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Predicting the assembly/disassembly order of protein complexes via coarse-grained simulations
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作者 Yunxiao Lu Xin Liu Zhiyong Zhang 《中国科学技术大学学报》 CSCD 北大核心 2024年第12期7-15,I0002,I0008,共11页
The assembly of a protein complex is very important for its biological function,which can be investigated by determining the order of assembly/disassembly of its protein subunits.Although static structures of many pro... The assembly of a protein complex is very important for its biological function,which can be investigated by determining the order of assembly/disassembly of its protein subunits.Although static structures of many protein com-plexes are available in the protein data bank,their assembly/disassembly orders of subunits are largely unknown.In addition to experimental techniques for studying subcomplexes in the assembly/disassembly of a protein complex,computational methods can be used to predict the assembly/disassembly order.Since sampling is a nontrivial issue in simulating the assembly/disassembly process,coarse-grained simulations are more efficient than atomic simulations are.In this work,we developed computational protocols for predicting the assembly/disassembly orders of protein complexes via coarse-grained simulations.The protocols were illustrated via two protein complexes,and the predicted assembly/disassembly orders were consistent with the available experimental data. 展开更多
关键词 protein complexes assembly/disassembly order coarse-grained simulations native contacts
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基于强化学习与遗传算法的机器人并行拆解序列规划方法 被引量:2
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作者 汪开普 马晓艺 +2 位作者 卢超 殷旅江 李新宇 《国防科技大学学报》 北大核心 2025年第2期24-34,共11页
