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基于五次NURBS的机械臂时间-能量-平滑性多目标轨迹优化 被引量:26
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作者 施祥玲 郭为忠 《机械设计与研究》 CSCD 北大核心 2017年第1期12-16,共5页
针对机械臂运动需满足快速性、低能耗和低冲击的问题,建立五次非均匀有理B样条(NURBS)曲线数学模型,构造端点运动参数均可指定的高阶连续的关节轨迹,采用带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-II)以运行时间、能量消耗和轨迹平滑性为目... 针对机械臂运动需满足快速性、低能耗和低冲击的问题,建立五次非均匀有理B样条(NURBS)曲线数学模型,构造端点运动参数均可指定的高阶连续的关节轨迹,采用带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-II)以运行时间、能量消耗和轨迹平滑性为目标对机械臂运动轨迹进行优化,获得Pareto最优解集。对六自由度机器人的仿真结果表明,高次NURBS曲线可以很好的构造平滑轨迹,NSGA-II算法可对五次NURBS曲线轨迹实现有效的多目标优化,得到理想的Pareto分布。通过构造归一化权重目标函数,选择期望解,获得高阶连续的优化轨迹。 展开更多
关键词 机械臂 轨迹优化 五次非均匀有理B样条曲线 多目标优化
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我国农林机器人的研究现状及发展趋势 被引量:17
2
作者 李牧 陆怀民 +1 位作者 郭秀荣 《森林工程》 北大核心 2003年第5期39-41,共3页
机器人作为高科技的产物在世界各国得到了迅猛的发展。农林业机器人是 2 1世纪我国林业和农业机械的发展方向。本文综述了我国林业和农业机器人的研究现状 ,介绍了几种典型的机器人。
关键词 中国 农业机器人 林业机器人 研究现状 发展趋势 控制系统 智能化机械
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工业机器人时间-能量-脉动最优轨迹规划 被引量:17
3
作者 施祥玲 《机械设计与制造》 北大核心 2018年第6期254-257,共4页
针对工业机器人时间最优、能耗最优、脉动最优等多目标的轨迹优化问题,基于非均匀有理B样条(NURBS)曲线矩阵表示法,提出一种最优轨迹规划方法。建立五次NURBS曲线数学模型,构造端点运动参数均可指定的高阶连续的关节运动轨迹,确保机器... 针对工业机器人时间最优、能耗最优、脉动最优等多目标的轨迹优化问题,基于非均匀有理B样条(NURBS)曲线矩阵表示法,提出一种最优轨迹规划方法。建立五次NURBS曲线数学模型,构造端点运动参数均可指定的高阶连续的关节运动轨迹,确保机器人的运动性能;在考虑机器人运动学约束的条件下,采用多目标粒子群优化算法(MOPSO)以工业机器人运行时间、能量消耗和轨迹脉动为目标对其运动轨迹进行优化,获得Pareto最优解集。对六自由度STANFORD机器人的仿真结果表明,提出的轨迹规划方法可以很好地构造平滑轨迹,MOPSO算法能够实现满足约束条件的运动轨迹多目标优化,得到理想的Pareto分布。最后,为方便期望解的选择,构造归一化权重目标函数,获得高阶连续的优化轨迹。 展开更多
关键词 工业机器人 轨迹规划 非均匀有理B曲线 多目标粒子群优化算法 归一化权重目标函数
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旋转激光经纬仪空间定位网络的组合式激光三维扫描系统 被引量:11
4
作者 郭立杰 +5 位作者 杨晓慧 张欢 刘志刚 聂斌 董丰波 杨天豪 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期57-62,共6页
研究了一种基于旋转激光经纬仪三维空间定位网络的组合式激光三维扫描系统。旋转激光经纬仪定位系统的空间定位结合激光经纬仪前方空间角度交会和GPS空间定位原理,实现并行测量多个光电传感器空间坐标。在此基础上,设计了一种组合式激... 研究了一种基于旋转激光经纬仪三维空间定位网络的组合式激光三维扫描系统。旋转激光经纬仪定位系统的空间定位结合激光经纬仪前方空间角度交会和GPS空间定位原理,实现并行测量多个光电传感器空间坐标。在此基础上,设计了一种组合式激光三维扫描系统,通过三个光电传感器坐标确定激光测头的空间测量位姿,实现了一种适用于现场测量便携式三维扫描系统。研制的组合式三维激光扫描装置对多个物体进行扫描获取物体表面特征点云数据,得到了较好效果。 展开更多
