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基于改进MOGWO算法的并联机器人轨迹优化 被引量:2
1
作者 郭彤颖 叶相涛 陈宇 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第6期20-25,共6页
针对并联机器人运行过程中短时间、低能耗、弱冲击等需求,提出了一种基于改进多目标灰狼算法(IMOGWO)的轨迹优化方法。首先,对并联机器人进行逆运动学求解,在笛卡尔空间选取关键点并映射至关节空间,采用4-3-3-4次多项式插值方法对其运... 针对并联机器人运行过程中短时间、低能耗、弱冲击等需求,提出了一种基于改进多目标灰狼算法(IMOGWO)的轨迹优化方法。首先,对并联机器人进行逆运动学求解,在笛卡尔空间选取关键点并映射至关节空间,采用4-3-3-4次多项式插值方法对其运动轨迹进行规划;其次,对多目标灰狼算法在收敛因子、围猎机制、头狼更新3个方面进行改进优化,优化后的算法具有搜索能力强、收敛速度快等优势;最终,利用改进的多目标灰狼算法对多项式轨迹进行时间-能耗-冲击多目标优化,仿真实验表明优化方法不仅缩短了机器人的运行时间,在降低能耗和减小冲击方面也取得了显著成效,使机器人总体性能得到了有效地提升。 展开更多
关键词 并联机器人 轨迹规划 改进多目标灰狼算法 多目标优化
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3-PTT并联机器人的误差分析与补偿 被引量:1
2
作者 陈明方 梁鸿键 +1 位作者 魏松坡 何朝银 《工程科学与技术》 北大核心 2025年第4期290-302,共13页
对并联机器人进行标定是提高位姿精度的有效措施。但传统标定方法存在误差参数多、误差累积及超静定方程组不易获得最优解等问题。为此,本文以3-PTT并联机器人为研究对象,首先,通过正运动学方程建立包含21个误差项的误差模型,细分18种... 对并联机器人进行标定是提高位姿精度的有效措施。但传统标定方法存在误差参数多、误差累积及超静定方程组不易获得最优解等问题。为此,本文以3-PTT并联机器人为研究对象,首先,通过正运动学方程建立包含21个误差项的误差模型,细分18种情况并向其中添加误差值,系统地分析铰链点安装坐标误差及连杆长度误差对动平台位置精度的影响关系。误差分析结果表明,连杆长度和静平台铰链点z坐标误差对末端精度影响显著,3个自由度方向上的误差均已超过1 mm。同时,为克服传统方法中的不足,本文提出一种逆运动学误差补偿算法。该算法利用机器人的逆运动学模型将机构误差转化为关节输入误差,减少了传统算法中的误差参数,大幅降低了优化方程的求解难度,提高了补偿效率。随后,采用改进粒子群算法对误差修正目标函数寻优,以此获得滑块补偿量,将其与理想滑块输入量叠加作为滑块修正量驱动机器人完成误差补偿。仿真结果表明,补偿后动平台位置误差均无限趋于0;实验结果显示:动平台在x、y、z轴自由度方向的误差最大值分别由10.89、12.42、2.12 mm降至0.97、1.14、0.72 mm,距离误差最大值由15.35 mm降至1.36 mm,补偿效果明显;误差均值分别由5.86、8.02、1.12 mm降至0.45、0.46、0.33 mm,距离误差均值降至0.82 mm,运行精度提高92.1%。 展开更多
关键词 并联机器人 误差分析 误差补偿 改进粒子群算法 位姿精度
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基于改进MOPSO和多目标的SCARA并联机器人的食品分拣轨迹优化 被引量:1
3
作者 金光 李若琪 郑强仁 《食品与机械》 北大核心 2025年第8期85-92,共8页
