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混合阻塞变刚度软手指设计与实验
被引量:
2
1
作者
李东民
马文平
+3 位作者
王雨
方佳琪
张国辉
丁国伟
《农业机械学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第1期436-445,458,共11页
为了解决单一阻塞介质变刚度软机械手抓取复杂外形物体效果不佳的问题,受人体手指结构启发,设计了一种仿指腹结构的混合阻塞变刚度软手指。将其设计为双层结构,外层为气动驱动器,内层为基于主动层干扰与被动颗粒阻塞的混合阻塞变刚度层...
为了解决单一阻塞介质变刚度软机械手抓取复杂外形物体效果不佳的问题,受人体手指结构启发,设计了一种仿指腹结构的混合阻塞变刚度软手指。将其设计为双层结构,外层为气动驱动器,内层为基于主动层干扰与被动颗粒阻塞的混合阻塞变刚度层,使得软手指自动贴合被抓取对象,实现主动驱动的被动适应,并通过调整刚度实现可靠抓取。基于传统缝纫工艺,采用超弹性硅胶材料制造软手指。采用Euler-Bernoulli梁理论和虚功原理,建立了基于悬臂梁结构下的多材料软手指的刚度控制模型,并据此提出增大整体刚度的材料筛选方法。弯曲特性实验表明软手指的弯曲性能优异。变刚度和抓取实验结果表明,混合阻塞软手指刚度增大4.6倍,建立的刚度模型最大相对误差为3.4%;在抓取对象表面粗糙度增大的条件下,软手指拉脱力仍增大17%,达到1.7 N;相较于单阻塞介质软手指,抓取成功率和承载能力均得到显著提高。
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关键词
软手指
变刚度
混合阻塞
层干扰
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职称材料
软手指抓持力的子空间分析法
2
作者
杨洋
《西北轻工业学院学报》
2000年第2期28-33,共6页
针对采用软手指抓持的手——物体系统 ,通过抓持力和外力的平衡关系 ,建立起求解抓持力的关系式 .由于该问题是一个超静定力学问题 ,因此可利用子空间分析法把多维的问题转化为在几个子空间 (子流型 )的低维问题进行处理 .结合维持抓持...
针对采用软手指抓持的手——物体系统 ,通过抓持力和外力的平衡关系 ,建立起求解抓持力的关系式 .由于该问题是一个超静定力学问题 ,因此可利用子空间分析法把多维的问题转化为在几个子空间 (子流型 )的低维问题进行处理 .结合维持抓持的基本条件和手指关节力矩的限制条件 ,可很方便地确定可行的抓持力的范围 .最后 。
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关键词
软手指
子空间分析法
抓持力
力矩
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职称材料
基于软体手指的自动翻布装置及其应用效果
3
作者
王建萍
翁雨鑫
+2 位作者
沈津竹
张帆
刘霂珂
《纺织学报》
北大核心
2025年第1期197-205,共9页
为实现缝纫工序中自动化设备间的无缝衔接,提高协同工作效率,采用气动驱动装置驱动杆件直线移动来模拟人手的翻布动作,设计了一种自动翻布装置,可完全替代人手操作,在软体手指的配合下完成面料的自动抓取、分离,并将缝合后的2层布片自...
为实现缝纫工序中自动化设备间的无缝衔接,提高协同工作效率,采用气动驱动装置驱动杆件直线移动来模拟人手的翻布动作,设计了一种自动翻布装置,可完全替代人手操作,在软体手指的配合下完成面料的自动抓取、分离,并将缝合后的2层布片自动展平;在此基础上归纳了影响该翻布装置效果的因素,从布片偏转角度和偏移距离2个维度评价其翻布效果,建立了二维5级评价模型。然后选取3种市面上常见的面料,完成2层布片缝合操作后,通过正交试验分别分析其在5、10和15 mm缝份下的最优翻布工艺因素配伍方案,并结合多元回归分析方法建立基于织物性能的翻布效果预测模型。验证结果表明,该预测模型的预测准确率为80%,具有较好的预测性和参考价值,可有效减少人工干预,提高生产一致性,促进服装生产全自动智能化发展。
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关键词
自动翻布装置
缝制工序
软
体
手指
气动驱动
智能织造
多元回归
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职称材料
基于抓持力补偿策略的变刚度软性手指结构优化与实验研究
4
作者
徐礼涛
单晓微
李雪菲
《机电工程》
北大核心
2024年第1期137-148,共12页
针对以往研究主要关注对已有手指结构的参数进行优化,而缺乏根据所需抓持性能进行结构设计的问题,提出了一种基于抓持力补偿策略的变刚度软性手指结构的优化设计方法。首先,为了更加全面地评估软性手指的抓持性能,提出了三种评价指标;...
