一种基于手眼视觉的并联机器人标定方法 被引量：13

1

作者 李永泉 王皓辰 +2 位作者 张阳 张岩 张立杰 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期722-730,755,共10页

提出了一种基于手眼视觉的并联机器人标定方法。基于环路增量法,建立了平面2-DOF冗余驱动并联机器人运动学误差与标定模型;设计了一种标定实验靶板,利用相机采集靶板图像并对其进行分割、识别、旋转补偿的处理,获取机构末端目标位置和... 提出了一种基于手眼视觉的并联机器人标定方法。基于环路增量法,建立了平面2-DOF冗余驱动并联机器人运动学误差与标定模型;设计了一种标定实验靶板,利用相机采集靶板图像并对其进行分割、识别、旋转补偿的处理,获取机构末端目标位置和实际位置的像素误差值;针对机构自身结构的限制,利用边界曲线识别特征角点,提出了一种基于特征角点确定检测点旋转角度的方法,在补偿相机旋转角度的基础上,再利用简化后的相机针孔模型,将像素误差值通过转换得到机构末端执行器的真实位置误差值;最后利用标定模型和通过视觉系统获取的误差值进行运动学标定。经过4次迭代,机构误差减小为原来的1/3,验证了该方法的可行性。同时该方法具有标定过程用时短、数据量小、实验成本低等优点。 展开更多

关键词 平面机构 环路增量法 运动学标定 视觉测量

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集中式输入并联机器人机构设计与仿真 被引量：1

2

作者 赵延治 韩瑞 +3 位作者 张洁 齐立哲 王豪 李帅 《燕山大学学报》 CAS 北大核心 2017年第5期387-394,共8页

针对自动化生产线中具有固定运动轨迹的周期性作业任务需求,提出了一种集中式输入并联机器人机构的设计方法。基于机构运动学反解和集中式传动机构的位移解,建立其输入输出映射关系,结合期望轨迹路径点,拟合得到集中输入曲线。分别设计... 针对自动化生产线中具有固定运动轨迹的周期性作业任务需求,提出了一种集中式输入并联机器人机构的设计方法。基于机构运动学反解和集中式传动机构的位移解,建立其输入输出映射关系,结合期望轨迹路径点,拟合得到集中输入曲线。分别设计了集中式输入三分支和六分支并联机器人机构,采用基于最小二乘法的傅里叶级数逼近式曲线拟合方法,求解得到了相应集中输入曲线方程。通过ADAMS和MATLAB联合仿真,验证了该方法的可行性。 展开更多

关键词 并联机器人 集中式输入 构型设计 曲线拟合

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3-SRR腿履式调姿救援机器人优化设计与试验 被引量：1

3

作者 啜佳帅 赵延治 +2 位作者 单煜 于海波 徐东阳 《机械设计》 CSCD 北大核心 2024年第5期60-69,共10页

为实现在复杂环境下对处于不同位姿伤员的精准施救及稳定转运,文中提出了一种3-SRR腿履式调姿救援机器人机构,并进行运动学分析、机构优化设计及试验研究。首先,基于闭环矢量法对其进行运动学分析,得到救援机器人运动学反解;然后,基于... 为实现在复杂环境下对处于不同位姿伤员的精准施救及稳定转运,文中提出了一种3-SRR腿履式调姿救援机器人机构,并进行运动学分析、机构优化设计及试验研究。首先,基于闭环矢量法对其进行运动学分析,得到救援机器人运动学反解;然后,基于迭代搜索算法,得到其救援作业空间与姿态空间,并基于单一变量法分析救援机器人机构尺寸参数对救援作业空间的影响;然后,以救援作业空间最大、姿态能力最强为优化目标函数,基于差分进化算法对机构尺寸参数进行优化;最后,研制原理样机并进行调姿能力试验,试验结果证明了方案的可行性与理论分析的正确性,为灾难救援提供一种可行的解决方案。 展开更多

