检索结果-内蒙古大学图书馆

机械工程学报 2021年第5期57卷 114-132页

作者：吴春亚吴佳昊吴喆冉李曦光黄俊杰陈明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 哈尔滨工业大学机电工程学院哈尔滨150080 内蒙古科技大学生命科学与技术学院包头014010

离体构建生物组织和器官一直以来都是医学界和工程界共同面临的重要难题。由于三维组织结构成型复杂、微环境控制难度大、商业应用下的生产效率和可重复性等因素限制,传统制造方法很难实现生物组织和器官的有效构建。医学模型和生物相... 详细信息

离体构建生物组织和器官一直以来都是医学界和工程界共同面临的重要难题。由于三维组织结构成型复杂、微环境控制难度大、商业应用下的生产效率和可重复性等因素限制,传统制造方法很难实现生物组织和器官的有效构建。医学模型和生物相容性支架打印技术已发展较为成熟,但相对固定的加工工艺限制了其在活性生物材料打印领域的拓展;4D生物打印技术的概念提出较晚,重点在于产品的可编程性变形,但有关响应性材料的研究仍然较少。采用生物活性物质和生物兼容性材料作为打印墨水的生物3D打印技术,在复杂内部型腔和外部结构的构建方面优势凸显,可以实现器官组织的个性化定制,并高效生成三维活性构建体,在组织工程中的应用潜力巨大。着眼于生物3D打印中关键技术的发展态势,重点分析面向不同器官组织和功能性支架的生物3D打印机理及应用现状,并探讨其在发展过程中需要面临的挑战和仍需注重解决的问题,希望能为后续生物3D打印技术研究工作的大规模推进提供参考。

关键词：生物打印生物墨水组织器官生物相容性支架

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基于机器视觉零件轴线直线度误差测量的研究

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光学精密工程 2021年第9期29卷 2168-2177页

作者：张伟韩宗旺程祥荣伟彬郑宏宇山东理工大学机械工程学院山东淄博255000 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

轴类零件的直线度误差是判断其是否合格的一个重要标准。针对接触测量轴零件直线度误差效率低、精度不高等问题,设计一个针对小型轴类零件直线度误差测量的平台;采用一种基于自适应阈值的八邻域空心梯度加权的清晰度评价函数用于相机自... 详细信息

轴类零件的直线度误差是判断其是否合格的一个重要标准。针对接触测量轴零件直线度误差效率低、精度不高等问题,设计一个针对小型轴类零件直线度误差测量的平台;采用一种基于自适应阈值的八邻域空心梯度加权的清晰度评价函数用于相机自动对焦,经图像预处理、形态学操作、亚像素级边缘坐标提取后,通过径向局部区域搜索的方法得到零件中心轴线;提出基于最小区域的大变异双切点交叉遗传算法来评定零件中心轴线的直线度误差;采用图像用户界面集成评定算法。结果表明文中方法评定误差优于最小二乘法、分割逼近法和最小区域法,与文献中算法的评定结果基本一致。最后与三坐标测量仪测量结果进行对比,其中94%以上的测量结果相差10μm以内,因而本检测系统能够用于小型轴类零件轴线的直线度误差的测量中。

关键词：机器视觉直线度误差清晰度函数亚像素边缘检测大变异双切点交叉遗传算法

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考虑廓形特征的机器人异型盘磨削接触力建模

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表面技术 2024年第12期53卷 167-180页

作者：郭万金吴广朱恒陈柱宏詹子立曹雏清赵立军郭磊朱文锋长安大学道路施工技术与装备教育部重点实验室西安710064 长三角哈特机器人产业技术研究院安徽芜湖241007 埃夫特智能装备股份有限公司安徽芜湖241060 芜湖哈特机器人产业技术研究有限公司安徽芜湖241007 安徽工程大学计算机与信息学院安徽芜湖241000 哈尔滨工业大学机电工程学院哈尔滨150000

目的为表征具有尖端小、比压大廓形特征的机器人异型盘磨削接触力,针对异型盘薄板与橡胶板双层结构形式,提出一种考虑廓形特征影响的包含薄板挠曲形变和橡胶板弹性形变的机器人异型盘磨削接触力建模方法。方法首先,基于弹性薄板弯曲理论... 详细信息

