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基于动锚点座绳驱并联机器人的空间机器人微重力模拟试验系统设计与控制
1
作者
袁晗
安浩
+1 位作者
郑宗楷
徐文福
《载人航天》
CSCD
北大核心
2024年第6期771-783,共13页
针对地面微重力模拟验证或测试设备的需求,提出了新型的动锚点座绳驱动并联机器人概念设计,以及应用于轻量级、大负载、大跨度等场景的典型结构设计。介绍了典型的动锚点座结构设计,建立动锚点座绳驱并联机器人基于优化求解的运动学模型...
针对地面微重力模拟验证或测试设备的需求,提出了新型的动锚点座绳驱动并联机器人概念设计,以及应用于轻量级、大负载、大跨度等场景的典型结构设计。介绍了典型的动锚点座结构设计,建立动锚点座绳驱并联机器人基于优化求解的运动学模型,并融入了一种避障约束,通过实验验证了动锚点座绳驱并联机器人运动学求解方法的有效性,同时验证了该机器人能够实现对空间障碍物的实时避障;为了实现地面微重力模拟,提出了动锚点座绳驱并联机器人的位置控制方法、阻抗控制方法以及零力控制方法。实验结果表明:动锚点座绳驱机器人具有良好的位置精度、平滑的零力拖动能力以及良好的阻抗控制能力。
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关键词
绳驱并联机器人
动锚点座
地面微重力试验
机器人控制
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职称材料
仿生扑翼飞行机器人自主导航系统研究进展
被引量：
2
2
作者
蒋济州
徐文福
潘尔振
《仪器仪表学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第11期66-84,共19页
仿生扑翼飞行机器人模仿自然界鸟类和昆虫等生物的飞行方式,具有安全性强、迷惑性好等优点,在灾害救援、反恐防暴等方面具有极其重要的应用前景。为实现其在未知复杂环境下的自主飞行并执行探测任务,需研制一套集感知建图、规划避障与...
仿生扑翼飞行机器人模仿自然界鸟类和昆虫等生物的飞行方式,具有安全性强、迷惑性好等优点,在灾害救援、反恐防暴等方面具有极其重要的应用前景。为实现其在未知复杂环境下的自主飞行并执行探测任务,需研制一套集感知建图、规划避障与飞控制导等功能模块为一体的导航系统。本文首先对扑翼飞行机器人的导航系统进行了概述,按照翼展大小将扑翼飞行机器人分为微小型和大中型两类,其次对比分析了国内外在微小型、大中型扑翼飞行机器人导航系统方面的主要研究进展。接着对自主导航系统所涉及到的感知定位与建图、运动规划与避障、轨迹跟踪与飞控制导等关键技术进行了分析总结,指出其局限性及亟待解决的问题。最后,对未来的研究趋势进行了展望,包括提升机载嵌入式计算能力、多模态信息融合、面向多模态飞行的流场感知、仿生视觉系统研究、群体感知与编队控制等热点方向。
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关键词
扑翼飞行机器人
自主导航系统
感知与建图
规划与避障
飞控制导
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职称材料
考虑结构柔性的大型仿生扑翼机动力学建模与飞行性能分析
3
作者
徐晖
潘尔振
+1 位作者
徐文福
黄海林
《南京航空航天大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025年第3期412-418,共7页
大型仿生扑翼机(Large bionic ornithopters, LBOs)翅膀在扑动过程中会产生明显的柔性变形,气动特性复杂,其变形情况除受翅膀扑动影响外也与机体运动相关。本文通过耦合有限元方法和有限状态气动方法建立LBOs的翅膀三维气动弹性模型,并...
