基于虚拟安全操作平面的机器人粒子植入规划方法与实验研究 被引量：1

1

作者 梁艺 雷传杰 +3 位作者 许德章 汪步云 张永德 许勇 《高技术通讯》 EI CAS 北大核心 2018年第8期719-727,共9页

采用机器人辅助医生完成粒子植入手术,其机器人末端定位精度、安全操作性能以及自动化程度,对临床应用有非常重要的意义。本文在搭建了粒子植入机器人实验系统的基础上,研究了机器人位置闭环控制算法,并提出了一种基于虚拟安全操作平面... 采用机器人辅助医生完成粒子植入手术,其机器人末端定位精度、安全操作性能以及自动化程度,对临床应用有非常重要的意义。本文在搭建了粒子植入机器人实验系统的基础上,研究了机器人位置闭环控制算法,并提出了一种基于虚拟安全操作平面的粒子植入规划方法,该方法避免机器人操作事故和减小手术时间、能耗。结合虚拟安全操作平面策略、Hopfield神经网络最短路径搜索以及6步循环粒子植入运行程序这3个过程,设计了安全可靠、人机协助的智能化前列腺粒子植入机器人控制系统上位机控制软件。完成了粒子植入精度评估实验,粒子在x向放置精度相对较高,在y向和z向位置误差分别为0. 25mm和0. 34mm,粒子整体的放置精度误差为0. 84mm,粒子植入操作时间(和医生对比)减小了60%左右。 展开更多

关键词 位置闭环 虚拟安全操作平面 粒子植入 机器人

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可变斜面光伏清扫机器人行走特性研究 被引量：2

2

作者 梁艺 汪步云 +3 位作者 全鹏 孙凯 王伟振 汪玉冰 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期239-245,共7页

针对光伏面板清扫特点、大斜面稳定行走的严苛要求,设计了变斜面光伏清扫全向轮式机器人构型。在建立其数学模型基础上,完成了机器人行走特性分析和实验。分析了斜面角φ变化的附着特性,给出了在2种工况下行走机构斜面上稳定附着角度。... 针对光伏面板清扫特点、大斜面稳定行走的严苛要求,设计了变斜面光伏清扫全向轮式机器人构型。在建立其数学模型基础上,完成了机器人行走特性分析和实验。分析了斜面角φ变化的附着特性,给出了在2种工况下行走机构斜面上稳定附着角度。通过仿真和实验,验证了在满足力学模型约束下,三全向轮式对称构型,在斜面上有一定附着角度。分析了随姿态角θ变化的速度、力矩分配规律基础上,为了消除行走机构3个全向轮之间挤压力问题,对行走机构速度和驱动电机力矩进行综合控制。实验数据表明,采用双PI控制策略后,机器人在斜面上行走的速度偏差和功耗都有一定的减少。 展开更多

关键词 光伏清扫机器人 行走特性 附着特性 双PI控制

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工业机器人模块化实训平台的设计与实现 被引量：2

3

作者 胡伟伟 李奇奇 余春 《内燃机与配件》 2021年第14期91-92,共2页

随着机器人在各行业的广泛应用,机器人应用培训的需求也不断的增长,工业机器人教学实训平台也应运而生。目前市面上的机器人实训平台受限于工业机器人本体的工作范围,使得实训平台的功能比较少。本文内容为设计一种结构简单、功能齐全... 随着机器人在各行业的广泛应用,机器人应用培训的需求也不断的增长,工业机器人教学实训平台也应运而生。目前市面上的机器人实训平台受限于工业机器人本体的工作范围,使得实训平台的功能比较少。本文内容为设计一种结构简单、功能齐全、更换实训单元方便的工业机器人模块化综合实训平台。 展开更多

