检索结果-内蒙古大学图书馆

机械工程学报 2010年第1期46卷 48-54,61页

作者：夏丹刘军考陈维山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

将速度收敛算法应用于仿鱼机器人直线游动的数值模拟研究中,任意给定初始速度,通过检验游动过程中推进力和阻力的数值动态修正鱼体的游动速度,使其收敛到稳态值,进一步在收敛速度的基础上,对仿鱼机器人稳态游动的力学性能进行数值模拟,... 详细信息

将速度收敛算法应用于仿鱼机器人直线游动的数值模拟研究中,任意给定初始速度,通过检验游动过程中推进力和阻力的数值动态修正鱼体的游动速度,使其收敛到稳态值,进一步在收敛速度的基础上,对仿鱼机器人稳态游动的力学性能进行数值模拟,揭示其推进机理和流场结构。计算结果表明,改变摆动频率和尾部最大摆幅,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,进而获得稳态游动的推进力、功率消耗和推进效率,三维流场结构清晰地反映尾部交变的正压梯度与头部的逆压梯度效应。研究结果对于预测仿鱼机器人的稳态游动速度,揭示稳态游动下仿鱼机器人的推进机理,设计仿鱼机器人的运动参数具有重要意义。

关键词：仿鱼机器人速度收敛算法收敛速度推进机理流场结构

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腱驱动假手手指运动及力分析

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哈尔滨工业大学学报 2012年第5期44卷 46-51页

作者：刘伊威任伟高一夫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

为优化多自由度假手的机械结构,降低其复杂性以及提高其可靠性,采用腱驱动方法实现假手单手指的独立运动.腱驱动假手手指由驱动腱、钢丝轮、3个指节、3个关节及关节扭簧等构成,关节扭簧实现关节的预紧和腱松弛后关节的回复运动.对弹簧... 详细信息

为优化多自由度假手的机械结构,降低其复杂性以及提高其可靠性,采用腱驱动方法实现假手单手指的独立运动.腱驱动假手手指由驱动腱、钢丝轮、3个指节、3个关节及关节扭簧等构成,关节扭簧实现关节的预紧和腱松弛后关节的回复运动.对弹簧刚度进行优化设计,实现腱驱动的手指各关节的顺序弯曲及手指的大抓握.分析了手指抓取时各指节所受接触力与钢丝轮驱动力矩之间的关系.建立了手指的动力学模型,得到手指的动力学方程.数值计算与仿真分析比较证明了理论计算的正确性,手指运动及抓握实验证明了该种结构手指的可行性.腱驱动的假手手指具有零件少、结构简单、可靠性高等优点,为多自由度假手的研制提供了有利条件.

关键词：假手手指结构腱驱动欠驱动手指动力学模型

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基于多虚拟元件的直腿四足机器人Trot步态控制

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吉林大学学报（工学版） 2015年第5期45卷 1502-1511页

作者：李满天蒋振宇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哈尔滨150080

为了提高四足机器人在未知复杂地形下的快速平稳通过能力,基于直腿四足机器人模型对机器人着地相控制方法进行了研究。首先,针对在复杂路面下的运动工况,建立了直腿四足机器人的运动学和动力学模型。其次,基于弹簧负载倒立摆动力学特性... 详细信息

为了提高四足机器人在未知复杂地形下的快速平稳通过能力,基于直腿四足机器人模型对机器人着地相控制方法进行了研究。首先,针对在复杂路面下的运动工况,建立了直腿四足机器人的运动学和动力学模型。其次,基于弹簧负载倒立摆动力学特性,在机身多个自由度上引入弹性阻尼等虚拟元件,在着地相过程中实现了对包括前进等在内的多个机身运动自由度的控制。最后,在虚拟样机仿真中实现了机器人在平坦路面和复杂路面下的运动,验证了控制方法的正确性和有效性。通过对仿真结果的分析,总结出两种控制策略在运动平稳性、能耗水平和耦合运动等方面的优劣,为提高机器人在不同运行工况下的综合运动性能奠定了基础。

关键词：自动控制技术四足机器人运动控制对角小跑步态

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轮地力学模型参数灵敏度分析与主参数估计

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航空学报 2021年第1期42卷 246-258页

作者：周如意丰文浩邓宗全高海波丁亮李楠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

在星球探测过程中,星球车需要估计地面力学参数以及时调整控制策略.快速适应地形变化。针对形式复杂,参数耦合的轮地相互作用模型,采用Sobol灵敏度分析方法,分别对模型中的地面承压特性参数和剪切特性参数的灵敏度进行定量分析,筛选出... 详细信息

