检索结果-内蒙古大学图书馆

机械工程学报 2025年第3期61卷 197-211页

作者：宋光明郝爽纪梓潮张钧奕宋爱国东南大学仪器科学与工程学院南京210096 数字医学工程全国重点实验室南京210096 机器人感知与控制技术江苏省重点实验室南京210096

飞行机械臂是由旋翼无人机和机械臂组成的新型飞行机器人系统,兼具无人机的灵活机动能力和机械臂的操作能力,可飞抵高处地点执行运输作业或接触作业任务,具有广阔的应用前景。接触作业型飞行机械臂是油气工业、交通、水利、电力等行业... 详细信息

飞行机械臂是由旋翼无人机和机械臂组成的新型飞行机器人系统,兼具无人机的灵活机动能力和机械臂的操作能力,可飞抵高处地点执行运输作业或接触作业任务,具有广阔的应用前景。接触作业型飞行机械臂是油气工业、交通、水利、电力等行业基础设施运维急需的先进技术装备,近十年来一直是机器人与自动化领域的研究热点。梳理分析前人研究,对接触作业型飞行机械臂关键技术进行了研究现状综述。首先,根据末端执行器与作业对象之间的交互特性将飞行机械臂的接触作业模式划分为定点、滑动和干预三大类,并分别进行了介绍。然后,对接触作业型飞行机械臂的机构设计技术进行了阐述,主要包括基于常规多轴无人机、全驱多轴无人机和旋翼组合体等本体平台的典型样机;对接触作业型飞行机械臂的控制方法进行了阐述,主要包括飞行控制、被动柔顺控制、主动柔顺控制以及双边遥操作控制。最后,对接触作业型飞行机械臂关键技术发展趋势进行了展望。

关键词：飞行机械臂旋翼无人机接触作业机构设计控制方法

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基于吉村折纸结构的翻转机器人设计与运动分析

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机械工程学报 2025年第1期61卷 101-113页

作者：谭康宁张琦炜何子瀚梅栋唐刚强方虹斌王延杰河海大学机电工程学院常州213022 河海大学江苏省特种机器人技术重点实验室常州213022 复旦大学智能机器人研究院上海200433 复旦大学义乌研究院义乌322000

折纸结构具有变形能力强和组装简易等优点,在软体机器人设计中有着广泛的应用前景。基于吉村折纸结构出色的弯曲变形性能,提出了一种多自由度翻转软体机器人。首先,设计了由气动肌肉和吉村折纸结构组成的气动折纸驱动器,通过分析驱动器... 详细信息

折纸结构具有变形能力强和组装简易等优点,在软体机器人设计中有着广泛的应用前景。基于吉村折纸结构出色的弯曲变形性能,提出了一种多自由度翻转软体机器人。首先,设计了由气动肌肉和吉村折纸结构组成的气动折纸驱动器,通过分析驱动器的弯曲性能优化了气动肌肉节数。然后,基于模块化和集成化的设计理念,搭建了由双气动折纸胞体组成的翻转机器人样机。建立了机器人的运动学模型,并提出了二维平面坐标系下的翻转机器人轨迹规划理论,分析了直行、侧行、弓字和口字四种周期性运动步态以及直线、圆弧对应的插补运动轨迹。最后,实验测试结果表明,机器人具有良好的运动性能,在水平面内成功验证了四种基本运动步态和轨迹插补运动,其最大直行运动速度可达77.19 mm/s,且能实现在30°斜坡面上的单向翻转爬坡,并具备非连续及过渡表面运动能力。

关键词：折纸结构气动肌肉翻转机器人运动分析

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基于滤波型并联位置结构的永磁同步电机伺服系统设计

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机床与液压 2025年第3期53卷 101-108页

作者：丁一峰朱其新朱永红苏州科技大学机械工程学院江苏苏州215009 江苏省智能共融机器人工程研究中心江苏苏州215009 苏州市共融机器人技术重点实验室江苏苏州215009 景德镇陶瓷大学机电工程学院江西景德镇333001