关键词 工业机器人 教学设备 开发与研究

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下肢外骨骼机器人动力学分析及控制系统设计

4

作者 胡飞 许德章 王毓 《蚌埠学院学报》 2017年第1期19-23,共5页

设计了一种可穿戴型下肢外骨骼机器人并简化为5连杆模型,根据人体下肢步态特点,对下肢外骨骼在单足和双足支撑期分别建立动力学方程,并应用ADAMS软件进行动力学仿真,通过几何关系,求出外骨骼的各关节的力矩和关节转角函数关系式,得到相... 设计了一种可穿戴型下肢外骨骼机器人并简化为5连杆模型,根据人体下肢步态特点,对下肢外骨骼在单足和双足支撑期分别建立动力学方程,并应用ADAMS软件进行动力学仿真,通过几何关系,求出外骨骼的各关节的力矩和关节转角函数关系式,得到相关关节处的液压缸负载力计算模型。通过分析比例电磁阀的流量方程、液压缸的连续流量方程及其力平衡方程,建立外骨骼机器人的液压驱动系统数学模型。设计了基于位置控制的液压伺服PID控制器,通过MATLAB软件对外骨骼行走步态进行轨迹跟随仿真验证,结果表明:液压伺服系统控制器控制输出的信号能够满足下肢外骨骼机器人步态轨迹的要求。 展开更多

关键词 下肢外骨骼机器人 动力学分析 液压系统 数学模型 控制器

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一种上肢助力外骨骼机器人运动相容性评价方法

5

作者 朱超 许德章 《佳木斯大学学报（自然科学版）》 CAS 2022年第6期57-62,159,共7页

针对穿戴上肢助力外骨骼运动相容性难以量化的问题,提出了一种运动相容性评价方法。首先采用D-H参数法建立了上肢外骨骼的运动学模型,开展运动学分析。其次为了探究人与外骨骼在运动中存在的偏差,建立联合仿真模型,利用虚拟样机仿真技术... 针对穿戴上肢助力外骨骼运动相容性难以量化的问题,提出了一种运动相容性评价方法。首先采用D-H参数法建立了上肢外骨骼的运动学模型,开展运动学分析。其次为了探究人与外骨骼在运动中存在的偏差,建立联合仿真模型,利用虚拟样机仿真技术,得到人机交互运动过程的角度偏差及位移偏差。最后提出了四项运动相容性评价指标,表征了上肢外骨骼各关节的运动相容性,验证了该评价方法的合理性。外骨骼运动相容性的研究,有利于开发出舒适性较好的产品。 展开更多

关键词 上肢外骨骼 运动学建模 ADAMS仿真 运动相容性评价

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基于下肢肌张力感知的痉挛特征提取算法研究

6

作者 汪步云 吴臣 +2 位作者 魏壮壮 张振 许德章 《兵器装备工程学报》 CSCD 北大核心 2021年第12期223-232,共10页

从被动辅助行走训练到人体下肢运动功能复原这一阶段,对脑卒中患者恢复下肢运动功能至关重要,在这一治疗过程,运用康复机器人开展步态训练是临床上一种有效的治疗手段。在步态康复训练过程中,训练强度与康复程度的不良匹配,容易诱发病... 从被动辅助行走训练到人体下肢运动功能复原这一阶段,对脑卒中患者恢复下肢运动功能至关重要,在这一治疗过程,运用康复机器人开展步态训练是临床上一种有效的治疗手段。在步态康复训练过程中,训练强度与康复程度的不良匹配,容易诱发病理性痉挛,进而带来二次损伤。因此,融入客观量化的痉挛在线评价,预警、防范痉挛带来的运动损伤是康复临床的迫切需求。在设计的痉挛传感器基础上,获取了强直、阵挛和痛性痉挛3种病理性痉挛信息,运用时域和频域相互结合的方法解析出痉挛性肌张力信号。针对阵挛和痛性痉挛,设计了一种B4-FFT算法,解决了其不易量化和特征阈值随机出现的问题。开展了手动激励和步态康复训练机器人施加交互力激励的痉挛特征提取实验,验证了特征提取算法的有效性,有助于提升步态康复训练机器人的安全性。 展开更多

关键词 步态康复机器人 肌张力 病理性痉挛 人机交互力激励 B4-FFT算法

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基于RFID和DR的AGV室内定位算法优化研究 被引量：1

