水上行走机器人智能控制方法研究及仿真 被引量：4

1

作者 魏鲜明 徐林森 +2 位作者 赵江海 曹凯 张文举 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期163-168,共6页

以蛇怪蜥蜴为对象,研究其水上行走功能。通过分析蛇怪蜥蜴水上行走机理,建立了水上行走机器人虚拟样机。通过机电系统联合仿真,得到了水上行走机器人的非线性模型。由于水面环境的复杂性及特殊性,传统的基于模型的精确运动学求解方法无... 以蛇怪蜥蜴为对象,研究其水上行走功能。通过分析蛇怪蜥蜴水上行走机理,建立了水上行走机器人虚拟样机。通过机电系统联合仿真,得到了水上行走机器人的非线性模型。由于水面环境的复杂性及特殊性,传统的基于模型的精确运动学求解方法无法适用。因此设计了中枢模式发生器(CPG)-模糊控制与CPG-PID两种智能控制算法,并比较了两种控制算法的性能。仿真结果分析表明,这两种算法均能满足机器人水上行走过程中的控制要求。 展开更多

关键词 水上行走机器人 中枢模式发生器 CPG-模糊控制 CPG-PID控制 联合仿真

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滑块型直线驱动并(混)联机构新型驱动装置及其变胞性研究

2

作者 沈惠平 赵海彬 +2 位作者 邓嘉鸣 徐林森 杨廷力 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第21期2540-2545,共6页

提出将钢丝伺服驱动作为并(混)联机构的驱动方式,该驱动方式是一种新型的具有较高精度的直线驱动方式,其原理为:通过伺服电机驱动使钢丝绳规则有序地缠绕在卷筒上并拖动滑块平台实现较长距离的往复直线运动。设计了一种单轴钢丝绳伺服... 提出将钢丝伺服驱动作为并(混)联机构的驱动方式,该驱动方式是一种新型的具有较高精度的直线驱动方式,其原理为:通过伺服电机驱动使钢丝绳规则有序地缠绕在卷筒上并拖动滑块平台实现较长距离的往复直线运动。设计了一种单轴钢丝绳伺服精密直线驱动装置,介绍了其结构组成和工作原理,建立了其运动学计算模型;同时还研究了滑块型直线驱动并(混)联机构的变胞性,即变胞的条件、变胞的内容与过程及变胞实现的方法。 展开更多

关键词 并联机构 并联运动装备 钢丝绳 直线伺服驱动 新型驱动机构

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深小孔电解加工中工具电极端面氧化行为研究

3

作者 李兆龙 孙术发 +2 位作者 吕鹏翔 韦东波 狄士春 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期765-769,共5页

管状电极深小孔电解加工中电极端面的氧化膜层是引起电极短路的主要原因。采用扫描电镜(SEM)分析了工具电极端面在单向正脉冲和正负脉冲加工后的形貌和成分,在此基础上对氧化膜层的形成机制进行了分析。研究表明:采用单向正脉冲加工时... 管状电极深小孔电解加工中电极端面的氧化膜层是引起电极短路的主要原因。采用扫描电镜(SEM)分析了工具电极端面在单向正脉冲和正负脉冲加工后的形貌和成分,在此基础上对氧化膜层的形成机制进行了分析。研究表明:采用单向正脉冲加工时管状电极端面形成连续疏松的氧化膜层,其成分主要是C和Si的氧化物;工具电极的吸附作用是形成氧化膜层的主要原因;采用适当比例的正负脉冲加工可有效抑制氧化膜层的形成,对已形成氧化膜层具有去除作用,显著提高深小孔电解加工的稳定性。 展开更多

