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ICF靶支撑定位机器人系统研究 被引量:13
1
作者 孙立宁 刘彦武 +3 位作者 曲东升 李长峰 冯斌 王礼权 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第8期1303-1307,共5页
在对惯性约束核聚变(ICF)靶支撑定位功能分析的基础上,设计并制造了一套用于靶精密定位机器人系统,主要包括靶库机构、换靶机构、送靶机构和6自由度精密并联机器人机构,论述了各部分的工作原理和组成。系统在末端采用并联机器人来实现... 在对惯性约束核聚变(ICF)靶支撑定位功能分析的基础上,设计并制造了一套用于靶精密定位机器人系统,主要包括靶库机构、换靶机构、送靶机构和6自由度精密并联机器人机构,论述了各部分的工作原理和组成。系统在末端采用并联机器人来实现对靶的精密定位,测试了靶场环境下系统的运动指标。测试结果显示:系统可在真空条件下实现对靶的精确定位、换靶、送靶工作,靶定位精度达到μm级,定位时间随精度的提高而延长。 展开更多
关键词 ICF 定位 并联 机器人
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电控柴油机ECU编程设备研究与开发 被引量:9
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作者 孙立宁 穆春阳 +2 位作者 杜志江 陈燕春 李骏 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期65-71,共7页
为了给电控柴油机下线检测(EOL)阶段提供可靠的ECU数据下载工具,提出了一种基于CAN总线,采用扩展CAN标定协议(CCP)实现ECU应用程序下载和升级的方法。根据这种方法开发了ECU编程设备BootLoader,它具有下载和升级ECU应用程序代码和数据... 为了给电控柴油机下线检测(EOL)阶段提供可靠的ECU数据下载工具,提出了一种基于CAN总线,采用扩展CAN标定协议(CCP)实现ECU应用程序下载和升级的方法。根据这种方法开发了ECU编程设备BootLoader,它具有下载和升级ECU应用程序代码和数据的功能,可以实现标定数据的再编程;此外,它使用Seed&Key算法验证操作工程师的身份,通过特殊格式文件生成器实现了对标准目标机文件格式变换并生成安全性高的生产文件,利用分级CRC CHECKSUM机制校验下载和编程的结果。通过对BootLoader工作时的CAN总线状态的监测,对BootLoader下载/编程性能和可靠性进行了试验分析,结果表明该设备能够满足开发和生产的需要。 展开更多
关键词 内燃机 柴油机 电子控制单元 下线检测 CAN标定协议 ECU编程设备
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2-DOF平面并联机器人结构参数优化的研究 被引量:11
3
作者 孙立宁 楚中毅 +1 位作者 曲东升 崔晶 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第3期277-280,共4页
提出了一种新颖的高速高精度机器人机构:采用高速精密直线电机驱动-2-DOF平面并联杆机构.在杆机构的设计中,以结构紧凑和抑振为目标,分别采用模拟退火算法和有限元动力仿真进行了几何尺寸和截面尺寸的优化,并提出了一种基于本模型特点... 提出了一种新颖的高速高精度机器人机构:采用高速精密直线电机驱动-2-DOF平面并联杆机构.在杆机构的设计中,以结构紧凑和抑振为目标,分别采用模拟退火算法和有限元动力仿真进行了几何尺寸和截面尺寸的优化,并提出了一种基于本模型特点的新解产生机制.实验测试结果表明:经优化设计后的平面并联杆机构刚度大,高速运动下的残余振动<1 μm,直线电机的稳定时间成为决定机器人稳定时间的关键因素. 展开更多
关键词 平面并联 机器人 模拟退火法 结构优化 稳定时间
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机构影响系数和并联机器人雅克比矩阵的研究 被引量:7
4
作者 孙立宁 于晖 +2 位作者 祝宇虹 张秀峰 蔡鹤皋 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第6期810-814,共5页
