微创外科手术机器人技术研究进展 被引量：44

1

作者 付宜利 潘博 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期1-15,共15页

为实现外科手术的微创化、精确化、智能化、远程化,将机器人技术与微创外科手术相结合,在综述国内外微创外科手术机器人研究现状的基础上,重点论述和分析从操作手设计、控制结构与控制方法,对力反馈主手、手术器械及力感知、增强现实、... 为实现外科手术的微创化、精确化、智能化、远程化,将机器人技术与微创外科手术相结合,在综述国内外微创外科手术机器人研究现状的基础上,重点论述和分析从操作手设计、控制结构与控制方法,对力反馈主手、手术器械及力感知、增强现实、半自主手术、手术训练系统等关键技术进行了介绍和分析.基于上述技术研发的微创外科手术机器人改善了医生进行微创手术的环境和工具,提高了外科手术的质量,具有广泛的应用和发展前景.对微创外科手术机器人技术的发展趋势进行了展望. 展开更多

关键词 机器人 微创外科手术 主从控制 远心运动 力反馈

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多臂协作式小天体附着取样机器人机械系统 被引量：3

2

作者 赵志军 全齐全 +2 位作者 潘博 危清清 赵京东 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期1-8,共8页

为解决探测器在弱引力、特性未知小天体表面的附着取样难题,提出一种融合着陆缓冲、附着固定、取样、放样等核心功能为一体的附着取样一体化机器人设计方案。基于腿臂复用,提出多臂协作主动自适应式着陆缓冲方案;利用超声波钻钻压力小... 为解决探测器在弱引力、特性未知小天体表面的附着取样难题,提出一种融合着陆缓冲、附着固定、取样、放样等核心功能为一体的附着取样一体化机器人设计方案。基于腿臂复用,提出多臂协作主动自适应式着陆缓冲方案;利用超声波钻钻压力小、硬质岩石表面钻进效率高的特点,提出针对岩石类小天体的超声波钻式附着固定方案;针对星表特性不确定,取样适应性要求高的需求,提出砂轮磨削、毛刷清扫的双模式取样方案。采用仿真方法对着陆缓冲性能、取样性能等进行分析;在原理样机研制基础上,开展附着取样全流程实验。结果表明,附着取样机器人可实现着陆缓冲、附着固定、取样、放样等功能,验证了该系统的核心功能。本研究旨在探索小天体附着取样方法,为小天体取样返回任务提供技术支持。 展开更多

关键词 小天体 附着 取样 主动缓冲 多臂协作

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面向在轨测量任务的伴飞机器人三维仿真系统 被引量：2

3

作者 吴剑威 崔继文 +1 位作者 史士财 谭久彬 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期50-54,共5页

为了避免空间伴飞机器人末端探测器与自身载体或者与待测航天器之间发生碰撞,在实际进行在轨测量之前,需要对其末端探测器轨迹规划方法进行充分的三维图形仿真.针对现有空间机器人地面仿真系统不能可视化的问题,设计了一种基于虚拟现实... 为了避免空间伴飞机器人末端探测器与自身载体或者与待测航天器之间发生碰撞,在实际进行在轨测量之前,需要对其末端探测器轨迹规划方法进行充分的三维图形仿真.针对现有空间机器人地面仿真系统不能可视化的问题,设计了一种基于虚拟现实技术的三维仿真系统.首先,建立了基于Open Inventor的空间机器人三维实体几何模型,并构建反应空间机器人逻辑位置的三维仿真场景.然后,基于数据传输技术和构建的三维仿真场景建立了空间机器人可视化三维仿真系统.最后,建立空间机器人运动学模型并对空间机器人末端执行器跟踪的圆弧轨迹进行规划.仿真结果表明,利用该系统可直观得到空间机器人的运动过程以及空间机器人载体的运动特性,有利于空间机器人的轨迹规划和控制算法的仿真研究,可避免因不当轨迹规划而造成空间机器人发生碰撞. 展开更多

关键词 伴飞机器人 在轨测量 地面仿真 虚拟现实 轨迹规划

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光电混合机器人视觉系统中光寻址空间光调制器的噪音处理

4

作者 戴士杰 周国香 +2 位作者 岳宏 邓志鹏 蔡鹤皋 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期209-213,共5页

