检索结果-内蒙古大学图书馆

空间科学与试验学报 2024年第3期1卷 89-97页

作者：李丽芳陈赟高定坤南冰倩王双雨姜生元郭朋真哈尔滨工业大学空间环境与物质作用全国重点实验室哈尔滨150080 哈尔滨工业大学哈尔滨工业大学机器人技术及系统全国重点实验室哈尔滨150080 哈尔滨工业大学激光空间信息全国重点实验室哈尔滨150080

在月表开展探测活动时,宇航员和设备的操作导致扬尘浓度远远高于自然状态下的扬尘。带电的月尘颗粒不仅会影响航天设备性能,其高度的磨损性和生物毒性还会对宇航员的健康构成严重威胁。为系统性地了解月尘污染,本文首先介绍了月尘的物... 详细信息

在月表开展探测活动时,宇航员和设备的操作导致扬尘浓度远远高于自然状态下的扬尘。带电的月尘颗粒不仅会影响航天设备性能,其高度的磨损性和生物毒性还会对宇航员的健康构成严重威胁。为系统性地了解月尘污染,本文首先介绍了月尘的物理、化学特性和带电特性,以便深入了解其污染行为的本质。其次总结以往探月任务中的月尘污染问题,详细分析了这种污染对探月设备各系统的危害。最后调研了已有月尘防控方案,评估了其优缺点、适用场景以及未来的发展方向,特别是对以电磁力为主的多种防尘除尘技术进行了详细分析。未来的研究将侧重于电场主动防尘与除尘关键技术在模拟月球环境中的应用,以确保月球探测活动的顺利进行和宇航员的健康安全。

关键词：带电月尘月尘污染月尘防控策略

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浅层月壤微定量采样铲设计与试验

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深空探测学报（中英文） 2023年第6期10卷 608-617页

作者：段张庆张伟伟王储田野巩雪鉴姜生元张云凤哈尔滨商业大学轻工学院哈尔滨150028 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150001 北京空间飞行器总体设计部北京100094 北京卫星制造厂有限公司北京100094

基于月球极区月壤挥发物丰度原位高精度分析对测试样本微量定量的要求,提出一种基于机械臂末端搭载的采样铲方案,由渐进式铲挖方式构建浅层月壤剖面,通过定容采样腔构型实现既定深处月壤样品微量定量采集,并在极端情况下可由铲齿刮取月... 详细信息

基于月球极区月壤挥发物丰度原位高精度分析对测试样本微量定量的要求,提出一种基于机械臂末端搭载的采样铲方案,由渐进式铲挖方式构建浅层月壤剖面,通过定容采样腔构型实现既定深处月壤样品微量定量采集,并在极端情况下可由铲齿刮取月壤水冰形成碎屑进行样本采集。为验证采样方案的可行性,搭建了模拟月壤剖面铲挖采样效能测试平台,开展了渐进式铲挖、定容式微量采样和振动式送样试验,试验结果表明采样铲具有130 mm深度剖面构建能力与200±30 mg微定量采样性能。研究成果可为中国月球极区月壤原位采样探测分析任务提供方案借鉴。

关键词：月球极区剖面铲挖采样铲微量定量

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多模态文本视觉大模型机器人地形感知算法研究

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图学学报 2025年

作者：孙浩谢滔何龙郭文忠虞永方吴其军王建伟东辉福州大学机械工程及自动化学院杭州智元研究院有限公司福州大学计算机与大数据学院哈尔滨工业大学机电工程学院哈尔滨工业大学机器人技术与系统全国重点实验室

提出一种基于多模态文本视觉大模型信息融合地形分割算法，旨在提升机器人在动态复杂环境下对地形的智能感知能力。算法集成了SLIC(Simple Linear Iterative Clustering)图像数据预处理、CLIP(Contrastive Language-Image Pre-Training)... 详细信息

提出一种基于多模态文本视觉大模型信息融合地形分割算法，旨在提升机器人在动态复杂环境下对地形的智能感知能力。算法集成了SLIC(Simple Linear Iterative Clustering)图像数据预处理、CLIP(Contrastive Language-Image Pre-Training)和SAM(Segment Anything Model)掩码生成模块、Dice系数(Dice coefficient， Dice)后处理。首先，对原始输入图像进行SLIC预处理，得到图像分割子块，通过增加提示点提高后续掩码质量，可显著提高地形分类准确度。然后，通过文本-图像预训练大模型CLIP，将输入视觉图像和预设地形文本信息进行匹配，并借助其可解释性和零次学习，生成各地形提示点集合。由SAM大模型接受上述集合生成带有语义标签的掩码数据，并通过Dice系数后处理筛选可用掩码。以Cityscapes数据集为地形分割样本，验证了所述算法相较于监督和无监督学习框架下主流分割算法的优越性。算法在无需标记数据的情况下，实现了76.58%的有效掩码生成率，IoU(Intersection over Union，IoU)达到90.14%。针对四足机器人地形感知任务，添加U-net编/解码器网络量化验证模块。以生成掩码作为数据集，构建轻量化地形分割模型，部署在四足机器人的边缘计算设备，并在真实环境中开展地形分割实验。实验结果表明，文章提出的两种掩码优化方法分别使模型MIoU(mean IoU)提升了2.36%，2.56%，最终轻量化模型MIoU达到96.34%，地形分割精度可靠。分割算法有效指导了机器人快速地从起点安全行进到目标地，并有效避开草地等非几何障碍物。

