检索结果-内蒙古大学图书馆

机械工程学报 2023年第5期59卷 1-10页

作者：胡雅雯姜力杨斌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

近年来,具有神经控制和感觉反馈能力的双向生机接口成为智能上肢假肢的发展趋势。目前,大部分的研究集中在上肢假肢的机构、传感器设计和神经控制等领域,而在感觉反馈方面的研究较少,缺乏合适的感觉反馈降低了智能假肢的操作性能并限制... 详细信息

近年来,具有神经控制和感觉反馈能力的双向生机接口成为智能上肢假肢的发展趋势。目前,大部分的研究集中在上肢假肢的机构、传感器设计和神经控制等领域,而在感觉反馈方面的研究较少,缺乏合适的感觉反馈降低了智能假肢的操作性能并限制了假肢的实际应用。首先概述了智能假肢双向生机接口的现状,然后详细介绍了基于经皮神经电刺激、振动刺激、压力刺激等感觉反馈方法,以及感觉替代、模态匹配、躯体特定区匹配等感觉反馈策略,在此基础上对上肢假肢感觉反馈的自然性和交互信息的多模态等发展趋势进行了展望。

关键词：智能假肢生机接口感觉反馈电刺激

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基于可视切线图的未知环境建模新方法研究

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高技术通讯 2010年第5期20卷 505-510页

作者：刘罡刘玉斌赵杰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

针对移动机器人路径规划的环境建模问题,提出了一种基于可视切线图的未知环境建模新方法。首先给出可视切线图的定义,其节点为障碍物边界上的可视切点,边为视点与可视切点间的切线段。其次为避免机器人与障碍物相碰,对可视切线图进行了... 详细信息

针对移动机器人路径规划的环境建模问题,提出了一种基于可视切线图的未知环境建模新方法。首先给出可视切线图的定义,其节点为障碍物边界上的可视切点,边为视点与可视切点间的切线段。其次为避免机器人与障碍物相碰,对可视切线图进行了扩展。最后在建立可视切线图的基础上,采用两种启发函数搜索全局目标指导下的局部最优路径。仿真分析证明,可视切线图的数据结构简单,所需存储空间小,具有较好的环境适应能力,是一种有效的路径规划工具。

关键词：移动机器人路径规划未知环境建模局部路径规划

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基于碰撞力的谐振致动机理与试验

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机械工程学报 2010年第9期46卷 12-18页

作者：孙立宁李伟达李满天蒋振宇郭伟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

单侧碰撞约束的双摆是一个复杂的动力系统,有多种多样的运动形式。对初始条件为接触的单侧碰撞约束双摆在正弦激励下的运动特性进行研究时发现,当激励频率与系统特性匹配时,只需很小的激励双摆的末端就会与约束分离,从而进入碰撞振动状... 详细信息

单侧碰撞约束的双摆是一个复杂的动力系统,有多种多样的运动形式。对初始条件为接触的单侧碰撞约束双摆在正弦激励下的运动特性进行研究时发现,当激励频率与系统特性匹配时,只需很小的激励双摆的末端就会与约束分离,从而进入碰撞振动状态,且此时双摆每次与约束碰撞产生的切向冲量的概率分布具有不变性,即碰撞力具有驱动效果。根据这种特性提出一种基于碰撞力的谐振致动机理。基于该致动机理,模拟双摆的力学特性,设计谐振式驱动足,并研制移动机构样机。通过试验证明谐振足与地面约束的碰撞力具有驱动效果,在幅值为10V的正弦激励下,样机的移动速度可达172mm/s。基于碰撞力的谐振致动机理具有结构简单、易于实现、运动速度快的优点,可以很好地适应微小型移动机器人的需求。

关键词：微小型机器人致动机理谐振

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尾鳍运动行为对仿鱼机器人稳态游动性能的影响

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机械工程学报 2011年第3期47卷 1-7页

作者：陈维山夏丹刘军考石胜君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

将速度收敛算法应用于仿鱼机器人自主游动的数值模拟研究中,以鱼体静止为初始条件,通过检验游动过程中的作用力动态修正游动速度,使其收敛到稳态值,进一步在收敛速度的基础上,研究尾鳍运动行为对仿鱼机器人稳态游动性能的影响,揭示其推... 详细信息

