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我国工业机器人技术现状与产业化发展战略 被引量：619
1
作者 王田苗 陶永 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期1-13,共13页
随着工业机器人的快速发展,其在汽车制造、机械加工、焊接、上下料、磨削抛光、搬运码垛、装配、喷涂等作业中得到越来越多的应用。结合在机器人领域的相关工作,在分析国内外关于工业机器人发展现状的基础上,就工业机器人目前涉及的灵... 随着工业机器人的快速发展,其在汽车制造、机械加工、焊接、上下料、磨削抛光、搬运码垛、装配、喷涂等作业中得到越来越多的应用。结合在机器人领域的相关工作,在分析国内外关于工业机器人发展现状的基础上,就工业机器人目前涉及的灵巧操作、自主导航、环境感知、人机交互与安全性等前沿技术的研究做简要的综述。提出我国工业机器人产业发展的若干思考和建议,希望能够在把握国内外工业机器人前沿技术发展动态的同时,为发展我国工业机器人技术与产业提供相关战略思考与建议。 展开更多
关键词 工业机器人 轻巧操作 自主导航 环境感知 产业化 发展战略
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软体机器人:结构、驱动、传感与控制 被引量：115
2
作者 王田苗 郝雨飞 +1 位作者 杨兴帮 文力 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第13期1-13,共13页
软体机器人由软材料加工而成,自身可连续变形,与刚性机器人相比具有更高的柔顺性、安全性和适应性,在人机交互、复杂易碎品抓持和狭小空间作业等方面具有不可比拟的优势。综述软体机器人的发展历程,将软体机器人归为传统绳索驱动/气动... 软体机器人由软材料加工而成,自身可连续变形,与刚性机器人相比具有更高的柔顺性、安全性和适应性,在人机交互、复杂易碎品抓持和狭小空间作业等方面具有不可比拟的优势。综述软体机器人的发展历程,将软体机器人归为传统绳索驱动/气动肌肉机器人、超弹性材料软体机器人和智能材料软体机器人三大类。从仿生结构和仿生运动、驱动与加工、传感与控制三个方面对软体机器人的相关科学问题以及存在的技术难点进行总结与分析。分析了软体机器人在仿生结构、抓持作业和医疗康复等领域潜在的应用价值。对软体机器人目前的发展现状和存在的关键科学难点进行了系统的总结,并得出刚柔耦合、可变刚度和驱动传感控制一体化等研究方向可能是未来软体机器人研究新的突破点。 展开更多
关键词 软体仿生机器人 软体抓持器 可变刚度 驱动传感控制一体化
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服务机器人技术研究现状与发展趋势 被引量：110
3
作者 王田苗 陶永 陈阳 《中国科学：信息科学》 CSCD 2012年第9期1049-1066,共18页
服务机器人技术经过近30年的发展,在机械、信息、材料、控制、医学等多学科交叉方面取得了重要的成果,本文结合作者在机器人领域的相关工作,在分析国内外关于服务机器人发展研究现状的基础上,就服务机器人目前涉及的仿生材料与结构、自... 服务机器人技术经过近30年的发展,在机械、信息、材料、控制、医学等多学科交叉方面取得了重要的成果,本文结合作者在机器人领域的相关工作,在分析国内外关于服务机器人发展研究现状的基础上,就服务机器人目前涉及的仿生材料与结构、自重构机器人、复杂环境下机器人动力学问题、智能认知与感知、网络化交互及微纳系统等关键技术的研究进展做简要的综述,并概要展望了其发展趋势.希望能够在把握国际服务机器人前沿技术发展动态的同时,为培育我国服务机器人产业提供相关理论、方法及技术. 展开更多
关键词 服务机器人 仿生材料与结构 模块化自重构 机器人动力学 智能认知与感知 网络化交互 微纳系统
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医疗机器人技术发展综述 被引量：100
4
作者 倪自强 王田苗 刘达 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第13期45-52,共8页
