检索结果-内蒙古大学图书馆

机械工程学报 2010年第23期46卷 1-7,15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

采用计算流体力学方法对自主游动的仿鱼机器人进行数值模拟,给定相同的物理模型,将鱼体分别按照鲹科模式和鲔科模式运动学进行游动,提取两种模式的力能学和流场结构信息。通过比较二者的收敛速度、推进力和侧向力、功率消耗和推进效率... 详细信息

采用计算流体力学方法对自主游动的仿鱼机器人进行数值模拟,给定相同的物理模型,将鱼体分别按照鲹科模式和鲔科模式运动学进行游动,提取两种模式的力能学和流场结构信息。通过比较二者的收敛速度、推进力和侧向力、功率消耗和推进效率、流场结构的差异,归纳出提高仿鱼机器人游动性能的影响因素。结果表明,鲹科模式中的'波动鱼尾'和鲔科模式中的'摆动鱼尾'在自主游动中起到了极为可观的作用;鲹科模式具有良好的综合游动性能,只有在合理的参数范围内,鲔科模式的游动性能才会较鲹科更为占优;对于鲔科模式而言,欲获得理想的收敛速度和推进效率,应优先选择合理的最大击水角度,再依据快速和高效的不同目标适当调整相位差。研究结果对于理解鲹科和鲔科仿鱼机器人的自主游动机理、开发新型仿鱼机器人具有重要意义。

关键词：仿鱼机器人鲹科模式鲔科模式运动学力能学

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模块化机器人的双输出CPG网络调相运动控制

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哈尔滨工业大学学报 2013年第7期45卷 47-52页

作者：崔馨丹朱延河王晓露唐术锋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

为了增强模块化机器人的灵活性,以及对其多模式运动进行更简单有效地控制,结合阵列式和串联式自重构机器人的特点,设计基于万向式关节的双自由度UBot模块,并根据两个关节之间的相互抑制关系,结合生物学的中枢模式发生器(CPG)运动控制原... 详细信息

为了增强模块化机器人的灵活性,以及对其多模式运动进行更简单有效地控制,结合阵列式和串联式自重构机器人的特点,设计基于万向式关节的双自由度UBot模块,并根据两个关节之间的相互抑制关系,结合生物学的中枢模式发生器(CPG)运动控制原理,设计具有双输出的CPG网络调相运动控制器.通过调整CPG间的连接权重以及每个CPG中两组输出的关系,调解运动控制信号间的相位差值,有效地控制UBot模块化机器人的整体协调运动.应用这种控制方法控制了模块化机器人的3种运动模式:四足运动、蠕动和多节虫运动,在ADAMS仿真环境下进行了运动仿真实验,并在UBot模块化自重构平台上分别进行了3种构型的实体运动试验.实验结果验证了双输出CPG调相网络对模块化机器人运动控制的有效性和实用性.

关键词：模块化机器人自重构中枢模式发生器(CPG) 运动控制 UBot

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电驱动重载六足机器人关节转速分析方法

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机械工程学报 2013年第23期49卷 44-52页

作者：庄红超高海波邓宗全丁亮刘振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

为合理匹配电驱动重载六足机器人关节的驱动装置和传动装置,提出一种快速、精确获得关节转速的方法。基于某一关节转动以实现机器人最大步行速度指标,建立该关节转角与机器人最大步行速度指标的数学关系式,研究螃蟹型三角步态下的髋关... 详细信息

为合理匹配电驱动重载六足机器人关节的驱动装置和传动装置,提出一种快速、精确获得关节转速的方法。基于某一关节转动以实现机器人最大步行速度指标,建立该关节转角与机器人最大步行速度指标的数学关系式,研究螃蟹型三角步态下的髋关节和膝关节在最小摆角和最大摆角时的相应输出转速以及蚂蚁型三角步态下的跟关节输出转速,并获得跟关节转角和转速随髋、膝关节夹角的变化趋势。根据ADAMS软件和研制的机器人单腿与样机,进行关节转速的仿真验证和试验分析,分别获得机器人承载平台重心的速度曲线和关节伺服电动机脉冲数曲线。仿真和试验结果表明,机器人关节转速分析方法具有合理性和有效性,能够可靠地应用于重载多足机器人的研制。

关键词：重载六足机器人关节转速转角 ADAMS仿真

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面向空间应用的3-R(SRS)RP多环机构操作臂结构设计及逆运动学分析

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机械工程学报 2021年第7期57卷 1-9页

作者：闫辉垠李传扬郭宏伟郭文尚刘荣强唐德威李兵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

针对空间在轨操作任务需求,为了得到高刚度、高强度、多活动度和大工作空间的操作臂,将多个3-R(SRS)RP多环机构模块串联组成多环机构操作臂。基于多环机构构型,提出一种空间操作臂整机结构设计方案:包含SRS复合铰链结构设计、多环机构... 详细信息