基于刚体运动学的原理,对机构影响系数进行了研究,用运动坐标系和拟牵连速度的概念给出了机构速度影响系数求解公式,揭示了机构影响系数的物理意义,明确地论证了机构速度影响系数只与机构瞬时位姿有关而与机构的真实速度无关的结论.并... 基于刚体运动学的原理,对机构影响系数进行了研究,用运动坐标系和拟牵连速度的概念给出了机构速度影响系数求解公式,揭示了机构影响系数的物理意义,明确地论证了机构速度影响系数只与机构瞬时位姿有关而与机构的真实速度无关的结论.并将该方法用于并联机器人的运动学研究,由此而给出了求解并联机器人的雅克比矩阵的方法. 展开更多
关键词 机构影响系数 并联机器人 拟牵连速度 运动坐标系 雅克比矩阵 刚体运动学
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压电智能结构有限元动力模型及其振动主动控制的研究 被引量:8
5
作者 孙立宁 楚中毅 +1 位作者 曲东升 崔晶 《高技术通讯》 EI CAS CSCD 2004年第11期61-64,共4页
推导了压电智能结构的有限元动力方程;应用模态控制理论对结构振动主动控制的原理和策略进行了讨论,利用两种反馈控制律研究了智能结构振动抑制的问题,最后应用本文方法对一新型2—DOF平面并联压电智能杆机构进行了振动主动控制实验... 推导了压电智能结构的有限元动力方程;应用模态控制理论对结构振动主动控制的原理和策略进行了讨论,利用两种反馈控制律研究了智能结构振动抑制的问题,最后应用本文方法对一新型2—DOF平面并联压电智能杆机构进行了振动主动控制实验研究,结果表明系统的稳定时间从抑振前的488ms缩短到了抑振后的115ms,验证了本文方法的有效性。 展开更多
关键词 反馈控制律 压电智能结构 控制理论 振动抑制 振动主动控制 验证 稳定时间 有限元 结构振动 模态
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大行程高精度宏/微双重驱动机器人系统的研究 被引量:5
6
作者 孙立宁 孙绍云 +2 位作者 曲东升 王力 蔡鹤皋 《高技术通讯》 EI CAS CSCD 2004年第4期50-52,共3页
研究了具有宏/微双重驱动定位工作台的控制技术。该工作台采用直线电机进行大行程位移驱动,来保证较大的工作行程和较快的响应速度,采用压电陶瓷微位移器完成精密位移驱动,利用光栅尺实现闭环位移反馈,可以实现lOOmm的工作行程,1... 研究了具有宏/微双重驱动定位工作台的控制技术。该工作台采用直线电机进行大行程位移驱动,来保证较大的工作行程和较快的响应速度,采用压电陶瓷微位移器完成精密位移驱动,利用光栅尺实现闭环位移反馈,可以实现lOOmm的工作行程,10nm的重复定位精度。 展开更多
关键词 宏/微机器人系统 直线电机 PZT驱动 光栅 闭环位移反馈 结合动力学
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基于规则的仿人智能控制在微驱动系统中的应用 被引量:10
7
作者 孙立宁 张涛 +2 位作者 曲东升 李国君 刘美霞 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第5期101-103,106,共4页
根据三角形放大原理设计出一种以压电陶瓷为驱动元件、应变片为微位移传感元件的精密微位移机构,由于压电陶瓷存在迟滞、蠕变和非线性的不足,并且难于得到其准确的数学模型,采用常现线性PID控制方法很难实现微驱动机构的高速高精度... 根据三角形放大原理设计出一种以压电陶瓷为驱动元件、应变片为微位移传感元件的精密微位移机构,由于压电陶瓷存在迟滞、蠕变和非线性的不足,并且难于得到其准确的数学模型,采用常现线性PID控制方法很难实现微驱动机构的高速高精度控制,针对这一问题,将基于数字PI控制的仿人智能控制方法应用于微驱动系统的控制中,它是在数字PID控制算法的基础上通过仿人智能控制的特征变量en·Δen的取值符号选择相应的控制策略,实验结果表明采用该方法可以大大地提高系统的静态和动态性能. 展开更多
关键词 仿人智能控制 压电陶瓷 微驱动系统 定位精度
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基于Internet的机器人遥外科手术的问题及对策 被引量:4
8
作者 孙立宁 谢小辉 +1 位作者 富立新 杜志江 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期129-133,共5页