关键词 并联机构 腿履式 运动学分析 救援作业空间 差分进化算法

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自爬升电梯导轨安装机器人系统设计及误差分析 被引量：1

4

作者 付玉行 韩龙光 +3 位作者 赵延治 李伟 余发国 贺勇 《燕山大学学报》 CAS 北大核心 2022年第2期123-134,141,共13页

传统人工安装电梯导轨存在劳动力成本高和危险性高的难题,这些问题已成为制约电梯行业发展的瓶颈,为解决当下导轨安装难题,设计了一种自爬升电梯导轨安装机器人系统,对该系统机构的自由度、输入选取和位置正反解等进行了分析,并对多根... 传统人工安装电梯导轨存在劳动力成本高和危险性高的难题,这些问题已成为制约电梯行业发展的瓶颈,为解决当下导轨安装难题,设计了一种自爬升电梯导轨安装机器人系统,对该系统机构的自由度、输入选取和位置正反解等进行了分析,并对多根导轨连续安装进行位置分析,得到了待安装导轨在机器人坐标系中的位姿矩阵。针对导轨安装注重的精度问题进行研究,在考虑微小误差的情况下对导轨安装进行误差建模,得到了导轨安装误差的表达式,分别分析了驱动杆长误差、移动副轴线偏转误差对导轨安装末端位姿的影响,结果表明移动副轴线偏转误差对导轨位置的影响较大,为后续的误差补偿提供了理论参考。 展开更多

关键词 导轨安装 安装作业机器人 自爬升 误差分析

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钳夹车并联起升机构分析与电液称重实验研究 被引量：1

5

作者 赵延治 王向南 +3 位作者 任玉波 白学刚 付勇 魏鸿亮 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期449-454,共6页

为解决长大货物铁路运输钳夹车自身精确称重问题,基于空间闭环机构自由度计算公式,对钳夹车并联起升机构进行了机构自由度分析,基于坐标变换法对钳夹车并联起升机构进行了运动学分析,建立了货物起升位置与压柱油缸输入映射模型,得到了... 为解决长大货物铁路运输钳夹车自身精确称重问题,基于空间闭环机构自由度计算公式,对钳夹车并联起升机构进行了机构自由度分析,基于坐标变换法对钳夹车并联起升机构进行了运动学分析,建立了货物起升位置与压柱油缸输入映射模型,得到了起升机构速度传递雅可比矩阵,结合系统静力平衡方程,建立了压柱油缸起升力与货物质量间力映射模型。分别针对钳形梁结构变形和压柱油缸摩擦对并联起升机构称重精度的影响进行了分析计算,在此基础上,设计并研制了钳夹车并联起升机构样机及其电液称重实验系统,开展了基于摩擦补偿的钳夹车电液称重实验研究,提高了钳夹车电液称重精度。 展开更多

关键词 长大货物 钳夹车 并联起升机构 电液称重

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牵引式下肢康复机器人机构参数优化及轨迹规划 被引量：6

6

作者 张鹏程 牛建业 +3 位作者 刘承磊 宋井科 王立鹏 张建军 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2022年第6期695-704,共10页

为满足下肢运动功能障碍患者在不同阶段的康复训练需求,针对现有下肢康复机器人训练方式单一的问题,提出了一种可实现卧姿、坐姿训练模式的牵引式下肢康复机器人。首先,根据人体下肢运动机理和仿生原理,设计了一种五自由度混联机构构型... 为满足下肢运动功能障碍患者在不同阶段的康复训练需求,针对现有下肢康复机器人训练方式单一的问题,提出了一种可实现卧姿、坐姿训练模式的牵引式下肢康复机器人。首先,根据人体下肢运动机理和仿生原理,设计了一种五自由度混联机构构型。然后,建立了机器人的运动学模型,分别计算了其运动学正、逆解。接着,以人体下肢末端与机器人末端的工作空间重合度为目标函数,采用遗传算法对机器人的机构参数进行了优化,并求得人机系统矢状面内人体下肢的有效工作空间比为0.71。最后,规划了CPM (continuous passive motion,连续被动运动)、圆周运动和螺旋运动等3种康复训练运动轨迹,并根据优化后的机构参数搭建了机器人样机,通过运动捕捉实验验证了机器人结构设计与优化结果的合理性以及轨迹规划的正确性,表明该机器人能够满足下肢运动功能障碍患者的康复需求。 展开更多

关键词 下肢康复机器人 运动学分析 参数优化 轨迹规划

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并联6-RUS卫星相机像移补偿机构建模与分析 被引量：4