在拆解序列规划问题中,为了提高拆解效率、降低拆解能耗,引入了机器人并行拆解模式,构建了机器人并行拆解序列规划模型,并设计了基于强化学习的遗传算法。为了验证模型的正确性,构造了混合整数线性规划模型。算法构造了基于目标导向的... 在拆解序列规划问题中,为了提高拆解效率、降低拆解能耗,引入了机器人并行拆解模式,构建了机器人并行拆解序列规划模型,并设计了基于强化学习的遗传算法。为了验证模型的正确性,构造了混合整数线性规划模型。算法构造了基于目标导向的编解码策略,以提高初始解的质量;采用Q学习来选择算法迭代过程中的最佳交叉策略和变异策略,以增强算法的自适应能力。在一个34项任务的发动机拆解案例中,通过与四种经典多目标算法对比,验证了所提算法的优越性;分析所得拆解方案,结果表明机器人并行拆解模式可以有效缩短完工时间,并降低拆解能耗。 展开更多
关键词 拆解序列规划 机器人并行拆解 混合整数线性规划模型 遗传算法 强化学习
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考虑可变旋转参数的机器人多轴孔装配强化学习策略 被引量:1
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作者 鄢智超 周勇 +1 位作者 胡楷雄 李卫东 《计算机集成制造系统》 北大核心 2025年第3期815-827,共13页
针对目前机器人多轴孔装配学习策略严重依赖人工示教数据,导致训练效率低和场景适应性差等问题,提出一种考虑可变旋转参数的机器人多轴孔装配强化学习策略。首先,提出一种可变旋转参数的姿态调整模型,据此采集多轴孔接触力学信息与姿态... 针对目前机器人多轴孔装配学习策略严重依赖人工示教数据,导致训练效率低和场景适应性差等问题,提出一种考虑可变旋转参数的机器人多轴孔装配强化学习策略。首先,提出一种可变旋转参数的姿态调整模型,据此采集多轴孔接触力学信息与姿态调整动作的对应关系数据,以此作为装配技能的预训练学习数据。进而,提出一种改进深度确定性策略梯度(DDPG)强化学习算法,通过多因素稀疏奖励函数对装配动作进行合适的奖励评价以提高学习效率和成功率。最后,在仿真和实验平台上进行了多轴孔电子元器件装配的案例研究,结果表明,所提方法具有良好的场景适应性,相对经典强化学习方法能有效提高装配的学习效率和成功率,同时明显减小了装配接触力/力矩。 展开更多
关键词 协作机器人 多轴孔装配 姿态调整模型 改进深度确定性策略梯度算法
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基于双路单目视觉的多轴孔机器人快速精密装配
4
作者 李福东 蒋彬 +3 位作者 杨月全 陈欣钰 曹志强 蒋远雷 《控制工程》 北大核心 2025年第6期969-976,1007,共9页
针对直插件多轴孔并行装配时引脚一致性差,装配成功率低的问题,设计开发了一种结合稳定精确轴孔视觉定位算法和高效机器人视觉引导插装技术的直插式元件多轴孔精密装配系统。首先,离线标定轴心与孔心定位相机,并确定其与机器人之间的位... 针对直插件多轴孔并行装配时引脚一致性差,装配成功率低的问题,设计开发了一种结合稳定精确轴孔视觉定位算法和高效机器人视觉引导插装技术的直插式元件多轴孔精密装配系统。首先,离线标定轴心与孔心定位相机,并确定其与机器人之间的位姿关系;其次,结合CAD模型采用基于约束的随机抽样一致(random sample consensus, RANSAC)椭圆拟合算法精确定位轴孔中心;然后,开发了以多轴孔中心为定位锚点,以多轴孔平均角度偏差为旋转依据的插装引导算法,通过预测多轴孔装配间隙指导调配,提高插装成功率。最后,以图像差分算法检测装配结果,把控装配质量。实验数据表明,系统具备定位装配精度高、速度快、装配成功率高的优点,可实现单元件总体检测时间小于100 ms,单轴最终装配误差小于±0.3 mm,装配成功率大于98%的目标。 展开更多
关键词 机器人 精密装配 视觉定位 单目视觉