7

作者 魏书平 许德章 汪步云 《蚌埠学院学报》 2017年第6期35-38,共4页

室内环境下,AGV传统定位方法精度低、灵活性差且成本高,严重限制了其应用范围。射频识别技术在车辆定位方面受到广泛重视,组合低成本车载传感器可实现准确、连续定位。卡尔曼滤波器在滤除系统随机干扰噪声方面有良好效果,通过引入数据... 室内环境下,AGV传统定位方法精度低、灵活性差且成本高,严重限制了其应用范围。射频识别技术在车辆定位方面受到广泛重视,组合低成本车载传感器可实现准确、连续定位。卡尔曼滤波器在滤除系统随机干扰噪声方面有良好效果,通过引入数据融合算法,把绝对定位与相对定位结合,并提出优化算法补偿定位误差。实验表明,在定位中,卡尔曼滤波有效地滤除了系统噪声,并结合优化算法提高了定位精度。 展开更多

关键词 自动引导车 航位推算 数据融合 卡尔曼滤波 优化算法

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基于线性二次型的刚柔连接件振颤抑制方法研究

8

作者 李阅文 许德章 《佳木斯大学学报（自然科学版）》 CAS 2022年第6期51-56,共6页

针对刚柔连接件的柔性臂在运动过程中存在振颤难以快速抑制的问题,提出一种基于遗传算法优化的线性二次型最优控制方法。首先采用假设模态法和拉格朗日方程建立刚柔连接件的动力学模型。其次,建立线性二次型最优控制模型并推导出刚柔连... 针对刚柔连接件的柔性臂在运动过程中存在振颤难以快速抑制的问题,提出一种基于遗传算法优化的线性二次型最优控制方法。首先采用假设模态法和拉格朗日方程建立刚柔连接件的动力学模型。其次,建立线性二次型最优控制模型并推导出刚柔连接件的状态空间方程,分析了加权矩阵对控制的影响。最后,采用遗传算法优化加权矩阵的参数取值,通过振颤抑制评价指标量化振颤抑制效果。仿真结果表明,遗传算法优化后的线性二次型可有效抑制柔性机械臂末端的振动,振动位移大幅度减小,且抑振速度更快,验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 刚柔连接件 线性二次型 遗传算法 振颤抑制

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康复机械手运动学旋量逆解及算法验证

9

作者 朱磊 许德章 《佳木斯大学学报（自然科学版）》 CAS 2022年第6期63-67,共5页

针对具有相互平行的3个相邻关节轴的康复机械手逆运动学求解问题,提出一种旋量法与代数法相结合的逆运动学求解算法。首先,采用旋量法建立康复机械手的正运动学方程。其次,利用指数积与欧拉角理论求解第1关节角度,使用Paden-Kahan第1、... 针对具有相互平行的3个相邻关节轴的康复机械手逆运动学求解问题,提出一种旋量法与代数法相结合的逆运动学求解算法。首先,采用旋量法建立康复机械手的正运动学方程。其次,利用指数积与欧拉角理论求解第1关节角度,使用Paden-Kahan第1、3类子问题求解第2、3、4关节角度。最后,提出两种抓握手势作为算法正确性验证的评价指标,通过MATLAB计算出关节角度实际解,使用Robotics Toolbox处理结果得到各手指的末端位姿,其结果验证了算法的正确性,为康复机械手的运动控制和结构设计提供理论基础。 展开更多

关键词 旋量理论 康复机械手 逆运动学算法 算法验证

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实训用产线控制系统设计与实现 被引量：4

10

作者 林谊 陈丙南 胡伟伟 《内燃机与配件》 2021年第14期218-219,共2页

随着社会经济发展转型的不断推进和深入,高等职业院校需要契合当前中国制造2025及工业4.0背景为智能制造的发展需求制定应用型人才培养计划,应用型人才培养重在实践教学。本文针对智能制造产线的教学以及实践的需求进行探索,对如何搭建... 随着社会经济发展转型的不断推进和深入,高等职业院校需要契合当前中国制造2025及工业4.0背景为智能制造的发展需求制定应用型人才培养计划,应用型人才培养重在实践教学。本文针对智能制造产线的教学以及实践的需求进行探索,对如何搭建产线的控制系统进行探讨,利用MES管控技术、西门子PLC、触摸屏、视觉检测、数控系统、电气元件、工业机器人技术等设备的技术原理,来说明一种教学型智能制造产线控制系统。该套控制系统包含了PLC技术、机器人技术、气动控制技术、传感器技术、数控技术、上位机控制技术等,符合智能制造产线教学的通用性要求。 展开更多