医疗机器人在过去几十年获得了飞速发展,根据医疗机器人的功能和用途将医疗机器人分为:神经外科机器人、骨科机器人、腹腔镜机器人、血管介入机器人、假肢外骨骼机器人、辅助康复机器人和胶囊机器人。分别对当前已经商用化的代表性的医... 医疗机器人在过去几十年获得了飞速发展,根据医疗机器人的功能和用途将医疗机器人分为:神经外科机器人、骨科机器人、腹腔镜机器人、血管介入机器人、假肢外骨骼机器人、辅助康复机器人和胶囊机器人。分别对当前已经商用化的代表性的医疗机器人做了介绍,对其功能、主要技术指标、优缺点做出对比和描述。探讨医疗机器人当前主要的前沿研究问题,对医疗机器人关键技术和难点问题做出分析和讨论,对医疗机器人未来的发展方向和机遇做了展望。 展开更多
关键词 医疗机器人 神经外科机器人 骨科机器人 腹腔镜机器人 血管介入机器人 假肢和外骨骼机器人 辅助康复机器人 胶囊机器人
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基于包围盒的碰撞检测算法研究 被引量：65
5
作者 陈学文 丑武胜 +1 位作者 刘静华 王田苗 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2005年第5期46-50,共5页
基于包围盒的碰撞检测算法是一类重要的碰撞检测算法。文章比较了几种常用的包围盒碰撞检测算法;给出了OBB包围盒的计算算法及其改进和修正算法;包围盒树的建立算法;包围盒的重叠测试和基于包围盒的碰撞检测算法;最后以OBB验证了该类算... 基于包围盒的碰撞检测算法是一类重要的碰撞检测算法。文章比较了几种常用的包围盒碰撞检测算法;给出了OBB包围盒的计算算法及其改进和修正算法;包围盒树的建立算法;包围盒的重叠测试和基于包围盒的碰撞检测算法;最后以OBB验证了该类算法的有效性,正确性和鲁棒性。 展开更多
关键词 碰撞检测 包围盒 计算机图形学
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一种基于模糊层次分析法的供应商评价模型的研究 被引量：34
6
作者 王家顺 王田苗 +2 位作者 胡耀光 马晓宁 杨维明 《微电子学与计算机》 CSCD 北大核心 2001年第2期59-64,共6页
为了解决我国大型企业供应商选择和评价问题，文章提出了一种基于层次分析法 (AHP)的供应商评价指标体系和多级模糊评判模型。首先根据 AHP方法建立决策递阶层次结构，利用合成层次总权重来构筑多层次模糊决策模型。最后，结合该模型在... 为了解决我国大型企业供应商选择和评价问题，文章提出了一种基于层次分析法 (AHP)的供应商评价指标体系和多级模糊评判模型。首先根据 AHP方法建立决策递阶层次结构，利用合成层次总权重来构筑多层次模糊决策模型。最后，结合该模型在海尔集团具体应用说明其在供应商评价方面应用的有效性。 展开更多
关键词 层次分析方法 供应商 评价 决策分析 模糊数学 企业
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水下仿生机器鱼的研究进展I——鱼类推进机理 被引量：54
7
作者 梁建宏 王田苗 魏洪兴 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2002年第2期107-111,共5页
仿生机器鱼技术是近年来水下机器人领域研究的热点之一 ,它为研制高效、高机动性和低噪声的水下运载器提供了新的思路 .本文以鱼的脊椎曲线为研究对象 ,提出了一种新的鱼类推进机理——波动推进 ,分析了波动推进过程中的运动阻力 .通过... 仿生机器鱼技术是近年来水下机器人领域研究的热点之一 ,它为研制高效、高机动性和低噪声的水下运载器提供了新的思路 .本文以鱼的脊椎曲线为研究对象 ,提出了一种新的鱼类推进机理——波动推进 ,分析了波动推进过程中的运动阻力 .通过鱼类游动观测实验和仿生机器鳗鱼的研制 。 展开更多
关键词 仿生机器鱼 脊椎曲线 波动推进 观测实验 水下机器人 鱼类 推进机理
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光电码盘四倍频分析 被引量：44
8
作者 韩壮志 李伟 +1 位作者 王田苗 王守杰 《电子技术应用》 北大核心 2000年第12期38-40,共3页
提高位置测量的精度,是提高电机定位精度的主要途径.作为当前常用转角位置传感器的增量式光电码盘,常采用四倍频的方法提高其测量精度.针对一些精度和稳定性不高的四倍频电路在应用中造成的误差,详细分析了两种可应用于不同环境的四倍... 提高位置测量的精度,是提高电机定位精度的主要途径.作为当前常用转角位置传感器的增量式光电码盘,常采用四倍频的方法提高其测量精度.针对一些精度和稳定性不高的四倍频电路在应用中造成的误差,详细分析了两种可应用于不同环境的四倍频电路,从原理上说明了电路的精度和稳定性,其结论在实际应用中也得到了验证. 展开更多