分析了光寻址空间光调制器对连续图像采样产生的噪音和假频,利用采样理论,提出设置光学去假频前置滤波器抑制噪音和假频的方法.理论分析得出去假频前置滤波器为矩形窗函数的基础上,根据视觉系统中光寻址空间光调制器的参量,计算出了本... 分析了光寻址空间光调制器对连续图像采样产生的噪音和假频,利用采样理论,提出设置光学去假频前置滤波器抑制噪音和假频的方法.理论分析得出去假频前置滤波器为矩形窗函数的基础上,根据视觉系统中光寻址空间光调制器的参量,计算出了本系统所用的去假频前置滤波器的结构尺寸.视觉系统图像特征提取试验结果表明效果良好. 展开更多

关键词 机器人视觉 噪音分析 光寻址空间光调制器 采样理论 去假频前置滤波器

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介电弹性材料驱动器在机器人中的应用进展 被引量：10

5

作者 王雅林 郭闯强 +3 位作者 吴春亚 邹添 张子健 刘宏 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期1-12,共12页

简要介绍介电弹性材料驱动器的基本原理、结构组成及其在机器人中的应用现状,重点分析介电弹性材料性能的理论研究进展,包括材料特性、本构理论、失效模式及稳定性等.总结介电弹性材料驱动器对柔性电极性能的要求,并对柔性电极工艺特性... 简要介绍介电弹性材料驱动器的基本原理、结构组成及其在机器人中的应用现状,重点分析介电弹性材料性能的理论研究进展,包括材料特性、本构理论、失效模式及稳定性等.总结介电弹性材料驱动器对柔性电极性能的要求,并对柔性电极工艺特性进行具体分析,深入探讨介电弹性驱动器目前所面临的挑战,对介电弹性材料驱动器在机器人系统中的应用前景进行了展望. 展开更多

关键词 机器人 介电弹性材料 驱动器 人工肌肉 柔性电极

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拟人机器人头部研究综述 被引量：4

6

作者 张小俊 张明路 戴士杰 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期219-224,共6页

拟人机器人头部是拟人机器人的重要组成部分,是拟人机器人拟人化程度最直观的标志。它能给人以亲切感,消除了人与机器人之间的心理障碍,有助于提高其社交能力。拟人机器人头部集成了听觉、视觉、嗅觉等功能,是拟人机器人认知外界环境、... 拟人机器人头部是拟人机器人的重要组成部分,是拟人机器人拟人化程度最直观的标志。它能给人以亲切感,消除了人与机器人之间的心理障碍,有助于提高其社交能力。拟人机器人头部集成了听觉、视觉、嗅觉等功能,是拟人机器人认知外界环境、实现与人无障碍交流的重要感知系统。目前,众多研究学者对拟人机器人头部从形似和功能方面进行了深入研究。本文详细总结了国外拟人机器人头部的研究概况,分析了其功能组成及设计要求,并展望了拟人机器人头部研究的发展趋势。 展开更多

关键词 拟人机器人 拟人机器人头部 面部表情

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完全各向同性解耦2T2R型并联机器人构型综合 被引量：3

7

作者 曹毅 秦友蕾 +2 位作者 陈海 葛姝翌 周辉 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期94-100,共7页

为得到完全各向同性解耦并联机器人构型,基于GF集理论提出一种简单而有效的构型综合方法.阐述GF集的基本概念、运算法则以及转动特征存在条件;给出机构输入运动副选择原则和分支设计准则,确保了并联机构运动各向同性及解耦性;根据该构... 为得到完全各向同性解耦并联机器人构型,基于GF集理论提出一种简单而有效的构型综合方法.阐述GF集的基本概念、运算法则以及转动特征存在条件;给出机构输入运动副选择原则和分支设计准则,确保了并联机构运动各向同性及解耦性;根据该构型综合原理,完成2T2R四自由度完全各向同性解耦并联机构型综合,得到大量新构型;针对所综合的一种新型并联解耦机构,基于螺旋理论求得该机构运动输出,通过求解到的雅克比矩阵,验证该机构的完全各向同性,证明了该构型方法的有效性. 展开更多

关键词 并联机构 型综合 GF 集 完全各向同性 解耦

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机器人打磨自适应变阻抗主动柔顺恒力控制 被引量：11

8

作者 郭万金 于苏扬 +2 位作者 田玉祥 赵立军 曹雏清 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期54-65,共12页

