证.结果表明了该侦察机器人气动弹跳机构的合理性和实用性.

关键词：气动弹跳机构侦察机器人建模与分析弹跳高度控制

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主被动混合式微创手术机械臂机构设计及灵巧度优化

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机器人 2013年第1期35卷 81-89页

作者：马如奇董为杜志江李刚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

研制出一款可开展微创手术的双机械臂机器人系统,该系统配合手术微器械可以实现精确的腹腔内手术操作.通过分析微创手术的手术环境及手术操作特点,提出了采用机器人开展微创手术对机器人自身机构设计的基本要求,并在此基础上重点对机械... 详细信息

研制出一款可开展微创手术的双机械臂机器人系统,该系统配合手术微器械可以实现精确的腹腔内手术操作.通过分析微创手术的手术环境及手术操作特点,提出了采用机器人开展微创手术对机器人自身机构设计的基本要求,并在此基础上重点对机械臂机构进行设计和优化.该机械臂可以按照微创手术的实际需求,实现机器人的术前摆位、术中器械操作及器械的快速拆装更换,并且可以从机构上保证术中器械在患者腹壁切口处位置不变,避免术中因手术器械运动而对腹壁切口造成非手术性损伤.此外,借助于机器人雅可比矩阵的奇异值,构造了基于条件数和可操作度的综合灵巧度评价指标函数,并采用序列二次规划算法对机械臂杆件参数进行优化.优化结果表明,机械臂具有良好的各向同性及可操作度,很好地满足了微创手术对机械臂机构灵活性的要求.

关键词：微创外科手术机械臂优化机构灵巧度机构设计

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基于解耦线性化的变刚度关节动态刚度辨识

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机器人 2015年第5期37卷 522-528页

作者：尹鹏李满天查富生王鹏飞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

为了能够利用变刚度关节实现对机器人动态特性的调整,需要对关节的动态刚度进行有效的辨识和控制.本文首先根据机器人变刚度关节的结构特点建立了简化模型,并对其刚度输出特性表达做出假设;然后对模型中的力矩相关参数进行解耦,消除了... 详细信息

为了能够利用变刚度关节实现对机器人动态特性的调整,需要对关节的动态刚度进行有效的辨识和控制.本文首先根据机器人变刚度关节的结构特点建立了简化模型,并对其刚度输出特性表达做出假设;然后对模型中的力矩相关参数进行解耦,消除了关节刚度调节参数对力矩的影响,获取与刚度辨识相关的归一化力矩;利用泰勒展开对归一化力矩进行线性化处理,采用卡尔曼滤波器进行了系数优化,并进一步实现了对关节动态刚度的辨识.仿真中该刚度在线辨识方法可以将辨识误差控制在±2%以内,在实现动态刚度辨识的基础上研究了基于前馈的刚度闭环控制方法,通过仿真实验验证了该方法对于机器人关节刚度闭环控制是有效的.

关键词：变刚度柔性关节动态刚度辨识解耦

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弱引力环境四足机器人的强化学习姿态机动控制

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宇航学报 2024年第10期45卷 1676-1684页

作者：高海波齐骥苏桓立霍明英于海涛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150080 哈尔滨工业大学航天学院哈尔滨150001

针对四足机器人在小天体表面跳跃巡游探测过程中的空中姿态控制问题,提出了一种基于强化学习的无模型控制方案。在小天体的弱引力环境下,机器人单次跳跃的滞空时间很长,机器人需要利用这段时间修正起跳带来的姿态偏差以实现安全着陆,或... 详细信息

针对四足机器人在小天体表面跳跃巡游探测过程中的空中姿态控制问题,提出了一种基于强化学习的无模型控制方案。在小天体的弱引力环境下,机器人单次跳跃的滞空时间很长,机器人需要利用这段时间修正起跳带来的姿态偏差以实现安全着陆,或改变偏航角以改变未来行进方向。提出的基于近端策略优化(PPO)算法训练的控制器以猫落反射为启发,无需引入额外的姿态控制执行器。仿真结果表明,训练得到的控制器可通过控制四足机器人摆动腿部关节实现三轴姿态机动。设计并搭建了四足机器人气浮微重力模拟试验平台,通过样机试验,控制策略模型的有效性得到了验证。