关键词 光电码盘 四倍频分析 转角位置传感器
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基于uCOS-II的嵌入式数控系统实时性分析 被引量：58
9
作者 刘淼 王田苗 +1 位作者 魏洪兴 陈友东 《计算机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第22期222-224,226,共4页
提出了一种嵌入式数控系统的软硬件体系结构,该系统采用实时操作系统uCOS-II和ARM嵌入式微处理器构建。结合实时多任务操作系统的性能指标,分析了嵌入式实时操作系统uCOS-II的时间特性,并给出了uCOS-II中最长时间特性的计算方法,同时,... 提出了一种嵌入式数控系统的软硬件体系结构,该系统采用实时操作系统uCOS-II和ARM嵌入式微处理器构建。结合实时多任务操作系统的性能指标,分析了嵌入式实时操作系统uCOS-II的时间特性,并给出了uCOS-II中最长时间特性的计算方法,同时,在数控系统的平台上,测试了系统任务调度各个阶段所用时间,并对此系统的实时性和稳定性进行了分析。结果表明,基于uCOS-II和ARM所构建的嵌入式数控系统的实时性好,且具有低成本、高性能的特点,具有广泛的应用前景。 展开更多
关键词 实时操作系统 uCOS-Ⅱ ARM
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基于虚拟现实的计算机辅助立体定向神经外科手术系统 被引量：33
10
作者 王子罡 唐泽圣 +3 位作者 王田苗 刘达 吕洪波 申皓 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 2000年第9期931-937,共7页
介绍了一个计算机辅助立体定向神经外科手术系统 ,该系统基于实时可视化绘制、机器人和虚拟现实技术 ,辅助医生完成立体定向神经外科手术 .系统首先利用患者脑部的扫描数据重构并绘制出患者脑部的三维组织结构 ,为医生调整和确定手术规... 介绍了一个计算机辅助立体定向神经外科手术系统 ,该系统基于实时可视化绘制、机器人和虚拟现实技术 ,辅助医生完成立体定向神经外科手术 .系统首先利用患者脑部的扫描数据重构并绘制出患者脑部的三维组织结构 ,为医生调整和确定手术规划提供参照 .系统采用了标记点的校准方法 ,在手术前和手术中分别进行脑部模型和患者的坐标校准 .通过机械臂的导航 ,使机械臂达到手术规划规定的位置和姿态 ,医生利用安装在机械臂上的手术器械完成立体定向神经外科手术 .通过虚拟现实设备 ,系统可以创造一个虚拟手术环境和虚拟病人 .在这个虚拟环境中 ,医生可以进行虚拟手术 。 展开更多
关键词 计算机辅助手术 立体定向神经外科手术 虚拟现实
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水下仿生机器鱼的研究进展II—小型实验机器鱼的研制 被引量：48
11
作者 梁建宏 王田苗 +1 位作者 魏洪兴 陶伟 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2002年第3期234-238,共5页
本文介绍了自行研制的一条小型实验机器鱼 .该机器鱼作为研究仿生机器鱼的流体力学性能的实验平台 ,具有刚性头部、5关节的柔性身体和月牙形尾鳍 ,采用无线遥控 .机器鱼体长 890 mm,水中最大速度为 2 0 cm/s,最大转弯角速度为 12 0°... 本文介绍了自行研制的一条小型实验机器鱼 .该机器鱼作为研究仿生机器鱼的流体力学性能的实验平台 ,具有刚性头部、5关节的柔性身体和月牙形尾鳍 ,采用无线遥控 .机器鱼体长 890 mm,水中最大速度为 2 0 cm/s,最大转弯角速度为 12 0°/ s,最小转弯半径为 4 0 cm.综合性能测试实验和 C形运动控制实验表明 。 展开更多
关键词 水下仿生机器鱼 小型实验机器鱼 研制 浮游机器人 流体力学
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数控系统的直线和S形加减速研究 被引量：55
12
作者 陈友东 王田苗 +1 位作者 魏洪兴 潘月斗 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第15期1600-1604,共5页