[目的]针对SCARA高速并联机器人在食品分拣过程中运行冲击与能耗难以兼顾的问题,通过轨迹优化方法提升其综合性能,满足食品分拣场景对平稳、低耗的实际需求。[方法]在对整个食品分拣系统进行分析的基础上,提出了一种结合改进非均匀五次... [目的]针对SCARA高速并联机器人在食品分拣过程中运行冲击与能耗难以兼顾的问题,通过轨迹优化方法提升其综合性能,满足食品分拣场景对平稳、低耗的实际需求。[方法]在对整个食品分拣系统进行分析的基础上,提出了一种结合改进非均匀五次B样条和多目标模型的SCARA高速并联机器人食品分拣轨迹优化方法。通过始末路径引入虚拟路径点优化非均匀五次B样条插值方法构建SCARA高速并联机器人食品分拣轨迹,以运行冲击和运行能耗综合最优为多目标轨迹优化模型,通过外部档案、全局最优粒子、惯性权重优化的多目标粒子群算法求解模型,完成SCARA高速并联机器人轨迹优化。通过试验对所提轨迹优化方法的运行冲击和能耗进行分析。[结果]所提轨迹优化方法可有效实现SCARA高速并联机器人食品分拣过程中运行冲击与能耗的综合优化,轨迹平滑性与算法求解性能均得到显著提升。与优化前相比,运行冲击和运行能耗降低50%以上,不同分拣速度下的误差未超过1 mm。[结论]通过结合改进非均匀五次B样条与多目标模型的轨迹优化方法,可实现机器人在食品分拣过程中运行冲击和能耗的综合最优。 展开更多
关键词 高速并联机器人 食品分拣 轨迹优化 五次B样条 多目标粒子群算法
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大尺度复杂构件群体机器人协同并行制造系统集成的关键技术 被引量:2
4
作者 王哲 丰飞 郭峰 《航空制造技术》 北大核心 2025年第4期53-66,共14页
以航空、航天、航海及轨道交通等领域大尺度复杂构件的高效、高质量加工需求为导向,探究基于群体机器人集群化并行制造系统的大构件多移动机器人协同制造系统的关键技术。围绕典型大尺度构件的加工工艺需求,基于移动测量机器人、移动加... 以航空、航天、航海及轨道交通等领域大尺度复杂构件的高效、高质量加工需求为导向,探究基于群体机器人集群化并行制造系统的大构件多移动机器人协同制造系统的关键技术。围绕典型大尺度构件的加工工艺需求,基于移动测量机器人、移动加工机器人和移动装配机器人等多种类、多形式移动机器人的设计和研制,提出基于多移动机器人协同并行制造方案、大构件机器人化加工机器人本体设计方案、多模态协作机器人感知与测量方案、多机器人协同的加工机器人本体控制器及群体加工机器人系统控制方案。阐述多群体机器人移动加工的机器人控制策略与方案,针对加工机器人群体协同并行加工方法、大构件测量与群体机器人协同控制等关键技术,不但从本体研发、控制器等方面探究了国产工业机器人性能提升与优化的方法,也力图为后续航空航天等领域的大构件加工拓展工作思路。 展开更多
关键词 大尺度构件 自主移动机器人 群体机器人 自主控制 多机器人协同并行制造
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欠约束临时支护机器人几何静力耦合模型及运动控制研究
5
作者 刘鹏 朱延 +6 位作者 马宏伟 曹现刚 张旭辉 段学超 周昊晨 乔心州 夏晶 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第8期346-361,共16页
护盾式智能掘进机器人系统有效的解决了煤矿开采中“采掘失衡、采快掘慢”难题。临时支护机器人作为该系统的重要组成部分,尽管在提升作业效率上发挥了重要作用,但由于结构限制,仅能实现竖直方向的升降运动,难以有效应对复杂巷道的临时... 护盾式智能掘进机器人系统有效的解决了煤矿开采中“采掘失衡、采快掘慢”难题。临时支护机器人作为该系统的重要组成部分,尽管在提升作业效率上发挥了重要作用,但由于结构限制,仅能实现竖直方向的升降运动,难以有效应对复杂巷道的临时支护作业。为解决临时支护机器人运动受限难题,设计了一种欠约束临时支护机器人,并提出了一种基于RBF神经网络分块逼近的终端滑模控制方法,以实现欠约束临时支护机器人的高精度运动控制。首先,利用修正的G-K公式对该机器人的自由度进行了分析,针对欠约束临时支护机器人正运动学难以求解问题,建立了几何静力耦合模型,提出了一种改进的蜣螂优化算法,对正/逆几何静力问题进行求解,并对几何静力问题进行了仿真;其次,设计了一种基于RBF神经网络分块逼近的终端滑模控制器。针对末端支护平台参数矩阵的不确定,使用多组RBF神经网络对其逼近,根据自适应律在线调整权值,实现了动力学模型的重构,并设计鲁棒项消除模型重构误差和外部扰动。为缓解控制器存在的抖振问题,设计了模糊系统自适应逼近切换增益来代替鲁棒项,并利用Lyapunov准则证明了控制系统的稳定性。最后,以平面圆轨迹为例进行仿真。结果表明:改进的蜣螂优化算法对正/逆运动学单点验证精度均小于10-20,连续运动学求解结果良好。使用RBF神经网络分块逼近的终端滑模控制方法对预定轨迹的位置跟踪误差为0~0.011m,姿态跟踪误差为0~0.0031°,与RBF神经网络整体逼近和PD控制相比最大跟踪误差分别减少了99.0%、95.5%,均方根误差分别减少了98.3%、96.5%。证明了基于RBF神经网络分块逼近的终端滑模控制方法能进一步提高欠约束临时支护机器人的运动控制精度,在受到外界干扰的情况下具有更强的鲁棒性。 展开更多