针对基于Internet的机器人遥外科手术面临的时延问题 ,提出了网络及其通讯协议的发展 ,如高可靠性通信链路和实时传输协议 ,是解决时延问题的根本 ;历史上形成的网络遥操作系统的控制策略 ,如基于事件的方法和无源性及耗散系统理论 。
关键词 INTERNET 机器人遥外科手术 因特网 时延 网络 通讯协议
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六自由度压电驱动并联微动机构设计与分析 被引量:6
9
作者 孙立宁 王振华 +2 位作者 曲东升 王建国 秦昌 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2003年第4期277-279,286,共4页
采用理论分析、有限元分析与仿真方法相结合的方法,设计并分析了一套新型的压电陶瓷驱动的六自由度并联微动机器人机构,充分发挥压电陶瓷和并联机构的优点,实现了并联机器人机构、驱动、检测一体化设计。经过实际检测证明,所采取的方案... 采用理论分析、有限元分析与仿真方法相结合的方法,设计并分析了一套新型的压电陶瓷驱动的六自由度并联微动机器人机构,充分发挥压电陶瓷和并联机构的优点,实现了并联机器人机构、驱动、检测一体化设计。经过实际检测证明,所采取的方案是合理可行的。 展开更多
关键词 压电陶瓷 六自由度 并联微动机构
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集成式五维微力/力矩传感器的研究 被引量:9
10
作者 孙立宁 唐学燕 荣伟彬 《微纳电子技术》 CAS 2003年第7期467-469,共3页
五维微力 /力矩传感器应用于微装配机器人操作末端的微力觉感知 ,能够同时测量三个方向的微力Fx、Fy、Fz 和两个方向的微力矩Mx 和My;测力量程± 1N ,测力矩量程± 0 .0 5N·m ;放大电路集成在传感器的本体中。应用力学理... 五维微力 /力矩传感器应用于微装配机器人操作末端的微力觉感知 ,能够同时测量三个方向的微力Fx、Fy、Fz 和两个方向的微力矩Mx 和My;测力量程± 1N ,测力矩量程± 0 .0 5N·m ;放大电路集成在传感器的本体中。应用力学理论对本体进行理论分析 ,推导出计算公式 ,求出本体的应变 ;并采用有限元分析软件进行仿真 ,分析应变 。 展开更多
关键词 五维微力传感器 力矩传感器 微操作机器人 弹性体 结构形式
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一种基于图像导航的骨外科手术机器人系统 被引量:6
11
作者 孙立宁 张剑 杜志江 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期285-289,共5页
髓内钉远端孔锁定是目前长骨骨折内固定手术中的难题.介绍了一种机器人外科手术系统及作为其核心技术的图像导航方法.首先对X光图像进行畸变矫正和对比度增强,然后提出一种基于几何模型的对准方法,得到一条能够穿过髓内钉远端孔的三维路... 髓内钉远端孔锁定是目前长骨骨折内固定手术中的难题.介绍了一种机器人外科手术系统及作为其核心技术的图像导航方法.首先对X光图像进行畸变矫正和对比度增强,然后提出一种基于几何模型的对准方法,得到一条能够穿过髓内钉远端孔的三维路径,从而引导串联机器人锁定髓内钉.系统还包括虚拟手术仿真子系统和遥操作子系统,可以模拟、监控手术过程,并可使医生远距离操作系统完成手术.实验表明,该系统能成功实现用机器人锁定髓内钉.并且与传统手术方法相比,具有较高的定位精度和稳定性,可以大大减少手术所需时间,降低医生所受辐射剂量. 展开更多
关键词 骨外科手术机器人 图像导航 遥操作 虚拟手术仿真
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6-DOF并联机器人新型力感觉系统静力学分析 被引量:5
12
作者 孙立宁 于凌涛 +1 位作者 杜志江 祝宇虹 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第8期1030-1033,共4页
通过在6-DOF(6自由度)并联机器人各个杆件上集成拉、压力传感器,组成了新型力感觉系统.建立了6个传感器受力与动平台所受合外力、合外力矩的矩阵关系,从而只需检测6个1维传感器的受力就可以确定并联机器人动平台的受力情况.在考虑杆件... 通过在6-DOF(6自由度)并联机器人各个杆件上集成拉、压力传感器,组成了新型力感觉系统.建立了6个传感器受力与动平台所受合外力、合外力矩的矩阵关系,从而只需检测6个1维传感器的受力就可以确定并联机器人动平台的受力情况.在考虑杆件自身重力的情况下,着重对该力感觉系统进行静力学分析,并以6-PTRT并联机器人为例,在该机器人上集成力感觉系统.实验结果表明该方法可行. 展开更多