关键词 机械制造工艺与设备 电解加工 电极损耗 双向脉冲 稳定性

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基于分类与协同表示的刀具图像超分辨率重建

4

作者 李渊 袁德志 朱锟鹏 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第2期75-80,共6页

获取高分辨率的微细铣刀图像是使用视觉方法精确监测刀具磨损状态的关键,在微铣削加工过程中,由于主轴转速大、刀具直径细小,高分辨率的刀具图像是难以获取到的。为了解决此问题,提出了一种基于分类与协同表示的刀具图像超分辨率重建算... 获取高分辨率的微细铣刀图像是使用视觉方法精确监测刀具磨损状态的关键,在微铣削加工过程中,由于主轴转速大、刀具直径细小,高分辨率的刀具图像是难以获取到的。为了解决此问题,提出了一种基于分类与协同表示的刀具图像超分辨率重建算法。根据刀具图像中的图像块存在多样性,对其进行分类并训练得到相对应的字典,解决了单一字典对特征表示不足的缺点。使用协同表示的方法求得每一类字典的映射矩阵,加快重建速度。最后,考虑到刀具图像中存在许多重复的结构,添加自相似约束来提高重建效果。实验结果表明,与其它传统算法相比,提出的算法不仅有着最高的峰值信噪比和结构相似性指标,同时也有着更好的刀具边缘视觉效果。 展开更多

关键词 微铣削 超分辨率 分类 协同表示

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仿生六足机器人机构设计及控制方法研究 被引量：9

5

作者 胡重阳 梅涛 +3 位作者 刘彦伟 吴晅 张勇杰 孙少明 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2014年第11期1621-1626,共6页

机器人足部与壁面间的粘附能力及其运动控制策略是爬壁机器人能够在处于不同倾斜度的壁面上爬行的关键技术。模仿甲虫足部钩刺对抓的特征及尺蠖蠕动爬行运动特性设计了一种可灵活转向的仿生六足爬行机器人机构。该机器人采用CPG(central... 机器人足部与壁面间的粘附能力及其运动控制策略是爬壁机器人能够在处于不同倾斜度的壁面上爬行的关键技术。模仿甲虫足部钩刺对抓的特征及尺蠖蠕动爬行运动特性设计了一种可灵活转向的仿生六足爬行机器人机构。该机器人采用CPG(central pattern generator)仿生控制方法实现其在粗糙壁面上的任意方向的运动,并且通过超声波传感器的反馈信号能够实现避障功能。机器人足部采用对抓设计提高了爬行稳定性,同时CPG控制方法简单、新颖。基于Matlab软件建立了CPG控制网络,并结合反馈信号实时调节网络输出。在Webots移动机器人仿真环境下完成了机器人建模,CPG控制器程序编写,通过动态仿真验证了六足机器人机构和控制方法的合理性,机器人爬行速度约2.7 cm/s。 展开更多

关键词 仿生六足机器人 中枢模式发生器(CPG) MATLAB仿真 Webots仿真软件

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基于离散单元法的砂轮磨料粉体流动性研究 被引量：2

6

作者 陈伟 唐火红 +1 位作者 骆敏舟 孙明迁 《包装工程》 CAS CSCD 北大核心 2015年第7期67-70,122,共5页

目的在不同摩擦因数工况下进行磨料粉体自由卸料的流动性研究。方法根据粉体流动性评价方式,建立流动性表征指标;基于离散单元法原理,利用PFC3D软件建立料仓粉体自由卸料模型,仿真砂轮磨料在不同摩擦条件下的自由卸料运动过程;根据仿真... 目的在不同摩擦因数工况下进行磨料粉体自由卸料的流动性研究。方法根据粉体流动性评价方式,建立流动性表征指标;基于离散单元法原理,利用PFC3D软件建立料仓粉体自由卸料模型,仿真砂轮磨料在不同摩擦条件下的自由卸料运动过程;根据仿真结果,分析磨料粉体摩擦因数变化对其流动性的影响,利用表征指标评价流动性,建立流动性函数。结果摩擦因数为0.4时,磨料粉体的流动性能最佳。结论随着摩擦因数增大,砂轮磨料粉体流速减小,流动稳定性提高。 展开更多

关键词 磨料粉体 流动性 摩擦 离散元 仿真

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服务机器人机械臂被动式安全阻抗机构的设计与研究 被引量：1