关键词 欠约束并联机器人 临时支护 运动控制 优化算法 神经网络 模糊系统
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木勺分拣机械手轨迹规划与刚柔耦合仿真分析
6
作者 赵辉 朱子瑞 +2 位作者 张天祥 赵雨菡 李明 《林产工业》 北大核心 2025年第4期73-78,共6页
为分析木勺分拣并联机械手在高速拾取时的运动精度,对并联机械手进行动态建模并模拟其耦合特性。轨迹规划直接影响到并联机械手的动态特性,对比分析传统的修正梯形加减速运动规律与改进粒子群优化的混合多项式轨迹规划对机械手关节变化... 为分析木勺分拣并联机械手在高速拾取时的运动精度,对并联机械手进行动态建模并模拟其耦合特性。轨迹规划直接影响到并联机械手的动态特性,对比分析传统的修正梯形加减速运动规律与改进粒子群优化的混合多项式轨迹规划对机械手关节变化规律的影响,以提高抓取与放置过程中的平稳性,减少冲击。使用有限元软件对从动杆柔性化导入动力学仿真软件中进行联合仿真,同时分析两种轨迹规划对机械手末端误差和运动过程中柔性杆的变形。结果表明:粒子群优化轨迹规划可提高机械手在高速分拣过程中的运动精度。 展开更多
关键词 并联机械手 轨迹规划 粒子群优化 刚柔耦合 偏移误差
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一种球形机器人稳定平台的设计与分析
7
作者 汪威 张伟伦 +2 位作者 黄旭东 曹金龙 胡新宇 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第7期78-82,88,共6页
为满足球形机器人在外部感知传感器稳定性方面的需求,提出了一种两轮驱动球形机器人方案,该方案搭载电磁驱动空间2自由度冗余驱动并联结构的平台。利用螺旋理论和改进的G-K公式对该并联机构的自由度进行了详细分析,确定了其绕万向副转... 为满足球形机器人在外部感知传感器稳定性方面的需求,提出了一种两轮驱动球形机器人方案,该方案搭载电磁驱动空间2自由度冗余驱动并联结构的平台。利用螺旋理论和改进的G-K公式对该并联机构的自由度进行了详细分析,确定了其绕万向副转动的运动特性。通过建立空间坐标系,进行了该并联机构的运动学建模,明确了驱动参数与末端位置之间的映射关系,并获得了工作空间模型。基于欧拉-拉格朗日方程建立了该并联机构的动力学模型。最终,通过力位混合控制策略,使用MATLAB和Adams进行了仿真实验。仿真结果验证了所提出的并联机构运动学模型和动力学模型的准确性,表明该机构能够满足球形机器人对稳定性的需求。本研究为球形机器人的稳定性提升提供了理论依据,并对相关应用具有参考价值。 展开更多
关键词 球形机器人 并联机构 运动学 动力学
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面向加工的并联机器人振动控制策略研究
8
作者 刘永兴 桂方志 王强 《机床与液压》 北大核心 2025年第11期90-98,共9页
针对并联加工机器人的振动控制,设计一种并联机器人多重调谐质量阻尼(MTMD)系统。建立并联机器人动力学模型,通过试验识别出其谐振模态频率为91.0~128.1 Hz。将质量阻尼系统设计为两个方向的并联配置,并建立多重调谐质量阻尼系统阻抗模... 针对并联加工机器人的振动控制,设计一种并联机器人多重调谐质量阻尼(MTMD)系统。建立并联机器人动力学模型,通过试验识别出其谐振模态频率为91.0~128.1 Hz。将质量阻尼系统设计为两个方向的并联配置,并建立多重调谐质量阻尼系统阻抗模型,在此基础上提出一种阻抗模型的多目标变振动特性优化方法。最后,通过模态试验和加工试验验证了所提并联机器人多重调谐质量阻尼系统阻抗系统在抑制机器人加工振动及提高加工质量方面的有效性。结果表明:共振模态的振幅沿X、Y轴分别降低38.8%和40.7%,所提MTMD系统可抑制20%~30%进给方向的振动和40%~50%径向方向的振动,工件的平均波纹度降低32%,粗糙度降低17%。 展开更多