针对以往研究主要关注对已有手指结构的参数进行优化,而缺乏根据所需抓持性能进行结构设计的问题,提出了一种基于抓持力补偿策略的变刚度软性手指结构的优化设计方法。首先,为了更加全面地评估软性手指的抓持性能,提出了三种评价指标;为使所提出的基本结构手指具有更早且线性变化的抓持力及更好的抓持稳定性,提出了一种利用变刚度机构特性补偿手指抓持力的设计策略,并基于该策略设计出了一种悬臂梁结构变刚度手指;然后,利用ANSYS有限元分析软件,使用多目标优化方法对悬臂梁结构变刚度手指进行了结构优化,分析了悬臂梁变刚度特性,并将优化后的手指与基本结构手指的抓持性能进行了对比;最后,利用测试平台进行了抓持性能试验,对仿真结果进行了验证。研究结果表明:与基本结构手指相比,基于抓持力补偿策略所得手指的抓持力响应点提前了33.3%,抓持后期的抓持力变化线性拟合相关系数R 2高达0.9997,抓持力方向角减小了约71.4%;抓持力实验结果与仿真结果相比,抓持力的误差最大值小于0.5 N,抓持力方向角误差最大值小于4°,说明基于抓持力的补偿策略能够指导软性手指的设计,并有效提高手指的抓持性能。
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关键词
软
性
手指
抓持性能
抓持力响应
补偿策略
自适应
悬臂梁结构变刚度
手指
ANSYS有限元分析
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职称材料
服装裁片自动抓取技术及其布局方法的研究进展
被引量:
2
5
作者
王建萍
沈津竹
+2 位作者
姚晓凤
朱妍西
张帆
《纺织学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第6期227-234,共8页
为促进服装裁片自动化运输的发展,推动服装加工端完成产业升级,即“机器代人”,实现服装智能制造,综述了目前国内外服装裁片智能抓取技术及其布局方法的研究现状。具体分析了空压吸附式抓取,静电式抓取,针刺式抓取,机械手抓取和软体手...
为促进服装裁片自动化运输的发展,推动服装加工端完成产业升级,即“机器代人”,实现服装智能制造,综述了目前国内外服装裁片智能抓取技术及其布局方法的研究现状。具体分析了空压吸附式抓取,静电式抓取,针刺式抓取,机械手抓取和软体手指抓取的原理和特点,阐述了各抓取方式所适用的面料范围,将其在面料表面的布局方式总结为3类:盲式布局抓取、单点布局抓取和多点协同抓取。研究认为软体手指抓取技术具有更广阔的应用前景,并展望了服装裁片智能抓取技术的未来发展趋势,指出提高抓取准确率,提高抓取头的重复定位精度,研发便捷、高效、经济的布局方式,以及研发结合机器视觉技术等人工智能技术的智能抓取方式为未来的重要研究方向。
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关键词
自动抓取
面料抓取
布局规划
软
体
手指
服装智能制造
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职称材料
题名
混合阻塞变刚度软手指设计与实验
被引量:
2
1
作者
李东民
马文平
王雨
方佳琪
张国辉
丁国伟
机构
山东科技大学智能装备学院
出处
《农业机械学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第1期436-445,458,共11页
基金
国家自然科学基金项目(52174145)
山东省自然科学基金项目(ZR2021MF120、ZR2020MF101)
+1 种基金
山东省高等学校科技计划项目(J18KB020)
泰安市科技创新发展项目(2021GX052)。
文摘
为了解决单一阻塞介质变刚度软机械手抓取复杂外形物体效果不佳的问题,受人体手指结构启发,设计了一种仿指腹结构的混合阻塞变刚度软手指。将其设计为双层结构,外层为气动驱动器,内层为基于主动层干扰与被动颗粒阻塞的混合阻塞变刚度层,使得软手指自动贴合被抓取对象,实现主动驱动的被动适应,并通过调整刚度实现可靠抓取。基于传统缝纫工艺,采用超弹性硅胶材料制造软手指。采用Euler-Bernoulli梁理论和虚功原理,建立了基于悬臂梁结构下的多材料软手指的刚度控制模型,并据此提出增大整体刚度的材料筛选方法。弯曲特性实验表明软手指的弯曲性能优异。变刚度和抓取实验结果表明,混合阻塞软手指刚度增大4.6倍,建立的刚度模型最大相对误差为3.4%;在抓取对象表面粗糙度增大的条件下,软手指拉脱力仍增大17%,达到1.7 N;相较于单阻塞介质软手指,抓取成功率和承载能力均得到显著提高。