随着对位置伺服控制系统中位置精度、响应速度、稳定程度要求的提高,传统的三环串联矢量控制系统已无法同时满足这些性能要求。针对此问题,设计一种滤波型并联矢量控制系统。分别对串、并联结构系统进行模型简化分析,并通过频域法进行... 详细信息

随着对位置伺服控制系统中位置精度、响应速度、稳定程度要求的提高,传统的三环串联矢量控制系统已无法同时满足这些性能要求。针对此问题,设计一种滤波型并联矢量控制系统。分别对串、并联结构系统进行模型简化分析,并通过频域法进行参数整定。从机制上对两种结构系统的稳态性能和动态性能进行对比分析,得出并联结构系统的综合控制性能优于串联控制系统,但其抗高频扰动性能较差。利用根轨迹簇解析各个控制器参数对系统稳定性的影响;同时通过伯德图的三频段理论对系统的动态性能进行研究。最后,进一步分析得出相较于串联结构系统,并联结构系统可以更方便地通过加入调节控制器进行性能优化,并以此为基础在系统中加入二阶巴特沃斯滤波器,提出了滤波型并联结构系统,在维持系统低中频性能的基础上,改善了系统的高频性能。仿真结果表明:滤波型并联结构系统可以消除位置环在动态信号输入下的稳态误差,同时具备更快的响应速度和较好的高频抑制性能。

关键词：永磁同步电机位置伺服系统并联结构系统根轨迹簇巴特沃斯滤波器

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蠕动式软体机器人的径向致动器设计及仿真

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机床与液压 2025年第9期 16-22页

作者：江雨霏朱其新苏州科技大学电子与信息工程学院苏州科技大学机械工程学院苏州科技大学江苏省智能共融机器人工程研究中心苏州科技大学苏州市共融机器人技术重点实验室

近年来，软体机器人在国内外引起了广泛关注，其中蠕动式软体机器人在非结构化环境中有较高的适应性，可广泛应用于管道检测及受限空间内搜索等多种场景。作为决定运动效率的重要因素，蠕动式软体机器人的径向致动器在控制和运动性能方... 详细信息

近年来，软体机器人在国内外引起了广泛关注，其中蠕动式软体机器人在非结构化环境中有较高的适应性，可广泛应用于管道检测及受限空间内搜索等多种场景。作为决定运动效率的重要因素，蠕动式软体机器人的径向致动器在控制和运动性能方面面临较大挑战。为此，设计一种具有圆环状气腔的径向致动器，通过优化结构设计提升其膨胀变形性能。同时，结合微通道和液态导电材料的设计，使该致动器具有全柔性应变感应功能。利用COMSOL多物理场有限元仿真软件，分析不同结构径向致动器的变形性能及感应效果，以优化设计参数，并与普通结构的径向致动器进行对比。结果表明：具有圆环状气腔的径向致动器具有良好的膨胀变形性能，可感应到自身一定程度的膨胀应变并输出电信号。

关键词：软体致动器结构设计变形性能传感性能有限元分析

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基于样本熵与时频分析的手部抓握运动意图预测

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浙江大学学报（工学版） 2021年第12期55卷 2315-2322页

作者：许重宝张虹淼孙立宁李娟樊炎郭浩苏州大学江苏省先进机器人技术重点实验室江苏苏州215021

针对上肢外骨骼控制信号产生与外部设备响应存在时间滞后导致脑机接口(BCI)系统实时性差的问题,采集被试手部自主抓握前运动相关皮质电位(MRCP),提出基于非线性复杂度特征样本熵(SampEn)与线性幅值特征融合算法的手部运动意图预测方法.... 详细信息

针对上肢外骨骼控制信号产生与外部设备响应存在时间滞后导致脑机接口(BCI)系统实时性差的问题,采集被试手部自主抓握前运动相关皮质电位(MRCP),提出基于非线性复杂度特征样本熵(SampEn)与线性幅值特征融合算法的手部运动意图预测方法.从时频、神经复杂度分析不同大脑状态之间存在的差异,通过特征融合实现对手部抓握运动意图的预测.基于特征融合意图离线预测准确率最高可达88.46%,可以在人体手部自主运动发生时刻-1400 ms实现对手部运动预测.与平静时期手部静止状态相比,被试产生手部抓握运动意图时脑电信号的功率谱与复杂度均产生明显变化,为基于手部运动意图预测提前驱动机器人实现人机协同提供控制策略.