关键词 并联加工机器人 振动控制 阻尼器 谐振模态
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基于改进霜冰算法的并联机器人误差建模与参数辨识
9
作者 伞红军 张号彬 +3 位作者 陈久朋 吴兴梅 王紫燕 陈万磊 《农业机械学报》 北大核心 2025年第8期716-725,共10页
针对当前并联机器人运动学标定存在误差模型复杂和参数辨识效率不高等问题,本文提出了一种并联机器人误差建模方法和高效稳定的参数辨识算法。基于闭环矢量法完成了并联机器人运动学分析;在此基础上提出等效误差思想并建立相应误差模型... 针对当前并联机器人运动学标定存在误差模型复杂和参数辨识效率不高等问题,本文提出了一种并联机器人误差建模方法和高效稳定的参数辨识算法。基于闭环矢量法完成了并联机器人运动学分析;在此基础上提出等效误差思想并建立相应误差模型;根据参数辨识算法高辨识精度要求对霜冰算法(Rime optimization algorithm,RIME)收敛精度低的缺陷进行改进,提出了均分法、莱维选择算子以及交替正余切策略来改进其初始化性能、全局优化能力以及局部优化能力,并以改进霜冰算法(Modified rime optimization algorithm,MRIME)进行误差参数辨识;根据辨识结果对机器人驱动输入进行补偿。以Delta机器人为研究对象进行标定实验,实验结果表明,改进霜冰算法提升了寻优效率、精度、稳定性,参数辨识平均耗时0.126 s,标定后机器人平均位置精度提升41.96%,验证了所提误差模型和参数辨识算法的有效性。 展开更多
关键词 并联机器人 等效误差 误差模型 改进霜冰算法 参数辨识
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一种并联机器人机构工作空间的优化研究
10
作者 张家祥 刘明东 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第3期267-273,共7页
本研究提出了一种四自由度并联机器人机构模型,具备几何对称、简单运动学特性以及可在直线导轨上无限扩展的平移工作空间。采用投影法进行对并联机器人的位移进行分析,采用闭环向量法分析并联机器人的瞬时运动学特性。在雅可比矩阵的基... 本研究提出了一种四自由度并联机器人机构模型,具备几何对称、简单运动学特性以及可在直线导轨上无限扩展的平移工作空间。采用投影法进行对并联机器人的位移进行分析,采用闭环向量法分析并联机器人的瞬时运动学特性。在雅可比矩阵的基础上,研究了并联机器人各个典型构型。此外,对带偏置角的并联机器人局部奇异特性进行了分析。基于工作空间分析,建立了以机构最大占用面积为目标函数的优化模型,提出了优化模型的遗传算法,对并联机器人的结构参数进行了优化,实现了并联机器人可达的最大工作空间。 展开更多
关键词 并联机器人 四自由度 运动特性 特性优化
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线缆驱动并联机器人轨迹跟踪控制策略研究
11
作者 陈鹏 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第11期166-172,共7页
针对线缆驱动并联机器人的轨迹跟踪控制,提出了一种鲁棒同步控制(RSC)策略。首先建立了包括移动平台动力学、绞车动力学和未建模动力学的完整的并联机器人动力学模型,基于线缆驱动特性,提出了一种新的同步误差,定量地描述了相邻线缆之... 针对线缆驱动并联机器人的轨迹跟踪控制,提出了一种鲁棒同步控制(RSC)策略。首先建立了包括移动平台动力学、绞车动力学和未建模动力学的完整的并联机器人动力学模型,基于线缆驱动特性,提出了一种新的同步误差,定量地描述了相邻线缆之间的运动协调关系。通过数值仿真,将RSC方案与自适应鲁棒控制(ARC)方案和增广比例导数(APD)方案进行了比较,最后对三自由度线缆驱动并联机器人进行了连续多段直线运动和圆周运动的跟踪控制实验。结果表明,所提出的RSC方案在能耗近似的前提下,能够有效减小线缆中的同步误差和跟踪误差,进一步提高了移动平台的轨迹跟踪精度,且通过负载扰动实验验证了所提策略的鲁棒性能。 展开更多