将速度收敛算法应用于仿鱼机器人自主游动的数值模拟研究中,以鱼体静止为初始条件,通过检验游动过程中的作用力动态修正游动速度,使其收敛到稳态值,进一步在收敛速度的基础上,研究尾鳍运动行为对仿鱼机器人稳态游动性能的影响,揭示其推进机理和流场结构。计算结果表明,改变尾鳍运动的相位差和最大击水角度,采用速度收敛算法可以有效地预测仿鱼机器人的稳态游动速度,进而获得尾鳍运动行为与稳态游动的推进力、功率消耗和推进效率的映射关系,三维流场结构清晰地反映了尾鳍运动行为对尾迹结构、尾迹强度的影响机制。研究结果对于预测仿鱼机器人的稳态游动速度,揭示尾鳍运动行为对仿鱼机器人稳态游动性能的影响机制,设计仿鱼机器人的运动参数具有重要意义。

关键词：仿鱼机器人尾鳍运动行为稳态游动性能

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冷轧带钢缺陷表面形状恢复新算法

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哈尔滨工业大学学报 2012年第5期44卷 52-57页

作者：杨永敏李戈赵杰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

为改善冷轧带钢表面缺陷分类识别性能,提出基于从阴影恢复形状原理的表面缺陷三维重构算法.针对表面缺陷检测系统的光路设计,提出一种改进的Oren-Nayar漫反射模型,结合透视投影模型推导出相应的反射图方程,利用基于高阶Lax-Friedrichs... 详细信息

为改善冷轧带钢表面缺陷分类识别性能,提出基于从阴影恢复形状原理的表面缺陷三维重构算法.针对表面缺陷检测系统的光路设计,提出一种改进的Oren-Nayar漫反射模型,结合透视投影模型推导出相应的反射图方程,利用基于高阶Lax-Friedrichs汉密尔顿函数和牛顿迭代相结合的快速扫描算法完成了该方程的求解,实现表面缺陷三维信息的提取.利用合成图像和表面缺陷图像进行三维重构实验,结果表明该算法重构精度高,验证了改进光照模型的正确性.该三维重构算法能够有效地提取冷轧带钢表面缺陷三维信息,有助于提高表面缺陷分类识别性能.

关键词：表面缺陷检测系统光照模型三维重构快速扫描

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基于气动肌腱驱动的拮抗式仿生关节设计与控制

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机械工程学报 2012年第17期48卷 1-9页

作者：于海涛郭伟谭宏伟李满天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150080

关节是仿生机器人机械系统的基本组成元素。在面向环境交互的仿生机器人系统中,关节的质量、体积以及功/重比直接影响系统的工作性能。与传统的电气、液压驱动方式相比,采用气动肌腱的驱动方式具有质量小、体积小和高功/重比等优势,具... 详细信息

关节是仿生机器人机械系统的基本组成元素。在面向环境交互的仿生机器人系统中,关节的质量、体积以及功/重比直接影响系统的工作性能。与传统的电气、液压驱动方式相比,采用气动肌腱的驱动方式具有质量小、体积小和高功/重比等优势,具有广阔的应用前景。从功能仿生角度出发,在分析人体肘关节骨骼结构特点和肌肉发力方式的基础上,设计一种基于气动肌腱驱动的拮抗式仿生关节。建立单根肌腱的数学模型,通过搭建气动肌腱工作特性试验平台对肌腱进行性能测试,采用最小二乘法对模型参数进行辨识。针对拮抗式仿生关节的构型进行运动学和动力学分析,提出基于肌腱模型的偏置输入气压控制方法,设计基于关节估计阻尼的扰动观测器对名义模型进行补偿,通过数值仿真对控制方法进行有效性验证。建立仿生关节运动控制试验系统,通过单关节轨迹跟踪试验验证了肌腱理论模型的正确性及控制策略的有效性。

关键词：仿生关节气动肌腱运动控制扰动观测器

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水下机器人LS-QP-Switch冗余推力分配策略

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吉林大学学报（工学版） 2020年第6期50卷 2274-2287页

作者：罗阳陶建国邓立平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

针对水下机器人HITUWV的冗余推力分配问题,首先通过建立矢量推进系统的数学模型,得到水下机器人推进器推力与作用于机器人本体上6自由度合力之间的关系。随后,提出了LS-QP-Switch推力分配策略,在满足实时性和推力饱和约束的前提下,实现... 详细信息