关键词 旋转激光经纬仪网络 组合式三维激光扫描 现场标定 姿态测量
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虚拟人手臂避障抓取运动规划 被引量:10
5
作者 杨宇盟 聂斌 +1 位作者 黄正东 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第8期1362-1373,共12页
针对强干涉环境下虚拟人手臂无碰撞抓取物体动作规划问题,提出一种逆向运动学与运动规划相结合的求解方法.首先在现有FABRIK逆向运动学算法的基础上提出避障FABRIK算法,用于实现手臂无碰撞抓取姿态设计,作为最终抓取姿态;然后采用Bi-RR... 针对强干涉环境下虚拟人手臂无碰撞抓取物体动作规划问题,提出一种逆向运动学与运动规划相结合的求解方法.首先在现有FABRIK逆向运动学算法的基础上提出避障FABRIK算法,用于实现手臂无碰撞抓取姿态设计,作为最终抓取姿态;然后采用Bi-RRT算法,综合考虑7维角度域约束和对非光滑路径的简化问题对手臂进行无碰撞运动规划,产生从给定初始姿态到最终抓取状态之间的中间姿态.仿真实验结果表明,该方法速度快,产生的路径能有效地避开障碍;可用于强干涉环境下的虚拟人动作设计. 展开更多
关键词 虚拟人 逆向运动学 运动规划 避障
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基于Tecnomatix的三维装配工艺规划研究 被引量:7
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作者 栾浩 何文松 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2014年第4期142-145,共4页
介绍了三维装配工艺规划技术以及所用的软件环境。基于Tecnomatix软件平台进行三维工艺设计与仿真,针对Tecnomatix在工艺输出与发布方面存在不足的问题,提出了通过二次开发完成工艺信息提取以及通过开发定制完成工艺发布的方法,并利用C... 介绍了三维装配工艺规划技术以及所用的软件环境。基于Tecnomatix软件平台进行三维工艺设计与仿真,针对Tecnomatix在工艺输出与发布方面存在不足的问题,提出了通过二次开发完成工艺信息提取以及通过开发定制完成工艺发布的方法,并利用C#开发了工艺信息输出功能模块和工艺发布平台。最后通过实例验证了技术和方案的可行性。 展开更多
关键词 三维装配工艺 装配序列规划 装配示教 Tecnomatix
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GIS在交通领域的应用和发展趋势 被引量:5
7
作者 陆怀民 +1 位作者 李牧 郭秀荣 《黑龙江交通科技》 2004年第3期72-74,共3页
GIS是一种强有力的、同时具备处理空间图形信息和属性数据信息能力的工具 ,它已被广泛地应用于许多专业领域。本文简要地介绍了GIS的研究内容 ,并根据GIS和交通工程近年的发展趋势 ,详细介绍了交通地理信息系统在交通领域的应用 ,最后... GIS是一种强有力的、同时具备处理空间图形信息和属性数据信息能力的工具 ,它已被广泛地应用于许多专业领域。本文简要地介绍了GIS的研究内容 ,并根据GIS和交通工程近年的发展趋势 ,详细介绍了交通地理信息系统在交通领域的应用 ,最后结合相关学科的发展现状和前景提出了GIS的发展趋势。 展开更多
关键词 应用和发展 信息能力 空间图形 相关学科 研究内容 发展趋势 根据 发展现状 工具 交通工程
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工业机器人时间-能量-脉动最优轨迹规划 被引量:7
8
作者 施祥玲 《机械设计与制造》 北大核心 2018年第4期228-230,234,共4页
针对工业机器人时间最优、能耗最优、脉动最优等多目标的轨迹优化问题,基于非均匀有理B样条(NURBS)曲线矩阵表示法,提出一种最优轨迹规划方法。建立五次NURBS曲线数学模型,构造端点运动参数均可指定的高阶连续的关节运动轨迹,确保机器... 针对工业机器人时间最优、能耗最优、脉动最优等多目标的轨迹优化问题,基于非均匀有理B样条(NURBS)曲线矩阵表示法,提出一种最优轨迹规划方法。建立五次NURBS曲线数学模型,构造端点运动参数均可指定的高阶连续的关节运动轨迹,确保机器人的运动性能;在考虑机器人运动学约束的条件下,采用多目标粒子群优化算法(MOPSO)以工业机器人运行时间、能量消耗和轨迹脉动为目标对其运动轨迹进行优化,获得Pareto最优解集。对六自由度STANFORD机器人的仿真结果表明,提出的轨迹规划方法可以很好地构造平滑轨迹,MOPSO算法能够实现满足约束条件的运动轨迹多目标优化,得到理想的Pareto分布。最后,为方便期望解的选择,构造归一化权重目标函数,获得高阶连续的优化轨迹。 展开更多