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面向轴孔装配任务的双臂机器人控制策略
5
作者 詹博文 郭瑞科 +2 位作者 龚宇莲 何英姿 张海博 《空间控制技术与应用》 北大核心 2025年第1期85-95,共11页
为了高效、安全地完成轴孔装配任务,提出一种双臂机器人协调柔顺控制策略.根据轴零件、孔零件自身的结构特点,设计一种满足小容差限制的一次装配成型任务方案.在此基础上,基于双臂主从协调的思想,对任务进行了分解和分配.同时以消除孔... 为了高效、安全地完成轴孔装配任务,提出一种双臂机器人协调柔顺控制策略.根据轴零件、孔零件自身的结构特点,设计一种满足小容差限制的一次装配成型任务方案.在此基础上,基于双臂主从协调的思想,对任务进行了分解和分配.同时以消除孔零件和轴零件之间的位姿偏差为目标,规划了平滑的双臂运动轨迹.考虑到零件之间柔顺接触的要求,构建一种自适应阻抗控制器.为避免接触力往复震荡带来的控制失稳问题,在该控制器中加入了刚度系数自适应调节功能.基于UR10e机械臂搭建了双臂机器人轴孔装配实验平台,并且通过实验验证了提出的双臂机器人协调柔顺控制策略的有效性. 展开更多
关键词 轴孔装配 双臂机器人 任务分解与分配 轨迹规划 柔顺控制
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渝湘高铁重庆长江隧道方案设计与关键技术研究
6
作者 陶伟明 陈杨 +3 位作者 蒲松 曹林卫 刘保林 旷文涛 《隧道建设(中英文)》 北大核心 2025年第6期1219-1228,共10页
针对山地城市环境下过江隧道建设面临的地形高差悬殊、地质复杂、城市建筑密集等挑战,以渝湘高铁重庆长江隧道为依托,结合工程地形地貌、水文地质及城市环境特征,通过多维度技术比选与创新设计,对线路敷设方案、隧道分合修、盾构选型、... 针对山地城市环境下过江隧道建设面临的地形高差悬殊、地质复杂、城市建筑密集等挑战,以渝湘高铁重庆长江隧道为依托,结合工程地形地貌、水文地质及城市环境特征,通过多维度技术比选与创新设计,对线路敷设方案、隧道分合修、盾构选型、施工组织方案、运营排水、养护通风等开展系统研究,形成适应于山地城市特点的过江隧道关键技术集成体系。研究表明:1)采用泥水平衡盾构可有效应对0.9 MPa高水压及砂岩-泥岩互层地质条件,避免喷涌风险并提升掘进效率;2)施工工艺上首次提出盾构洞内组装始发及接收拆解技术,利用85 m长组装洞和40 m长拆解洞完成盾构洞内的始发与接收,规避了传统超深竖井方案施工风险高、城市干扰大的难题;3)隧道断面采用蘑菇形结构,通过多分部开挖与肋板式锚杆挡墙叠合支护,确保了613 m 2超大断面隧洞的稳定施工;4)提出分段运营排水系统与轨下廊道通风方案,结合泥浆航运弃渣模式,解决了高水压渗流与城区环保难题。工程实践表明,上述技术集成体系显著降低了山地城市环境下过江隧道的施工风险与城市影响,提升了隧道建设质量与效率。 展开更多
关键词 山地城市环境 过江隧道 线路方案 盾构选型 盾构洞内组装(拆解) 蘑菇形断面
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一种基于机器视觉的轴孔装配控制方法
7
作者 许翰卿 胡欢 +2 位作者 李天剑 王文胜 黄民 《机床与液压》 北大核心 2025年第9期23-30,共8页
目前自动化轴孔装配中通常采用工业机器人“示教-再现”模式,工作路径和位姿预先设定,若工件位置稍有偏移,可能导致作业失败。针对这一问题,研发一种基于机器视觉的轴孔装配系统。为了确保装配过程的稳定性、可靠性和高精度控制,基于高... 目前自动化轴孔装配中通常采用工业机器人“示教-再现”模式,工作路径和位姿预先设定,若工件位置稍有偏移,可能导致作业失败。针对这一问题,研发一种基于机器视觉的轴孔装配系统。为了确保装配过程的稳定性、可靠性和高精度控制,基于高度模块化的ROS机器人操作系统搭建机器人装配系统;采用MoveIt!模块实现机械臂的路径规划和碰撞检测等运动控制,选用RRT算法来进行机械臂的正逆运动学求解。而视觉检测部分采用两阶段检测策略,研发了快速高效的目标识别和边缘检测算法,通过最小二乘法拟合零件轮廓边缘,从而实现目标检测和识别,最后通过PNP算法实现对工件的三维位姿进行测量,从而达到20帧内完成视觉检测的目的。通过提高手眼标定以及视觉检测精度,使得轴孔装配效率有效提高,平均装配时间小于7 s,实验过程装配成功率达到95%。 展开更多