针对水下机器人HITUWV的冗余推力分配问题,首先通过建立矢量推进系统的数学模型,得到水下机器人推进器推力与作用于机器人本体上6自由度合力之间的关系。随后,提出了LS-QP-Switch推力分配策略,在满足实时性和推力饱和约束的前提下,实现了能耗最优的推力分配。最后,通过仿真验证了LS-QP-Switch推力分配策略的有效性。

关键词：水下机器人矢量推进系统冗余推力分配 LS-QP-Switch

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静脉穿刺机器人研究进展

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机械工程学报 2021年第3期57卷 1-10页

作者：何天宝郭闯强任浩姜力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

随着医疗技术的发展,静脉穿刺已经成为人体健康评估、病情诊断、治疗的必要手段,目前几乎全部依靠医护人员手动操作完成,自动化需求日益强烈。为了减轻医护人员的精神和体力负担,推进医疗自动化和智慧医疗的发展,在巨大的社会经济前景... 详细信息

随着医疗技术的发展,静脉穿刺已经成为人体健康评估、病情诊断、治疗的必要手段,目前几乎全部依靠医护人员手动操作完成,自动化需求日益强烈。为了减轻医护人员的精神和体力负担,推进医疗自动化和智慧医疗的发展,在巨大的社会经济前景的激励下,静脉穿刺机器人已成为世界范围内的研究热点,各大研究机构相继发布各自研究成果。简要概述了静脉穿刺机器人的发展现状,详细分析了所涉及的静脉感知、自主决策、机器人结构设计、控制方法等关键技术,总结了存在的问题和面临的挑战,并对未来发展趋势进行了展望。

关键词：静脉穿刺医疗机器人静脉识别感知反馈自主决策

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高粘性液体试剂的自动化微量分配系统

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机械工程学报 2009年第2期45卷 100-105页

作者：刘亚欣陈立国孙立宁荣伟彬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

在膜蛋白结晶等生物工程领域,常需要对高粘性生物试剂进行精确的分配和转移操作。研制一套液体操作机器人系统,它可以实现纳升级别高粘性试剂的精确分配操作。介绍该系统的结构原理,主要由运动控制模块、分配控制模块和液滴体积检测模... 详细信息

在膜蛋白结晶等生物工程领域,常需要对高粘性生物试剂进行精确的分配和转移操作。研制一套液体操作机器人系统,它可以实现纳升级别高粘性试剂的精确分配操作。介绍该系统的结构原理,主要由运动控制模块、分配控制模块和液滴体积检测模块等组成,分别用来实现液滴的精确分配操作和体积检测功能。接下来对影响试剂分配过程的因素进行分析,给出成功实现微量试剂液滴分配操作时,分配头与基板之间高度必须满足的临界高度范围。针对具有不同粘度的三种试剂进行分配试验,验证理论分析结果,结果表明该系统分配精度小于7%,重复精度(用变异系数表示)小于10%。

关键词：液体分配粘性试剂液滴体积检测

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实现预定游速的仿鱼机器人最佳效率运动规划

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机械工程学报 2010年第17期46卷 22-28页

作者：陈维山夏丹刘军考韩路辉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

对仿鱼机器人推进而言,实现一个预定的游动速度可能存在多种运动方式,其中效率最高的运动方式只有一种。对实现预定游速的仿鱼机器人获得最佳效率进行运动规划研究。运用数值模拟方法,获得仿鱼机器人的稳态游动速度,揭示其稳态速度、功... 详细信息

对仿鱼机器人推进而言,实现一个预定的游动速度可能存在多种运动方式,其中效率最高的运动方式只有一种。对实现预定游速的仿鱼机器人获得最佳效率进行运动规划研究。运用数值模拟方法,获得仿鱼机器人的稳态游动速度,揭示其稳态速度、功率消耗和推进效率与不同运动方式之间的内在规律;进一步以获得最佳效率为目标函数,以实现预定游速为约束条件,以摆动频率f和尾部最大摆幅Amax定义的运动空间为设计变量,对仿鱼机器人进行运动规划研究。结果表明,低f和高Amax的运动方式可以在实现预定游速的同时,获得最佳的推进效率。以实现预定游速2m·s–1为例,低f和高Amax的运动方式其推进效率较高f和低Amax提高了37.7%,二者的三维流场结构清晰地反映了这一规律。研究结果对于获得仿鱼机器人实现预定游速的高效运动规律,揭示稳态游动机理,设计仿鱼机器人的推进动作具有重要意义。

关键词：仿鱼机器人运动规划预定游速最佳效率流场结构

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