检索结果-内蒙古大学图书馆

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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基于原子力显微镜的三维表面多参数检测技术

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中国科学：技术科学 2024年第12期54卷 2221-2254页

作者：耿俊媛张号孟祥和谢晖赵新南开大学机器人与信息自动化研究所&天津市智能机器人技术重点实验室天津300350 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

三维微纳电子器件因其结构紧凑、功能密度高等特点,逐渐成为主流的半导体元件形式,实现三维微纳表面多参数量化分析是控制三维器件功能质量的关键.原子力显微镜具备高分辨率力反馈成像能力,是实现微纳表面形貌、电学和力学特性同步检测... 详细信息

三维微纳电子器件因其结构紧凑、功能密度高等特点,逐渐成为主流的半导体元件形式,实现三维微纳表面多参数量化分析是控制三维器件功能质量的关键.原子力显微镜具备高分辨率力反馈成像能力,是实现微纳表面形貌、电学和力学特性同步检测的重要工具.本文综述了基于原子力显微镜的三维表面多参数检测技术,首先介绍了原子力显微镜微纳表面形貌、电势和力学特性检测原理;随后归纳了近年来基于原子力显微镜的三维表面形貌测量方法,讨论了各类三维表面形貌检测技术的优缺点,并总结了当下已开发的三维表面电势表征方法和三维表面纳米力学特性表征方法,分析了三维表面电学与力学特性测量的必要性.最后,对三维表面多参数检测技术的发展方向及其所面临的挑战进行了展望和简要概括.本文所概述的原子力显微镜三维表面多参数检测方法将为推动三维微纳电子器件功能机理问题研究提供强大的技术支持.

关键词：三维微纳电子器件原子力显微镜三维表面形貌三维表面电势三维表面纳米力学特性

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新型SSRMS构型可重构空间机械臂的运动学奇异性分析

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机械工程学报 2024年第5期60卷 19-35页

作者：赵智远杨晓航徐梓淳李云涛汤家文赵京东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 中国工程物理研究院机械制造工艺研究所绵阳621999

大型化、多样化和高精度化的在轨建造任务日趋增多,对舱外作业空间机械臂的能力提出了新的需求。传统SSRMS构型空间机械臂虽然被广泛地应用于在轨服务,但是其具有针对于特定任务设计的结构特点,限制了单个机械臂执行不同种类任务的能力... 详细信息

大型化、多样化和高精度化的在轨建造任务日趋增多,对舱外作业空间机械臂的能力提出了新的需求。传统SSRMS构型空间机械臂虽然被广泛地应用于在轨服务,但是其具有针对于特定任务设计的结构特点,限制了单个机械臂执行不同种类任务的能力,难以适应未来在轨任务复杂化发展的应用需求。为此,提出了一种新型的具有两个被动式伸缩臂杆的SSRMS构型可重构空间机械臂,并对其运动学奇异性进行了深入分析。首先,通过介绍新型机械臂的结构特点及可重构原理,总结了此类机械臂的工作性能优点,证明了其具备在未来的复杂在轨任务中扮演重要角色的潜力。然后,建立了新型机械臂分别在自由空间操作和重构操作时的微分运动学方程,通过对微分逆运动学方程的分析确定出了包含运动学奇异条件的雅可比矩阵。接着,提出了一种简单可靠的运动学奇异性分析方法,在雅可比矩阵中求解得到了新型机械臂的全部运动学奇异条件。最后,以新型机械臂为例进行了实验验证,结果表明:奇异条件不仅能够正确的确定出新型机械臂的奇异位形,而且在机械臂执行操作任务时可作为先验条件指导机械臂的避奇异运动控制,为操作任务的可靠执行提供了有力保障。

关键词：空间机械臂可重构机械臂被动式伸缩臂杆微分运动学奇异性分析

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上肢康复机器人研究综述

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机械工程学报 2024年第11期60卷 115-134页

作者：姚玉峰裴硕郭军龙王佳佳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 威海经济技术开发区天智创新技术研究院威海264209