关键词：星球探测机器人小天体探测强化学习微低重力模拟

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腹腔镜机器人控制系统的设计及实现

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机器人 2008年第4期30卷 340-345,352页

作者：付宜利潘博杨宗鹏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150080

根据机器人辅助微创手术任务的特点设计了腹腔镜机器人控制系统.研究了基于运动控制卡的开放式机器人控制器结构,设计了机器人伺服系统及相应控制器硬件接口,采用面向对象的技术和模块化思想开发了系统控制软件,应用灵活度和可操作度概... 详细信息

根据机器人辅助微创手术任务的特点设计了腹腔镜机器人控制系统.研究了基于运动控制卡的开放式机器人控制器结构,设计了机器人伺服系统及相应控制器硬件接口,采用面向对象的技术和模块化思想开发了系统控制软件,应用灵活度和可操作度概念建立了腹腔镜机器人的手术规划和控制平台.通过调试伺服参数提高了系统控制性能.实验表明,该腹腔镜机器人控制系统具有稳定性、高可靠性和多任务适应性,满足微创手术需求.

关键词：微创外科手术腹腔镜机器人控制系统

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基于仿真的外科手术机器人术前引导优化

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机器人 2014年第3期36卷 300-308页

作者：闫志远杜志江吴冬梅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

给出一种保证术中较高灵巧度、可达性和可视化指标的手术机器人布置方法，建立一个能够辅助医生完成手术机器人术前布置的虚拟现实系统。基于粒子群优化算法提出了引导手术切口布置和机器人摆位的方法，该方法不仅能够有效完成针对某一... 详细信息

给出一种保证术中较高灵巧度、可达性和可视化指标的手术机器人布置方法，建立一个能够辅助医生完成手术机器人术前布置的虚拟现实系统。基于粒子群优化算法提出了引导手术切口布置和机器人摆位的方法，该方法不仅能够有效完成针对某一手术空间的摆位优化，还通过手术空间划分并赋予权值的方法来反映手术空间内部差异，在空间分割的基础上提出加权平均的全域各向同性和多臂协同性两个目标函数，分别反映机器人系统的单臂性能和三臂协作能力。该方法可以在兼顾手术机器人性能和手术空间内部差异的前提下直观地引导医生完成复杂的术前设置工作。实验证明，3只臂的灵巧度优化结果均高于不加权方法，三臂协作能力指标相对不加权方法提高25%～30%，而且优化结果能够优先满足手术空间内的重要区域。

关键词：机器人摆位切口布置空间细分协作空间粒子群优化

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微创手术机器人力反馈主手重力补偿研究

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机器人 2020年第5期42卷 525-533页

作者：王涛潘博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150080

针对医生操作微创手术机器人力反馈主手进行主从微创手术时力反馈主手各杆件重力阻碍操作性能的问题,基于虚位移原理对力反馈主手各关节的重力矩进行推导,并采用Adams仿真软件对其进行验证.该方法适用于开链和闭链结构的机器人臂,与传... 详细信息

针对医生操作微创手术机器人力反馈主手进行主从微创手术时力反馈主手各杆件重力阻碍操作性能的问题,基于虚位移原理对力反馈主手各关节的重力矩进行推导,并采用Adams仿真软件对其进行验证.该方法适用于开链和闭链结构的机器人臂,与传统的牛顿-欧拉法和拉格朗日法相比,它不需考虑速度、加速度,且简单有效.然后采用电机驱动的方式对力反馈主手的各连杆重力进行补偿,实现了重力的完全补偿.实验结果表明,基于虚位移原理的主动重力补偿能够达到较好的补偿效果,将未补偿前的重力矩作用减小了60%以上,提高了力反馈主手的操作性能.