关键词：运动意图运动相关皮质电位非线性分析复杂度

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面向实践教学的便携式机器人智能化焊接系统

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机电工程技术 2025年第4期54卷 24-28,45页

作者：闫德俊夏文亚蒋勇刚丁正祥许曦张向锋樊钰佛山大学广东省舰船先进焊接技术重点实验室广东佛山528051 中船黄埔文冲船舶有限公司广东省舰船先进焊接技术重点实验室广州510715 深圳前海瑞集科技有限公司广东深圳518000 东韵智机(苏州)智能机器人有限公司江苏苏州215100 北京迁移科技有限公司北京102209

随着智能制造技术的不断进步,焊接技术的智能化与便携化成为船舶制造的重要发展方向。设计并开发了3款便携式智能焊接机器人系统,采用人工拖动示教和视觉识别技术,通过快速构建构件焊缝的焊接路径,实现了自动化焊接作业。系统具有体积... 详细信息

随着智能制造技术的不断进步,焊接技术的智能化与便携化成为船舶制造的重要发展方向。设计并开发了3款便携式智能焊接机器人系统,采用人工拖动示教和视觉识别技术,通过快速构建构件焊缝的焊接路径,实现了自动化焊接作业。系统具有体积小、质量轻、操作简便和安全可靠等特点,支持人机协作操作,并具备高度柔性化设计,能够适应多种复杂结构的焊接需求。实践应用表明,该系统在提升学员对智能焊接技术的掌握效率、增强学习兴趣和实践能力方面效果显著。通过集成先进的智能焊接技术,系统具有操作灵活、易于搬运等优势,为教学和工程实践提供了有力支持。研究结果表明,该便携式智能焊接系统不仅满足了新时代人才培养的需求,还为制造业的智能化转型提供了技术支撑和人才保障,具有重要的实践意义和应用价值。

关键词：教学智能化机器人焊接

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基于力反馈导纳控制的踝关节柔性外骨骼

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浙江大学学报（工学版） 2024年第4期58卷 772-778页

作者：陈栋李伟达张虹淼李娟苏州大学机电工程学院江苏省先进机器人技术重点实验室江苏苏州215021

针对踝关节康复训练的需求,分析踝关节的运动机理,运用模块化驱动单元与鲍登线,设计轻量化、易穿戴的柔性踝关节外骨骼机器人,实现踝关节跖屈/背屈、内/外翻的运动辅助.柔性外骨骼在背屈和跖屈阶段分别采用位置控制和力矩控制.位置控制... 详细信息

针对踝关节康复训练的需求,分析踝关节的运动机理,运用模块化驱动单元与鲍登线,设计轻量化、易穿戴的柔性踝关节外骨骼机器人,实现踝关节跖屈/背屈、内/外翻的运动辅助.柔性外骨骼在背屈和跖屈阶段分别采用位置控制和力矩控制.位置控制以传统PID为主;力矩控制以力为反馈信号,建立交互力差值与鲍登线内芯位移补偿之间的导纳模型.通过Sigmoid变形函数实现导纳参数的动态调控,满足辅助力矩输出和人机交互柔顺性的需求.实验结果表明,位置跟踪误差不超过0.46 cm,力输出误差为-1.5~1.5 N,能够满足人体康复训练的需求.