目的为表征具有尖端小、比压大廓形特征的机器人异型盘磨削接触力,针对异型盘薄板与橡胶板双层结构形式,提出一种考虑廓形特征影响的包含薄板挠曲形变和橡胶板弹性形变的机器人异型盘磨削接触力建模方法。方法首先,基于弹性薄板弯曲理论,分析薄板挠曲形变与接触力关系。其次,依据静态弹性理论,建立橡胶板在弹性形变区域内弹性形变与接触力模型。再次,开展有限元数值模拟实验求解橡胶板弹性形变参数和薄板挠曲形变参数,并通过变量替换建立接触力与异型盘法向进给位移数值形式反函数模型。最后,搭建机器人异型盘磨削实验平台,分别开展1种平面与3种曲率曲面工件的机器人异型盘接触力模型验证实验和1种侧曲面圆台铸铁工件的机器人异型盘磨削一致性验证实验。结果机器人异型盘接触力模型验证实验结果表明,当盘倾角较大时,能够较为准确地预测接触力。机器人异型盘磨削一致性验证实验结果表明,在相同的磨削参数条件下,3条磨削路径(路径1、2、3)的磨削深度平均值分别为0.0663、0.0632、0.0645 mm,最大偏差分别为0.0139、0.0090、0.0108 mm,变异系数分别为11.2%、6.4%和9.6%。实验验证了所提方法的有效性。结论所提方法考虑了异型盘廓形特征,将工件表面曲率、盘倾角、廓形参数和异型盘尺寸等参数包含在磨削接触力模型中,并描述了磨削接触力与异型盘法向进给位移的数值形式反函数关系,能够度量异型盘磨削作业接触区域和解释磨削接触力影响因素,可为机器人异型盘的高效率、高质量恒定接触力磨削提供理论依据。

关键词：接触力建模异型盘磨削挠曲形变弹性形变机器人磨削

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机器人智能制造中的非线性目标跟踪控制

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控制工程 2025年

作者：田咏麟赵英杰张啸宋汾洋曹宇勃中国科学院沈阳自动化研究所中国科学院大学中国空空导弹研究院哈尔滨工业大学机器人技术与系统全国重点实验室中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室中国医科大学附属第四医院

在智能制造过程中，存在操作者对机器人进行牵引运动的需求，这种牵引运动往往是随机的、非线性的。如何让机器人准确识别操作者的意图并实现平滑的跟踪控制，是机器人顺利完成智能制造任务的难题。首先，对操作者与六自由度机器人的柔... 详细信息

在智能制造过程中，存在操作者对机器人进行牵引运动的需求，这种牵引运动往往是随机的、非线性的。如何让机器人准确识别操作者的意图并实现平滑的跟踪控制，是机器人顺利完成智能制造任务的难题。首先，对操作者与六自由度机器人的柔性交互过程进行数学建模，并在此模型基础上分析操作者的指令意图。然后，使用Pade逼近方法将机器人运动延时和系统状态的导数建立联系。接着，设计了六自由度非线性目标跟踪运动的状态反馈控制器，并分析了系统的稳定条件。最后，将系统的非线性跟踪目标、系统状态、系统输出之间的关系进行了有界性分析。经过仿真验证，该控制器对于有界非线性目标可以进行有界跟踪。

关键词：目标识别跟踪控制智能制造有界系统

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星球表面着陆巡视一体化探测机器人研究进展

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航空学报 2021年第1期42卷 93-109页

作者：路达刘金国高海波中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室沈阳110016 中国科学院机器人与智能制造创新研究院沈阳110169 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

针对深空探测领域星球表面着陆巡视一体化的探测任务需求,全面而简要地回顾了国内外星球表面着陆巡视探测任务的发展历程,概述了在着陆过程中减速和缓冲减振方法及移动探测情况,指出了传统着陆巡视系统存在系统复杂、可靠性低、着陆缓... 详细信息

针对深空探测领域星球表面着陆巡视一体化的探测任务需求,全面而简要地回顾了国内外星球表面着陆巡视探测任务的发展历程,概述了在着陆过程中减速和缓冲减振方法及移动探测情况,指出了传统着陆巡视系统存在系统复杂、可靠性低、着陆缓冲装置的质量和体积占比高、着陆后姿态无法调整等局限,对比分析了着陆巡视一体化机器人的优势。在此基础上,分别综述了腿式移动机器人、风力驱动球形机器人、小型跳跃机器人和张拉整体机器人等具备着陆巡视一体化功能的机器人的研究进展;对各类机器人的性能特点进行了对比分析并给出了各自的适用范围;最后展望了未来星球表面着陆巡视一体化机器人的发展趋势,探讨了未来有待于进一步深入研究的难题及可能的解决途径。

关键词：星球表面着陆巡视一体化移动机器人高空着陆缓冲减振

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机器人主动柔顺恒力打磨控制方法

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东北大学学报（自然科学版） 2023年第1期44卷 89-99,109页

作者：郭万金于苏扬赵伍端陈杰长安大学道路施工技术与装备教育部重点实验室陕西西安710064 芜湖哈特机器人产业技术研究有限公司博士后工作站安徽芜湖241007 哈尔滨工业大学芜湖机器人产业技术研究院安徽芜湖241007 东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110819