关键词：深度学习文本视觉大模型足式机器人地形感知计算机视觉

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基于ROS的磨抛机器人系统设计

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制造业自动化 2023年第12期45卷 123-126页

作者：穆煜裴丽蓉高永卓太原工业学院自动化系太原030008 哈尔滨工业大学机器人系统与技术国家重点实验室哈尔滨150080

水暖卫浴产品的手工磨抛存在抛光质量不稳定、产品一致性差等问题。此外,加工过程中的噪声与粉尘也会对工人的身体健康造成一定的伤害。为了有效地解决上述问题,研制出一套对工件进行磨削抛光的磨抛机器人系统,以多轴运动控制器(PMAC)... 详细信息

水暖卫浴产品的手工磨抛存在抛光质量不稳定、产品一致性差等问题。此外,加工过程中的噪声与粉尘也会对工人的身体健康造成一定的伤害。为了有效地解决上述问题,研制出一套对工件进行磨削抛光的磨抛机器人系统,以多轴运动控制器(PMAC)为核心搭建控制系统,基于机器人操作系统(ROS)与MoveIt!构建运动控制器,极大地提高了机器人系统的可操作性和可拓展性。现场试验结果表明,研发的磨抛机器人系统可以替代人工对工件进行磨抛加工,控制系统性能良好,产品质量稳定。

关键词：磨抛机器人 PMAC ROS MoveIt

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张拉整体机器人构型设计及非线性力学特性分析

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机床与液压 2023年第21期51卷 31-37页

作者：刘瑞伟林勋涛郭宏伟王春龙谢浩唐振宇广州航海学院船舶与海洋工程学院广东广州510725 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150001

六杆张拉整体结构通过索-杆间内力实现平衡,具有大位移强非线性的特点,在机器人的行星探索领域具有较大的应用潜力。为得到该结构的非线性力学性能,通过节点矩阵、连接矩阵、矢量矩阵建立结构数学分析模型。在此基础上,考虑几何非线性,... 详细信息

六杆张拉整体结构通过索-杆间内力实现平衡,具有大位移强非线性的特点,在机器人的行星探索领域具有较大的应用潜力。为得到该结构的非线性力学性能,通过节点矩阵、连接矩阵、矢量矩阵建立结构数学分析模型。在此基础上,考虑几何非线性,通过ANSYS软件建立力学分析模型,分析不同载荷及结构参数对张拉整体力学性能的影响。计算各参数的变形量敏感度,得出改善张拉整体结构力学性能的有效措施,最后研制了六杆张拉整体机器人样机进行翻滚实验,该结果为后续结构优化、运动学控制提供一定的理论支持。

关键词：张拉整体机器人构型设计非线性力学数学模型预应力

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封面图片说明

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哈尔滨工业大学学报 2024年第8期56卷 144-144页

作者：戴一鸣陈嘉琛刘晨东杨大鹏赵京东机器人技术与系统全国重点实验室(哈尔滨工业大学)

封面图片来自本期论文“可穿戴柔性上肢外骨骼的研究进展与展望”,是哈尔滨工业大学机器人技术与系统全国重点实验室赵京东教授、杨大鹏教授课题组为研究可穿戴柔性上肢外骨骼的发展现状和其面临的关键技术难题,针对目前该领域的研究进... 详细信息

封面图片来自本期论文“可穿戴柔性上肢外骨骼的研究进展与展望”,是哈尔滨工业大学机器人技术与系统全国重点实验室赵京东教授、杨大鹏教授课题组为研究可穿戴柔性上肢外骨骼的发展现状和其面临的关键技术难题,针对目前该领域的研究进展进行了分析与总结。外骨骼可以有效地提供保护、支撑等功能,解决高强度重复性工作导致的肢体疲劳和身体机能衰退以及中风或职业病导致的肢体运动障碍。此外,它们有能力通过额外的动力和功能来恢复或增强人类的运动能力。可穿戴柔性外骨骼作为一种新兴的外骨骼发展方向,相较于传统的刚性外骨骼,具有结构柔顺、人机交互性好和穿戴舒适性好等明显优势。

关键词：可穿戴人机交互性机器人技术外骨骼机能衰退重点实验室重复性工作关键技术难题

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空间站机械臂一体化关节设计与试验验证

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载人航天 2022年第5期28卷 666-674页

作者：李德伦朱超张运刘鑫王康谢宗武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150001 空间智能机器人系统技术与应用北京市重点实验室北京空间飞行器总体设计部北京100094

空间站核心舱配备的机械臂是空间站建造和健康运营的重要装备,它具有7个自由度,由7个关节、2个末端执行器等核心部件组成。关节是机械臂的关键设备,是机械臂执行舱段爬行、航天员EVA支持、舱段转位对接等重要任务的基础。针对机电热一... 详细信息