关键词 工业机器人 自动装配 位姿检测 视觉引导
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混联式舱内装配调姿机器人系统设计与分析
8
作者 刘毅 姚建涛 +2 位作者 郭禹彤 易旺民 赵永生 《国防科技大学学报》 北大核心 2025年第2期131-145,共15页
为满足航天舱内设备自动化总装需求获得一种结构尺寸小、工作空间大、负载能力高、灵活度高的装配机器人,提出一种基于PRR/PR(PRR)R机构的轻量化、高负载8自由度混联调姿机器人舱内装配系统。分析混联机器人位置映射关系、速度映射关系... 为满足航天舱内设备自动化总装需求获得一种结构尺寸小、工作空间大、负载能力高、灵活度高的装配机器人,提出一种基于PRR/PR(PRR)R机构的轻量化、高负载8自由度混联调姿机器人舱内装配系统。分析混联机器人位置映射关系、速度映射关系、雅可比矩阵、加速度映射关系,建立混联装配机器人动力学模型,得到各关节驱动力、驱动力矩与关节速度映射关系。进一步,建立混联机器人刚度模型,求解机构末端所受六维力后机构的变形程度。ADAMS和ANSYS仿真模型验证了机构运动学、动力、理论刚度模型。为狭长空间内大型设备装配自动化的实现提供了可行方案与理论基础。 展开更多
关键词 混联机构 狭长空间 装配机器人 运动学 动力学 刚度
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基于力反馈的螺钉自动化拆卸方法研究
9
作者 朱鼎 李瑞亚 +2 位作者 黄俊 孔德伟 洪流 《制造技术与机床》 北大核心 2025年第5期5-13,共9页
为解决退役动力电池螺钉自动化拆卸问题,提出了一种基于协作机器人的螺钉自动化拆卸新方法与策略。首先,分析了扳手与螺钉不同接触状态的受力特点,以建立扳手-螺钉的相对位置与相互接触力的映射关系。其次,提出了一种结合力觉感知与柔... 为解决退役动力电池螺钉自动化拆卸问题,提出了一种基于协作机器人的螺钉自动化拆卸新方法与策略。首先,分析了扳手与螺钉不同接触状态的受力特点,以建立扳手-螺钉的相对位置与相互接触力的映射关系。其次,提出了一种结合力觉感知与柔顺控制的寻孔策略,在扳手接近螺钉的基础上,通过多次试触的力信息判定螺钉的方向,进而完成扳手向螺钉的插入和啮合。再次,分析了拧松过程中螺钉拧松状态与螺钉-扳手接触力的关系,提出了一种基于力觉评估完全拧松的策略,能够避免无效的拧松操作。最后,开展了箱体类结构表面螺钉拆卸试验,验证了所提出的螺钉自动化拆卸方法与策略的可行性。 展开更多
关键词 螺纹拆解 自动拆解 寻孔策略 协作机器人 再制造
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考虑风险的人机协作异步并行拆卸序列规划方法
10
作者 张宽路 张秀芬 李国贤 《机电工程》 北大核心 2025年第7期1378-1388,共11页
在人机协作异步并行拆卸过程中,工作区域重叠会导致机器人或操作人员工作暂停或发生碰撞,造成人身伤害等潜在风险,为此,将避免工作区域冲突作为大型复杂产品人机协作异步并行拆卸的约束,提出了一种基于混合遗传树种优化算法(HG-TSOA)的... 在人机协作异步并行拆卸过程中,工作区域重叠会导致机器人或操作人员工作暂停或发生碰撞,造成人身伤害等潜在风险,为此,将避免工作区域冲突作为大型复杂产品人机协作异步并行拆卸的约束,提出了一种基于混合遗传树种优化算法(HG-TSOA)的人机协作异步并行拆卸序列规划方法。