目前脑卒中患者的运动康复主要由康复医师辅助完成,但我国的康复医疗资源并不充裕,无法满足当下迫切的卒中及偏瘫康复需求。机器人辅助康复治疗是一项帮助脑卒中患者康复的新技术。上肢康复机器人能够辅助上肢偏瘫患者完成康复训练、恢... 详细信息

目前脑卒中患者的运动康复主要由康复医师辅助完成,但我国的康复医疗资源并不充裕,无法满足当下迫切的卒中及偏瘫康复需求。机器人辅助康复治疗是一项帮助脑卒中患者康复的新技术。上肢康复机器人能够辅助上肢偏瘫患者完成康复训练、恢复运动能力,并降低医师工作强度,目前已被应用于临床治疗。首先分析人体上肢生理结构,并引出脑卒中患者的康复需求;进而根据交互方式与驱动形式将上肢康复机器人分类,详述其结构特点与应用场景;同时归纳上肢康复机器人的典型控制策略、总结脑卒中量级与运动能力的评定标准;最后,指出目前上肢康复机器人目前面临的挑战,并展望了发展趋势。从医工结合的角度梳理上肢康复机器人的研究现状,总结技术的不足,为本领域的创新和实践提供了研究思路。

关键词：脑卒中康复上肢康复机器人控制策略康复评定

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金属管螺旋缠绕在轨成形力学特性分析与优化

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哈尔滨工业大学学报 2025年第4期57卷 151-161页

作者：王岩陈禹名张书洋杨慧张从发刘金童刘荣强河北省并联机器人与机电系统实验室(燕山大学) 河北秦皇岛066004 中国空间技术研究院北京空间飞行器总体设计部北京100094 机器人技术与系统国家重点实验室(哈尔滨工业大学) 哈尔滨150001

为满足地外探测大尺寸结构在轨构建及空间站桁架的实际需求,提出一种带材直接在轨成形方法,研制出一款小型化、轻量化、低功耗的金属管件制造设备。采用冷弯成形技术中的缠绕锁合成形,基于基尔霍夫假设和等效应变能原理建立弯曲缠绕的... 详细信息

为满足地外探测大尺寸结构在轨构建及空间站桁架的实际需求,提出一种带材直接在轨成形方法,研制出一款小型化、轻量化、低功耗的金属管件制造设备。采用冷弯成形技术中的缠绕锁合成形,基于基尔霍夫假设和等效应变能原理建立弯曲缠绕的非线性力学模型,分析带材几何参数对缠绕力矩的影响。通过ABAQUS/显式求解器分析缠绕力矩并验证理论模型的有效性。为进一步定量描述和优化缠绕锁合性能,定义稳定缠绕力矩、锁合正压力和锁合边最大应力3个性能指标,该指标越小,缠绕锁合性能越好。此外,采用响应面法建立弯曲缠绕卷管指标参数的多项式代理模型,通过改进的非支配遗传算法(NSGA-Ⅱ)对金属管弯曲成形进行多目标优化设计。优化结果表明,缠绕力矩减少了26.23%,锁合边正压力减小了4.71%,锁合边最大应力减小了2.14%,同时驱动力矩曲线波动得到改善。制备了辊座直径为70 mm、辊组间距为100 mm,辊缝具有校正调节功能的锁槽折弯箱和芯轴直径为50 mm的缠绕锁合样机并进行实验,揭示不同工艺参数对轧制成形的影响以及螺旋成形时成形角与管件直径的规律。该研究为金属管在轨成形的应用提供了重要的理论和实验基础。

关键词：在轨制造缠绕锁合缠绕力矩响应面法非支配遗传算法(NSGA-Ⅱ)

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集成式机器人自动铺丝系统设计及CAM软件开发

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航空制造技术 2025年第4期68卷 46-52页

作者：孙守政靳子昂李新宇刘明宇赵志远韩振宇富宏亚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 上海航天精密机械研究所上海201600