为解决工业机器人打磨过程中存在复杂时变非线性耦合与不确定性扰动导致机器人柔顺恒力打磨自适应调节能力不足的问题,首先给出了一种可实现沿轴向平移与旋转运动解耦的力控末端执行器,其次设计了一种自抗扰控制器和一种粒子群神经网络... 为解决工业机器人打磨过程中存在复杂时变非线性耦合与不确定性扰动导致机器人柔顺恒力打磨自适应调节能力不足的问题,首先给出了一种可实现沿轴向平移与旋转运动解耦的力控末端执行器,其次设计了一种自抗扰控制器和一种粒子群神经网络变阻抗控制器分别作为内环控制和外环控制,在此基础上,提出了一种机器人自适应变阻抗主动柔顺恒力控制方法,用于在线自适应优化阻抗参数,动态调节打磨力修正量,实现机器人打磨作业自适应主动柔顺恒力控制。最后采用Lyapunov稳定性理论分析证明了所提出方法的闭环稳定性。通过机器人打磨系统虚拟样机联合仿真实验和机器人平台实物实验,验证了所提出方法的有效性。实验结果表明,所提方法能够较好实现静态与动态期望打磨力跟踪,减小了打磨力波动、力超调量以及打磨初期打磨工具处的冲击力,提高了打磨力控制系统抗扰动稳定性、恒力跟踪性能和动态响应能力,对复杂多变工况机器人打磨作业具有较强的适应性与鲁棒性。 展开更多

关键词 工业机器人打磨 恒力控制 主动柔顺 自适应变阻抗 机器人末端执行器

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金属管螺旋缠绕在轨成形力学特性分析与优化

9

作者 王岩 陈禹名 +4 位作者 张书洋 杨慧 张从发 刘金童 刘荣强 《哈尔滨工业大学学报》 北大核心 2025年第4期151-161,共11页

为满足地外探测大尺寸结构在轨构建及空间站桁架的实际需求,提出一种带材直接在轨成形方法,研制出一款小型化、轻量化、低功耗的金属管件制造设备。采用冷弯成形技术中的缠绕锁合成形,基于基尔霍夫假设和等效应变能原理建立弯曲缠绕的... 为满足地外探测大尺寸结构在轨构建及空间站桁架的实际需求,提出一种带材直接在轨成形方法,研制出一款小型化、轻量化、低功耗的金属管件制造设备。采用冷弯成形技术中的缠绕锁合成形,基于基尔霍夫假设和等效应变能原理建立弯曲缠绕的非线性力学模型,分析带材几何参数对缠绕力矩的影响。通过ABAQUS/显式求解器分析缠绕力矩并验证理论模型的有效性。为进一步定量描述和优化缠绕锁合性能,定义稳定缠绕力矩、锁合正压力和锁合边最大应力3个性能指标,该指标越小,缠绕锁合性能越好。此外,采用响应面法建立弯曲缠绕卷管指标参数的多项式代理模型,通过改进的非支配遗传算法(NSGA-Ⅱ)对金属管弯曲成形进行多目标优化设计。优化结果表明,缠绕力矩减少了26.23%,锁合边正压力减小了4.71%,锁合边最大应力减小了2.14%,同时驱动力矩曲线波动得到改善。制备了辊座直径为70 mm、辊组间距为100 mm,辊缝具有校正调节功能的锁槽折弯箱和芯轴直径为50 mm的缠绕锁合样机并进行实验,揭示不同工艺参数对轧制成形的影响以及螺旋成形时成形角与管件直径的规律。该研究为金属管在轨成形的应用提供了重要的理论和实验基础。 展开更多

关键词 在轨制造 缠绕锁合 缠绕力矩 响应面法 非支配遗传算法(NSGA-Ⅱ)

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面向高温的NTC温度检测系统设计优化及标定 被引量：9

10

作者 张元飞 樊绍巍 +1 位作者 刘宏 谭久彬 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期18-23,共6页

为利用负温度系数(NTC)热敏电阻实现定区间高温检测,提出一种基于期望相对温度跟踪控制策略的温度检测系统参数优化调整方法.利用NTC热敏电阻标称值,针对目标温度区间进行温度检测系统参数的初始优化设计;采用期望相对温度跟踪控制策略... 为利用负温度系数(NTC)热敏电阻实现定区间高温检测,提出一种基于期望相对温度跟踪控制策略的温度检测系统参数优化调整方法.利用NTC热敏电阻标称值,针对目标温度区间进行温度检测系统参数的初始优化设计;采用期望相对温度跟踪控制策略,确保该测温系统输出的稳态值分别处于上下边界附近;采用标准测温设备测量实际温度,并判断实测温度范围是否满足设计需求;如果不满足要求,计算与实际温度对应的NTC热敏电阻阻值,修订NTC参数,进而实现该温度检测系统的参数再调整;通过熔融沉积成型实验平台,进行了实验验证.实验结果表明,所提优化设计方法是有效的,实现了定区间高温检测系统优化设计,有利于提高温度检测系统的测量精度. 展开更多