推导出了用于机器人及机床控制器前加减速的直线加减速和S形加减速的离散采样迭代公式。实际减速点和理论减速点不重合,在减速过程中会出现一段时间的低速运行,为了消除低速运行段,提出了按照实际的剩余长度重新计算加速度和加加速度的... 推导出了用于机器人及机床控制器前加减速的直线加减速和S形加减速的离散采样迭代公式。实际减速点和理论减速点不重合,在减速过程中会出现一段时间的低速运行,为了消除低速运行段,提出了按照实际的剩余长度重新计算加速度和加加速度的算法,对该算法进行了仿真和实验验证,结果表明,该算法可有效地消除减速过程中的低速运行段。 展开更多
关键词 线性加减速 S形加减速 CNC 插补
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仿壁虎机器人研究综述 被引量：54
13
作者 王田苗 孟偲 +1 位作者 裴葆青 戴振东 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2007年第3期290-297,共8页
首先,详细介绍和分析了国内外仿壁虎机器人的研究现状.然后,讨论比较了仿生壁虎机器人所涉及的关键技术的优缺点.最后,在前面分析比较基础上对未来的发展趋势进行了预测.
关键词 仿生机器人 壁虎 爬壁
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面向产品生命周期的产品模块化分解方法研究 被引量：34
14
作者 吕利勇 乔立红 王田苗 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2006年第4期546-551,共6页
目前产品模块化的方法大多是根据功能来划分的,其算法复杂,也难以满足面向生命周期的产品开发的需求。通过分析生命周期各因素对产品零部件交互的影响,提出了一种面向生命周期的产品模块化分解方法。应用功能流图对产品进行定性模块化,... 目前产品模块化的方法大多是根据功能来划分的,其算法复杂,也难以满足面向生命周期的产品开发的需求。通过分析生命周期各因素对产品零部件交互的影响,提出了一种面向生命周期的产品模块化分解方法。应用功能流图对产品进行定性模块化,以这些模块为基础建立了面向生命周期的产品部件交互矩阵,再对模块进行定量优化。给出的实例,验证了该方法的有效性和合理性。 展开更多
关键词 生命周期 大规模定制 产品族 模块化
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插补前S加减速在CNC前瞻中的应用 被引量：37
15
作者 曹宇男 王田苗 +1 位作者 陈友东 魏洪兴 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期594-599,共6页
计算机数字控制系统(CNC)中的速度前瞻处理可以在不影响插补轨迹精度的前提下极大地提高插补效率.针对前瞻算法中速度处理这一核心问题,分直线转接和圆弧转接2种情况分别建立了插补几何元素转接矢量夹角模型,并给出了一种基于插补前S型... 计算机数字控制系统(CNC)中的速度前瞻处理可以在不影响插补轨迹精度的前提下极大地提高插补效率.针对前瞻算法中速度处理这一核心问题,分直线转接和圆弧转接2种情况分别建立了插补几何元素转接矢量夹角模型,并给出了一种基于插补前S型加减速的CNC速度前瞻算法.该算法根据设定的最大前瞻段数以及实际插补轨迹的几何特性,能够自适应确定轨迹的转接速度近似最优解,从而实现路径段之间进给速度的高速衔接.S型加减速由于在加速阶段和减速阶段均引入了加速度衰减,使得整个插补过程具有了高度的柔性.因此结合前瞻算法和S型加减速算法在高速加工时速度处理的优势,提出并实现了一种基于插补前S型加减速的CNC前瞻算法.该算法已经在工程实际中得到了验证. 展开更多
关键词 加速度控制 插补 数控系统 角度测量
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基于企业价值链分析的业务流程再造方法 被引量：13
16
作者 胡耀光 王田苗 乔立红 《航空制造技术》 北大核心 2003年第8期55-59,共5页
提出了基于企业价值链分析的BPR方法论 ,从企业外部和内部两个视角考察企业的经营运作流程 ,给出了企业核心流程绩效分析及再造的具体过程 。
关键词 企业价值链 业务流程再造 核心流程 绩效分析 中国 制造企业