为满足航空航天制造业对复合材料构件日益增长的需求,本文针对复合材料自动化成型这一问题,设计了集成式机器人自动铺丝系统及其配套的CAM软件。其中铺丝头和纱架采用一体化设计,有效减小设备总体积并缩短传纱路径。对核心部件铺丝头开... 详细信息

为满足航空航天制造业对复合材料构件日益增长的需求,本文针对复合材料自动化成型这一问题,设计了集成式机器人自动铺丝系统及其配套的CAM软件。其中铺丝头和纱架采用一体化设计,有效减小设备总体积并缩短传纱路径。对核心部件铺丝头开展设计,使其具备剪切、重送、夹紧、加热和施压机构功能。基于C++语言、Qt框架、OpenCASCADE和OpenGL开发了自主可控的自动铺丝CAM软件,将显示交互、轨迹规划、铺层分析和运动仿真等功能集成在一起,大大提高了软件的使用性和操作效率。最后通过曲面自动铺丝试验进行验证,结果表明,本文设计的机器人自动铺丝系统及其CAM软件能够保证铺放的准确性、稳定性和可靠性。

关键词：自动铺丝 CAM软件复合材料成型机构设计轨迹规划

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变角度自动铺丝制造缺陷特性及影响因素的研究进展

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机械工程学报 2022年第23期58卷 164-177页

作者：靳子昂韩振宇项宇孙守政富宏亚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 哈尔滨工业大学芜湖机器人产业技术研究院芜湖241007

自动铺丝作为一种先进的复合材料自动化成型技术被广泛应用于航空航天等领域,其中采用变角度自动铺丝能够提升航空航天结构件的设计空间,对于提高构件整体力学性能具有重要的意义。但目前该技术的加工工艺并不成熟且在成型过程中不可避... 详细信息

自动铺丝作为一种先进的复合材料自动化成型技术被广泛应用于航空航天等领域,其中采用变角度自动铺丝能够提升航空航天结构件的设计空间,对于提高构件整体力学性能具有重要的意义。但目前该技术的加工工艺并不成熟且在成型过程中不可避免产生制造缺陷,对构件的力学性能带来不利的影响。针对变角度自动铺丝成型过程中的制造缺陷特性及其主要影响因素进行综述,介绍了自动铺丝的工作原理及变角度铺丝的优势,分析了褶皱、间隙和重叠缺陷的形成机制及其对变刚度层合板力学性能的影响,深入探讨了变角度铺丝制造缺陷的影响因素类型及作用机理,并论述了制造缺陷的抑制方法,最后总结了现阶段变角度自动铺丝技术存在的不足,并对该技术的未来研究趋势进行了展望。

关键词：自动铺丝变角度铺放制造缺陷工艺参数抑制方法

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农业物料移运机器人协同作业时间最优轨迹规划方法

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农业机械学报 2024年第1期55卷 22-38页

作者：郭万金李儒郝钦磊曹雏清赵立军长安大学道路施工技术与装备教育部重点实验室西安710064 芜湖哈特机器人产业技术研究有限公司博士后工作站芜湖241007 长三角哈特机器人产业技术研究院芜湖241007 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

为了解决机器人将农产品从收获场所转移到仓库或运输车辆存在的移动轨迹和作业轨迹相对独立且耗时长的问题,本文设计一种物料移运机器人,并提出一种物料移运机器人协同作业时间最优轨迹规划方法,获得机器人作业系统和行驶系统协同作业... 详细信息

为了解决机器人将农产品从收获场所转移到仓库或运输车辆存在的移动轨迹和作业轨迹相对独立且耗时长的问题,本文设计一种物料移运机器人,并提出一种物料移运机器人协同作业时间最优轨迹规划方法,获得机器人作业系统和行驶系统协同作业的时间最优轨迹。该方法建立机器人协同作业的运动学模型和动力学模型,对物料移运机器人开展时间最优轨迹规划,并基于Lyapunov理论设计控制律减少跟踪误差,最后通过Matlab/Simulink和ADAMS联合仿真验证方法的有效性。结果表明,提出的轨迹规划方法可使机器人在抓放料协同作业和避障协同作业中取得平滑且时间最优的运动轨迹,机器人各关节的位移、速度、加速度、力/力矩曲线变化平缓,两履带牵引力满足机器人的要求且可快速稳定跟踪时间最优路径。