关键词
软手指
变刚度
混合阻塞
层干扰
Keywords
soft finger
variable stiffness
hybrid jamming
layer jamming
分类号
TP241 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
软手指抓持力的子空间分析法
2
作者
杨洋
机构
西北轻工业学院机械工程系
出处
《西北轻工业学院学报》
2000年第2期28-33,共6页
基金
中科院机器开发实验室基金
文摘
针对采用软手指抓持的手——物体系统 ,通过抓持力和外力的平衡关系 ,建立起求解抓持力的关系式 .由于该问题是一个超静定力学问题 ,因此可利用子空间分析法把多维的问题转化为在几个子空间 (子流型 )的低维问题进行处理 .结合维持抓持的基本条件和手指关节力矩的限制条件 ,可很方便地确定可行的抓持力的范围 .最后 。
关键词
软手指
子空间分析法
抓持力
力矩
Keywords
soft-finger
sub-space analysis method
grasping force
分类号
TP241 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
TP18 [自动化与计算机技术—控制理论与控制工程]
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职称材料
题名
基于软体手指的自动翻布装置及其应用效果
3
作者
王建萍
翁雨鑫
沈津竹
张帆
刘霂珂
机构
东华大学服装与艺术设计学院
东华大学现代服装设计与技术教育部重点实验室
东华大学上海市纺织智能制造与工程一带一路国际联合实验室
同济大学上海国际设计创新研究院
苏州柔触机器人科技有限公司
出处
《纺织学报》
北大核心
2025年第1期197-205,共9页
基金
张家港市科技计划项目(ZKYY2337)
上海高校本科重点教改项目(SJG23-06)
中国纺织工业联合会高等教育教学改革项目(2021BKJGLX123)。
文摘
为实现缝纫工序中自动化设备间的无缝衔接,提高协同工作效率,采用气动驱动装置驱动杆件直线移动来模拟人手的翻布动作,设计了一种自动翻布装置,可完全替代人手操作,在软体手指的配合下完成面料的自动抓取、分离,并将缝合后的2层布片自动展平;在此基础上归纳了影响该翻布装置效果的因素,从布片偏转角度和偏移距离2个维度评价其翻布效果,建立了二维5级评价模型。然后选取3种市面上常见的面料,完成2层布片缝合操作后,通过正交试验分别分析其在5、10和15 mm缝份下的最优翻布工艺因素配伍方案,并结合多元回归分析方法建立基于织物性能的翻布效果预测模型。验证结果表明,该预测模型的预测准确率为80%,具有较好的预测性和参考价值,可有效减少人工干预,提高生产一致性,促进服装生产全自动智能化发展。
关键词
自动翻布装置
缝制工序
软
体
手指
气动驱动
智能织造
多元回归
Keywords
automatic fabric flipping device
sewing process
soft finger
pneumatic drive
intelligent manufacturing
multiple regression
分类号
TS941.52 [轻工技术与工程—服装设计与工程]
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职称材料
题名
基于抓持力补偿策略的变刚度软性手指结构优化与实验研究
4
作者
徐礼涛
单晓微
李雪菲
机构
北京建筑大学机电与车辆工程学院
出处
《机电工程》
北大核心
2024年第1期137-148,共12页
基金
北京建筑大学研究生创新项目(PG2023142)。
文摘
针对以往研究主要关注对已有手指结构的参数进行优化,而缺乏根据所需抓持性能进行结构设计的问题,提出了一种基于抓持力补偿策略的变刚度软性手指结构的优化设计方法。首先,为了更加全面地评估软性手指的抓持性能,提出了三种评价指标;为使所提出的基本结构手指具有更早且线性变化的抓持力及更好的抓持稳定性,提出了一种利用变刚度机构特性补偿手指抓持力的设计策略,并基于该策略设计出了一种悬臂梁结构变刚度手指;然后,利用ANSYS有限元分析软件,使用多目标优化方法对悬臂梁结构变刚度手指进行了结构优化,分析了悬臂梁变刚度特性,并将优化后的手指与基本结构手指的抓持性能进行了对比;最后,利用测试平台进行了抓持性能试验,对仿真结果进行了验证。研究结果表明:与基本结构手指相比,基于抓持力补偿策略所得手指的抓持力响应点提前了33.3%,抓持后期的抓持力变化线性拟合相关系数R 2高达0.9997,抓持力方向角减小了约71.4%;抓持力实验结果与仿真结果相比,抓持力的误差最大值小于0.5 N,抓持力方向角误差最大值小于4°,说明基于抓持力的补偿策略能够指导软性手指的设计,并有效提高手指的抓持性能。