关键词：力反馈主手重力补偿虚位移原理 Adams仿真主动补偿

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乒乓球机器人手臂及其击球策略

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哈尔滨工业大学学报 2013年第3期45卷 33-38页

作者：刘伊威王滨姚郁刘宏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 哈尔滨工业大学控制与仿真中心哈尔滨150080

为了实现机器人自主完成击打乒乓球的操作,构建了由双目视觉摄像头、嵌入式中控、六自由度机械臂、视觉处理计算机和监控计算机等组成的乒乓球机器人系统.灵巧臂采用关节模块化设计方法,共有6个自由度,集成有关节位置、电机位置、关节... 详细信息

为了实现机器人自主完成击打乒乓球的操作,构建了由双目视觉摄像头、嵌入式中控、六自由度机械臂、视觉处理计算机和监控计算机等组成的乒乓球机器人系统.灵巧臂采用关节模块化设计方法,共有6个自由度,集成有关节位置、电机位置、关节力矩、驱动电流及温度等多种传感器.采用模块化、多层次的手臂电气结构,基于FPGA(field program-mable gate arrays)实现关节的通讯、电机驱动、传感器信息采集与处理等功能.中控处理器实现击打策略、机械臂正逆运动学、轨迹规划等,采用Intel Core II双核嵌入式CPU作为控制核心,以FPGA作为通信逻辑控制芯片.采用系统辨识方法预测乒乓球的轨迹,通过采集多个点,有效地减少偶然误差,提高预测精度.以预测的轨迹方程、乒乓球机器人的工作空间为基础,确定击球点的位置、姿态及速度;在机械臂的任务规划中,采用多个点、多个运动过程约束手臂末端的运动路径,提高击球成功率.击球实验证明了机器人系统及控制策略的有效性.

关键词：乒乓球机器人灵巧臂击球策略运动路径轨迹规划

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车辙图像频域分析及星球车车轮滑转率估计方法

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宇航学报 2016年第11期37卷 1356-1364页

作者：李楠高海波吕凤天丁亮刘振于海涛邓宗全哈尔滨工业大学机器人技术及系统国家重点实验室哈尔滨150001

在月面环境下车轮滑转影响月球车的运动性能和定位精度,针对星球车车轮滑转率检测问题,提出一种基于车辙图像频域特征的滑转率估计方法。通过分析车轮与土壤相互作用过程与车辙形成机理,建立车辙的时域参数化解析模型。并在车辙构造时... 详细信息

在月面环境下车轮滑转影响月球车的运动性能和定位精度,针对星球车车轮滑转率检测问题,提出一种基于车辙图像频域特征的滑转率估计方法。通过分析车轮与土壤相互作用过程与车辙形成机理,建立车辙的时域参数化解析模型。并在车辙构造时域解析模型基础上,通过对车辙图像进行频域分析,建立了基于车辙图像基频特征的车轮滑转率估计模型。此外,介绍了一种适用于该方法的车辙频域特征提取和图像处理技术。通过试验证明,该方法只需检测车辙图像基频便可以实现车轮滑转率非接触式精确估计。采用本方法估计车轮滑转率,相对精度可达3%。

关键词：滑转率车辙频域分析星球车图像检测

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DLR/HIT多指机器人灵巧手的研究

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哈尔滨工业大学学报 2009年第5期41卷 47-51页

作者：刘伊威金明河刘宏哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室

基于机电一体化设计理念和集成化、模块化设计方法研制了DLR/HIT灵巧手,DLR/HIT灵巧手具有4个相同结构的模块化手指,共具有13个自由度,具有拟人手形的外观.采用商品化的直流无刷电机实现了手指的驱动;手指具有位置、力/力矩及温度等多... 详细信息

基于机电一体化设计理念和集成化、模块化设计方法研制了DLR/HIT灵巧手,DLR/HIT灵巧手具有4个相同结构的模块化手指,共具有13个自由度,具有拟人手形的外观.采用商品化的直流无刷电机实现了手指的驱动;手指具有位置、力/力矩及温度等多种感知能力;基于DSP/FPGA等实现了手指的通讯和实时控制;高度集成,将所有部件均集成在手指和手掌内.DLR/HIT手具有很好的可靠性、可操作性和精细操作能力.

关键词： DLR/HIT 机器人灵巧手传感器

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