7

作者 刘效 徐林森 +1 位作者 赵江海 骆敏舟 《机械设计与制造》 北大核心 2014年第5期113-116,共4页

针对服务机器人的广泛应用所引起的人机之间的安全问题,通过理论分析和数学公式计算,设计一个由倾斜链接、滚轴和弹簧组成的新型安全阻抗机构;同时分析机构中滚轴与倾斜连接之间不同摩擦力的形式对机构性能的影响;运用三维建模软件Solid... 针对服务机器人的广泛应用所引起的人机之间的安全问题,通过理论分析和数学公式计算,设计一个由倾斜链接、滚轴和弹簧组成的新型安全阻抗机构;同时分析机构中滚轴与倾斜连接之间不同摩擦力的形式对机构性能的影响;运用三维建模软件Solidworks对机构进行三维建模,设计两种不同偏凸轮模型,并导入ADAMS软件进行仿真分析,同时搭建实验平台对机构进行实际测试,将所得仿真数据和实验数据进行对比分析和研究,为后期应用于机器人机械臂提供一定的理论依据。 展开更多

关键词 被动式 安全机构 偏凸轮 动力学

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气吸式排种器的吸附性能分析与试验研究 被引量：1

8

作者 杨小东 唐火红 +2 位作者 李露 孔令成 贾洪铎 《农机化研究》 北大核心 2016年第1期222-226,共5页

以分子技术自动化育种设备的气吸式排种器为对象,使用ANSYS Workbench软件,运用正交试验原理对影响吸嘴吸附力的真空度、吸嘴孔径、入口锥角、种子与吸嘴距离4个因素进行仿真试验研究。根据数据统计结果分析了3种出气口位置对各吸嘴吸... 以分子技术自动化育种设备的气吸式排种器为对象,使用ANSYS Workbench软件,运用正交试验原理对影响吸嘴吸附力的真空度、吸嘴孔径、入口锥角、种子与吸嘴距离4个因素进行仿真试验研究。根据数据统计结果分析了3种出气口位置对各吸嘴吸附力的影响,并在试验样机上对结果进行验证。结果表明:影响因素从主到次为种子与吸嘴距离、真空度、吸嘴孔径、入口锥角;种子与吸嘴的距离为主要影响因素,其他3个因素影响并不显著;出气口的3种布置方式中,当出气口距汇流管两端距离为170mm时,各吸嘴吸附力分布均匀且平均值最大。 展开更多

关键词 排种器 吸嘴 吸附性能 出气口 仿真

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串联集装箱动态单箱称重系统研究

9

作者 刘忠杰 何锋 +3 位作者 宋小波 周培莹 朱擎飞 蒋欣晟 《科学技术与工程》 北大核心 2012年第3期590-595,606,共7页

提出了一种基于串联式集装箱的动态单箱称重系统的设计方法。首先,介绍了该系统的硬件组成结构,构建了动态称重系统的模型;其次,采用RBF神经网络对系统模型进行了仿真,并建立了重心偏移自适应修正算法;最后,以Visual Studio2010为开发... 提出了一种基于串联式集装箱的动态单箱称重系统的设计方法。首先,介绍了该系统的硬件组成结构,构建了动态称重系统的模型;其次,采用RBF神经网络对系统模型进行了仿真,并建立了重心偏移自适应修正算法;最后,以Visual Studio2010为开发环境研发了一套动态单箱称重软件,该软件操作简单、实用性强,提高了集装箱动态称重效率。整个系统实现了模型构建、数据采集、算法仿真、数据存储、查询和打印等功能,并且称重误差率控制在3%以内,有较好的商业应用前景。 展开更多

关键词 称重平台 模型构建 动态称重系统 RBF 神经网络 软件系统

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一种三滑块驱动平面并联手及其工作空间与位移特性分析 被引量：4

10

作者 沈惠平 王玮 +3 位作者 邓嘉鸣 骆敏舟 马正华 杨廷力 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第13期1597-1601,共5页

提出并设计一种简易实用三滑块在两个平行导轨上驱动的三自由度平面并联操作手,推导了该机构运动学正反解解析公式,分别分析了末端执行器在定位置和定姿态情况下的工作空间,仿真分析了定姿态时三滑块的运动规律及特性,并建立了三维模型... 提出并设计一种简易实用三滑块在两个平行导轨上驱动的三自由度平面并联操作手,推导了该机构运动学正反解解析公式,分别分析了末端执行器在定位置和定姿态情况下的工作空间,仿真分析了定姿态时三滑块的运动规律及特性,并建立了三维模型。研究结果为该三自由度并联操作平台的实时控制及工业应用奠定了基础。 展开更多