关键词 熔融沉积成型 NTC热敏电阻 温度测量 优化设计 温度标定

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变结构力控制方法在油气悬架加载系统中的应用 被引量：2

11

作者 张辉 佟志忠 叶正茂 《机床与液压》 北大核心 2013年第17期1-4,共4页

针对油气悬架的非线性和不确定性特性采取变结构的控制方法,选取含有位置、速度和加速度状态的滑模函数,利用指数趋近方式,使系统能够快速地稳定于平衡位置。基于Lyapunov稳定理论,设计了参数摄动和不确定量两种非线性环节的自适应律,... 针对油气悬架的非线性和不确定性特性采取变结构的控制方法,选取含有位置、速度和加速度状态的滑模函数,利用指数趋近方式,使系统能够快速地稳定于平衡位置。基于Lyapunov稳定理论,设计了参数摄动和不确定量两种非线性环节的自适应律,结合自适应控制方式减小了滑模带的宽度,从而减小由于开关控制而引起的系统振动。通过仿真分析和实验验证了负载刚度变化时,变结构滑模力加载控制对比常规PID控制的优势,为具有状态反馈的力加载控制系统提供了实用的控制方法。 展开更多

关键词 滑模控制 驱动力控制系统 油气悬架

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超声波钻谐振控制算法设计及试验验证

12

作者 全齐全 金亦康 +2 位作者 张秋葵 唐德威 邓宗全 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期73-82,共10页

为解决小天体表面引力小及温差变化大难以实现锚固的问题,提出以超声波钻作为锚固工具并采用模糊控制和恒流控制相结合的策略,实现了低钻压力和高低温环境条件下的超声波钻钻进锚固。压电驱动的超声波钻将高频电能转化为高频机械振动,... 为解决小天体表面引力小及温差变化大难以实现锚固的问题,提出以超声波钻作为锚固工具并采用模糊控制和恒流控制相结合的策略,实现了低钻压力和高低温环境条件下的超声波钻钻进锚固。压电驱动的超声波钻将高频电能转化为高频机械振动,驱动钻具高频破碎岩石,具有极低钻压力的显著优势,尤其适用于弱引力小天体的钻进锚固作业。针对超声波钻的驱动,对超声波钻的谐振控制算法进行研究。首先,建立超声波钻换能器的等效电路模型,在等效模型基础上研究换能器的阻抗特性、负载特性、温度特性和滞后特性。其次,根据超声波钻的工作特性研究谐振频率识别算法、谐振频率跟踪算法和恒电流控制算法,针对谐振频率跟踪算法研究了基于递归最小二乘估计的频率跟踪算法和基于模糊控制的频率跟踪算法,并对实际控制效果进行对比分析。最后,进行常温常压和高低温环境下钻进试验,试验结果表明,在不同温度环境和不同的钻进对象条件下,所设计的谐振控制算法能够实现对超声波钻的稳定驱动。研究结果表明,所提出的模糊控制和恒流控制能够有效的在低钻压力以及不同温度下实现有效钻进。 展开更多

关键词 小行星附着锚固 超声波钻 谐振控制 递归最小二乘法 模糊控制

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考虑极限热负荷下高过载永磁同步电机的研究 被引量：29

13

作者 李立毅 张江鹏 +2 位作者 赵国平 于吉坤 闫海媛 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第3期845-852,共8页

永磁同步电机具有功率密度高、功率因数高的优势,在各种场合得到广泛应用。当永磁电机处于转矩高过载状态时,由于定子绕组电密很高,短时间内发热严重,影响电机输出功率的进一步提高。该文从理论上分析了结构参数、绕组直流电阻对永磁电... 永磁同步电机具有功率密度高、功率因数高的优势,在各种场合得到广泛应用。当永磁电机处于转矩高过载状态时,由于定子绕组电密很高,短时间内发热严重,影响电机输出功率的进一步提高。该文从理论上分析了结构参数、绕组直流电阻对永磁电机的极限输入电流影响,研究了铜损耗系数及电机工作时长对电机过载能力的影响规律,以及热负荷对高过载永磁电机电磁参数选取的影响规律。通过有限元分析了高过载永磁电机的电磁参数和定子绕组温升,定量计算出考虑极限热负荷时永磁电机的过载能力,得到一种高过载永磁电机的设计方法,最后通过样机实验验证了理论计算的正确性。 展开更多

