McKibben型气动人工肌肉研究进展与趋势 被引量：15

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作者 谢胜龙 梅江平 刘海涛 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2018年第5期1065-1080,共16页

鉴于气动人工肌肉固有的结构特点导致其在运动过程中产生迟滞和蠕变等非线性现象,给其精确控制带来了极大的困难,而现有的气动人工肌肉的迟滞理论建模和控制策略尚存在诸多缺陷,阐述了气动人工肌肉运动过程中产生的一系列非线性现象及... 鉴于气动人工肌肉固有的结构特点导致其在运动过程中产生迟滞和蠕变等非线性现象,给其精确控制带来了极大的困难,而现有的气动人工肌肉的迟滞理论建模和控制策略尚存在诸多缺陷,阐述了气动人工肌肉运动过程中产生的一系列非线性现象及其原因,从气动人工肌肉静/动态特性建模、迟滞特性建模及控制策略等方面综述和分析其现有研究进展与成果。根据气动人工肌肉结构、迟滞建模和控制策略的发展趋势,给出了气动人工肌肉需要深入研究的方向和解决这些关键问题的途径。 展开更多

关键词 气动人工肌肉 研究进展 研究趋势 迟滞现象 控制策略 建模

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基于单目视觉的高速并联机器人动态目标跟踪算法 被引量：11

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作者 梅江平 王浩 +2 位作者 张舵 闫寒 李策 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CSCD 北大核心 2020年第2期138-146,共9页

在高速并联机器人视觉分拣系统中,由于安装误差等原因,视觉系统与传送带以及机器人与传送带之间会存在一定的角度偏差,导致目标物体在分拣系统中的定位精度较低,使机器人末端不能精确抓取动态目标.而且传统的单目视觉定位及跟踪算法存... 在高速并联机器人视觉分拣系统中,由于安装误差等原因,视觉系统与传送带以及机器人与传送带之间会存在一定的角度偏差,导致目标物体在分拣系统中的定位精度较低,使机器人末端不能精确抓取动态目标.而且传统的单目视觉定位及跟踪算法存在精度低、运算速度慢等问题,影响视觉分拣系统的计算速度,降低系统的实时性.针对以上问题,提出了一种基于圆特征的单目视觉定位与传送带标定结合的动态目标跟踪算法,首先不需考虑相机坐标系与传送带坐标系的角度偏差,拍摄一个圆形目标,并以光心为顶点构造直椭圆锥的几何成像模型.在此基础上利用其几何关系求取圆心在相机坐标系下的深度信息,再结合传送带标定与张正友标定方法,确定传送带编码器的比例因子以及机器人坐标系和传送带坐标系之间的角度偏差,并实时跟踪圆形目标运动过程中圆心在机器人下的位置.最后,对所提算法和传统算法分别进行实验对比,结果表明,该动态跟踪算法通过圆锥投影的几何关系推导圆心的空间坐标,避免了传统复杂的非线性方程求解,定位精度和计算速度大幅提高.该算法消除了传统算法的角度偏差,平均位置误差为0.82 mm,具有较高的定位精度.运行中系统耗时较短,运行效率得到了有效提高,且误抓率和漏抓率分别为0.2%和0,具有很高的实用价值. 展开更多

关键词 单目视觉定位 高速并联机器人 相机标定 传送带标定 动态跟踪

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基于单维拉线测量系统的码垛机器人定位误差分析及运动学标定 被引量：8

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作者 梅江平 孙思嘉 +1 位作者 罗振军 陈落根 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CSCD 北大核心 2018年第7期748-754,共7页

以四自由度码垛机器人为研究对象,基于单维拉线测量系统对该机器人的运动学标定方法进行了研究.采用环路增量法构造了码垛机器人平行四连杆的误差模型,并建立了带关节变量比例系数的运动学误差模型,从而对关节传动误差进行补偿.通过对... 以四自由度码垛机器人为研究对象,基于单维拉线测量系统对该机器人的运动学标定方法进行了研究.采用环路增量法构造了码垛机器人平行四连杆的误差模型,并建立了带关节变量比例系数的运动学误差模型,从而对关节传动误差进行补偿.通过对影响机器人末端位置精度的几何误差参数进行敏感性分析,将几何误差源简化为11项,可有效提高辨识效率.结合单维拉线测量系统的特点,建立了末端运动误差与几何误差源的映射关系,进而提出了一种基于距离测量的参数辨识模型.通过计算机仿真和标定试验对该方法的有效性进行了验证.试验结果表明,标定后码垛机器人位置误差3?值由11.73,mm减小至1.79,mm,运动精度提升84.7%,. 展开更多

关键词 拉线位移传感器 码垛机器人 运动学标定

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足底驱动型下肢康复机器人的运动学建模与轨迹跟踪控制研究 被引量：4