在星球探测过程中,星球车需要估计地面力学参数以及时调整控制策略.快速适应地形变化。针对形式复杂,参数耦合的轮地相互作用模型,采用Sobol灵敏度分析方法,分别对模型中的地面承压特性参数和剪切特性参数的灵敏度进行定量分析,筛选出沉陷指数与内摩擦角作为模型的主导参数,用于反映地面承压特性和剪切特性的变化。基于轮地相互作用力学平衡方程,通过简化应力分布公式,进一步推导出主导参数的解析表达式。通过以典型值固定非主导参数.利用系统状态参数和滤波处理完成地面力学特性主导参数的估计。结果表明,所提出的地面力学主导参数解析式及相应的估计方法能够快速反映地形的变化,沉陷指数估计的平均相对误差为2.8%.内摩擦角估计的平均相对误差小于3%。估计结果可准确预测车轮牵引力,为实现实时控制提供必要信息。

关键词：灵敏度分析:参数估计轮地相互作用主导参数解析模型

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再现软组织特性的小球作用模型

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计算机辅助设计与图形学学报 2014年第8期26卷 1346-1353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哈尔滨150080

针对生物软组织的复杂物理性质,提出一种小球作用模型,该模型的小球间作用具有弹簧阻尼和直接接触2种形式.首先分别对2种小球作用形式进行物理建模,并求解模型中小球的位置变化量;然后以胆囊为实例,实现了虚拟现实环境中软组织在外力作... 详细信息

针对生物软组织的复杂物理性质,提出一种小球作用模型,该模型的小球间作用具有弹簧阻尼和直接接触2种形式.首先分别对2种小球作用形式进行物理建模,并求解模型中小球的位置变化量;然后以胆囊为实例,实现了虚拟现实环境中软组织在外力作用下的几何形变和切割特性的仿真.仿真实验结果表明,文中模型可以有效地反映软组织的黏性和准不可压缩性等性质,能够在虚拟手术中真实地再现软组织的生物力学特性.

关键词：生物软组织小球作用弹簧阻尼接触模型软组织特性仿真

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一种新型大中心孔绝对式磁编码器

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仪器仪表学报 2016年第7期37卷 1532-1538页

作者：邹添倪风雷李斐然刘宏朱映远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

为测量机器人关节端角度和电机端位置,研制一种基于霍尔原理的新型绝对式磁编码器,采用大中心孔结构,具有大的中心孔、体积小、结构紧凑、分辨率高、绝对式位置测量等特点。传感器由转子和定子组成,转子的磁码盘包括主码道和游标码道,... 详细信息

为测量机器人关节端角度和电机端位置,研制一种基于霍尔原理的新型绝对式磁编码器,采用大中心孔结构,具有大的中心孔、体积小、结构紧凑、分辨率高、绝对式位置测量等特点。传感器由转子和定子组成,转子的磁码盘包括主码道和游标码道,定子由霍尔敏感芯片和信号调理电路板组成;根据游标计算原理,得到了传感器绝对角度的计算方法。通过仿真软件分析了转子的磁场分布和模态;为进一步提高磁编码器的输出精度,提出一种基于遗传优化算法的误差补偿模型,搭建了传感器的标定平台,实验结果表明传感器绝对定位精度可以达到0.2°,经过模型补偿后可以达到0.036°,满足机器人关节及伺服系统设计要求。

关键词：绝对位置传感器磁编码器大中心孔结构游标测量原理

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离子聚合物金属复合材料驱动器在机器人中的应用进展

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机械工程学报 2017年第9期53卷 1-13页

作者：郭闯强吴春亚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

离子聚合物-金属复合材料(Ionic polymer-metal composites,IPMC)作为一种特点突出?性能优良的软体智能材料,具有极高的研究和实用价值,受到了国内外研究人员的广泛关注。基于此,对IPMC驱动器的基本原理、结构组成,及其在机器人领域中... 详细信息