首先,构建了多约束拆卸混合图模型,用于描述产品零部件间的拆卸优先级、装配约束和不同拆卸操作者(人或机器人)之间工作区域的冲突约束;设计了两段式染色体编码方法,实现了多约束拆卸混合图到染色体的映射目的;然后,以拆卸时间最短和操作者空闲时间最少为目标构建了适应度函数,为避免早熟,在选择、交叉、变异等进化算子的基础上,设计了跃迁算子,利用随机扰动扩散机制帮助算法跳出局部最优,并引入了树种优化算法的边界检查机制,确保最优解的可行性;最后,以帕萨特B5发动机为研究对象,对HG-TSOA进行了应用研究,验证了算法的有效性。研究结果表明:操作者数量为3和5时,基于HG-TSOA的人机协作异步并行拆卸序列规划方法获得的最佳拆卸时间分别为2477 s和2410 s,比同步并行拆卸时间分别少了197 s和90 s,比遗传算法(GA)获得同步并行拆卸序列对应的拆卸时间少了284 s和114 s,且具有规避工作区域冲突风险、收敛速度快、搜索范围广等特点。 展开更多
关键词 多约束拆卸混合图模型 混合遗传树种优化算法 异步并行拆卸 混合遗传树种算法 人机协作 适应度函数
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基于力反馈设备的工业机器人遥操作装配系统实验研究 被引量:1
11
作者 贾彦徽 陈成军 《机电工程》 北大核心 2025年第1期137-145,共9页
采用工业机器人执行某些危险或复杂环境下的装配任务时,需要通过遥操作机器人进行装配,为此,提出了一种基于力反馈设备的工业机器人遥操作装配系统。首先,基于该装配系统,建立了遥操作力反馈设备位姿坐标系与机器人末端坐标系间的位姿... 采用工业机器人执行某些危险或复杂环境下的装配任务时,需要通过遥操作机器人进行装配,为此,提出了一种基于力反馈设备的工业机器人遥操作装配系统。首先,基于该装配系统,建立了遥操作力反馈设备位姿坐标系与机器人末端坐标系间的位姿转换矩阵,将主端的位姿信息映射到机器人末端执行器,从而驱动机器人完成了装配任务;然后,引入了力位混合控制器,并结合力和位置控制策略,通过选择六维方向控制模式,实现了对机器人位姿进行柔顺控制的目的;最后,搭建了机器人遥操作装配平台,进行了工业机器人的装配实验,对该装配系统能否满足工业机器人遥操作装配的需求进行了验证。研究结果表明:采用该工业机器人遥操作装配的系统中,平均位置误差为1.121 mm,平均角度误差为0.589°,具有良好的控制精度;采用该力位混合控制器后,装配的成功率提升了30%,并且成功装配的平均时间缩短了6.7 s,有效提升了装配的完成效率和完成质量。 展开更多
关键词 工业机器人末端执行器 位姿映射 成功装配时间 装配效率 力位混合控制器 位姿柔顺控制
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基于改进YOLOv8n的船舶设备拆装流程规范性评估方法
12
作者 张振东 管聪 +2 位作者 张泽辉 吴超 丁学文 《中国舰船研究》 北大核心 2025年第2期140-150,共11页
[目的]船舶机舱作业规范性是船舶安全管控的关键部分,因此船员实操考试将船舶设备拆装作为一个重要考核项。为提升船员实操考试的电子化和智能化水平,提出一种基于计算机视觉的船舶设备拆装流程规范性的自动化识别方法。[方法]首先,以YO... [目的]船舶机舱作业规范性是船舶安全管控的关键部分,因此船员实操考试将船舶设备拆装作为一个重要考核项。为提升船员实操考试的电子化和智能化水平,提出一种基于计算机视觉的船舶设备拆装流程规范性的自动化识别方法。[方法]首先,以YOLOv8n构建船舶设备检测模型的骨干网络,并引入高效通道注意力机制(SA),以提高模型特征提取能力与训练效率;然后,在颈部网络中引入重参数化泛化特征的金字塔网络(GFPN)融合结构,以提高模型的多尺度特征融合能力;最后,引入动态非单调聚焦机制损失函数(WIoU)来替换原CIoU损失函数,以提高模型精度。[结果]自建数据集的试验结果表明:与YOLOv8n相比,改进目标识别算法的平均精度均值提高了0.15,实时检测的每秒帧数提升了0.6,可以准确识别齿轮泵的拆装流程。[结论]该改进算法具有更强的识别能力,可以更好地应用于船舶设备拆装流程规范性的识别任务。 展开更多
