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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可穿戴型下肢外骨骼助力机器人设计与研究 被引量：6

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作者 汪步云 宋在杰 +2 位作者 汪志红 季景 许德章 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2018年第9期1344-1351,共8页

为拓展人体下肢关节机能,完成特定环境下的人机协同作业任务,介绍了一种可穿戴型下肢外骨骼助力机器人。在研究人体行走特点和下肢助力需求基础上,实现了外骨骼的机械结构设计与建模计算,针对外骨骼作业特点设计了电液伺服助力系统;通... 为拓展人体下肢关节机能,完成特定环境下的人机协同作业任务,介绍了一种可穿戴型下肢外骨骼助力机器人。在研究人体行走特点和下肢助力需求基础上,实现了外骨骼的机械结构设计与建模计算,针对外骨骼作业特点设计了电液伺服助力系统;通过虚拟样机运动仿真与外骨骼行走实验,匹配了驱动器与外骨骼的运动范围并优化,通过外骨骼辅助人体辅助站立实验验证了外骨骼与人体下肢运动范围匹配性及助力效果等,实验结果表明外骨骼助力机器人设计可行。 展开更多

关键词 助力机器人 下肢外骨骼 电液伺服系统 Adams运动仿真

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柔性触觉传感器在机器人上的应用综述 被引量：13

3

作者 何慧娟 王雷 许德章 《传感器与微系统》 CSCD 2015年第11期5-7,15,共4页

柔性多维触觉传感器的研究对于智能机器人的发展至关重要,研制符合实际应用要求的触觉传感器已经成为智能机器人发展中的关键技术之一。在分析国内外研究现状的基础上,阐述了触觉传感器应用在机器人上的主要技术,包括敏感材料选择、结... 柔性多维触觉传感器的研究对于智能机器人的发展至关重要,研制符合实际应用要求的触觉传感器已经成为智能机器人发展中的关键技术之一。在分析国内外研究现状的基础上,阐述了触觉传感器应用在机器人上的主要技术,包括敏感材料选择、结构设计、解耦算法、信号获取电路、传感器标定以及虚拟触觉的研究等,为触觉传感器的研究提供方向。 展开更多

关键词 综述 机器人 柔性触觉传感器 敏感材料 结构设计 解耦 标定

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基于蚁群优化神经网络在机器人重复定位测试中的应用

4

作者 高洪 洪峥 《机床与液压》 北大核心 2017年第3期28-31,共4页

为了弥补传统工业机器人重复定位精度为开环测试、测试成本高及测试过程复杂等缺点,提出了一种激光传感器测试系统与蚁群优化神经网络算法相结合的测试方法,通过蚁群优化神经网络算法的快速收敛性,能快速准确地对机器人在重复定位测试... 为了弥补传统工业机器人重复定位精度为开环测试、测试成本高及测试过程复杂等缺点,提出了一种激光传感器测试系统与蚁群优化神经网络算法相结合的测试方法,通过蚁群优化神经网络算法的快速收敛性,能快速准确地对机器人在重复定位测试中进行预测,并根据预测结果对机器人进行定位精度补偿。经试验验证,重复定位精度预测值满足目标误差要求,能补偿机器人在重复定位测试中的定位精度。 展开更多

关键词 工业机器人 激光传感器 神经网络 预测 定位精度补偿

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下肢外骨骼助力机器人本体结构设计与运动学分析 被引量：14

5

作者 汪步云 汪志红 许德章 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2018年第4期553-559,共7页