离子聚合物-金属复合材料(Ionic polymer-metal composites,IPMC)作为一种特点突出?性能优良的软体智能材料,具有极高的研究和实用价值,受到了国内外研究人员的广泛关注。基于此,对IPMC驱动器的基本原理、结构组成,及其在机器人领域中的应用现状进行了总结,重点分析新近出现的离子交换薄膜和复合电极材料的特性及其对IPMC性能的影响,概括IPMC驱动器的成膜、镀层和封装等制备工艺的发展现状。深入分析面向数字化控制应用的IPMC驱动器建模方法和控制策略的理论研究进展,并在综合探讨IPMC驱动器所面临的技术挑战基础上,对其在机器人领域的应用前景进行展望。

关键词：机器人驱动器人工肌肉离子聚合物金属复合材料

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考虑足地作用的足式机器人环境表征与路径规划

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机械工程学报 2020年第23期56卷 21-33页

作者：徐鹏丁亮高海波周如意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哈尔滨150080

足式机器人在行走过程中,足端与地面之间的相互作用影响机器人的地面通过情况。足地作用与地表的几何形状和地面的物理特性息息相关,因此仅基于几何特性地图进行路径规划难以满足野外环境下规避松软沙土等非几何危险的需求。针对该问题... 详细信息

足式机器人在行走过程中,足端与地面之间的相互作用影响机器人的地面通过情况。足地作用与地表的几何形状和地面的物理特性息息相关,因此仅基于几何特性地图进行路径规划难以满足野外环境下规避松软沙土等非几何危险的需求。针对该问题,考虑足地作用力学提出包含几何与物理特性的环境模型进行足式机器人路径规划。通过简化和统一软硬地面下的足地作用模型,提出表征地面法向松软特性和切向摩擦特性的参数化指标,结合几何特性构建更全面的环境模型。综合考虑影响机器人通过性的地面几何与物理特征,重构路径规划的优化目标,通过图搜索算法实现最优路径规划。以六足机器人Elspider为对象进行仿真和试验,验证了所提出的方法能够有效规避非几何危险,实现了更安全、通过性更强的路径规划。

关键词：环境表征物理特征足式机器人路径规划

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手术机器人运动再现及最优布置系统

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西安交通大学学报 2013年第12期47卷 116-122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哈尔滨150080

针对外科手术机器人培训和术前布置困难的特点,提出了一种辅助医生实施机器人手术培训和优化机器人术前布置的方法。该方法使用位姿分离的运动映射策略建立了虚拟机器人主从运动控制模型,在三维虚拟现实环境中再现了手术机器人的基本动... 详细信息

针对外科手术机器人培训和术前布置困难的特点,提出了一种辅助医生实施机器人手术培训和优化机器人术前布置的方法。该方法使用位姿分离的运动映射策略建立了虚拟机器人主从运动控制模型,在三维虚拟现实环境中再现了手术机器人的基本动作;以多臂协作能力为目标函数构建了粒子群优化模型,在兼顾手术机器人性能和手术空间内部差异的前提下可以直观地引导医生完成复杂的术前设置工作,优先保证手术空间内部重要区域的多臂协作能力。实验结果表明,基于该方法构建的系统可以准确模拟手术机器人的动作以辅助机器人手术的预演及训练,可以有效获取术前最优布置从而有效地提高手术机器人的工作性能。

关键词：机器人手术机器人布置虚拟现实运动仿真布置优化

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形状记忆合金驱动导管机器人的动力学仿真研究

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高技术通讯 2010年第5期20卷 499-504页

作者：付宜利颜增翼刘浩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

研究了由骨架弹簧和形状记忆合金(SMA)螺旋弹簧组成的柔性导管机器人的动态特性。基于导管力学模型、SMA的本构和传热方程,系统地提出了一套完整的建模方法。由于SMA具有滞回和饱和等强非线性属性,传统的比例积分微分(PID)控制方法用于... 详细信息

研究了由骨架弹簧和形状记忆合金(SMA)螺旋弹簧组成的柔性导管机器人的动态特性。基于导管力学模型、SMA的本构和传热方程,系统地提出了一套完整的建模方法。由于SMA具有滞回和饱和等强非线性属性,传统的比例积分微分(PID)控制方法用于导管机器人中很难获得精确的控制效果,因此针对性地设计了参数自整定模糊PID控制器。仿真结果验证了模型的正确性,并显示出模糊PID对这种结构具有良好的控制效果。这种建模和控制方法,为单个SMA弹簧驱动导管机器人的实际应用和多驱动器的导管机器人的控制研究奠定了基础。

关键词：形状记忆合金(SMA) 导管机器人弯曲角度滞回非线性模糊PID

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