关键词 船舶设备 拆除和安装 目标检测 注意力机制(SA) 泛化特征金字塔网络(GFPN) 动态非单调聚焦机制(WIoU)损失函数
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基于遗传模拟退火算法的资源受限人机协作装配线平衡研究
13
作者 汪开普 章卫 李新宇 《计算机集成制造系统》 北大核心 2025年第6期2043-2058,共16页
针对协作机器人数受限的人机协作装配线平衡问题,构建了以最小化节拍为优化目标的混合整数线性规划模型,并验证了模型的正确性。针对问题任务分配复杂、装配模式多、机器人资源受限等特征,提出一种混合遗传模拟退火算法。考虑工位内工... 针对协作机器人数受限的人机协作装配线平衡问题,构建了以最小化节拍为优化目标的混合整数线性规划模型,并验证了模型的正确性。针对问题任务分配复杂、装配模式多、机器人资源受限等特征,提出一种混合遗传模拟退火算法。考虑工位内工人和机器人的调度关系,构造了基于任务分配、任务模式和资源约束的三段式编解码策略,以提高初始解的质量;设计了一种基于优先约束的映射算子和插入变异算子,以增强算法的全局搜索能力;引入模拟退火操作,并设计了任务、装配模式与机器人分配组合的8种新解产生方式,来提高算法的局部搜索能力。通过32个测试案例并与4种经典算法对比,验证了所提算法的有效性和优越性。在资源受限的不同规模案例上,相比手工装配模式,人机协作装配模式的节拍分别缩短了17.83%,15.00%,14.71%,有效提高了装配效率。 展开更多
关键词 装配线平衡 人机协作 混合整数线性规划 遗传算法 模拟退火算法
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基于扩展关节角-极限学习机的工业机器人离线补偿方法研究
14
作者 苏志毅 国凯 +1 位作者 孙杰 黄晓明 《机电工程》 北大核心 2025年第6期1193-1203,共11页
机器人在高精度自动化加工中的应用受到其多方向重复性有限的制约。为了进一步提高机器人末端执行器的绝对定位精度,考虑多向重复定位误差以及几何、非几何因素对绝对定位精度的影响,进行了基于扩展关节角-极限学习机(EJA-ELM)的工业机... 机器人在高精度自动化加工中的应用受到其多方向重复性有限的制约。为了进一步提高机器人末端执行器的绝对定位精度,考虑多向重复定位误差以及几何、非几何因素对绝对定位精度的影响,进行了基于扩展关节角-极限学习机(EJA-ELM)的工业机器人离线补偿方法研究,构建了基于Comau NJ-220-2.7工业机器人的位置误差预测模型,并进行了对比试验,验证了EJA-ELM离线补偿方法的准确性和先进性。首先,建立了机器人从理论关节角到扩展关节角的数学模型,构建了机器人扩展关节空间,在此基础上提出了一种以机器人扩展关节角作为极限学习机神经网络输入的机器人位置误差预测方法,利用位置误差预测结果对机器人的绝对定位精度进行了前馈补偿;然后,进一步分析了工业机器人运动学参数存在的误差,利用MATLAB软件构建了机器人的运动学模型,并进行了仿真来验证补偿方法的有效性;最后,利用高精度激光跟踪仪测量了机器人的实际位置误差,建立了机器人理论关节角与实际位置误差之间的映射关系,利用预测误差前馈补偿的方式进行了机器人位置误差离线补偿,以工业机器人Comau NJ-220-2.7为对象进行了试验验证。研究结果表明:机器人的绝对定位精度平均值由补偿前的0.7961 mm减少到0.1402 mm,标准差由补偿前的0.3493 mm减少到0.0932 mm。EJA-ELM补偿方法能有效地补偿由关节转向引入的多向重复性误差,进一步提高机器人的绝对定位精度。 展开更多
关键词 工业机器人装配误差 关节反向误差 误差补偿 扩展关节角 定位精度 神经网络 前馈误差补偿
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基于模糊自适应的变导纳柔顺控制研究
15
作者 李锦 戈海龙 +2 位作者 张红瑞 戴娜 张建华 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第5期121-124,共4页