针对空间在轨操作任务需求,为了得到高刚度、高强度、多活动度和大工作空间的操作臂,将多个3-R(SRS)RP多环机构模块串联组成多环机构操作臂。基于多环机构构型,提出一种空间操作臂整机结构设计方案:包含SRS复合铰链结构设计、多环机构模块结构设计、多环机构系统结构设计。SRS复合铰链的结构设计是基于一种改进的球副机构展开,该球副构型可复合双球副及额外转动副,且所有运动轴线相交于一点,提高了运动精度并简化了运动学模型。模块及系统结构设计主要表现在多环机构模块之间的连接平台和连接杆件的结构规划,以保证动、静平台上转动副轴线重合,满足折展和弯曲等运动需求,并解决了运动链耦合时的结构干涉问题。此外,建立了多环机构模块及系统的逆运动学模型,并进行了逆运动学分析。通过数值求解其工作空间发现,三模块操作臂在工作空间即可实现大的可达工作空间及弯曲角度。这一结论为后续样机的研制提供了理论基础。

关键词： 3-R(SRS)RP多环机构结构设计逆运动学分析工作空间

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一种垂直起降运载器支腿构型设计与尺度优化

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机械工程学报 2021年第15期57卷 33-44页

作者：田保林于海涛高海波刘振于红英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

实现垂直起降运载器可重复使用是大幅降低发射成本的重要途径。运载器在完成发射任务返回着陆场后,依次执行着陆支腿展开、锁定及落地缓冲以实现平稳软着陆。针对运载器着陆支腿构型,以图论分析为切入点,确立了多种单自由度支腿展开方案... 详细信息

实现垂直起降运载器可重复使用是大幅降低发射成本的重要途径。运载器在完成发射任务返回着陆场后,依次执行着陆支腿展开、锁定及落地缓冲以实现平稳软着陆。针对运载器着陆支腿构型,以图论分析为切入点,确立了多种单自由度支腿展开方案,依据基于动力学模型计算机构性能的评判指标,完成支撑构型方案优选。在此基础上建立支腿尺度参数化模型并推导着陆极限工况下的杆件受力方程,以支腿轻量化和改善铰链受力为目标,对支腿结构参数进行优化。最后完成了机构方案设计并对着陆支腿强度、模态及着陆性能进行分析。仿真结果表明,优化结果及力学性能满足工程使用需要。研究成果可为未来重复使用运载器的研制提供方案参考和技术支持。

关键词：运载器回收构型设计尺度优化动力学分析

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垂直降落运载器着陆动力学建模与稳定性分析

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机械工程学报 2020年第11期56卷 37-47页

作者：王英超高海波于海涛刘振丁亮宋宝玉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

目前,垂直起降运载器的可重复使用是大量节约空间进入成本的直接有效方式。如若运载器在整个着陆过程中维持未倾翻状态直至安全着陆,则意味着实现了运载器的成功回收。在垂直起降可重复使用运载器着陆过程中,利用着陆装置吸收冲击能量... 详细信息

目前,垂直起降运载器的可重复使用是大量节约空间进入成本的直接有效方式。如若运载器在整个着陆过程中维持未倾翻状态直至安全着陆,则意味着实现了运载器的成功回收。在垂直起降可重复使用运载器着陆过程中,利用着陆装置吸收冲击能量以协助运载器实现稳定是其最终环节,此过程对运载器能否安全着陆有重要影响。针对支腿式运载器着陆装置,在传统多体动力学分析基础上,引入含摩擦单点碰撞模型以模拟足地碰撞引起的动力学不连续过程,建立典型着陆模式下运载器各着陆状态动力学方程,构建腿式着陆装置运载器完整着陆过程有限状态机。通过数值仿真计算,对运载器着陆结果进行参数化区间划分,获得稳定着陆的参数组合,可为后续运载器着陆控制提供策略参考和技术支撑。

关键词：运载器回收动力学建模碰撞稳定性

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空间机械臂力学模拟件的设计与优化

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南京航空航天大学学报 2012年第4期44卷 532-537页

作者：刘俊秀邓宗全岳洪浩陈正生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

为降低机械臂进行地面力学实验时的成本,真实地反映机械臂的力学性能,提出一种机械臂等效力学特性的设计方法,并对机械臂力学模拟件的参数进行优化。根据机械臂的结构原理,对机械臂关节的轴承刚度、扭转刚度进行等效设计,通过目标达到... 详细信息