为了解决打磨过程中打磨控制系统存在扰动问题,设计了一种机器人力控末端执行器,并提出了一种机器人主动柔顺恒力打磨自抗扰模糊变阻抗控制方法.所提方法的内环控制采用模糊变阻抗控制器,外环控制采用自抗扰打磨控制器.采用Lyapunov稳... 详细信息

为了解决打磨过程中打磨控制系统存在扰动问题,设计了一种机器人力控末端执行器,并提出了一种机器人主动柔顺恒力打磨自抗扰模糊变阻抗控制方法.所提方法的内环控制采用模糊变阻抗控制器,外环控制采用自抗扰打磨控制器.采用Lyapunov稳定性理论证明了所提方法的跟踪误差收敛为零.通过仿真和实验,验证了所提方法的有效性和适用性.研究结果表明:在内环控制相同情况下,与外环控制为PID控制器相比,所提出的机器人主动柔顺恒力打磨自抗扰模糊变阻抗控制方法减小了打磨过程中的力跟踪误差和位置超调量,提高了机器人打磨力控制系统的控制效果和鲁棒性,实现机器人柔顺恒力控制.

关键词：机器人打磨主动柔顺自抗扰控制机器人末端执行器恒力控制

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地外天体超声波钻探器研究与应用综述

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宇航学报 2021年第4期42卷 397-408页

作者：王童照全齐全黄江川唐德威郭璠孟林智赵志军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150001 中国空间技术研究院北京100094 北京空间飞行器总体设计部北京100094

分别探讨了国内外各科研机构研制的超声波钻探器的原理及性能特点,重点针对超声波钻探器的钻进过程优化问题,分析了现有的超声波钻探器作动方式的改进过程,结果表明:超声波钻探器在理论及试验研究方面都相对成熟,是未来地外天体采样任... 详细信息

分别探讨了国内外各科研机构研制的超声波钻探器的原理及性能特点,重点针对超声波钻探器的钻进过程优化问题,分析了现有的超声波钻探器作动方式的改进过程,结果表明:超声波钻探器在理论及试验研究方面都相对成熟,是未来地外天体采样任务中优势突出、可工程实现的钻探平台;并且轻质、结构紧凑的回转冲击式超声波钻探器更具有应用前景。对压电换能器模型和超声波钻探器集成模型分别进行了综述,指出了各种模型的优缺点及适用条件。对超声波钻探器驱动电源进行了综述,给出了设计驱动电源需重点关注的问题。依据星体探测的任务特点,对超声波钻探器在未来星体探测中的预研成果进行了探讨。最后对超声波钻探器研究和应用的发展趋势进行了展望。

关键词：地外天体超声波钻探器集成模型驱动电源采样和原位探测

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空间非合作目标捕获方法综述

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国防科技大学学报 2020年第3期42卷 74-90页

作者：孙永军王钤刘伊威谢宗武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黑龙江哈尔滨150001

随着空间事故和失效航天器的增多,地球附近的轨道资源越来越紧张。如今世界各国都在大力发展在轨服务和太空碎片清除,作为其中最关键的技术之一,空间非合作目标捕获近年来成了太空研究领域的重点。目前,国内外各大研究机构针对非合作目... 详细信息

随着空间事故和失效航天器的增多,地球附近的轨道资源越来越紧张。如今世界各国都在大力发展在轨服务和太空碎片清除,作为其中最关键的技术之一,空间非合作目标捕获近年来成了太空研究领域的重点。目前,国内外各大研究机构针对非合作目标进行了深入研究,并提出了多种捕获方法,取得了较大的进展。对非合作目标进行分类,基于现有的捕获方法介绍了国内外非合作目标捕获技术发展的最新状况,总结了原理方案,分析了捕获方法和关键技术,为我国后续开展相关研究提供了一种研究思路。

关键词：非合作目标捕获机构捕获方法

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水下焊接机器人变质心补偿控制

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机器人 2020年第3期42卷 289-300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黑龙江哈尔滨150080

为了补偿由于3自由度直角坐标式机械臂移动引起的HITUWV水下焊接机器人质心变化,提出基于变质心模型的自适应滑模控制方法(CVM-ASMC).首先建立机器人变质心模型,精确地描述水下焊接机器人的变质心特性.随后,设计基于变质心模型的自适应... 详细信息

为了补偿由于3自由度直角坐标式机械臂移动引起的HITUWV水下焊接机器人质心变化,提出基于变质心模型的自适应滑模控制方法(CVM-ASMC).首先建立机器人变质心模型,精确地描述水下焊接机器人的变质心特性.随后,设计基于变质心模型的自适应滑模控制器,实现高精度变质心补偿.实验结果表明,相较于传统PID(比例-积分-微分)控制器与基于模型的PID控制器,提出的CVM-ASMC具有更高的精确性、更好的稳定性以及更低的能耗.因此,CVM-ASMC可以满足水下作业稳定与高精度运动控制要求.

关键词：水下机器人乏燃料池变质心模型自适应滑模控制

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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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