关键词 工业机器人 轨迹规划 非均匀有理B曲线 多目标粒子群优化算法 归一化权重目标函数
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舱外航天服手套关节力学特性测试系统 被引量:3
9
作者 王建宇 刘宏 +2 位作者 谢宗武 李谭秋 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期171-175,共5页
根据机器人学原理,提出了基于测量机械手的舱外航天服手套关节力学特性测试系统的测量原理。设计了基于平行四边形连杆的外骨骼式测量机械手,该机械手刚度大,指节长度可调节,能够围绕航天服手套实现包络运动,且机械手可双向驱动。根据... 根据机器人学原理,提出了基于测量机械手的舱外航天服手套关节力学特性测试系统的测量原理。设计了基于平行四边形连杆的外骨骼式测量机械手,该机械手刚度大,指节长度可调节,能够围绕航天服手套实现包络运动,且机械手可双向驱动。根据机械手的结构特点,建立了其运动学模型。针对舱外航天服手套柔性关节的转动特性建立了手套二自由度手指的数学模型。最后以基于高速浮点DSP的PCI控制卡为核心建立了测量机械手的控制系统。 展开更多
关键词 舱外航天服手套 外骨骼机械手 柔性关节
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基于模块化关节轻型机械臂的研制 被引量:2
10
作者 杨军 《上海电气技术》 2011年第4期41-46,共6页
提出采用模块化设计方式和内部走线来构建轻型机械臂。该机械臂具有控制模式多样化、负载能力强、集成度高、结构轻巧,功耗小和易于安装等优点,使得轻型机械臂能够在传统工业机械臂不能工作的场合下工作,拓展了机械臂的应用领域。
关键词 轻型机械臂 模块化关节 内部走线
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一种基于FPGA的力反馈数据手套 被引量:2
11
作者 王书付 谢宗武 +1 位作者 张继真 《机械与电子》 2010年第7期56-59,共4页
为了实现对机器人灵巧手的遥操作控制,并将灵巧手与外界的相互作用力反馈给操作者,以获得真实的临场感,设计出一种新型的力反馈数据手套.对数据手套的基于人机工程的模块化的外骨骼机械结构进行了介绍,另外,重点对融合光、电、磁、力的... 为了实现对机器人灵巧手的遥操作控制,并将灵巧手与外界的相互作用力反馈给操作者,以获得真实的临场感,设计出一种新型的力反馈数据手套.对数据手套的基于人机工程的模块化的外骨骼机械结构进行了介绍,另外,重点对融合光、电、磁、力的多传感器系统,以及基于FPGA的底层实时控制系统进行了详细阐述. 展开更多
关键词 力反馈 数据手套 FPGA SOPC
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Delta机器人三参数Lamé曲线门型轨迹优化 被引量:3
12
作者 陈伟堤 +2 位作者 何文松 施祥玲 郭为忠 《机械设计与研究》 CSCD 北大核心 2018年第1期8-12,16,共6页
针对Delta机器人笛卡尔空间运动轨迹平滑性优化问题,基于长短轴和次数可变的三参数Laine曲线进行门型运动轨迹建模,采用非对称的6次多项式规划机器人末端随时间的运动规律,推导得到离散时间下的位移、速度和加速度公式。综合考虑关... 针对Delta机器人笛卡尔空间运动轨迹平滑性优化问题,基于长短轴和次数可变的三参数Laine曲线进行门型运动轨迹建模,采用非对称的6次多项式规划机器人末端随时间的运动规律,推导得到离散时间下的位移、速度和加速度公式。综合考虑关节角度、角速度、角加速度和关节力矩等约束条件,以关节力矩变化率为优化目标,采用带精英策略的遗传算法对Lame曲线的三个参数进行优化。提出Lame曲线次数的选取方法。通过仿真验证该轨迹优化方法能得到平滑运动轨迹,可使机器人运行平稳。 展开更多
关键词 Delta机器人 Laine曲线 轨迹规划 遗传算法 参数优化
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舱外航天手套关节阻尼的建模与测量 被引量:1
13
作者 谢宗武 +1 位作者 刘宏 王建宇 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期1064-1069,共6页