关键词 并联机器人 动力学模型 鲁棒同步控制 轨迹跟踪
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串并混联型除冰机器人结构设计及步态分析
12
作者 唐宇 黄海龙 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第9期288-292,298,共6页
面向低温地区风力发电机叶片除冰需求,研发了一种风力发电机串并混联攀爬除冰机器人,并对其步态进行规划与动力学分析。以攀爬灵活、功耗低、易于控制为设计目标,基于3-RPS并联机构单元设计多组串联式机器人主体结构,并虑及攀爬适应性... 面向低温地区风力发电机叶片除冰需求,研发了一种风力发电机串并混联攀爬除冰机器人,并对其步态进行规划与动力学分析。以攀爬灵活、功耗低、易于控制为设计目标,基于3-RPS并联机构单元设计多组串联式机器人主体结构,并虑及攀爬适应性设计多组并联式真空吸盘组合式定位机构,在此基础上建立攀爬机器人运动学模型;为适应多种攀爬工况,增强平稳性,分析机器人在风力发电机塔筒、机舱、叶片等结构及结构间攀爬特点,规划了蠕动-过渡-翻转组合式攀爬步态;基于机械系统动力学分析方法,对机器人攀爬步态进行仿真分析,获取了机器人不同攀爬工况下真空吸盘组的运动规律,验证了攀爬机器人结构设计和步态规划的合理性。 展开更多
关键词 除冰机器人 串并混联 3-RPS并联机构 真空吸盘 步态规划
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抓取木叉捆Jansen连杆的直线平夹机器人手设计
13
作者 张森 张加成 +2 位作者 黄辉 刘玉童 赵辉 《森林工程》 北大核心 2025年第5期1025-1033,共9页
机器人抓取方式种类繁多,在木叉生产过程中,木叉捆长度较长,侧面呈平面且高度较小,传统机器人手抓取效果并不理想。根据木叉捆的特点,采用末端直线平夹方式进行抓取更为适合。针对这一问题,提出一种采用Jansen连杆原理的直线平夹机器人... 机器人抓取方式种类繁多,在木叉生产过程中,木叉捆长度较长,侧面呈平面且高度较小,传统机器人手抓取效果并不理想。根据木叉捆的特点,采用末端直线平夹方式进行抓取更为适合。针对这一问题,提出一种采用Jansen连杆原理的直线平夹机器人手(Jansen手指),旨在实现平夹抓取时末端沿直线轨迹运动。Jansen手指通过Jansen连杆机构实现末端的直线运动,并通过平行四连杆机构确保手指末端在夹取过程中保持稳定可靠。通过理论分析与仿真试验结果表明,Jansen手指能够实现末端稳定地沿直线进行夹取,满足木叉捆生产过程中的需求。 展开更多
关键词 木叉捆 机器人手 直线平夹 Jansen连杆 动力学
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6-PSU并联机器人动力学模型辩识及其驱动力矩估计新方法 被引量:2
14
作者 谢兴彪 张晓旭 +1 位作者 孙秀婷 徐鉴 《力学学报》 北大核心 2025年第1期183-198,共16页
并联机器人运动奇异常常会导致电机驱动力矩过载甚至损坏.为降低驱动电机的故障率,以6-PSU型并联机器人为研究对象,提出了基于动力学建模及其参数辨识的解决方案,能够根据预设轨迹提前精确估计驱动力矩以便用于安全性校核.首先,结合凯... 并联机器人运动奇异常常会导致电机驱动力矩过载甚至损坏.为降低驱动电机的故障率,以6-PSU型并联机器人为研究对象,提出了基于动力学建模及其参数辨识的解决方案,能够根据预设轨迹提前精确估计驱动力矩以便用于安全性校核.首先,结合凯恩方法和虚功原理,建立了包含滚珠丝杠模组摩擦、伺服电机摩擦和惯性的逆动力学精细化模型;其次,利用QR分解获得了最小可辨识参数集,并在此基础上考虑了连杆截面的对称性特点,发现了可忽略的连杆惯量,得到了简化的线性化模型;此外,利用统计的方法,验证了激励轨迹优化时考虑摩擦的必要性;然后,利用Simulink/Multibody搭建机器人物理仿真模型进行了参数辨识与驱动力矩估计仿真实验,针对最小可辨识参数集模型和简化模型分别定量分析了两者的参数辨识精度、驱动力估计精度以及抗噪能力;最后,在6-PSU型并联机器人平台上开展了实验验证.结果表明,提出的简化模型在保证相同驱动力矩估计精度的前提下,有效简化了模型复杂度,具有明确的工程价值. 展开更多