7

作者 赵延治 赵飞 +2 位作者 杨建涛 李兴兴 赵铁石 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期369-375,共7页

将并联6-RUS机构作为卫星相机像移补偿机构,以补偿在轨卫星多维耦合运动引起的像移。基于影响系数理论,利用旋量速度、旋量加速度建立了卫星相机像移补偿机构的运动学模型。利用基于旋量理论的牛顿欧拉方程,在非惯性系建立了该机构的动... 将并联6-RUS机构作为卫星相机像移补偿机构,以补偿在轨卫星多维耦合运动引起的像移。基于影响系数理论,利用旋量速度、旋量加速度建立了卫星相机像移补偿机构的运动学模型。利用基于旋量理论的牛顿欧拉方程,在非惯性系建立了该机构的动力学模型,并分析了非惯性系运动对机构输入的全域影响。该种基于旋量的机构建模方法,利用坐标不变性直接在非惯性系建模,简化了机构建模过程。 展开更多

关键词 非惯性系 像移补偿 并联机构 旋量理论

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恒定雅可比3-PRRR移动并联机构及其传递性能研究 被引量：5

8

作者 赵延治 梁博文 +1 位作者 曹亚超 赵铁石 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期333-338,367,共7页

提出了一种具有雅可比矩阵恒定特性的3-PRRR三维移动并联机构,当选取移动副作为主动输入时,该机构具有雅可比矩阵恒定的特性。基于螺旋理论分析了3-PRRR并联机构自由度,利用矢量法建立位置正/反解模型,进而得到了该机构的工作空间。基... 提出了一种具有雅可比矩阵恒定特性的3-PRRR三维移动并联机构,当选取移动副作为主动输入时,该机构具有雅可比矩阵恒定的特性。基于螺旋理论分析了3-PRRR并联机构自由度,利用矢量法建立位置正/反解模型,进而得到了该机构的工作空间。基于传递力螺旋和主运动螺旋求解了该机构的雅可比矩阵,从得到的机构速度/力变化曲线可知,在确定的输入下,机构输出参数曲线在不同位姿下相重合,从而验证了该机构雅可比矩阵恒定。在此基础上,分析了该机构的传递性能,得到了分支传递功率与β(移动副和转动副轴线夹角)的关系曲线,可知输入功率不变时,机构的传递功率随着β的增大而减小。分别选取β为0°和30°时绘制该机构输出速度和力曲线,得到该机构在β为0°时传递性能最佳。 展开更多

关键词 并联机构 螺旋理论 雅可比矩阵 传递性能

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力传感器校准精度模拟与实验分析 被引量：1

9

作者 赵延治 牛智 +2 位作者 李贵涛 吴询 赵铁石 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2014年第11期15-17,20,共4页

考虑力传感器实际使用条件与出厂检定条件的差异性,为准确校准并正确使用力传感器,文中根据力传感器的结构和工作原理,结合其实际使用工况,通过三维建模和CAE模拟,分别分析了力传感器安装预紧力、连接件结构、安装底座硬度对力传感器输... 考虑力传感器实际使用条件与出厂检定条件的差异性,为准确校准并正确使用力传感器,文中根据力传感器的结构和工作原理,结合其实际使用工况,通过三维建模和CAE模拟,分别分析了力传感器安装预紧力、连接件结构、安装底座硬度对力传感器输出信号的影响。在此基础上,为验证数值模拟的正确性,用力标准机对力传感器进行校准实验,结合模拟及其校准实验结果,研究上述不同工况对力传感器各性能指标的影响。 展开更多

关键词 力传感器 数值模拟 校准 精度

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钳夹车双层并联过约束机构力学解算与均载性分析 被引量：1

10

作者 赵延治 焦雷浩 +3 位作者 王向南 任玉波 魏鸿亮 于跃斌 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期576-582,共7页