关键词：踝关节康复训练柔性外骨骼力反馈导纳控制

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床式步态康复训练系统机构设计

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浙江大学学报（工学版） 2021年第5期55卷 823-830页

作者：李伟达王柱张虹淼李娟顾洪苏州大学机电工程学院江苏省先进机器人技术重点实验室江苏苏州215021

针对现有床式步态康复训练机器人使用不便、成本高昂的问题,提出模块化的床式步态康复训练系统.包括倾角可调的床体模块、腿部运动辅助机构模块和足底支撑机构模块,模块化设计可以提高其使用方便性,降低制造和使用成本.为了实现正常的... 详细信息

针对现有床式步态康复训练机器人使用不便、成本高昂的问题,提出模块化的床式步态康复训练系统.包括倾角可调的床体模块、腿部运动辅助机构模块和足底支撑机构模块,模块化设计可以提高其使用方便性,降低制造和使用成本.为了实现正常的行走步态,腿部运动辅助机构模块采用凸轮-连杆机构模拟大腿和小腿的运动.建立腿部运动辅助机构的人机耦合模型,并对其进行运动学分析,得到机构与人体下肢的运动学关系,将其作为参数优化和结构设计的基础.利用MATLAB,以机构对患者个体差异的适应性为目标,对模型中的各参数进行优化,得到一组机构参数的最优解.实验结果表明,不同身高的实验者髋关节测量角度与标准角度的最大误差不超过5.2°,膝关节最大误差不超过6.7°,验证了机构对实验者个体差异的适应性和使用此系统进行康复训练的可行性.

关键词：康复机器人步态训练运动学分析参数优化模块化设计

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欠驱动异构式下肢康复机器人动力学分析及参数优化

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浙江大学学报（工学版） 2021年第2期55卷 222-228页

作者：李伟达李娟李想张虹淼顾洪史逸鹏张浩杰孙立宁苏州大学机电工程学院江苏省先进机器人技术重点实验室江苏苏州215021

针对现有外骨骼机器人人机自由度不匹配和关节对中性差的问题,提出欠驱动下肢康复机器人.欠驱动机器人只有4个直线驱动,驱动的直线运动通过推杆和人机连接机构转化为人下肢在矢状面内的屈伸运动,带动人体进行步态康复训练.建立机器人系... 详细信息

针对现有外骨骼机器人人机自由度不匹配和关节对中性差的问题,提出欠驱动下肢康复机器人.欠驱动机器人只有4个直线驱动,驱动的直线运动通过推杆和人机连接机构转化为人下肢在矢状面内的屈伸运动,带动人体进行步态康复训练.建立机器人系统的人机耦合模型,进行模型的动力学分析,对人机耦合模型中影响动力学结果的参数进行分析,建立驱动力与肢体推动力之间的关系模型,并以推力系数最大为目标进行参数分析与优化,得到最佳的结构参数.根据优化后的结构参数搭建康复机器人实验系统,对髋、膝关节驱动力与角度进行对比.实验结果表明最大髋关节角度误差为2.9°,最大膝关节角度误差为6.4°,最大误差均约为9%,验证了动力学模型和参数优化结果的正确性.

关键词：下肢康复机器人异构式构型欠驱动机器人动力学分析参数优化

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基于多特征信息的双层睡眠分期模型

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华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第5期52卷 64-69页

作者：张虹淼王梓廖肖剑李伟达苏州大学机电工程学院江苏省先进机器人技术重点实验室江苏苏州215021

针对睡眠相关疾病的诊断和治疗过程中睡眠分期的问题,使用ADASYN算法对睡眠样本进行类平衡,有效利用复合多尺度排列熵、样本熵和不同频段的能量值等一系列能够反映不同睡眠阶段信息的特征进行训练.为了提高分类中易混淆睡眠阶段的分类... 详细信息

针对睡眠相关疾病的诊断和治疗过程中睡眠分期的问题,使用ADASYN算法对睡眠样本进行类平衡,有效利用复合多尺度排列熵、样本熵和不同频段的能量值等一系列能够反映不同睡眠阶段信息的特征进行训练.为了提高分类中易混淆睡眠阶段的分类识别性能,构建了一种双层分类模型,使睡眠分期的五分类问题转化为两个三分类问题.将所提出的方法在Sleep-EDF数据集上进行验证,结果表明:所提出的模型对健康受试者的准确率可达到88.3%,较以往模型提高1%~3%,其中N1阶段的分类准确率可达69.5%,较以往模型提高约10%,证明本双层分类模型优于传统的睡眠分类模型.

关键词：睡眠分期脑电信号特征提取复合多尺度排列熵双层分类模型

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