关键词 并联机器人 凯恩方法 关节摩擦 激励轨迹优化 参数辨识
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一种四自由度并联机构的运动学及工作空间分析 被引量:2
15
作者 胡凯文 张龙 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第4期66-71,共6页
为了研究少自由度并联机构在雷达承载平台上的应用,提出了一种可实现船舶雷达关于减振和姿态调整相关要求的四自由度并联机构,运用MATALB及ADAMS工具针对其逆向运动学进行了分析求解及仿真,并将两组结果进行对比并分析了误差产生的原因... 为了研究少自由度并联机构在雷达承载平台上的应用,提出了一种可实现船舶雷达关于减振和姿态调整相关要求的四自由度并联机构,运用MATALB及ADAMS工具针对其逆向运动学进行了分析求解及仿真,并将两组结果进行对比并分析了误差产生的原因。基于运动逆解模型及相关结构约束条件运用MATALB求解其工作空间并进行了分析,通过观察指定铰点的三维可达散点图像发现了其工作空间存在的规律性。为后续动力学分析及控制策略研究奠定了基础,对同类型并联机器人的深入研究及实际应用具有重要理论意义。 展开更多
关键词 并联机器人 运动学 工作空间 性能评价
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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
16
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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3-CPS/S踝关节康复机器人运动/力性能分析与试验 被引量:3
17
作者 李辉 郭文孝 +2 位作者 郭辉 杨云 李瑞琴 《中国测试》 北大核心 2025年第3期113-122,共10页
在我国,踝关节康复机器人具有巨大的市场潜力。为替代传统的人工康复训练模式,提出一种基于3-CPS/S并联机构的踝关节康复机器人。使用旋量理论建立机构的数学模型,推导的到机构的输入/输出运动旋量及传递/约束力旋量;通过闭环矢量法得... 在我国,踝关节康复机器人具有巨大的市场潜力。为替代传统的人工康复训练模式,提出一种基于3-CPS/S并联机构的踝关节康复机器人。使用旋量理论建立机构的数学模型,推导的到机构的输入/输出运动旋量及传递/约束力旋量;通过闭环矢量法得到机构的位置逆解方程;采用能效系数法推导并求解得到机构的局部传递指标;分析旋量的物理意义,计算机构的奇异位形;利用ADAMS进行动力学仿真,探索动平台运动速度与驱动力的相关性;最后搭建试验样机,由插值函数驱动机构运动。结果表明:CPS支链的输入传递指标始终为1,局部传递指标只与输出传递指标有关,且合适的设计参数能够显著改善机构的局部传递指标;3-CPS/S并联机构在工作空间内不存在奇异位形;动平台在由单一/复合运动过渡时,应缓慢进行加速/减速,以减少驱动器加速度的突变;样机够实现带动患肢进行康复训练的目的。 展开更多
关键词 踝关节康复机器人 并联机构 局部传递指标 奇异位形 动力学仿真
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基于一维干涉测量的六自由度并联机器人精度补偿方法
18
作者 高磊 任子啸 +3 位作者 刘志华 王春蔓 孔明 蔡晨光 《计量学报》 北大核心 2025年第6期823-829,共7页
精度补偿能够在不增加制造成本的前提下提升六自由度并联机器人运动精度。然而,传统的精度补偿方法依赖多维坐标/位姿测量系统,测量精度有限,难以实现高精度补偿。为了提高并联机器人的精度,提出了一种基于一维干涉测量的高精度补偿方法... 精度补偿能够在不增加制造成本的前提下提升六自由度并联机器人运动精度。然而,传统的精度补偿方法依赖多维坐标/位姿测量系统,测量精度有限,难以实现高精度补偿。为了提高并联机器人的精度,提出了一种基于一维干涉测量的高精度补偿方法,通过提高测量精度提升精度补偿能力。建立了六自由度并联机器人的相对误差模型,利用一维激光干涉仪测量终端平台的相对距离,构建误差损失函数,通过结合优化算法实现降维误差补偿。实验结果表明:所提方法可将六自由度并联机器人的位置均方根误差从19.74μm降低至3.82μm,精度提升了约80.65%。 展开更多