关键词
软
性
手指
抓持性能
抓持力响应
补偿策略
自适应
悬臂梁结构变刚度
手指
ANSYS有限元分析
Keywords
grasp performance of soft finger
grasping force response
compensation strategy
adaptive
cantilever beam structure variable stiffness finger
ANSYS finite element analysis
分类号
TH122 [机械工程—机械设计及理论]
TP24 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
服装裁片自动抓取技术及其布局方法的研究进展
被引量:
2
5
作者
王建萍
沈津竹
姚晓凤
朱妍西
张帆
机构
东华大学服装与艺术设计学院
东华大学现代服装设计与技术教育部重点实验室
东华大学上海市纺织智能制造与工程一带一路国际联合实验室
同济大学上海国际设计创新研究院
苏州柔触机器人科技有限公司
出处
《纺织学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第6期227-234,共8页
基金
中国高校基本科研业务费专项基金项目(2232022G-08)
上海市科学技术委员会“科技创新行动计划”“一带一路”国际合作项目(21130750100)
+2 种基金
张家港市科技计划项目(ZKYY2337)
上海高校本科重点教改项目(SJG23-06)
纺织之光高等教育教学改革项目(2021BKJGLX123)。
文摘
为促进服装裁片自动化运输的发展,推动服装加工端完成产业升级,即“机器代人”,实现服装智能制造,综述了目前国内外服装裁片智能抓取技术及其布局方法的研究现状。具体分析了空压吸附式抓取,静电式抓取,针刺式抓取,机械手抓取和软体手指抓取的原理和特点,阐述了各抓取方式所适用的面料范围,将其在面料表面的布局方式总结为3类:盲式布局抓取、单点布局抓取和多点协同抓取。研究认为软体手指抓取技术具有更广阔的应用前景,并展望了服装裁片智能抓取技术的未来发展趋势,指出提高抓取准确率,提高抓取头的重复定位精度,研发便捷、高效、经济的布局方式,以及研发结合机器视觉技术等人工智能技术的智能抓取方式为未来的重要研究方向。
关键词
自动抓取
面料抓取
布局规划
软
体
手指
服装智能制造
Keywords
automatic grasping
fabric grasping
arrangement
soft finger
apparel intelligent manufacturing
分类号
TS941.56 [轻工技术与工程—服装设计与工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
混合阻塞变刚度软手指设计与实验
李东民
马文平
王雨
方佳琪
张国辉
丁国伟
《农业机械学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
2
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职称材料
2
软手指抓持力的子空间分析法
杨洋
《西北轻工业学院学报》
2000
0
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职称材料
3
基于软体手指的自动翻布装置及其应用效果
王建萍
翁雨鑫
沈津竹
张帆
刘霂珂
《纺织学报》
北大核心
2025
0
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职称材料
4
基于抓持力补偿策略的变刚度软性手指结构优化与实验研究
徐礼涛
单晓微
李雪菲
《机电工程》
北大核心
2024
0
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职称材料
5
服装裁片自动抓取技术及其布局方法的研究进展
王建萍
沈津竹
姚晓凤
朱妍西
张帆
《纺织学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
2
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