关键词：物料移运机器人轨迹规划时间最优协同作业 A*算法

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基于数字孪生的铣削加工智能监控平台

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航空制造技术 2024年第11期67卷 56-66页

作者：童寿维黄树海舒倩宋剑鑫金鸿宇卓越西南技术工程研究所重庆400039 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150001

数字孪生与制造领域的结合日益密切,数字孪生可以帮助机床在智能制造环境下实现自主监控、评估和推理,显著提升智能化水平。本文开发面向机床铣削加工过程的数字孪生智能监控平台,可实现物理制造过程和虚拟数据模型之间的实时交互。为... 详细信息

数字孪生与制造领域的结合日益密切,数字孪生可以帮助机床在智能制造环境下实现自主监控、评估和推理,显著提升智能化水平。本文开发面向机床铣削加工过程的数字孪生智能监控平台,可实现物理制造过程和虚拟数据模型之间的实时交互。为了实现不同模块之间、物理机器与虚拟模型之间的双向连接,基于硬件抽象层开发思想,构建了数据采集模块与数字孪生监控平台,并与开放式数控系统集成。该数字孪生监控平台拥有松耦合、模块化和易于扩展的特性,其中集成了由动力学分析模型和人工智能算法等构建的数据分析孪生模型,可以实现铣削颤振辨识与抑制、表面形貌预测等功能。经过加工试验验证,该监控平台在实际制造环境中的性能良好。

关键词：智能制造数字孪生智能人机界面铣削加工颤振监测

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G13Cr4Mo4Ni4V轴承钢重载滚动接触疲劳损伤演化及失效行为研究

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摩擦学学报（中英文） 2024年第9期44卷 1219-1229页

作者：林飞虎王黎钦李臻吴继强魏帅帅束坤刘永宝哈尔滨工业大学航空航天轴承技术及装备工信部重点实验室黑龙江哈尔滨150001 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 哈尔滨工业大学郑州研究院河南郑州450046 中国航发哈尔滨轴承有限公司黑龙江哈尔滨150025

G13Cr4Mo4Ni4V高温轴承钢在航发主轴轴承中广泛应用,具有优异的接触疲劳强度.采用球棒式疲劳试验机研究其在重载润滑条件下的滚动接触疲劳(RCF)损伤演化及失效行为.通过对测试棒接触轨迹三维形貌的测量,结合混合弹流润滑分析,获取了接... 详细信息

G13Cr4Mo4Ni4V高温轴承钢在航发主轴轴承中广泛应用,具有优异的接触疲劳强度.采用球棒式疲劳试验机研究其在重载润滑条件下的滚动接触疲劳(RCF)损伤演化及失效行为.通过对测试棒接触轨迹三维形貌的测量,结合混合弹流润滑分析,获取了接触区润滑行为的演变规律及其对表层和近表层疲劳失效行为的影响.通过对次表层材料微观结构组分和组织形貌的分析,研究了材料组织结构的累积损伤行为,探讨了微区润滑行为与近表层夹杂和次表层材料累积损伤之间的映射关系.研究结果表明:接触轨迹表面磨损、微点蚀和塑性变形造成接触表面润滑状态变化,润滑状态变化、近表层夹杂和次表层材料组织结构累积损伤之间的竞争机制和相互作用是造成不同疲劳失效形式的主要因素.该研究中首次对G13Cr4Mo4Ni4V轴承钢疲劳损伤演化及失效行为进行了详细分析,为轴承制造筛选材料和工艺提供数据.

关键词：轴承钢滚动接触疲劳损伤演化混合弹流润滑塑性变形

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