关键词 几何量计量 并联机器人 精度补偿 一维测量 优化算法
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考虑多源混合不确定性的并联机器人降敏设计
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作者 陶明哲 徐敬华 +1 位作者 张树有 谭建荣 《浙江大学学报(工学版)》 北大核心 2025年第11期2229-2236,2247,共9页
针对高性能并联机器人优化设计的难题,提出考虑多源不确定混合扰动的并联机器人降敏设计方法.利用一阶摄动方法进行误差建模,建立概率误差模型.在分析工作子区域所对应的高价值靶目标后,采用多靶分域元启发式迭代获取最优的尺寸设计参数... 针对高性能并联机器人优化设计的难题,提出考虑多源不确定混合扰动的并联机器人降敏设计方法.利用一阶摄动方法进行误差建模,建立概率误差模型.在分析工作子区域所对应的高价值靶目标后,采用多靶分域元启发式迭代获取最优的尺寸设计参数.构建性能敏感度指标,对机器人设计公差进行优化分配.通过建立在役精度性能敏感性模型,计算获取维保效果对于预防性维保策略参数的敏感性,制定得到低敏预防性维保策略.以增材制造并联机器人为例进行分析,结果表明,利用降敏设计方法,能够有效地提高静态设计性能及动态在役精度保持能力. 展开更多
关键词 并联机器人 多源混合不确定性 降敏设计 多靶分域迭代 公差优化分配 预防性维保
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船用绳驱动并联打磨机器人二阶积分终端自适应滑模控制策略研究
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作者 赵世龙 王生海 +4 位作者 何云鹏 韩广冬 李建 陈海泉 孙玉清 《振动与冲击》 北大核心 2025年第14期207-219,236,共14页
在船舶建造和维护过程中,人工打磨难度大、效率低、风险高,因此打磨作业成为船舶行业转型升级中的痛点之一。为此,提出一种船用绳驱动并联打磨机器人(cable-driven parallel grinding robot,CDPGR)。首先,采用Lagrange法建立了包含船舶... 在船舶建造和维护过程中,人工打磨难度大、效率低、风险高,因此打磨作业成为船舶行业转型升级中的痛点之一。为此,提出一种船用绳驱动并联打磨机器人(cable-driven parallel grinding robot,CDPGR)。首先,采用Lagrange法建立了包含船舶运动的CDPGR动力学模型。将打磨机构工作时的反作用力和船舶运动作为动力学模型的外部扰动。其次,因CDPGR在实际应用中易受到上述扰动的影响,且现有控制器控制精度不高,所以基于动力学模型提出了一种二阶积分终端自适应滑模控制器(second-order integral terminal adaptive sliding mode control,SOITASMC),并采用Lyapunov理论证明了控制系统的稳定性。进一步,在包含上述复杂工况的影响下,通过仿真验证了SOITASMC的有效性,并与现有控制器进行了对比。最后,搭建了CDPGR的缩比样机并进行了试验。试验条件下,SOITASMC较现有控制器稳态位置误差平均减小了0.05 m,稳态角度误差平均减小了1.09°,上升时间平均减小了0.8 s。并对打磨前后的铁板部分图像进行二值化处理,结果表明该部分铁板的光滑率从22.34%上升至69.51%。试验结果验证了SOITASMC的优越性和CDPGR实际打磨的有效性。此相关研究可为绳驱动并联机器人的实船应用提供新的思路与方法。 展开更多
关键词 绳驱动并联机器人 打磨机器人 动力学分析 二阶积分终端自适应滑模控制
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