检索结果-内蒙古大学图书馆

控制与决策 2025年第1期40卷 327-335页

作者：尤波董正李佳钰陈潇磊陈晨丁亮哈尔滨理工大学黑龙江省复杂智能系统与集成重点实验室哈尔滨150080 布里斯托大学布里斯托机器人实验室布里斯托BS81TH 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

针对六足机器人在复杂环境下如何决策出最优人机指令组合问题,提出将操控指令权限分配的过程分为离线和在线两个阶段.在离线阶段,将六足机器人运动过程中机身的稳定裕度、能量消耗和与障碍物的碰撞接触时间作为指令优选的约束条件,并建... 详细信息

针对六足机器人在复杂环境下如何决策出最优人机指令组合问题,提出将操控指令权限分配的过程分为离线和在线两个阶段.在离线阶段,将六足机器人运动过程中机身的稳定裕度、能量消耗和与障碍物的碰撞接触时间作为指令优选的约束条件,并建立评价函数实现在进入地形前获得最优的操控指令组合;在线阶段,依据上述3个约束条件量化有限状态机网络中的状态转移概率,并人为设置约束条件阈值作为触发条件,向最优的人机决策指令状态进行转换.最后利用半物理仿真系统进行实验,结果表明所提出的决策方法在稳定裕度上相对于其他操控方法提高约15%~25%;能量消耗上降低了约10%~50%;碰撞接触时间降低了约10%~50%.

关键词：六足机器人有限状态机协同决策指令优选约束条件评价函数

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铝合金裂纹的脉冲调频超声红外热像检测方法

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红外与激光工程 2025年第1期54卷 156-166页

作者：张珊珊宋英豪王飞安东阳刘振旭岳洪浩刘俊岩北京星航机电装备有限公司北京100074 哈尔滨工业大学机电工程学院黑龙江哈尔滨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150001

超声红外热像法相较于其他无损检测方法,具有较大检测范围、结果直观、对裂纹损伤具有选择识别特性。针对超声红外热像检测技术检测铝合金试件的裂纹缺陷展开实验研究。首先,建立理论模型,以超声激励下的裂纹区域生热机理和热波扩散行... 详细信息

超声红外热像法相较于其他无损检测方法,具有较大检测范围、结果直观、对裂纹损伤具有选择识别特性。针对超声红外热像检测技术检测铝合金试件的裂纹缺陷展开实验研究。首先,建立理论模型,以超声激励下的裂纹区域生热机理和热波扩散行为的有限元仿真分析结果为基础,介绍了调频脉冲超声激励形式,并针对表面热波信号的提取给出了主成分分析法和双路正交解调算法;其次,采用自主搭建的轻量化超声红外热像检测系统进行脉冲调频超声激励,获取温度序列并进行后处理;最后,在三个铝合金试件上制造大小不同的裂纹缺陷,通过实验验证了特征提取算法的正确性以及超声红外热像法在铝合金材料裂纹检测中的可行性,选用特征图像分辨率较高、能较好地呈现裂纹缺陷的双路正交解调算法的幅值图和主成分分析法的第一主成分,并探究不同脉冲调制参数对检测效果的影响。最终可知,在起始频率2 Hz、终止频率5 Hz、扫描周期6 s时具有最佳检测效果;采用特征值对比度和对比度波动百分比量化裂纹缺陷的检测效果,对于DOD幅值特征图像,相比平均情况,对比度依次提升了48.63%,47.27%以及35.22%;对于PCA第一主成分特征图像,对比度分别提升了41.45%,44.26%以及42.70%。

关键词：超声红外热像法无损检测裂纹缺陷铝合金调频脉冲序列

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索-梁-膜张拉式天线展开机构非线性动力学特性及参数优化分析

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机械工程学报 2025年第1期61卷 92-100页

作者：刘瑞伟张碧峰范雅婷温兆麟肖体兵郭宏伟广州航海学院船舶与海洋工程学院广州510700 广东工业大学机电工程学院广州510066 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150001

索-梁-膜组合的张拉式复合结构,具有收纳比高、质量轻、刚柔耦合等特点,是空间可展天线发展方向之一。为研究索-梁-膜天线复杂柔性结构的非线性动力学特性,考虑预应力因素的影响,对一种新型的索-梁-膜张拉式天线进行非线性动力学特性分... 详细信息

索-梁-膜组合的张拉式复合结构,具有收纳比高、质量轻、刚柔耦合等特点,是空间可展天线发展方向之一。为研究索-梁-膜天线复杂柔性结构的非线性动力学特性,考虑预应力因素的影响,对一种新型的索-梁-膜张拉式天线进行非线性动力学特性分析和结构参数优化。基于非线性动力学理论,采用温度-结构预应力导入方法,建立了预应力作用下的天线展开机构非线性动力学模型。在此基础上,分析不同的预应力、材料参数和结构几何参数对天线展开机构动力学特性的影响规律。结果表明,天线固有频率随着预应力、拉索直径、梁截面面积的增大而增大,随着薄膜厚度的增大而减小,并给出了材料参数的优选值。根据敏感度分析结果,基于多目标遗传算法(MOGA),进行了天线结构参数优化分析。该结果为该构型天线样机研制提供理论和工程应用基础。

关键词：索-梁-膜结构张拉式天线非线性动力学有限元分析结构参数优化

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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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火箭燃料贮箱零件焊接前处理机器人自动打磨技术研究

