检索结果-内蒙古大学图书馆

机械工程学报 2024年第24期60卷 226-235页

作者：王正印杨怀广兰清宁丁亮李楠高海波哈尔滨工业大学机器人与系统全国重点实验室哈尔滨150080

随着星球巡视探测任务的复杂化,地面力学正由半经验模型向物理模型发展,新一代的星球车地面力学模型需要一种基于物理的牵引性能评价指标。针对星球车轮滑转沉陷的特点,分析沉陷量对轮-地接触摩擦因数的影响,提出等效摩擦因数作为牵引... 详细信息

随着星球巡视探测任务的复杂化,地面力学正由半经验模型向物理模型发展,新一代的星球车地面力学模型需要一种基于物理的牵引性能评价指标。针对星球车轮滑转沉陷的特点,分析沉陷量对轮-地接触摩擦因数的影响,提出等效摩擦因数作为牵引性能评价指标。设计单轮测试试验,得到车轮等效摩擦因数随滑转率呈现先增后减的变化趋势,等效摩擦因数的变化规律表明,星球车轮牵引力的增加是以沉陷量的增大为代价,而当滑转率超过最优驱动滑转率时,单位下沉所能提供的牵引力增量将减少,陷车的风险将增加。考虑载荷对车轮牵引性能的影响,利用二元线性方程建立了纵滑体积刚度与载荷的关系。在模拟星壤、石子以及石板地形上验证等效摩擦因数的有效性,试验结果表明,等效摩擦因数对不同车轮构型、运动以及地形条件下的车轮牵引性能均可进行定量评价。等效摩擦因数可以为星球车的驱动控制和风险预警提供参考。

关键词：星球车轮牵引性能摩擦因数评价指标载荷

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面向腔镜微创手术的连续体机械手关键技术与研究进展

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机械工程学报 2023年第19期59卷 44-64页

作者：张赫李海铭张佳闪任昊李浩天赵杰哈尔滨工业大学机器人技术与系统全国重点实验室哈尔滨150001

传统刚性手术器械的运动局限性以及越来越严苛的腔镜微创手术诉求等因素推动了以连续体为代表的柔性手术机器人系统技术的发展与应用。这种柔性器械凭借结构尺度小、运动灵活度高等特性,能够通过狭窄弯曲的腔道通路完成手术操作,达到无... 详细信息

传统刚性手术器械的运动局限性以及越来越严苛的腔镜微创手术诉求等因素推动了以连续体为代表的柔性手术机器人系统技术的发展与应用。这种柔性器械凭借结构尺度小、运动灵活度高等特性,能够通过狭窄弯曲的腔道通路完成手术操作,达到无切口的无创手术效果,被广泛应用于经自然腔道内镜等手术。概述了连续体机械手若干方面的关键技术,包括构型设计、结构优化、理论建模、运动控制、人机交互以及形状与力感知等方面的最新研究进展和面临的挑战。根据连续体机械手在不同腔镜微创手术中的应用,分类介绍了柔性手术机器人系统的研究现状,对其技术特点和临床应用进行了综合性分析总结,并对以连续体为代表的柔性手术机器人系统的技术与应用前景进行了展望。

关键词：连续体机械手腔镜微创手术柔性手术机器人构型优化设计主从控制形状与力感知

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平行四边形剪切变后掠翼设计及参数优化

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哈尔滨工业大学学报 2025年第4期57卷 105-115页

作者：杨广刘振旭肖洪白玥郭宏伟刘荣强哈尔滨工业大学机电工程学院哈尔滨150001 机器人技术与系统全国重点实验室(哈尔滨工业大学) 哈尔滨150001

为探索飞行器变形机翼不同变后掠方式下结构特性与气动特性的差异以及差异产生的物理机理,提出了两种基于平行四边形单元剪切变形拓扑的剪切式变后掠翼方案,并与传统旋转式变后掠翼进行对比研究。首先,通过机翼面积、展弦比、根梢比以... 详细信息

为探索飞行器变形机翼不同变后掠方式下结构特性与气动特性的差异以及差异产生的物理机理,提出了两种基于平行四边形单元剪切变形拓扑的剪切式变后掠翼方案,并与传统旋转式变后掠翼进行对比研究。首先,通过机翼面积、展弦比、根梢比以及翼型相对厚度4个主要参数探讨了3种变形方式的结构特性。然后,开展了相应的宽速域绕流流场数值模拟,对比并分析了3种变形形式的气动特性与机理。最后,针对综合气动性能最优的对角剪切式变后掠翼,以超音速巡航状态下机翼面积、展弦比以及翼根弦长为优化目标函数对机翼四边形单元的长宽比进行参数优化,并研制可变形样机进行了风洞试验。结果表明:在宽速域范围内,对角剪切式变后掠翼能获得较优的升阻比,差异主要来源于对角剪切式变后掠翼尖截面处翼型完整且机翼相对厚度较小;当机翼四边形单元长宽比为1.75时,机翼的综合气动性能最佳。