为降低机械臂进行地面力学实验时的成本,真实地反映机械臂的力学性能,提出一种机械臂等效力学特性的设计方法,并对机械臂力学模拟件的参数进行优化。根据机械臂的结构原理,对机械臂关节的轴承刚度、扭转刚度进行等效设计,通过目标达到法对机械臂力学模拟件的参数进行优化,将力学模拟件与机械臂各质量模块的质量、质心坐标、质心各方向转动惯量等关键参数进行对比并进行实验验证。结果表明,力学模拟件与机械臂各关节模块力学参数基本一致,力学模拟件能够满足实验要求,可降低力学环境实验成本。

关键词：机械臂力学模拟件多目标优化序列二次规划法

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月球车轮地相互作用力学模型解耦及其应用

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哈尔滨工业大学学报 2011年第1期43卷 56-61页

作者：丁亮高海波邓宗全陶建国熊历冰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150080

针对高度耦合的月球车轮地相互作用力学积分模型很难在实际中应用的问题,采用应力分布线性化、忽略比重较小的耦合项等方法,推导了解耦的封闭解析模型.利用轮地相互作用测试平台,对具有不同尺寸和不同轮刺的6种车轮进行试验.基于解耦模... 详细信息

针对高度耦合的月球车轮地相互作用力学积分模型很难在实际中应用的问题,采用应力分布线性化、忽略比重较小的耦合项等方法,推导了解耦的封闭解析模型.利用轮地相互作用测试平台,对具有不同尺寸和不同轮刺的6种车轮进行试验.基于解耦模型研究了土壤参数的辨识方法,对轮地作用过程中的8个未知参数进行了辨识,并利用试验数据验证了该方法的合理性.由于辨识的参数对于简化误差具有补偿作用,解耦解析模型可以对挂钩牵引力、驱动阻力矩、沉陷量、滑转率等进行精度较高的预测,进而可以较好地应用于月球车的动力学仿真和控制算法设计.

关键词：月球车轮地相互作用力解耦参数辨识

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反映载荷影响的星球车车轮试验及模型研究

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机械工程学报 2024年第14期60卷 263-271页

作者：袁野杨怀广丁亮兰清宁杨超杰高海波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150080

星球车在上下坡或以蠕动、抬轮等步态移动时,车轮的垂直载荷会发生明显变化,分析载荷对轮地相互作用的影响可以对星球车地面巡视任务提供支持。利用单轮测试台进行多种载荷情况下的单轮试验,得出车轮沉陷量、驱动阻力矩和挂钩牵引力随... 详细信息

星球车在上下坡或以蠕动、抬轮等步态移动时,车轮的垂直载荷会发生明显变化,分析载荷对轮地相互作用的影响可以对星球车地面巡视任务提供支持。利用单轮测试台进行多种载荷情况下的单轮试验,得出车轮沉陷量、驱动阻力矩和挂钩牵引力随垂直载荷的变化规律。以240 kg火星车六轮均载的近似载荷值160 N作为典型情况,采用基于泰勒级数和Sobol方差分解的解析方法分析轮地相互作用模型中各参数的灵敏度。结果表明,承压特性参数沉陷指数和剪切特性参数土壤内摩擦角具有较高的灵敏度。结合试验数据及各参数灵敏度,分析车轮载荷对轮地相互作用模型的影响,建立反映载荷影响的沉陷指数模型,该模型对试验数据的拟合优度可达0.99,对挂钩牵引力的估计误差大部分在±5 N以内,对车轮沉陷量的估计误差不超过3 mm。

关键词：地面力学载荷影响沉陷指数灵敏度分析星球车

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星球车车轮原地转向沉陷试验及模型研究

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机械工程学报 2017年第8期53卷 99-108页

作者：杨怀广丁亮高海波郭军龙邓宗全刘振吕焱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150080

星球车转向沉陷量是其转向力学研究的基础,可以对星球车转向机构设计、车轮转向控制及仿真提供支持。利用星球车单轮测试台进行车轮原地转向沉陷量测试试验,分析了垂直载荷和轮刺高度等因素对沉陷量的影响。结合试验数据对传统转向沉陷... 详细信息

星球车转向沉陷量是其转向力学研究的基础,可以对星球车转向机构设计、车轮转向控制及仿真提供支持。利用星球车单轮测试台进行车轮原地转向沉陷量测试试验,分析了垂直载荷和轮刺高度等因素对沉陷量的影响。结合试验数据对传统转向沉陷量模型进行分析,发现通过改变沉陷指数可以极大的提高沉陷量的计算精度。进而对沉陷指数进行辨识和分析,并推导出两种沉陷指数的理论计算模型。基于沉陷指数模型推导了修正的沉陷量计算模型,其对于沉陷量的预测结果与试验数据相比最大相对误差约为5%,确定系数大于0.97,证明该模型可以反映车轮转向过程中由于土壤压实和流动等因素引起的动态沉陷。

关键词：地面力学车轮转向沉陷量变沉陷指数星球车

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