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航空制造技术 2025年第4期68卷 103-111页

作者：丁一董吉义李明洋彭祺擘董为吴冬梅高永卓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 上海航天设备制造总厂有限公司上海200245 中国航天员科研训练中心北京100094

随着科学技术的迭代进步,传统制造业逐渐以工业机器人为核心开展智能制造。由于火箭贮箱零件具有大型薄壁、结构多样、尺寸不一等特点,目前的生产方式大多采用工人手动加工的方式,其效率较为低下。为解决以上难点,以火箭燃料贮箱零件焊... 详细信息

随着科学技术的迭代进步,传统制造业逐渐以工业机器人为核心开展智能制造。由于火箭贮箱零件具有大型薄壁、结构多样、尺寸不一等特点,目前的生产方式大多采用工人手动加工的方式,其效率较为低下。为解决以上难点,以火箭燃料贮箱零件焊接前处理方法为研究对象,设计了从扫描、规划到执行的机器人自动打磨技术方案。借助手眼标定与坐标变换方法得到加工区域点云与机器人基坐标系的位姿关系,提出了一种边缘包围盒提取的点云拼接方法,采用基于边缘曲度的窗口算法进行角点检测,最终根据加工轨迹规划结果完成零件焊前处理的机器人自动打磨试验,保证了打磨质量与效率,取得了较好的应用效果。

关键词：火箭贮箱焊接前处理机器人打磨点云处理轨迹规划

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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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一种空间大容差末端执行器设计方案与仿真分析

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机器人 2011年第6期33卷 691-699页

作者：丰飞刘伊威刘宏蔡鹤皋哈尔滨工业大学机器人系统与技术国家重点实验室黑龙江哈尔滨150080

根据大型空间机械臂及其在轨服务操作任务的特点,提出了大型空间机械臂末端执行器大容差和软捕获的基本性能要求,同时给出了实现上述基本性能的方法.在此基础上,提出了一种具有大容差性能的机械臂末端执行器设计方案.为了准确获得该类... 详细信息

根据大型空间机械臂及其在轨服务操作任务的特点,提出了大型空间机械臂末端执行器大容差和软捕获的基本性能要求,同时给出了实现上述基本性能的方法.在此基础上,提出了一种具有大容差性能的机械臂末端执行器设计方案.为了准确获得该类末端执行器的性能指标,完成了该类末端执行器的详细设计,也为后期的动力学仿真分析提供准确的3维模型.最终,通过理论和动力学仿真分析,验证了该末端执行器具有较大的容差范围,并达到了空间大型机械臂对末端执行器容差性能的要求.

关键词：对接机构末端执行器大容差软捕获

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一种应用于月球样品采集、返回计划的末端执行器

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机器人 2013年第1期35卷 9-16,97页

作者：李操谢宗武李永绍刘宏哈尔滨工业大学机器人系统与技术国家重点实验室黑龙江哈尔滨150080

根据月球样品采集、返回计划的具体技术要求,设计了一种具备挖掘采样、振动筛选和自主解锁等功能的并且能够适应低重力环境以及月壤特殊力学特性的末端执行器.在这种新型的末端执行器的设计过程中运用了仿生学、土壤力学以及颗粒物质力... 详细信息

根据月球样品采集、返回计划的具体技术要求,设计了一种具备挖掘采样、振动筛选和自主解锁等功能的并且能够适应低重力环境以及月壤特殊力学特性的末端执行器.在这种新型的末端执行器的设计过程中运用了仿生学、土壤力学以及颗粒物质力学仿真的设计思想.同时也应用EDEM、ADAMS等仿真软件对设计的细节进行控制,使得设计出来的末端执行器具备较高的采样效率以及较低的功耗.最后,在以4自由度机械臂为基础的试验平台上进行模拟试验,验证了仿真结果和理论计算结果的准确性,以及所设计的末端执行器的实用性.

关键词：末端执行器采样封装仿生设计土壤力学 EDEM

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具有谐波减速器的柔性关节参数辨识

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机器人 2014年第2期36卷 164-170页

作者：张奇刘振谢宗武杨海涛刘宏蔡鹤皋哈尔滨工业大学机器人系统与技术国家重点实验室黑龙江哈尔滨150080

为了辨识具有谐波减速器的柔性关节模型的关键参数,设计了一套基于多传感器融合的离线辨识方法,根据电机的位置传感器、电流传感器和关节力矩传感器的实验数据完成柔性关节模型关键参数的辨识.首先,建立采用谐波减速器柔轮输出的柔性关... 详细信息

为了辨识具有谐波减速器的柔性关节模型的关键参数,设计了一套基于多传感器融合的离线辨识方法,根据电机的位置传感器、电流传感器和关节力矩传感器的实验数据完成柔性关节模型关键参数的辨识.首先,建立采用谐波减速器柔轮输出的柔性关节模型;然后,使用正反转加载力矩的方法辨识出电机的力矩系数;并在空载的情况下,由关节力矩和电机输出力矩分别辨识出关节端和电机端的摩擦力;最后,采用敲击法初步辨识出关节的刚度和阻尼后,在关节位置受限条件下,逐渐增加电机输出力矩,得到柔性关节刚度和关节力矩的非线性关系.多次实验的结果显示,辨识出的参数具有较高的重复性,验证了该方法的有效性.

关键词：柔性关节参数辨识谐波减速器

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