关键词 永磁同步电机 高过载 极限热负荷 铜损耗系数 结构参数

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一种模块化机械臂的设计与运动学分析 被引量：24

14

作者 闫继宏 郭鑫 +1 位作者 刘玉斌 赵杰 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期20-25,共6页

研制一种新型机械臂模块化旋转关节.为使模块化关节结构更紧凑,采用电机、编码器和制动器轴线平行的布置方式,具有标准的机械、电气接口,可以根据需求组装成不同构型的机械臂;针对模块化机械臂运动学不具有通用性的问题,基于构型平面匹... 研制一种新型机械臂模块化旋转关节.为使模块化关节结构更紧凑,采用电机、编码器和制动器轴线平行的布置方式,具有标准的机械、电气接口,可以根据需求组装成不同构型的机械臂;针对模块化机械臂运动学不具有通用性的问题,基于构型平面匹配的方法,将空间构形转换为平面几何关系,实现对机械臂的模块化运动学求解;设计了机械臂运动学仿真平台,能够快速获得不同构型机械臂的运动学;结合该模块化旋转关节的特点,构建分布式控制系统,实现了对各种构型机械臂的控制. 展开更多

关键词 机械臂 模块化关节 可重构机器人 运动学分析

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双层环形可展开天线机构设计与力学分析 被引量：14

15

作者 史创 郭宏伟 +1 位作者 刘荣强 邓宗全 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期14-20,共7页

为解决超大口径可展开天线机构的轻量化、高刚度设计问题,提出一种由弹性铰链驱动的双层环形可展开天线机构.建立天线结构的静力学分析模型,得出结构中杆件与拉索的相互影响关系,推导出对角拉索预紧力的取值范围.基于建立的双层环形可... 为解决超大口径可展开天线机构的轻量化、高刚度设计问题,提出一种由弹性铰链驱动的双层环形可展开天线机构.建立天线结构的静力学分析模型,得出结构中杆件与拉索的相互影响关系,推导出对角拉索预紧力的取值范围.基于建立的双层环形可展开天线结构动力学分析模型,对比分析前6阶振动频率及其相应的模态振型,与无拉索相比,通过对角斜拉索刚化可以将结构刚度提高1.2倍.分析结构参数对结构振动频率的影响规律,基于振动频率影响因素的灵敏度分析,得出增加双层环形可展开天线机构中的横杆截面面积和斜拉索的截面积,减小纵杆截面面积是提高双层天线结构振动频率的有效措施. 展开更多

关键词 双层环形桁架 可展开天线 静力学 动力学 模态分析

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大规模环境下基于图优化SLAM的图构建方法 被引量：31

16

作者 王忠立 赵杰 蔡鹤皋 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期75-85,共11页

分析总结了基于图优化同步定位和地图构建(SLAM)前端图构建过程的各种方法.对现有SLAM研究方法进行分类,指出基于Kalman滤波器、粒子滤波器、图优化方法的优缺点;重点介绍SLAM问题的3种图建模方法,即动态贝叶斯网络的图建模方法、基于... 分析总结了基于图优化同步定位和地图构建(SLAM)前端图构建过程的各种方法.对现有SLAM研究方法进行分类,指出基于Kalman滤波器、粒子滤波器、图优化方法的优缺点;重点介绍SLAM问题的3种图建模方法,即动态贝叶斯网络的图建模方法、基于因子图的建模方法、基于Markov随机场的建模方法;对图优化SLAM方法前端图构建的核心环节——帧间数据关联和环形闭合检测方法进行了分析;讨论了特征提取、特征匹配、运动估计、环形闭合检测等方面的最新研究成果. 展开更多

关键词 移动机器人 同步定位与建图 动态贝叶斯网络 图建模 数据关联

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大规模环境下基于图优化SLAM的后端优化方法 被引量：16

17

作者 王忠立 赵杰 蔡鹤皋 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第7期20-25,共6页

在总结图优化同步定位和建图(SLAM)的前端图构建方法的基础上,对现有的后端图优化方法进行分析,介绍了最小二乘法、随机梯度下降法、松弛法、流形优化及其相关文献.讨论基于χ2误差和基于均方差的地图创建的评价方法,对图优化方法的发... 在总结图优化同步定位和建图(SLAM)的前端图构建方法的基础上,对现有的后端图优化方法进行分析,介绍了最小二乘法、随机梯度下降法、松弛法、流形优化及其相关文献.讨论基于χ2误差和基于均方差的地图创建的评价方法,对图优化方法的发展趋势进行了展望. 展开更多