下肢外骨骼助力机器人是一种可以拓展人体关节机能,并可在特殊环境下作业的人机共融型机器人。基于人体下肢生物力学特点,阐述了下肢外骨骼助力机器人的机构设计原理及过程,分析了外骨骼机构的运动学关系,通过ADAMS匹配外骨骼与关节驱... 下肢外骨骼助力机器人是一种可以拓展人体关节机能,并可在特殊环境下作业的人机共融型机器人。基于人体下肢生物力学特点,阐述了下肢外骨骼助力机器人的机构设计原理及过程,分析了外骨骼机构的运动学关系,通过ADAMS匹配外骨骼与关节驱动范围并进行了机构优化,可以完成人体的代表性深蹲动作,为外骨骼助力行走留有较大的关节运动裕量,虚拟样机联合仿真也验证了外骨骼助力机器人的设计可行性。 展开更多

关键词 下肢外骨骼 助力机器人 机构设计 运动学分析

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改进粒子群优化BP神经网络的六维力传感器解耦研究 被引量：6

6

作者 张家敏 许德章 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2016年第7期8-11,共4页

传统BP神经网络解耦算法可实现六维力传感器解耦,但在训练过程中容易出现振荡,收敛速度慢,陷入局部极值等问题,应用效果不理想。文中提出一种基于改进粒子群BP神经网络算法,应用到六维力传感器解耦,提高了线性解耦算法精度,同时利用粒... 传统BP神经网络解耦算法可实现六维力传感器解耦,但在训练过程中容易出现振荡,收敛速度慢,陷入局部极值等问题,应用效果不理想。文中提出一种基于改进粒子群BP神经网络算法,应用到六维力传感器解耦,提高了线性解耦算法精度,同时利用粒子群算法(PSO)对BP神经网络进行优化,利用适应度函数对训练过程中得到的解进行评价,追随当前最优解搜寻全局最优。实验仿真结果表明:在六维力传感器解耦应用中,该算法实现容易,收敛速度快,解耦精度高,达到了预期的应用效果。 展开更多

关键词 六维力传感器 解耦 粒子群算法 神经网络 适应度函数

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基于下肢肌张力感知的痉挛特征提取算法研究

7

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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六自由度柔性关节机械臂的动力学分析 被引量：11

8

作者 王海 付邦晨 +1 位作者 薛彬 杨春来 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期1096-1101,共6页

大多数的机器人都是在刚体动力学假设的基础上进行运动控制设计的,因此其在实际操作中的精度和效率受到一定的限制,而柔性机械臂可以很好地解决此类问题。首先给出了六自由度的柔性关节机械臂的简化模型,利用拉格朗日方法建立其动力学方... 大多数的机器人都是在刚体动力学假设的基础上进行运动控制设计的,因此其在实际操作中的精度和效率受到一定的限制,而柔性机械臂可以很好地解决此类问题。首先给出了六自由度的柔性关节机械臂的简化模型,利用拉格朗日方法建立其动力学方程;然后以单自由度柔性关节机械臂为例,基于神经网络反演法对其控制率进行了设计;最后基于Simulink验证了控制器设计的有效性。 展开更多

关键词 六自由度 柔性关节 动力学 拉格朗日方程 神经网络反演法

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混凝土泵车臂架静态分析及动力学仿真 被引量：9

9

作者 潘道远 邢军 汪步云 《重庆理工大学学报（自然科学）》 CAS 北大核心 2018年第1期86-91,123,共7页

混凝土泵车作为一种高效混凝土浇筑设备,经常在各种复杂的现场情况下工作,因此要求臂架系统具有较高的整体刚度、强度,并具有良好的工作适应性和可靠性,这就给混凝土泵车的臂架设计提出了严格的要求。使用ANSYS对臂架系统三维模型进行... 混凝土泵车作为一种高效混凝土浇筑设备,经常在各种复杂的现场情况下工作,因此要求臂架系统具有较高的整体刚度、强度,并具有良好的工作适应性和可靠性,这就给混凝土泵车的臂架设计提出了严格的要求。使用ANSYS对臂架系统三维模型进行有限元分析,从而得出臂架系统的应力和应变情况。使用ADAMS建立混凝土泵车各相邻节臂之间铰点系统的仿真模型,分析臂架在不同位置时节臂加速度和受力的变化规律,为臂架结构参数的确定提供边界条件和决策依据。 展开更多