针对EVA手套(Extra Vehicular Activity Glove,舱外航天手套)弯曲时产生的皱褶现象,采用几何近似的方法对该现象进行几何建模型,通过分析皱褶的应力状态以及因Brazier效应产生的体积变化,获得了关节弯曲角度与外力、内部压力之间的关系... 针对EVA手套(Extra Vehicular Activity Glove,舱外航天手套)弯曲时产生的皱褶现象,采用几何近似的方法对该现象进行几何建模型,通过分析皱褶的应力状态以及因Brazier效应产生的体积变化,获得了关节弯曲角度与外力、内部压力之间的关系。该关系表明EVA手套与刚性梁具有不同的弯曲模式。为避免内置式测量的缺点,利用平行四边形连杆和齿轮的组合设计了一种外骨骼机构。该机构能在EVA手套的背部驱动其产生模拟人手弯曲和伸展运动,同时位于指尖的力传感器输出运动过程中的阻尼力,该阻尼力可达8N并具有滞后特性。最后将理论计算的功与外骨骼机构做功进行比较,验证了褶皱建模的有效性。 展开更多
关键词 外骨骼机构 舱外航天手套 皱褶 平行四杆机构 Brazier效应
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集多余物检查与质心测量于一体的火箭级段柔性总对接数字化装配设备方案设计研究 被引量:2
14
作者 庹福幸 丰飞 +2 位作者 唐丽娜 郭立杰 《制造业自动化》 2016年第2期111-114,共4页
运载火箭作为卫星及其他航天飞行器的主要运载工具,其制造和装配水平反映了一个国家的航天技术实力。因此以运载火箭总装需求为前提,开展基于i GPS测量系统的运载火箭总对接装配系统的研究工作,并针对系统的调姿设备提出多种设计方案,... 运载火箭作为卫星及其他航天飞行器的主要运载工具,其制造和装配水平反映了一个国家的航天技术实力。因此以运载火箭总装需求为前提,开展基于i GPS测量系统的运载火箭总对接装配系统的研究工作,并针对系统的调姿设备提出多种设计方案,并对各种方案在完成详细设计的基础上进行性能论证和分析工作,从而确定三自由度球铰定位器调姿设备作为运载火箭总对接装配设备方案。该方案将调姿系统、质心测量和多余物检查集成于一体,通过一次吊装即可实现运载火箭整体的调姿和对接装配、多余物检查以及质心测量等火箭总组装需求。 展开更多
关键词 火箭总装 柔性装配 数字化装配 多余物检查 质心测量
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基于实例推理的装配顺序规划研究 被引量:1
15
作者 栾浩 王朋 《航空制造技术》 北大核心 2013年第20期59-62,共4页
研究装配实例表示与重用技术,针对装配顺序规划存在的问题,提出基于实例推理的装配序列规划方法。通过对装配知识的组织来构造装配实例模型;采用基于相似度的实例检索算法,对实例进行检索获得最佳匹配实例;根据推理结果进行装配过程仿... 研究装配实例表示与重用技术,针对装配顺序规划存在的问题,提出基于实例推理的装配序列规划方法。通过对装配知识的组织来构造装配实例模型;采用基于相似度的实例检索算法,对实例进行检索获得最佳匹配实例;根据推理结果进行装配过程仿真与评价,得到最终的装配序列。最后,开发相应的装配顺序规划与仿真模块,并以齿轮减速器为例,验证了方案的可行性。 展开更多
关键词 实例推理 装配顺序规划 装配仿真
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Delta机器人拾放操作门型轨迹优化与ANPD控制试验 被引量:1
16
作者 陈伟堤 +1 位作者 何文松 杨建国 《东华大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2019年第1期93-101,共9页
为实现Delta机器人稳定快速拾放作业,基于次数和长短轴可变的3参数Lamé曲线构造笛卡尔空间门型运动轨迹,采用非对称6次多项式规划门型路径的运动规律,推导离散时间下的位移、速度和加速度公式。为进一步平滑运动轨迹,以关节力矩变... 为实现Delta机器人稳定快速拾放作业,基于次数和长短轴可变的3参数Lamé曲线构造笛卡尔空间门型运动轨迹,采用非对称6次多项式规划门型路径的运动规律,推导离散时间下的位移、速度和加速度公式。为进一步平滑运动轨迹,以关节力矩变化率均值为优化目标,采用遗传算法对Lamé曲线的3个参数进行综合优化,提出Lamé曲线次数的选取方法。在此基础上,通过引入一类饱和非线性函数设计Delta机器人增广非线性PD(ANPD)控制器,对自主设计的机器人开展控制试验。结果表明,该轨迹优化方法能获得平滑运动轨迹,机器人轨迹跟踪误差小,重复定位精度高。 展开更多