关键词 工业机器人 行业应用 研究

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基于改进的YOLOv3与EPnP算法的几何体位姿估计 被引量：1

11

作者 郭雨 许德章 《佳木斯大学学报（自然科学版）》 CAS 2022年第6期11-16,共6页

针对机器人动态几何体模型抓取操作中存在对模型检测和位姿估计的问题,提出了一种基于改进的YOLOv3算法和EPnP算法相结合的几何体模型位姿估计方法。首先为提升YOLOv3算法的检测效果,采用完全交并比损失函数(CIOU)计算位置回归损失,同... 针对机器人动态几何体模型抓取操作中存在对模型检测和位姿估计的问题,提出了一种基于改进的YOLOv3算法和EPnP算法相结合的几何体模型位姿估计方法。首先为提升YOLOv3算法的检测效果,采用完全交并比损失函数(CIOU)计算位置回归损失,同时引入通道注意力机制(ECAnet),运用网络自适应性注意重要信息,调整特征图。其次预测几何体模型3D虚拟控制点的2D像素坐标,利用EPnP算法求解目标物体的位姿。实验结果表明,与传统的YOLOv3算法相比,改进的YOLOv3算法mAP和F1性能分别提高了约6%和3%,并且能够较好的得到模型的中心和3D边框尺寸,有较好的位姿估计精度,验证了该方法的可行性和有效性。 展开更多

关键词 改进YOLOv3 EPnP算法 位姿估计

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基于三轴机械手装配平台的数字孪生可视化分析 被引量：1

12

作者 李公文 《数字技术与应用》 2023年第4期169-171,共3页

鉴于数字孪生可视化研究较少,三维建模及模型简化处理仍是当前主要难点,本文以三轴机械手装配平台为研究对象,系统介绍了三维模型构建、模型轻量化处理、虚实映射通讯等构建方法,通过可视化智能运维系统展示数字孪生技术在智能监测、信... 鉴于数字孪生可视化研究较少,三维建模及模型简化处理仍是当前主要难点,本文以三轴机械手装配平台为研究对象,系统介绍了三维模型构建、模型轻量化处理、虚实映射通讯等构建方法,通过可视化智能运维系统展示数字孪生技术在智能监测、信息反馈、决策控制等方面的应用价值。数字孪生(Digital Twin)以数字化方式创建物理实体的虚拟模型,借助数据模拟物理实体在现实环境中的行为,通过虚实交互反馈、数据融合分析、决策迭代优化等手段,为物理实体增加或扩展新的能力[1,2]。 展开更多

关键词 可视化分析 数字化方式 装配平台 虚拟模型 智能监测 数据模拟 三维建模 迭代优化

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基于岗位能力的汽车维修实训设备开发与应用

13

作者 王青海 郭雨 +1 位作者 王陈 程丙南 《内燃机与配件》 2022年第13期123-125,共3页

岗位能力是指针对某一行业或职业工作,提出具有设备实操性的能力鉴定形式。为培养中职院校学生的岗位能力,本文从岗位能力培养的意义,结合汽车维修专业实训设备开发与应用,提升学生的实践能力,增强中职院校的教学质量,为中职院校学生的... 岗位能力是指针对某一行业或职业工作,提出具有设备实操性的能力鉴定形式。为培养中职院校学生的岗位能力,本文从岗位能力培养的意义,结合汽车维修专业实训设备开发与应用,提升学生的实践能力,增强中职院校的教学质量,为中职院校学生的岗位能力的提升打下坚实基础。 展开更多

关键词 岗位能力 实训设备 汽车维修专业

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