关键词 6自由度并联机器人 力感觉系统 静力学 轴向力 径向力
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压电/电致伸缩陶瓷控制模型归一化的研究 被引量:5
13
作者 孙立宁 张涛 +1 位作者 蔡鹤皋 王焕 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第5期4-7,15,共5页
压电/电致伸缩陶瓷作为一种理想的微位移器在许多领域得到了广泛应用,但是由于其存在迟滞、蠕变及非线性等不足,限制了它的进一步应用.本文在分析压电/电致伸缩陶瓷极化机理的基础上,给出了压电/电致伸缩陶瓷归一化的控制模型,... 压电/电致伸缩陶瓷作为一种理想的微位移器在许多领域得到了广泛应用,但是由于其存在迟滞、蠕变及非线性等不足,限制了它的进一步应用.本文在分析压电/电致伸缩陶瓷极化机理的基础上,给出了压电/电致伸缩陶瓷归一化的控制模型,同时给出几种情况下的典型例子及其电压同位移的关系曲线。 展开更多
关键词 压电陶瓷 电致伸缩陶瓷 控制模型 归一化 位移
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一种新型6-DOF并联机器人研究 被引量:3
14
作者 孙立宁 徐文军 +1 位作者 安辉 蔡鹤皋 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第1期17-21,共5页
研制出一种新型6-DOF并联机器人,介绍了其机构形式和特点,用轨迹圆法分析了位置逆解及多解性。
关键词 并联机器人 轨迹圆法 位置逆解 工作空间 仿真
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柔性臂动力学建模及比较研究 被引量:8
15
作者 孙立宁 王洪福 曲东升 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2003年第6期525-529,共5页
根据广义坐标的不同定义应用Lagrange方程建立了两种表达形式的水平面内转动的两自由度柔性机械臂动力学模型;分析了两类方程的不同特点和适用领域;将模型的仿真结果和实验结果进行对比分析,验证了模型的准确性;为柔性臂动力学分析和下... 根据广义坐标的不同定义应用Lagrange方程建立了两种表达形式的水平面内转动的两自由度柔性机械臂动力学模型;分析了两类方程的不同特点和适用领域;将模型的仿真结果和实验结果进行对比分析,验证了模型的准确性;为柔性臂动力学分析和下一步研究提供了理论指导及重要的前提条件。 展开更多
关键词 柔性臂 动力学模型 广义坐标
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一种新型6-HTRT并联机器人研制 被引量:3
16
作者 孙立宁 于晖 +1 位作者 祝宇虹 蔡鹤皋 《高技术通讯》 EI CAS CSCD 2002年第10期50-53,共4页
研制出新型 6 HTRT并联机器人 ,介绍了这种并联机构的形式特点、运动副组成和工作原理。研制出步进电机控制的集中式控制系统和实验系统 ,并给出了不同姿态下并联机器人工作空间仿真和不同载荷下机器人重复性精度实验的结果。仿真和实... 研制出新型 6 HTRT并联机器人 ,介绍了这种并联机构的形式特点、运动副组成和工作原理。研制出步进电机控制的集中式控制系统和实验系统 ,并给出了不同姿态下并联机器人工作空间仿真和不同载荷下机器人重复性精度实验的结果。仿真和实验结果表明 ,所研制的新型 6 HTRT并联机器人具有末端操作器惯量小、动作灵活、重复性运动精度高、承载能力较大等特点。 展开更多
关键词 6-HTRT 并联机器人 仿真 实验系统 机器人 机构学理论
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基于PZT的微驱动定位控制方法的研究 被引量:3
17
作者 孙立宁 孙绍云 +2 位作者 曲东升 王力 蔡鹤皋 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2003年第5期436-438,共3页