关键词：平行四边形变后掠机翼参数气动特性风洞试验

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飞行器变形翼研究现状与展望

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机械工程学报 2023年第19期59卷 1-23页

作者：肖洪杨广郭宏伟刘荣强陶建国邓宗全哈尔滨工业大学机器人技术与系统全国重点实验室哈尔滨150001

传统固定构型机翼因其气动外形难以满足飞行器日益增长的性能要求,因此飞行器变形翼研究得到广泛的关注,已成为当前国际航空航天领域的研究热点,是飞行器实现大空域、宽速域的关键技术,其发展趋势是多维度、大变形、高刚度、轻量化等。... 详细信息

传统固定构型机翼因其气动外形难以满足飞行器日益增长的性能要求,因此飞行器变形翼研究得到广泛的关注,已成为当前国际航空航天领域的研究热点,是飞行器实现大空域、宽速域的关键技术,其发展趋势是多维度、大变形、高刚度、轻量化等。近年来,科研人员设计出多种形式的变形翼,如变弦长、变后掠、变展长、展向变弯曲、弦向变弯曲、翼型变厚度等。根据翼面内变形和翼面外变形对变形翼进行分类,详细阐述变形翼的研究现状。分析飞行器变形翼研究发展趋势,包括多维度变形机构与大承载连续光滑变形蒙皮结构设计、高效能驱动器及分布式驱动技术、变形翼机构-蒙皮-驱动一体化设计与优化、融合环境的变形翼设计与验证等关键技术,为飞行器变形翼研究提供借鉴与参考。

关键词：飞行器变形翼变形机构变形蒙皮新型驱动多维度变形

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智能上肢假肢感觉反馈研究进展

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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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小行星探测器电磁阻尼着陆缓冲遇阻特性

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航空学报 2023年第13期44卷 92-104页

作者：王廷章全齐全艾鑫唐德威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

着陆缓冲是小行星原位探测的基础。探测前小行星表面形貌未知,着陆缓冲时容易遇到阻碍并产生倾覆,因此需要研究小行星探测器着陆缓冲遇阻特性。建立机械与控制耦合的着陆缓冲动力学联合仿真模型,并采用神经网络对其碰撞接触参数进行标... 详细信息

着陆缓冲是小行星原位探测的基础。探测前小行星表面形貌未知,着陆缓冲时容易遇到阻碍并产生倾覆,因此需要研究小行星探测器着陆缓冲遇阻特性。建立机械与控制耦合的着陆缓冲动力学联合仿真模型,并采用神经网络对其碰撞接触参数进行标定。基于建立的仿真模型,理论研究了切向着陆速度、法向着陆速度、探测器偏航角、着陆倾角对着陆缓冲遇阻过程的影响规律,探究了不同偏航角对着陆过程各着陆缓冲阶段的影响,分析了着陆遇阻倾覆的主要影响因素及其影响规律。在微重力环境模拟小行星着陆缓冲实验平台上开展了着陆缓冲遇阻实验,研究了初始着陆参数及着陆介质对着陆缓冲过程的影响规律并验证了仿真模型。仿真获得的着陆缓冲时间与实验结果的误差小于15%,表明建立的仿真模型是准确的。

关键词：小行星探测电磁阻尼着陆缓冲遇阻特性动力学仿真

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新型主-被动悬架式星球车垂直越障性能分析

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宇航学报 2023年第8期44卷 1127-1138页

作者：户三峰陶建国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

针对现有星球车移动系统因摩擦系数需求较大而制约其越障能力的问题,提出一种摩擦系数需求较小、越障能力强大的新型主-被动悬架式六轮移动系统构型。该移动系统采用双差动连杆悬架机构连接前后两节的三对车轮,具有被动、半主动和主动... 详细信息

针对现有星球车移动系统因摩擦系数需求较大而制约其越障能力的问题,提出一种摩擦系数需求较小、越障能力强大的新型主-被动悬架式六轮移动系统构型。该移动系统采用双差动连杆悬架机构连接前后两节的三对车轮,具有被动、半主动和主动三种行驶运动模式。建立星球车的运动学和准静力学模型,对三种模式的垂直越障性能进行了分析,获得了实现越障车轮所需的摩擦系数,并以此作为评价指标,对所设计的星球车移动系统和其它典型星球车移动系统的越障性能进行了对比讨论。建立了所设计的星球车移动系统的虚拟样机模型,校验了其半主动和主动模式的垂直越障性能。计算与仿真结果表明,所设计的新型主-被动悬架式星球车半主动模式的垂直越障能力与摇臂-转向架式悬架星球车相当,主动模式的垂直越障能力相较于摇臂-转向架式悬架星球车有显著提升。