针对工业机械臂在高精度装配作业中传统导纳控制方法位置跟踪效果不理想,无法适应多场景、多任务需求的问题,提出一种基于模糊推理规则的自适应导纳控制方案。将力跟踪误差及其变化率作为模糊控制器的输入参数,通过模糊推理得到阻尼参... 针对工业机械臂在高精度装配作业中传统导纳控制方法位置跟踪效果不理想,无法适应多场景、多任务需求的问题,提出一种基于模糊推理规则的自适应导纳控制方案。将力跟踪误差及其变化率作为模糊控制器的输入参数,通过模糊推理得到阻尼参数的补偿值,使其随实际工况实时动态调整。基于Solidworks和MATLAB工具,建立了机械臂的仿真模型,搭建了位置跟踪系统仿真平台。通过与传统导纳控制方法比较,此方案可明显减小系统超调,缩短调节时间,提高系统响应速度,在改善机械臂轨迹跟踪效果、提高装配过程稳定性方面具有一定的实用价值。 展开更多
关键词 工业机械臂 装配 导纳控制 模糊控制器
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空间桁架自主装配轨迹规划与控制策略
16
作者 孟凡奇 陈萌 +2 位作者 马晓龙 高金忠 高洋 《南京航空航天大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期441-450,共10页
针对空间中大型桁架的在轨组装需求,设计了一套空间桁架在轨装配系统,包括装配机器人、基于构件级模块单元的桁架系统。考虑整个装配过程的安全性与有序性,构建了基于邻接矩阵的桁架杆件装配流程数学表达,用于规划立方体桁架单元各杆件... 针对空间中大型桁架的在轨组装需求,设计了一套空间桁架在轨装配系统,包括装配机器人、基于构件级模块单元的桁架系统。考虑整个装配过程的安全性与有序性,构建了基于邻接矩阵的桁架杆件装配流程数学表达,用于规划立方体桁架单元各杆件的装配序列。同时,提出了面向任意装配位置的弧形轨迹规划方法,保证杆件装配全流程的平滑性以及对接阶段的正对齐。最后,利用一种根据接触力动态调整参数的自适应柔顺控制算法,确保桁架杆接触装配的安全性与柔顺性。基于本文搭建的空间桁架在轨装配系统仿真软件ADAMS与Simulink联合仿真模型,表明本文所提出的自主装配轨迹规划与控制策略能够实现空间桁架的自主平滑柔顺装配,且装配过程中的接触力小于10 N。 展开更多
关键词 在轨装配 空间桁架 机械臂 轨迹规划 自适应柔顺控制
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基于力觉引导的协作机器人轴孔装配方法研究
17
作者 梁硕 张胜伦 +1 位作者 蒋周翔 秦鹏举 《机床与液压》 北大核心 2025年第5期1-7,共7页
针对传统机器人轴孔装配过程中出现的孔外搜索耗时长和轴孔接触状态辨识复杂的问题,提出一种融合拖动示教的力觉柔顺装配方法。该方法基于协作机器人腕部六维力觉引导,共分为孔外搜索、孔内调姿和插孔3个阶段。孔外搜索粗定位采用力觉... 针对传统机器人轴孔装配过程中出现的孔外搜索耗时长和轴孔接触状态辨识复杂的问题,提出一种融合拖动示教的力觉柔顺装配方法。该方法基于协作机器人腕部六维力觉引导,共分为孔外搜索、孔内调姿和插孔3个阶段。孔外搜索粗定位采用力觉引导的拖动示教,精定位采用螺旋搜索法,缩短了孔位搜索时间;孔内机器人的位姿调整使用导纳控制,同时简化轴孔接触状态的识别种类以及算法,增强了识别准确性;在完成位姿调整后,插孔阶段直接依据状态进行辨别并沿着特定方向插入,实现轴孔柔顺装配。实验结果表明:采用拖动示教的粗定位可以有效提高搜孔效率。利用该方法完成了15°斜孔的装配,验证了所提出的轴孔装配方法的可行性及有效性。 展开更多
关键词 力觉引导 轴孔装配 导纳控制 螺旋搜索 协作机器人
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狭长空间内重载调姿装配机器人的设计与研究 被引量:4
18