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面向微创手术的医疗外科机器人构型综合 被引量：16
17
作者 刘达 王田苗 +2 位作者 张玉茹 胡磊 李伟 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2003年第2期132-135,共4页
在微创手术中医疗外科机器人可以辅助医生精确定位和提供稳定的手术平台,本文结合医疗外科机器人结构特点和手术适用范围,对适合微创手术的机器人结构进行了构型综合分析,并以此为依据,设计出一种适用于神经外科立体定向手术的机器人,... 在微创手术中医疗外科机器人可以辅助医生精确定位和提供稳定的手术平台,本文结合医疗外科机器人结构特点和手术适用范围,对适合微创手术的机器人结构进行了构型综合分析,并以此为依据,设计出一种适用于神经外科立体定向手术的机器人,系统已经应用于临床,取得了满意的效果。 展开更多
关键词 微创手术 医疗外科机器人 构型综合 外科手术 机器人
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基于ARM的嵌入式可重构数控系统的设计与实现 被引量：19
18
作者 孙恺 王田苗 魏洪兴 《机床与液压》 北大核心 2003年第6期116-117,285,共3页
本文提出了一种基于ARM嵌入式微处理器和大规模可编程逻辑器件FPGA的数控系统可重构硬件设计方法 ,并在此基础上 ,开发了经济型数控系统的原型样机 ,充分利用ARM微处理器的高速运算能力与FPGA的快速配置能力 ,大大减少了系统的外围接口... 本文提出了一种基于ARM嵌入式微处理器和大规模可编程逻辑器件FPGA的数控系统可重构硬件设计方法 ,并在此基础上 ,开发了经济型数控系统的原型样机 ,充分利用ARM微处理器的高速运算能力与FPGA的快速配置能力 ,大大减少了系统的外围接口器件 ,有效地降低了系统成本。 展开更多
关键词 嵌入式 可重构 数控系统 ARM 设计 FPGA 微处理器
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面向脑外科微创手术的医疗机器人系统 被引量：16
19
作者 丑武胜 王田苗 《机器人技术与应用》 2003年第4期18-21,共4页
机器人为微创外科手术的实施提供了有利的技术支持。本文针对传统脑外科手术的不足 ,开发研制了一套机器人辅助脑外科微创手术系统 ,主要由5自由度机器人、手术规划和导航软件及基于标志点的标定模块组成 ,其中机器人系统不仅可用于系... 机器人为微创外科手术的实施提供了有利的技术支持。本文针对传统脑外科手术的不足 ,开发研制了一套机器人辅助脑外科微创手术系统 ,主要由5自由度机器人、手术规划和导航软件及基于标志点的标定模块组成 ,其中机器人系统不仅可用于系统标定和导航 ,而且可作为手术的支撑平台。该系统已应用到临床中 ,成功完成了大量的微创脑外科手术。 展开更多
关键词 医疗机器人系统 脑外科手术 微创手术 脑肿瘤
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非线性最优机器人手眼标定 被引量：34
20
作者 王君臣 王田苗 +1 位作者 杨艳 胡磊 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期15-20,89,共7页
提出一种基于最大似然估计的非线性最优手眼标定算法,并采用该方法对机器人进行了手眼标定.由于机器人系统的运动学正解及相机的外参数推定都包含误差,因此不能满足手眼标定矩阵方程,从而导致现有机器人手眼标定算法对观测噪声较为敏感... 提出一种基于最大似然估计的非线性最优手眼标定算法,并采用该方法对机器人进行了手眼标定.由于机器人系统的运动学正解及相机的外参数推定都包含误差,因此不能满足手眼标定矩阵方程,从而导致现有机器人手眼标定算法对观测噪声较为敏感.新算法根据包含噪声的测量值来估计它们的真值,使得测量真值满足手眼标定方程,并且在欧拉刚性变换矩阵空间中可使真值和对应的测量值的距离最小.通过数值仿真和真实机器人手眼标定实验,将新算法与现有2种经典的手眼标定算法进行了比较,结果表明,新算法在估计误差、对位姿变换次数的敏感度和稳定性方面均优于经典算法. 展开更多
关键词 机器人 手眼标定 最大似然估计
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