空间站核心舱配备的机械臂是空间站建造和健康运营的重要装备,它具有7个自由度,由7个关节、2个末端执行器等核心部件组成。关节是机械臂的关键设备,是机械臂执行舱段爬行、航天员EVA支持、舱段转位对接等重要任务的基础。针对机电热一体化、大输出力矩、高可靠、可维修等需求,进行了关节的系统设计、传动设计、控制系统设计、温度控制设计、可靠性设计和维修性设计,并开展了真空环境试验和可靠性试验,关节设计满足要求,通过试验验证。

关键词：空间站机械臂一体化关节设计验证高可靠可维修

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Stewart六维力传感器寿命特性的诊断与优化

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传感技术学报 2022年第7期35卷 873-880页

作者：李德伦高波张运谢宗武张兵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150001 空间智能机器人系统技术与应用北京市重点实验室北京空间飞行器总体设计部北京100094 陕西电器研究所陕西西安710065

为实现空间站在轨长寿命的应用要求,针对空间机械臂Stewart六维力(Stwart Six-Axis Force,SSAF)传感器使用寿命低的问题,开展了传感器寿命特性的诊断与分析优化。基于Stewart六维力传感器测量原理和名义应力疲劳寿命理论,推导出传感器... 详细信息

为实现空间站在轨长寿命的应用要求,针对空间机械臂Stewart六维力(Stwart Six-Axis Force,SSAF)传感器使用寿命低的问题,开展了传感器寿命特性的诊断与分析优化。基于Stewart六维力传感器测量原理和名义应力疲劳寿命理论,推导出传感器寿命特性与结构参数的关系模型,通过分析力和力矩一阶寿命特性的影响系数矩阵,给出传感器寿命特性的评价指标及判定依据;利用多目标优化方法,建立了传感器寿命特性的目标优化函数,得到寿命最优的传感器结构参数。综合指标计算、仿真与试验结果表明:基于寿命特性提出的一种Stewart六维力传感器结构参数优化方法可实现结构应力均衡化,改善结构应力集中分布问题,降低疲劳应力损伤的影响,有效提升SSAF传感器的使用寿命。

关键词：寿命优化六维力机械臂遗传算法

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高超声速变体飞行器关键技术研究综述

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航空科学技术 2024年第5期35卷 28-44页

作者：程归杨广郭宏伟周翔上海交通大学上海200240 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150001

高超声速变体飞行器有潜力通过变形提升飞行器在宽速域、大空域飞行全包线下的适用性,在未来的民用与军事领域都具有极大的战略意义。本文主要对高超声速变体飞行器的研究进展进行综述,阐述了国内外高超声速和变体飞行器项目的研究进展... 详细信息

高超声速变体飞行器有潜力通过变形提升飞行器在宽速域、大空域飞行全包线下的适用性,在未来的民用与军事领域都具有极大的战略意义。本文主要对高超声速变体飞行器的研究进展进行综述,阐述了国内外高超声速和变体飞行器项目的研究进展和现状,并且对现有的高超声速变体飞行器的主要变形方式进行了分类与介绍。同时,总结了高超声速变体飞行器在变构型机构设计方法与理论、高功重比与快速响应的驱动设计、可承载大变形蒙皮、承载/热防护一体化结构设计等方面的技术难点,提出了高超声速变体飞行器的后续研究发展方向,以期对后续高超声速变体飞行器的相关研究提供一定的参考。

关键词：高超声速变体飞行器跨域变形翼结构设计

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面向新能源浮标的平面摆式波浪能收集装置研究

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机械工程学报 2021年第12期57卷 275-284页

作者：李云飞耿江军汤添益房艳马昕陈朝晖陈涛刘会聪孙立宁苏州大学机电工程学院苏州215123 江苏省先进机器人技术重点实验室苏州215123 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 中国海洋大学物理海洋实验室青岛266071

波浪能是世界上分布最广泛的可再生能源之一。海洋环境中波浪运动随机复杂且频率极低,这为海洋波浪能的高效收集利用提出挑战。设计了一种混沌平面摆式波浪能收集装置,其中混沌平面摆作为超低频随机波浪俘能机构,配合齿轮增速传递机构... 详细信息

波浪能是世界上分布最广泛的可再生能源之一。海洋环境中波浪运动随机复杂且频率极低,这为海洋波浪能的高效收集利用提出挑战。设计了一种混沌平面摆式波浪能收集装置,其中混沌平面摆作为超低频随机波浪俘能机构,配合齿轮增速传递机构与电磁旋转机构实现波浪能收集装置的高功率输出。为更好响应浮标在海洋中的运动激励,对俘能机构进行动力学分析建模与优化。针对装置输出电压无规律且低频交流的特性,设计功率采样跟踪升压存储的电源管理电路。通过实验室测试与实际近海测试,装置能够对复杂波浪产生最大10 V的开路电压,最大输出功率约205 mW。海试中,4小时可将200 mAh锂电池电压由3.12 V充电至3.6 V,能够作为新能源海洋浮标低功耗传感器的可持续电源。

关键词：波浪能收集装置平面摆式俘能机制超低频电源管理电路可持续供电

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