关键词 Delta机器人 Lamé曲线 轨迹规划 参数优化 ANPD控制器
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玉雕人物题材创作的四重韵致
17
作者 《中国宝石》 2018年第1期184-189,共6页
发展久远的玉雕艺术,生产过无数技艺巧夺天工的器物,趋近完美的造型不得不令我们惊叹。但从另外一个角度而言,“情绪派”的创作也是一种思路,可以让我们重新回到艺术的本源,去对精神和心理层丽的东西进行表达与找寻。
关键词 玉雕艺术 人物题材 创作
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放大的情绪玉雕创作“情绪化”表达的思考
18
作者 《中国宝石》 2015年第5期180-185,共6页
可能所有的玉雕创作者都希望在注重造型的玉雕创作领域走出一条新路,塑造出强烈的个人风格。譬如不仅仅只是注重形的表现,反而更强调神的塑造。又譬如不纠结于整体效果的权衡,而是着重局部效果的放大。最突出的特征就是,作品讲求局... 可能所有的玉雕创作者都希望在注重造型的玉雕创作领域走出一条新路,塑造出强烈的个人风格。譬如不仅仅只是注重形的表现,反而更强调神的塑造。又譬如不纠结于整体效果的权衡,而是着重局部效果的放大。最突出的特征就是,作品讲求局部的特写,并且往往通过局部细描来达到情绪的渲染,释放无限张力,让人过目难忘。 展开更多
关键词 情绪 玉雕 创作 放大 个人风格 整体效果
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Forward-Kinematics-Based Approaches for Pose Accuracy of Docking Mechanism with Joint Clearance
19
作者 李建广 丁建 +4 位作者 姚英学 许春田 荆怀靖 曹刚 《Transactions of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics》 EI CSCD 2015年第4期365-371,共7页
Joint clearance,as an important stochastic factor,can significantly deteriorate positioning and repeatability accuracies and lower assembly quality of a 6-DOF docking mechanism.Considering pose accuracy with tradition... Joint clearance,as an important stochastic factor,can significantly deteriorate positioning and repeatability accuracies and lower assembly quality of a 6-DOF docking mechanism.Considering pose accuracy with traditional error model that possesses inherent imprecision,both probabilistic and deterministic approaches based on forward kinematics are presented to analyze comprehensive pose error(CPE)in simulation.Results indicate an identical trend emerges for each CPE with both approaches,and both CPEs perform opposite variations as the moving platform upgrades.The findings provide theoretical reference for refinement of assembly quality evaluation of this mechanism. 展开更多
关键词 joint clearance docking mechanism probabilistic approach deterministic approach comprehensive pose error(CPE)
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