为研究钳夹车双层并联过约束起升机构力传递与均载特性,基于Timoshenko梁理论建立了起升机构钳形梁刚度模型,通过联立该双层并联过约束机构弹性变形协调方程与静力平衡方程,对起升机构进行了力学解算,得到了机构分支承载力与机构刚度的... 为研究钳夹车双层并联过约束起升机构力传递与均载特性,基于Timoshenko梁理论建立了起升机构钳形梁刚度模型,通过联立该双层并联过约束机构弹性变形协调方程与静力平衡方程,对起升机构进行了力学解算,得到了机构分支承载力与机构刚度的映射关系。在此基础上,定义了不均衡载荷系数,分析得到了机构刚度变化及其载运偏载量对起升机构均载性能的影响规律。基于动力学仿真软件RecurDyn建立了双层并联过约束起升机构的刚柔耦合仿真模型,仿真分析结果验证了理论建模分析的正确性。 展开更多

关键词 钳夹车 双层并联机构 过约束 均载

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基于逆雅可比矩阵的三转动弱耦合并联机构构型综合 被引量：1

11

作者 牛云展 李富娟 +1 位作者 徐继龙 李仕华 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期402-410,共9页

为获得承载能力大且容易控制的三转动并联机构,本文以逆雅可比矩阵中奇异向量的含义为切入点,将机构的运动耦合性与驱动力螺旋之间的空间几何关系建立联系,进而提出一种三转动弱耦合并联机构构型综合方法。首先,根据机构不同方向运动耦... 为获得承载能力大且容易控制的三转动并联机构,本文以逆雅可比矩阵中奇异向量的含义为切入点,将机构的运动耦合性与驱动力螺旋之间的空间几何关系建立联系,进而提出一种三转动弱耦合并联机构构型综合方法。首先,根据机构不同方向运动耦合性需求,构造逆雅可比矩阵,并以此推导各支链中驱动力螺旋需满足的空间几何条件;其次,根据驱动力螺旋与被动副运动螺旋之间的关系及约束螺旋与所有运动副运动螺旋之间的关系,得到支链中运动副的类型和布置条件,并对驱动副为机架副的支链进行了综合;进一步,制定了支链的选取和组合原则,基于上述原则,完成了三转动弱耦合并联机构构型综合;最后,通过对3个实例进行运动耦合性分析,验证了所提方法的正确性。 展开更多

关键词 三转动弱耦合并联机构 奇异向量 逆雅可比矩阵 驱动力螺旋

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无人智能中药柜系统设计 被引量：1

12

作者 谢观义 张浩 刘宝华 《计算机应用与软件》 北大核心 2023年第10期136-141,共6页

目前市场上,药房的取药、管理药品、出售药品通常为人工操作。这一流程中不仅存在着人为操作速度慢还存在着人为操作失误以及人力成本较高的问题。针对这一现象,提出一种无人智能中药柜系统,可实现自动取药,精准取药、快捷取药、远程对... 目前市场上,药房的取药、管理药品、出售药品通常为人工操作。这一流程中不仅存在着人为操作速度慢还存在着人为操作失误以及人力成本较高的问题。针对这一现象,提出一种无人智能中药柜系统,可实现自动取药,精准取药、快捷取药、远程对话、智能报警、人机互动等多方面智能化管理。该系统实现了信息系统与硬件设备的紧密配合,提高了作业效率,降低了人力成本。 展开更多

关键词 智能化管理 无人智能中药柜 人机互动

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视觉与二维激光雷达的目标检测方法 被引量：19

13

作者 张浩 左杭 刘宝华 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2022年第3期79-86,共8页

为了改进单一传感器对目标物体的检测范围小、检测特征少以及检测准确率较低的问题,提出一种视觉与二维激光雷达的目标检测方法。在视觉检测方面提出一种改进的GoogLeNet算法实现视觉对目标物体的识别,该方法相比GoogLeNet算法在对6种... 为了改进单一传感器对目标物体的检测范围小、检测特征少以及检测准确率较低的问题,提出一种视觉与二维激光雷达的目标检测方法。在视觉检测方面提出一种改进的GoogLeNet算法实现视觉对目标物体的识别,该方法相比GoogLeNet算法在对6种目标物体的识别准确率上提高了0.7%。在二维激光雷达检测方面采用欧氏聚类算法对二维激光雷达的点云数据聚类,接着使用RANSAC算法对聚类簇中的数据点进行筛选,最后使用卡尔曼滤波算法对目标物体的位置进行预测,实现二维激光雷达在特定平面上360°对目标物体进行跟踪检测和定位。实验结果表明,该方法使得移动机器人扩大了检测范围、增加了检测特征并提高了识别准确率。 展开更多