关键词 滑块 并联机构 运动学 工作空间

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上袋机械手设计与动态性能分析 被引量：3

11

作者 孙明迁 唐火红 +1 位作者 骆敏舟 陈伟 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2015年第8期1013-1017,共5页

文章设计模仿人工套袋动作的全自动套袋机的关键部件上袋机械手机构。对有或无旋转预应力、不同旋转方向产生的预应力、相同旋转方向不同转速值产生的预应力工况下的上袋机械手进行模态分析,比较系统的固有频率和振型,分析上袋机械手的... 文章设计模仿人工套袋动作的全自动套袋机的关键部件上袋机械手机构。对有或无旋转预应力、不同旋转方向产生的预应力、相同旋转方向不同转速值产生的预应力工况下的上袋机械手进行模态分析,比较系统的固有频率和振型,分析上袋机械手的动态性能。根据仿真结果对机构进行优化,并通过仿真和试验验证优化的正确性。 展开更多

关键词 上袋机械手 旋转预应力 模态分析

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仿王蜥机器人驱动机构设计及动力学仿真 被引量：5

12

作者 李冰 徐林森 +2 位作者 汪小华 于树林 赵江海 《机械设计》 CSCD 北大核心 2011年第9期25-27,33,共4页

设计一种基于平面连杆机构的仿王蜥水上行走运动机理的机器人驱动结构。对该结构进行自由度分析及轨迹计算。通过计算在不同驱动速度和不同脚掌面积下,水对脚掌产生的作用力、支撑力和驱动力,验证设计的可行性。

关键词 仿王蜥 驱动结构 轨迹 作用力

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基于熔池运动特征的选区激光熔融过程状态检测方法 被引量：8

13

作者 朱锟鹏 王齐胜 +1 位作者 林昕 傅盈西 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2021年第12期3403-3415,共13页

选区激光熔融是一种极具发展前景的金属增材制造技术,由于加工过程容易产生各种缺陷,过程监控对于产品质量的控制显得尤为重要。熔池变化特征是最有效的监测手段之一,但是传统的熔池几何特征缺乏与不同熔化状态的准确对应关系。针对该问... 选区激光熔融是一种极具发展前景的金属增材制造技术,由于加工过程容易产生各种缺陷,过程监控对于产品质量的控制显得尤为重要。熔池变化特征是最有效的监测手段之一,但是传统的熔池几何特征缺乏与不同熔化状态的准确对应关系。针对该问题,根据熔池特点提出一种新的熔池运动特征用于描述运动熔池的变化规律。首先利用激光扫描位置数据确定熔池的移动方向及质心,然后通过设定3个不同尺度的阈值来捕捉飞溅,并结合连通分量分析方法提取熔池区域和飞溅,进一步消除熔池感兴趣区域中的飞溅。接着将熔池质心到熔池边界轮廓的距离按顺时针方向展开,获得一个36维的矢量特征用于描述运动的熔池。最后,利用k均值聚类算法分别对同一工艺参数和不同工艺参数下获取的熔池进行了聚类分析,并与传统的熔池几何特征进行了对比。实验结果表明,提取的36维熔池运动特征可以较好地区分熔池移动方向及不同的熔化状态,为选区激光熔融过程在线监控提供了一种新的思路。 展开更多

关键词 选区激光熔融 熔池运动特征 熔池轮廓 连通分量分析 K均值聚类 增材制造

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双Fabry-Perot干涉腔型光纤声发射传感器 被引量：3