介绍了基于PZT的一维微动工作台,采用平行板机构,对其进行了有限元分析设计。使用精密光栅进行位移闭环检测,采用模糊PI控制算法对系统进行控制,既具有模糊控制灵活而且适应性强的优点,又具有PI控制精度高的特点。实验证明了该方法的有... 介绍了基于PZT的一维微动工作台,采用平行板机构,对其进行了有限元分析设计。使用精密光栅进行位移闭环检测,采用模糊PI控制算法对系统进行控制,既具有模糊控制灵活而且适应性强的优点,又具有PI控制精度高的特点。实验证明了该方法的有效性。 展开更多
关键词 平行板 PZT驱动 模糊控制
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双压电膜驱动器的有限元分析与实验研究 被引量:3
18
作者 孙立宁 刘品宽 +1 位作者 刘涛 吴善强 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2003年第3期191-195,共5页
双压电膜是由压电材料层、环氧树脂层、金属层组成的复合板。将双压电膜组合在一起构成管内移动微小机器人的驱动器。该文以压电本构方程为基础,建立双压电膜驱动器的机电耦合的有限元模型,采用有限元分析软件对双压电膜驱动器进行静态... 双压电膜是由压电材料层、环氧树脂层、金属层组成的复合板。将双压电膜组合在一起构成管内移动微小机器人的驱动器。该文以压电本构方程为基础,建立双压电膜驱动器的机电耦合的有限元模型,采用有限元分析软件对双压电膜驱动器进行静态和模态分析,同时对驱动器静态位移与固有频率进行测试。将有限元分析与实验测试结果进行对比分析,两者的结果一致。 展开更多
关键词 双压电膜 有限元分析 耦合场 驱动器
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基于PZT的宏/微驱动机器人研究 被引量:2
19
作者 孙立宁 孙绍云 +1 位作者 荣伟彬 蔡鹤皋 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期16-19,共4页
综述了基于PZT的宏/微机器人的概念、现状、应用及所展开的相关研究成果。阐述了宏/微机器人克服了传统定位系统的局限性,可以同时满足大行程、高速高准确度的定位要求;压电陶瓷作为一种新型驱动器具有结构紧凑、体积小,可以做到无机械... 综述了基于PZT的宏/微机器人的概念、现状、应用及所展开的相关研究成果。阐述了宏/微机器人克服了传统定位系统的局限性,可以同时满足大行程、高速高准确度的定位要求;压电陶瓷作为一种新型驱动器具有结构紧凑、体积小,可以做到无机械摩擦、无间隙、较高的位移分辨率等特点,用于宏/微结合,可得到了良好的效果。介绍了基于PZT的宏/微机器人的研究现状和成果,这些宏/微机器人分别用于精密装配、光纤对接、IC封装、生物工程、柔性手臂等领域。 展开更多
关键词 PZT 宏/微驱动机器人 压电陶瓷 驱动器 位移分辨率 宏/微操作器系统
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基于Internet的机器人实时双向遥操作 被引量:3
20
作者 孙立宁 谢小辉 +1 位作者 杜志江 富立新 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期146-150,164,共6页
基于服务质量的时延、时延振荡、带宽需求和丢包率,认为传输控制协议是一个安全的协议,而UDP(用户数据包协议)是一个相对实时的协议.因此在实际情况中,可针对不同的数据类型选择相应的协议.使用UDP协议控制数据时有包丢失问题,可采取冗... 基于服务质量的时延、时延振荡、带宽需求和丢包率,认为传输控制协议是一个安全的协议,而UDP(用户数据包协议)是一个相对实时的协议.因此在实际情况中,可针对不同的数据类型选择相应的协议.使用UDP协议控制数据时有包丢失问题,可采取冗余发射的方式加以克服.在基于Internet的机器人遥操作系统中有网络时延问题,影响整个系统的稳定性、透明性和实时性.使用UDP协议使系统具有了实时性的同时,不影响系统的稳定、透明和同步.使用力、图像、声音、温度等多模态反馈能够提高系统性能和安全性,但各个模态之间存在同步问题,用事件驱动的方法可解决此问题. 展开更多
关键词 遥操作 用户数据包协议 事件驱动方法
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