关键词 混凝土泵车 臂架系统 静态分析 动态仿真

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基于肌张力特征信息检测的痉挛传感器设计与应用 被引量：5

10

作者 汪步云 魏壮壮 +3 位作者 宋在杰 梁艺 汪志红 许德章 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期315-320,共6页

为脑卒中患者下肢肌肉痉挛检测及其评定,研制了一种基于肌张力特征信息进而评定痉挛等级的传感器。探讨了痉挛检测及量化评定标准需求,对痉挛传感器的结构进行了设计;针对不同痉挛等级的特征分布情况,基于痉挛特征信息,在改良Ashoworth... 为脑卒中患者下肢肌肉痉挛检测及其评定,研制了一种基于肌张力特征信息进而评定痉挛等级的传感器。探讨了痉挛检测及量化评定标准需求,对痉挛传感器的结构进行了设计;针对不同痉挛等级的特征分布情况,基于痉挛特征信息,在改良Ashoworth量表MAS(Modified Ashworth Scale)基础上,进行了下肢关节被动活动过程中肌张力数据的采集实验;相关实验数据有效验证拟定的相关指标:包括肌张力分级阈值,痉挛等级等,实验结果表明痉挛传感器设计可行。 展开更多

关键词 肌张力 痉挛传感器 康复机器人 特征阈值 实验验证

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基于模糊控制的磁流变悬置隔振系统性能分析 被引量：8

11

作者 程自力 潘道远 +1 位作者 肖平 时培成 《重庆理工大学学报（自然科学）》 CAS 北大核心 2020年第8期15-21,共7页

在基于磁流变悬置的基础上引入模糊控制理论,建立了发动机磁流变悬置隔振系统的3自由度动力学模型。运用Matlab/Simulink设计了仿真模型,并对发动机在两种工况下的振动情况进行仿真分析。发动机在启动工况下的振动速度降低75.1%,振动加... 在基于磁流变悬置的基础上引入模糊控制理论,建立了发动机磁流变悬置隔振系统的3自由度动力学模型。运用Matlab/Simulink设计了仿真模型,并对发动机在两种工况下的振动情况进行仿真分析。发动机在启动工况下的振动速度降低75.1%,振动加速度降低79.5%;在怠速工况下振动速度降低82.4%,振动加速度降低84.9%。研究结果表明:磁流变悬置系统在怠速工况下的隔振性能好于启动工况时;相对于普通液压悬置隔振系统,采用模糊控制的磁流变悬置隔振系统的隔振性能更好。 展开更多

关键词 动力总成 隔振性能 磁流变悬置 模糊控制

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解耦盘式液阻型悬置内液体流动特性分析 被引量：1

12

作者 潘道远 范捷 《重庆理工大学学报（自然科学）》 CAS 北大核心 2018年第5期32-36,56,共6页

液阻型悬置的隔振性能取决于其内部液体的运动规律。大量研究侧重于解耦盘式液阻型悬置的动力学模型,但对其内部液体的运动规律涉及较少。针对该情况,为阐明解耦盘式液阻型悬置动态特性的作用机理,考虑到解耦盘的状态具有切换特性,采用... 液阻型悬置的隔振性能取决于其内部液体的运动规律。大量研究侧重于解耦盘式液阻型悬置的动力学模型,但对其内部液体的运动规律涉及较少。针对该情况,为阐明解耦盘式液阻型悬置动态特性的作用机理,考虑到解耦盘的状态具有切换特性,采用切换系统理论建立非线性动力学模型,并编写Matlab计算程序对解耦盘式液阻型悬置内液体运动规律进行了分析。分析结果证实了液阻型悬置内液体运动规律与其动态特性的关系,为精确设计解耦盘式液阻型悬置提供了理论依据。 展开更多

关键词 汽车动力总成 液阻型悬置 流动 数值模拟

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