14

作者 赵江海 章小建 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期3069-3076,共8页

设计了一种新型的双Fabry-Perot腔光纤传感器用于材料损伤引起的声发射信号检测。基于低细度Fabry-Perot腔多光束干涉原理,建立了光纤Fabry-Perot传感器检测声发射信号的数学模型。分析双Fabry-Perot腔正交点稳定工作机制,设计并制作了... 设计了一种新型的双Fabry-Perot腔光纤传感器用于材料损伤引起的声发射信号检测。基于低细度Fabry-Perot腔多光束干涉原理,建立了光纤Fabry-Perot传感器检测声发射信号的数学模型。分析双Fabry-Perot腔正交点稳定工作机制,设计并制作了具有双Fabry-Perot腔结构的光纤声发射传感器来保持传感器正交点的稳定性。通过模拟AE信号检测与热应力干扰实验对设计的传感器进行了实验验证。实验一通过冲击振动与折断铅笔芯产生两类模拟声发射信号,使用商用的压电传感器和光纤传感器进行对比实验,结果表明光纤传感器能够成功检测到两类模拟声发射信号,灵敏度为12.9nm,带宽达到30kHz。实验二对传感器进行工作点稳定测试,结果表明双F-P腔的控制机制能够保证传感器工作在正交点,解决了传感器输出信号衰减的问题。 展开更多

关键词 声发射 光纤传感器 双Fabry-Perot腔 正交点 材料损伤检测

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智能穿梭堆码机器人的有限元分析与结构优化

15

作者 徐林森 刘效 +3 位作者 曹雄 孟才华 刘进福 张超 《机械设计》 CSCD 北大核心 2013年第7期29-32,共4页

利用SolidWorks建立智能穿梭堆码机器人的三维实体模型,导入ANSYS软件对堆垛机进行分析,采用有限元法建立结构的静力学模型,进行简化与有限元网格划分。按照堆垛机的满载情况完成载荷的边界条件的加载,并用有限元结构性能分析的方法模... 利用SolidWorks建立智能穿梭堆码机器人的三维实体模型,导入ANSYS软件对堆垛机进行分析,采用有限元法建立结构的静力学模型,进行简化与有限元网格划分。按照堆垛机的满载情况完成载荷的边界条件的加载,并用有限元结构性能分析的方法模拟获取了堆码机器人不同构件的应力分布数据和变形结果,从而计算出壳体满足强度要求的最大应力和变形量,为进一步探讨智能穿梭机器人的结构强度和优化设计提供了支撑。 展开更多

关键词 智能穿梭机器人 结构设计 有限元分析 优化

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冗余拟人双臂机器人的运动学及工作空间分析 被引量：7

16

作者 马小蒙 沈惠平 +3 位作者 黄涛 邓嘉鸣 孟庆梅 骆敏舟 《机械设计》 CSCD 北大核心 2014年第11期25-29,共5页

文中对一种具有冗余结构的拟人双臂机器人进行研究。首先,采用D-H法建立机器人手臂的运动学模型,得到其运动学正解;其次,利用数值法在考虑各关节边界条件的基础上对其工作空间进行了分析,分别得到了单臂作业和双臂协同作业时工作空间的... 文中对一种具有冗余结构的拟人双臂机器人进行研究。首先,采用D-H法建立机器人手臂的运动学模型,得到其运动学正解;其次,利用数值法在考虑各关节边界条件的基础上对其工作空间进行了分析,分别得到了单臂作业和双臂协同作业时工作空间的三维视图和二维截面图;最后,对其奇异性进行了分析。分析结果表明,该机器人双臂协同作业时具有较大的工作空间,为其后续的协同控制和轨迹规划提供理论依据。 展开更多

关键词 双臂机器人 运动学 工作空间 奇异性

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双臂机器人末端一体化关节控制与驱动单元设计 被引量：8

17

作者 李开霞 丁玲 +1 位作者 赵江海 胡晓娟 《机电工程》 CAS 2017年第9期1019-1023,共5页

针对双臂机器人末端关节智能一体化问题,对双臂机器人末端一体化关节的控制与驱动单元进行了系统设计,对设计原理及设计方法进行了归纳分析,综合应用CAN总线技术与传感器技术,并以数字信号处理器DSP与智能功率模块IPM为核心进行了硬件... 针对双臂机器人末端关节智能一体化问题,对双臂机器人末端一体化关节的控制与驱动单元进行了系统设计,对设计原理及设计方法进行了归纳分析,综合应用CAN总线技术与传感器技术,并以数字信号处理器DSP与智能功率模块IPM为核心进行了硬件电路设计,结合先进控制理论技术,提出了一种基于迭代学习控制方法的改进型模糊自适应整定PID控制算法,提出了末端一体化关节柔顺控制的设计方法及下一步解决方案,研制开发出双臂机器人末端一体化关节的控制与驱动单元样机,进行了样机的闭环控制测试实验。实践结果表明:本设计能满足末端一体化关节的闭环控制,稳定可靠,结构紧凑,体积小,集成度高,有利于关节的轻量化及智能化设计,对于双臂机器人一体化智能关节研究具有重要的理论与实践价值。 展开更多