关键词 移动机器人 大规模环境 同步定位与建图 图建模 图优化

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多尺度局部二值模式傅里叶直方图特征的表情识别 被引量：7

18

作者 王丽 李瑞峰 王珂 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2014年第7期2036-2039,2065,共5页

针对表情识别的简便快捷问题,提出一种多尺度局部二值模式傅里叶直方图(LBP-HF)和主动形状模型(ASM)相结合的人脸表情识别方法。该方法首先利用ASM检测并分割人脸区域,减少不相关区域的影响;然后提取多尺度LBP-HF特征形成识别向量;最后... 针对表情识别的简便快捷问题,提出一种多尺度局部二值模式傅里叶直方图(LBP-HF)和主动形状模型(ASM)相结合的人脸表情识别方法。该方法首先利用ASM检测并分割人脸区域,减少不相关区域的影响;然后提取多尺度LBP-HF特征形成识别向量;最后采用最近邻分类方法进行表情识别。通过提取不同尺度的LBP-HF特征,研究各个尺度LBP-HF特征对表情识别的影响,最终结合多尺度LBP-HF特征实现表情识别,获得更有效的表情特征。通过与Gabor特征的实验结果进行对比,验证该方法的简便可行性,最高平均识别率达到93.5%。实验结果表明,该方法可以用于人机交互中。 展开更多

关键词 表情识别 局部二值模式 多尺度 傅里叶直方图特征

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GA优化的RBF神经网络外骨骼灵敏度放大控制 被引量：5

19

作者 龙亿 杜志江 王伟东 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第7期26-30,共5页

为改善外骨骼机器人灵敏度放大控制(SAC)性能,结合遗传算法(GA)与径向基函数(RBF)神经网络建立在线计算外骨骼机器人的精确动力学模型.用GA优化RBF神经网络的中心矢量与基宽度,并对RBF网络的权值实时更新,在线学习外骨骼机器人动力学模... 为改善外骨骼机器人灵敏度放大控制(SAC)性能,结合遗传算法(GA)与径向基函数(RBF)神经网络建立在线计算外骨骼机器人的精确动力学模型.用GA优化RBF神经网络的中心矢量与基宽度,并对RBF网络的权值实时更新,在线学习外骨骼机器人动力学模型中的参数矩阵,进一步推导出SAC控制律.仿真结果表明:GA优化后的RBF网络,可以在线学习外骨骼的动力学模型,基于该模型的SAC能够实现精确的人体轨迹跟踪,相比于优化前,人体轨迹跟踪误差以及人机交互信息会快速减小并收敛到0的微小邻域内,可实现人机协调运动. 展开更多

关键词 遗传算法 RBF神经网络 灵敏度放大控制 外骨骼机器人 轨迹跟踪

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股骨假体结构与材料性能分析及多目标优化 被引量：5

20

作者 王沫楠 李鹏程 付宜利 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期20-26,共7页

为依据患者个体信息获得优选的假体结构及假体材料,利用患者CT体数据集提取股骨内外轮廓线,并通过三维建模软件分别获得股骨和假体模型,对股骨和假体进行虚拟装配,通过力学计算得到最优股骨假体结构模型,利用有限元分析方法获得股骨假... 为依据患者个体信息获得优选的假体结构及假体材料,利用患者CT体数据集提取股骨内外轮廓线,并通过三维建模软件分别获得股骨和假体模型,对股骨和假体进行虚拟装配,通过力学计算得到最优股骨假体结构模型,利用有限元分析方法获得股骨假体额定载荷、疲劳寿命、应力遮挡率、最大变形量,依据模糊物元分析方法实现多目标优化设计,最终获得最优球头和假体柄材料匹配模型.将该方法应用于优选实例,结果表明:依据专门患者CT图像,通过完整的优选流程后,确定出最优假体结构为椭球形球头和定制式假体柄组合,最优材料匹配方案为碳纤维增强的聚醚酮复合材料球头和锆铌合金材料假体柄匹配方案.该方法为股骨假体的优选提供了有效参考. 展开更多

关键词 股骨假体 优选方法 模糊物元法 有限元法 多目标优化

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