作者 刘毅 易旺民 +3 位作者 姚建涛 王兴达 余鹏 赵永生 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期324-336,共13页
针对舱体类狭长空间内部待安装设备种类多、批量大、载荷重、空间余量微小、装配路径复杂、装配风险高等问题,设计了一种重载调姿装配机器人。在机器人运动学研究的基础上,建立了误差模型,并以最小包围球半径为约束条件,通过遗传算法将... 针对舱体类狭长空间内部待安装设备种类多、批量大、载荷重、空间余量微小、装配路径复杂、装配风险高等问题,设计了一种重载调姿装配机器人。在机器人运动学研究的基础上,建立了误差模型,并以最小包围球半径为约束条件,通过遗传算法将误差参数的辨识结果补偿到机器人控制系统。以机柜装配为例,针对空间约束条件规划工作路径,基于动力学约束能耗函数模型,以时间、冲击和能耗为优化目标,得到多目标最优轨迹。样机实验验证了误差参数辨识的有效性,减小了机器人的绝对定位误差,且多目标最优轨迹的关节总冲击小、运动平稳,实现了机柜类设备高效、平稳、可靠的安装。 展开更多
关键词 装配机器人 运动学建模 多目标优化 误差补偿
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机器人人工拣选环境下混流装配线齐套物料配送优化 被引量:5
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作者 周晓晔 马小云 朱梅琳 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期1527-1536,共10页
为了提高汽车制造企业配送的智能化水平、解决混流装配线齐套物料人工拣选效率低、成本高的问题,引入基于齐套物料配送策略的机器人人工拣选模式,通过优化自动拣选机器人、工人的配置数量及配送周期,使包含机器人使用成本、劳动力成本... 为了提高汽车制造企业配送的智能化水平、解决混流装配线齐套物料人工拣选效率低、成本高的问题,引入基于齐套物料配送策略的机器人人工拣选模式,通过优化自动拣选机器人、工人的配置数量及配送周期,使包含机器人使用成本、劳动力成本和在制品库存成本在内的总成本最小。为求解该配送优化问题,提出了改进量子蚁群算法,利用量子比特的叠加性增加种群多样性,避免算法陷入局部最优,同时设计了改进量子旋转门更新机制和基于差分进化操作的非最优个体优化策略,提高了算法收敛速度和寻优质量。最后,通过算例分析验证了模型的正确性与算法的有效性,并分析了拣选批量对总成本的影响。 展开更多
关键词 机器人人工拣选 齐套配送策略 混流装配线 自动拣选机器人 改进量子蚁群算法
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机器人视觉示教技术在装配作业中的仿真研究 被引量:2
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作者 占宏 杨佳龙 杨辰光 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第10期320-323,共4页
工件装配在工业制造中占有重要地位,实现机器人复杂而灵巧的装配动作,对于提升工业制造智能化水平具有重要意义。针对装配作业任务,将视觉示教与机器人技能学习相结合,首先搭建基于Kinect2相机和AR标签的机器人示教系统获取示教数据;接... 工件装配在工业制造中占有重要地位,实现机器人复杂而灵巧的装配动作,对于提升工业制造智能化水平具有重要意义。针对装配作业任务,将视觉示教与机器人技能学习相结合,首先搭建基于Kinect2相机和AR标签的机器人示教系统获取示教数据;接着设计了机器人装配技能学习算法生成新的运动轨迹;最后在Gazebo仿真平台完成了对上述方法的验证。该方法具有效率高、可操作性强等优点,在工业制造领域有着广阔的应用前景,同时对于机器人示教学习相关实践教学和应用研究具有重要意义。 展开更多
关键词 机器人 装配任务 视觉示教 仿真
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