关键词 双臂机器人 末端一体化关节 数字信号处理器 智能功率模块 模糊自适应PID

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高铁轮毂表面缺陷的视觉显著性超像素图像检测方法 被引量：10

18

作者 赵娜娜 陶溢 +1 位作者 李芬 王玉成 《科学技术与工程》 北大核心 2019年第32期230-235,共6页

针对高铁轮毂表面缺陷实时在线检测问题,提出一种基于视觉显著性注意机制的超像素自适应检测方法。首先采用同态滤波器对缺陷图像进行预处理,去除环境光污染噪声引起的图像亮度分布不均匀问题,构建轮毂表面缺陷图像的谱残差视觉注意模型... 针对高铁轮毂表面缺陷实时在线检测问题,提出一种基于视觉显著性注意机制的超像素自适应检测方法。首先采用同态滤波器对缺陷图像进行预处理,去除环境光污染噪声引起的图像亮度分布不均匀问题,构建轮毂表面缺陷图像的谱残差视觉注意模型,之后采用超像素分割算法对缺陷显著性图像进行自适应阈值分割,标记出高铁轮毂表面缺陷的二维空间位置,实现轮毂表面缺陷的边界检测和形态估计。研究方法在高铁轮毂表面缺陷检测实验平台上进行了实验验证,结果表明:该方法能够有效抑制图像分割中的过分割问题,对缺陷的边界信息提取准确,鲁棒性较好。 展开更多

关键词 缺陷检测 视觉显著性 谱残差 超像素分割

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悬吊式高空消防机器人的设计及姿态控制原理 被引量：3

19

作者 史强 李露 邱自学 《机械设计与制造》 北大核心 2012年第12期162-164,共3页

根据高层建筑火灾的特殊性和灾难性,对已有高空消防机器人进行了调研,综述其优缺点。并提出了一种直升机悬吊式的高空消防机器人的新设想,介绍了该机器人的整体设计、控制系统设计和姿态控制原理。利用CFD软件flowsimulation对机器人上... 根据高层建筑火灾的特殊性和灾难性,对已有高空消防机器人进行了调研,综述其优缺点。并提出了一种直升机悬吊式的高空消防机器人的新设想,介绍了该机器人的整体设计、控制系统设计和姿态控制原理。利用CFD软件flowsimulation对机器人上使用的风机进行了空气动力学仿真分析,针对不同风管的长度、不同转速以及不同的叶间间隙分析其出口风压的变化,将仿真分析的结果应用于优化机器人的姿态控制,对今后研制此类消防机器人有一定的指导意义。 展开更多

关键词 消防机器人 姿态控制 CFD仿真分析

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一种新型石油管道压力传感器的设计 被引量：1

20

作者 何锋 储建华 +3 位作者 宋小波 刘忠杰 毕世书 李芬 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2012年第4期109-110,122,共3页

提出一种新型带有无线数据传输功能的石油管道压力传感器。传感器采用十字梁结构设计,应变计全桥输出信号随管道内压力改变而变化。传感器通过无线传输的方式将监测数据传输到监测中心,对管道压力进行实时监测。通过应变计性能测试和系... 提出一种新型带有无线数据传输功能的石油管道压力传感器。传感器采用十字梁结构设计,应变计全桥输出信号随管道内压力改变而变化。传感器通过无线传输的方式将监测数据传输到监测中心,对管道压力进行实时监测。通过应变计性能测试和系统标定,表明该传感器具有较好的灵敏度和线性度。 展开更多

关键词 压力传感器 十字梁 无线射频

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