关键词 视觉 二维激光雷达 移动机器人 目标检测

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基于拟Monte-Carlo方法测定油类混合物组分含量的研究

14

作者 王玉田 徐婧 +2 位作者 刘晓飞 陈梦晗 王书涛 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期1312-1315,共4页

汽油、煤油、柴油是由原油加工而成,但其相应馏程特征有所不同,其中汽油的沸程约为35～205℃,煤油的沸程约为140～250℃,柴油的沸程约为180～370℃,同时,其碳链长度有所不同,汽油在C7～C11范围内,煤油在C12～C15范围内,柴油在C15～C18... 汽油、煤油、柴油是由原油加工而成,但其相应馏程特征有所不同,其中汽油的沸程约为35～205℃,煤油的沸程约为140～250℃,柴油的沸程约为180～370℃,同时,其碳链长度有所不同,汽油在C7～C11范围内,煤油在C12～C15范围内,柴油在C15～C18范围内,由于其碳数分布特征有所差异,其荧光光谱也相应有所差别,这是对三类不同油种进行识别与定量检测的基础。由于海洋时常发生油类污染,监测海洋中油类有机物的含量十分重要,采用拟Monte-Carlo方法计算三维荧光光谱特征峰幂次积分,结合最优算法求解最佳特征峰数量及积分区域范围,利用BFGS法解非线性方程组,提出一种光谱重叠的多种矿物油混合物组分含量测定的方法。由于对选定特征区域内确定点列对应峰值的幂次进行累加,对荧光谱线微小变化敏感,从而对组分含量微小变化敏感。同时由于点列的选取,相比于单点测量法,在一定程度上减小了随机误差的影响,可以进一步提高测量灵敏度。以煤油、柴油、汽油为研究对象,将单一油种视为整体,不考虑每种油的具体组分,测量单一油种及混合物的三维荧光光谱及等高线图谱,经最优算法选择六个特征峰进行特征峰幂次积分,测定混合油中组分含量,与峰值法,均值法等单点测量方法相比较,测量灵敏度提高约50倍,实现了混合物组分含量的高精度测量,为不需化学分离直接测定光谱重叠混合物组分含量提供了一种实用算法。 展开更多

关键词 幂次积分 拟Monte-Carlo 三维荧光光谱

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MoS2/Ti复合固体润滑膜的力学性能与摩擦特性

15

作者 孙静 段泽文 +1 位作者 安帅帅 李仕华 《轴承》 北大核心 2021年第1期22-29,共8页

采用非平衡磁控溅射法在9Cr18轴承钢基底上制备了厚度约3μm的MoS2/Ti复合固体润滑膜,基于球形压头纳米压痕试验,采用连续刚度法对MoS2/Ti复合固体润滑膜的力学性能进行研究,探究MoS2/Ti复合固体润滑膜力学性能随压痕深度的变化规律;根... 采用非平衡磁控溅射法在9Cr18轴承钢基底上制备了厚度约3μm的MoS2/Ti复合固体润滑膜,基于球形压头纳米压痕试验,采用连续刚度法对MoS2/Ti复合固体润滑膜的力学性能进行研究,探究MoS2/Ti复合固体润滑膜力学性能随压痕深度的变化规律;根据压痕试验载荷-位移曲线,采用Hertz接触理论计算MoS2/Ti复合固体润滑膜的弹性模量并与试验结果进行对比;利用CSM摩擦试验机对低速、低载下MoS2/Ti复合固体润滑膜的摩擦特性进行研究;基于压痕试验提出了一种能够更准确计算钢球加载时MoS2/Ti复合固体润滑膜接触应力的方法,并计算了摩擦试验不同载荷下的接触应力。结果表明:MoS2/Ti复合固体润滑膜的力学性能和摩擦特性都会受到表面形貌的影响;除表面初始压入阶段外,MoS2/Ti复合固体润滑膜的弹性模量和接触刚度都随着压痕深度的增大而增大;滑动速度和载荷共同影响MoS2/Ti复合固体润滑膜的摩擦特性。 展开更多

关键词 滚动轴承 固体润滑轴承 MoS2/Ti复合固体润滑膜 球形压头 刚度法 力学性能 摩擦因数

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