大型仿生扑翼机(Large bionic ornithopters, LBOs)翅膀在扑动过程中会产生明显的柔性变形,气动特性复杂,其变形情况除受翅膀扑动影响外也与机体运动相关。本文通过耦合有限元方法和有限状态气动方法建立LBOs的翅膀三维气动弹性模型,并将该模型与通过凯恩方程法建立的多体动力学模型结合,搭建了LBOs的飞行动力学模型。该模型考虑了LBOs扑动过程中翅膀的柔性变形与机体运动的影响,能够计算LBOs前飞时的位置和姿态变化情况。通过该模型计算了LBOs前飞时的飞行状态,并与实际飞行实验数据做对比,结果表明该模型可以较好地模拟LBOs的飞行状态,验证了该模型的准确性。
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关键词
扑翼
多体动力学
气动弹性力学
仿生扑翼机
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职称材料
题名
基于动锚点座绳驱并联机器人的空间机器人微重力模拟试验系统设计与控制
1
作者
袁晗
安浩
郑宗楷
徐文福
机构
哈尔滨工业大学(深圳)机电工程与自动化学院
广东省智变机构与适应性机器人重点实验室
出处
《载人航天》
CSCD
北大核心
2024年第6期771-783,共13页
基金
国家自然科学基金项目(62173114)。
文摘
针对地面微重力模拟验证或测试设备的需求,提出了新型的动锚点座绳驱动并联机器人概念设计,以及应用于轻量级、大负载、大跨度等场景的典型结构设计。介绍了典型的动锚点座结构设计,建立动锚点座绳驱并联机器人基于优化求解的运动学模型,并融入了一种避障约束,通过实验验证了动锚点座绳驱并联机器人运动学求解方法的有效性,同时验证了该机器人能够实现对空间障碍物的实时避障;为了实现地面微重力模拟,提出了动锚点座绳驱并联机器人的位置控制方法、阻抗控制方法以及零力控制方法。实验结果表明:动锚点座绳驱机器人具有良好的位置精度、平滑的零力拖动能力以及良好的阻抗控制能力。
关键词
绳驱并联机器人
动锚点座
地面微重力试验
机器人控制
Keywords
cable-driven parallel robot
movable anchor point
ground microgravity experiments
robot control
分类号
V19 [航空宇航科学与技术—人机与环境工程]
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职称材料
题名
仿生扑翼飞行机器人自主导航系统研究进展
被引量：
2
2
作者
蒋济州
徐文福
潘尔振
机构
哈尔滨工业大学(深圳)机电工程与自动化学院
广东省智变机构与适应性机器人重点实验室
出处
《仪器仪表学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第11期66-84,共19页
基金
国家自然科学基金(62233001)
深圳市优秀科技创新人才培养项目(RCJC20200714114436040)资助
文摘
仿生扑翼飞行机器人模仿自然界鸟类和昆虫等生物的飞行方式,具有安全性强、迷惑性好等优点,在灾害救援、反恐防暴等方面具有极其重要的应用前景。为实现其在未知复杂环境下的自主飞行并执行探测任务,需研制一套集感知建图、规划避障与飞控制导等功能模块为一体的导航系统。本文首先对扑翼飞行机器人的导航系统进行了概述,按照翼展大小将扑翼飞行机器人分为微小型和大中型两类,其次对比分析了国内外在微小型、大中型扑翼飞行机器人导航系统方面的主要研究进展。接着对自主导航系统所涉及到的感知定位与建图、运动规划与避障、轨迹跟踪与飞控制导等关键技术进行了分析总结,指出其局限性及亟待解决的问题。最后,对未来的研究趋势进行了展望,包括提升机载嵌入式计算能力、多模态信息融合、面向多模态飞行的流场感知、仿生视觉系统研究、群体感知与编队控制等热点方向。
关键词
扑翼飞行机器人
自主导航系统
感知与建图
规划与避障
飞控制导
Keywords
flapping-wing flying robot
autonomous navigation system
perception and mapping
planning and obstacle avoidance
flight control and guidance
分类号
TP242 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
TH39 [机械工程—机械制造及自动化]
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职称材料
题名
考虑结构柔性的大型仿生扑翼机动力学建模与飞行性能分析
3
作者
徐晖
潘尔振
徐文福
黄海林
机构
哈尔滨工业大学(深圳)机电工程与自动化学院
广东省智变机构与适应性机器人重点实验室
出处
《南京航空航天大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025年第3期412-418,共7页
基金
国家自然科学基金(62233001)
深圳市优秀科技创新人才培育项目(RCJC20200714114436040)
深圳市基础研究重点项目(JCYJ20241202123724032)。
文摘
大型仿生扑翼机(Large bionic ornithopters, LBOs)翅膀在扑动过程中会产生明显的柔性变形,气动特性复杂,其变形情况除受翅膀扑动影响外也与机体运动相关。本文通过耦合有限元方法和有限状态气动方法建立LBOs的翅膀三维气动弹性模型,并将该模型与通过凯恩方程法建立的多体动力学模型结合,搭建了LBOs的飞行动力学模型。该模型考虑了LBOs扑动过程中翅膀的柔性变形与机体运动的影响,能够计算LBOs前飞时的位置和姿态变化情况。通过该模型计算了LBOs前飞时的飞行状态,并与实际飞行实验数据做对比,结果表明该模型可以较好地模拟LBOs的飞行状态,验证了该模型的准确性。
关键词
扑翼
多体动力学
气动弹性力学
仿生扑翼机
Keywords
flapping-wing
multi-body dynamics
aeroelasticity
bionic ornithopters
分类号
TP242 [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
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于动锚点座绳驱并联机器人的空间机器人微重力模拟试验系统设计与控制
袁晗
安浩
郑宗楷
徐文福
《载人航天》
CSCD
北大核心
2024
0
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职称材料
2
仿生扑翼飞行机器人自主导航系统研究进展
蒋济州
徐文福
潘尔振
《仪器仪表学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
2
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下载PDF
职称材料
3
考虑结构柔性的大型仿生扑翼机动力学建模与飞行性能分析
徐晖
潘尔振
徐文福
黄海林
《南京航空航天大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025
0
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职称材料
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