关键词：星球车主-被动悬架准静力学分析垂直越障

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基于差动轮系的变刚度执行器及变刚度柔性手爪

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机械工程学报 2023年第1期59卷 91-102页

作者：龙奕琳王彬峦金弘哲徐威铭赵杰哈尔滨工业大学机器人研究所哈尔滨150000 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150000

结合差动轮系和杠杆原理设计了一种调刚范围从0~+∞的变刚度执行器,并完成了其结构优化设计和调刚能耗优化设计。该变刚度执行器具有变刚度范围大,调刚能耗需求低,占用空间小,易控制,响应速度快,可靠性强,技术实现可行性高等优点,具有... 详细信息

结合差动轮系和杠杆原理设计了一种调刚范围从0~+∞的变刚度执行器,并完成了其结构优化设计和调刚能耗优化设计。该变刚度执行器具有变刚度范围大,调刚能耗需求低,占用空间小,易控制,响应速度快,可靠性强,技术实现可行性高等优点,具有一定的实际应用意义。在此基础上设计了一款欠驱动变刚度柔性手爪,将变刚度执行器作为手爪关节的驱动单元,通过调节变刚度执行器的刚度来改变手爪的刚度。最后,搭建了变刚度柔性手爪的硬件平台,对变刚度执行器进行了刚度测量,验证了所设计的变刚度执行器在进行刚度调节上的可行性。进行了变刚度柔性手爪的力控制实验,成功实现了对柔软物体的抓取。对变刚度柔性手爪的单指进行了性能分析,并验证了手指刚度与变刚度执行器刚度呈正相关关系,完成了变刚度柔性手爪性能实验验证。

关键词：变刚度执行器差动轮系柔性手爪手爪刚度欠驱动

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半球谐振子关键性能及制造工艺研究新进展

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机械工程学报 2024年第3期60卷 354-372页

作者：马传震刘赫男陈明君田金川周子涵孙建刚秦彪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 哈尔滨工业大学机电工程学院哈尔滨150001

半球谐振陀螺具有结构简单、精度高、可靠性高、工作寿命长等特性,在国防军事、通信卫星、载人航天、天文观测、海洋工程等领域具有重大应用场景。半球谐振子作为半球谐振陀螺仪的核心器件,其加工质量直接影响半球谐振子的频率裂解和品... 详细信息

半球谐振陀螺具有结构简单、精度高、可靠性高、工作寿命长等特性,在国防军事、通信卫星、载人航天、天文观测、海洋工程等领域具有重大应用场景。半球谐振子作为半球谐振陀螺仪的核心器件,其加工质量直接影响半球谐振子的频率裂解和品质因数,进而影响半球谐振陀螺仪的工作精度和使用寿命,因此非常有必要对半球谐振子的性能及制造工艺进行研究。主要从半球谐振陀螺仪工作原理和研究历程、半球谐振子的频率裂解和品质因数、半球谐振子的制造工艺三个方面进行综述,重点分析了半球谐振子的频率裂解与品质因数的研究方法和最新进展以及半球谐振子的超精密磨削工艺和抛光工艺,并探讨分析了其在发展过程中面临的挑战和仍需要解决的问题,希望为后续精确计算、测量半球谐振子的频率裂解和品质因数,改进半球谐振子的制造工艺,提高半球谐振陀螺仪的导航精度提供参考。

关键词：半球谐振子频率裂解品质因数制造工艺

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3D打印制备金属盐掺杂熔石英玻璃

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硅酸盐学报 2024年第5期52卷 1562-1569页

作者：彭可付华龙于天宇吴攀姚佳慧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150001 哈尔滨工业大学机电工程学院哈尔滨150001

增材制造技术在制造复杂形状零件方面具有显着的优势,然而熔石英玻璃的3D打印技术仍有待开发。基于液晶显示3D打印成型技术,研究了脱脂、金属掺杂、烧结等工艺,并制备了致密透明的熔石英玻璃样件,研究掺杂Cr^(^(3+))、Co^(^(2+))2种金... 详细信息

增材制造技术在制造复杂形状零件方面具有显着的优势,然而熔石英玻璃的3D打印技术仍有待开发。基于液晶显示3D打印成型技术,研究了脱脂、金属掺杂、烧结等工艺,并制备了致密透明的熔石英玻璃样件,研究掺杂Cr^(^(3+))、Co^(^(2+))2种金属离子的熔石英玻璃致密化和光学吸收特性。研究发现掺杂含Cr^(^(3+))、Co^(^(2+))2种金属离子的熔石英玻璃具有独特的光学吸收性能,掺杂熔石英玻璃能保持无定型结构,可对特定波段光谱进行过滤,掺杂Cr^(^(3+))的绿色熔石英玻璃对波长471nm的蓝光和波长660 nm的红光过滤明显;掺杂Co^(^(2+))的蓝色熔石英玻璃对波长597 nm的黄光和波长662 nm的红光过滤明显,在集成复杂光学元件结构应用方面拥有一定的潜力。

关键词：熔石英玻璃液晶显示成型 3D打印金属盐掺杂

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