-
题名基于遗传算法的四足机器人腿部八杆机构优化设计
- 1
-
-
作者
申会鹏
韩春阳
李春光
郭家宝
韦留建
张旭鹏
-
机构
河南工业大学机电工程学院
数字化学习技术集成与应用教育部工程研究中心
贝尔数据科技(大连)有限公司
-
出处
《机电工程》
北大核心
2025年第9期1747-1758,共12页
-
基金
数字化学习技术集成与应用教育部工程研究中心2024年度创新基金资助项目(1421003)
河南省青年骨干教师培养计划(2023GGJS060)
河南工业大学青年骨干教师培养计划(20220503/21420191)。
-
文摘
针对四足机器人运动性能与能量效率优化的问题,创新性地设计了一种八连杆腿部机构,并对其开展了系统的建模分析与优化研究。首先,基于经典机构运动学和拉格朗日动力学理论体系,构建了该腿部机构的运动学与动力学模型,为后续的结构优化设计提供了坚实的理论依据;同时,借助ADAMS多体动力学仿真平台,对理论模型进行了数值仿真与验证,通过对比仿真结果与理论计算结果,确保了模型的高置信度和可靠性;然后,基于多目标优化理论,建立了以单周期能量消耗最小化和足端工作空间最大化为目标的数学模型,并采用改进的遗传算法对机构的尺寸参数进行了优化设计,通过构建Pareto最优解集,深入探究了杆件结构参数与运动性能指标、能量效率之间的映射关系;最后,利用数值仿真实验平台,对优化前后的机构性能进行了量化评估与对比分析。研究结果表明:优化设计方案显著提升了机构的运动性能与能效特性,在单目标优化模式下,足端工作空间扩展率达4.70%,同时单周期能量消耗降低了33.27%;在多目标优化方案中,足端工作空间提升了2.30%,且能量消耗减少了20.80%;这些数据验证了该优化方法的有效性。该成果可为新型四足机器人腿部机构的设计优化提供理论支撑,也可为高性能腿式机器人的开发积累工程实践经验。
-
关键词
四足机器人
八连杆腿部机构
足端最大工作空间
结构设计
尺寸优化
动力学分析
运动学分析
-
Keywords
quadruped robot
eight-link leg mechanism
maximum foot workspace
structural design
size optimization
dynamic analysis
kinematics analysis
-
分类号
TH112.1
[机械工程—机械设计及理论]
TP242
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
-
-
题名基于力传感器的刚性转子动平衡实验方法
被引量：1
- 2
-
-
作者
申会鹏
韩春阳
郭家宝
张天宇
李行雨
邱俊
-
机构
河南工业大学机电工程学院
河南省超硬磨料磨削装备重点实验室
贝尔数据科技(大连)有限公司
-
出处
《机电工程》
CAS
北大核心
2024年第7期1223-1230,共8页
-
基金
河南省高等学校青年骨干教师培养计划项目(2023GGJS060)
河南工业大学青年骨干教师培育计划项目(2022-0503/21420191)
辽宁省“揭榜挂帅”科技攻关专项(2021JH1/10400099课题4)。
-
文摘
针对刚性转子动平衡问题,提出了一种基于拉压力传感器的综合实验平衡方法。首先,基于动平衡原理,构建了转子不平衡等效模型,求解了理论不平衡量,确保了实验的严谨性和合理性;然后,进行了结构设计、仪器与设备选择,搭建了转子动平衡实验平台以保障测试数据的稳定性和可重复性;最后,利用该平台,采集了力学性能数据,分析了轴系不平衡量的幅值和相位,采用了添加平衡质量的方式进行了转子动平衡实验,对基于拉压力传感器的综合实验平衡方法的可行性和有效性进行了验证。研究结果表明:平衡前左右两端不平衡质量幅值分别为2.2 kg、-3.8 kg,平衡后左右两端不平衡质量幅值分别为1.2 kg、-1.4 kg,转子系统不平衡量减小1.4 kg,平衡率为87.5%,这说明拉压力传感器和编码器相互配合以消除不平衡量的方法具有可行性。该实验平台使用拉压力传感器和编码器精确测量不平衡质量和相位,为解决旋转机械动平衡问题提供了新思路,有助于提高旋转机械的运行效率,并延长其使用寿命。
-
关键词
刚性转子动平衡
等效模型
拉压力传感器
编码器
转子系统不平衡量
幅值和相位
-
Keywords
rigid rotor dynamic balancing
equivalent model
tension pressure sensor
encoder
unbalance of rotor system
amplitude and phase
-
分类号
TH113.25
[机械工程—机械设计及理论]
TP212
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
-