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作者 谢胜龙 梅江平 刘海涛 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CSCD 北大核心 2018年第5期443-452,共10页

为简单、精确地实现对一种由高速开关阀和气动人工肌肉作为驱动控制单元的足底驱动型下肢康复机器人的轨迹跟踪控制,提出了一种基于MATLAB/Simulink的仿真控制模型.基于模块化思想,将该机器人控制系统划分为系统输入模块、位置逆解模块... 为简单、精确地实现对一种由高速开关阀和气动人工肌肉作为驱动控制单元的足底驱动型下肢康复机器人的轨迹跟踪控制,提出了一种基于MATLAB/Simulink的仿真控制模型.基于模块化思想,将该机器人控制系统划分为系统输入模块、位置逆解模块、单支链驱动控制模块和位置正解模块.首先对该机器人进行结构分析,在此基础上推导出其运动学正逆解模型,为位置正逆解模块提供理论依据.然后,建立人体下肢运动学模型,带入关节角度数据得到足底运动轨迹,在此基础上用傅里叶级数拟合得到足心和背伸/跖屈角对时间的函数表达式,作为系统的输入模块.最后,采用关节空间控制方法结合各子模块构造出下肢康复机器人控制仿真模型,特别地,采用了实验的方法验证了单支链驱动控制模块的准确性.在此基础上,在MATLAB/Simulink模块中对所建立的系统仿真控制模型进行了仿真.结果表明,所建立的控制模型能够精确地跟踪期望的运动轨迹,从而验证了控制模型和控制方案的精确性和可行性,为实现该机器人的轨迹跟踪控制提供了有效手段. 展开更多

关键词 足底驱动 下肢康复机器人 高速开关阀 气动人工肌肉 轨迹跟踪 关节空间控制

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MD1200-YJ码垛机器人低能耗轨迹优化 被引量：3

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作者 贺莹 梅江平 +2 位作者 孙玉德 臧家炜 方志炜 《制造技术与机床》 北大核心 2020年第8期95-101,共7页

研究了MD1200-YJ型码垛机器人末端“门”字型轨迹工况下的低能耗轨迹优化问题。首先,建立了考虑弹簧力矩的码垛机器人逆动力学模型,进而建立其能耗模型。其次,针对码垛机器人末端“门”字型轨迹的典型工况,采用5NURBS插值函数进行关节... 研究了MD1200-YJ型码垛机器人末端“门”字型轨迹工况下的低能耗轨迹优化问题。首先,建立了考虑弹簧力矩的码垛机器人逆动力学模型,进而建立其能耗模型。其次,针对码垛机器人末端“门”字型轨迹的典型工况,采用5NURBS插值函数进行关节空间下的轨迹规划。再次,基于加权系数法,建立了由平均能耗最小和跃度绝对值峰值最小构成的综合优化目标函数,以末端轨迹分段时间为设计变量,以总时间不变以及关节电机额定参数为约束条件,运用遗传算法进行求解。最后,比较优化前后码垛机器人的关节能耗和跃度指标,验证了优化方法的有效性。 展开更多

关键词 码垛机器人 低能耗 跃度 “门”字型轨迹 关节空间 轨迹优化

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基于工具坐标标定改进的工业机器人零点位置自整定方法 被引量：1

6

作者 何英武 梅江平 +2 位作者 黄玄庆 陈绵鹏 郑东海 《机床与液压》 北大核心 2021年第5期14-19,共6页

在工业机器人应用过程中更换工具时需要重新标定工具坐标,一般情况下工具坐标通过固定点约束的3点法进行标定,此方式在机器人本身零点位置不准确的情况下往往会得到一个较差的结果。基于3点法中定点约束的原理,提出一种改进的工业机器... 在工业机器人应用过程中更换工具时需要重新标定工具坐标,一般情况下工具坐标通过固定点约束的3点法进行标定,此方式在机器人本身零点位置不准确的情况下往往会得到一个较差的结果。基于3点法中定点约束的原理,提出一种改进的工业机器人零点位置自整定方法,对出厂标定过的六自由度串联机器人,修改其零点位置与工具坐标的标准值产生给定误差,基于空间内一个固定点的约束关系,在已知机器人连杆参数的情况下建立机器人坐标变换模型,取21组机器人关节角与笛卡尔坐标数据作为辨识条件参数,机器人工具坐标与零点位置的偏差作为未知数据,通过最小二乘迭代算法计算出工具坐标与零点位置的偏差数据。将实验对象的整定结果和给定的误差参数进行对比,整定结果基本与给定误差一致,并通过比较自整定前后示教器上的位置显示值之间的误差值,证明了校准算法的可行性。 展开更多

关键词 工业机器人 坐标变换 工具坐标系 零点位置 自整定

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电子齿轮箱专用功能开发及应用技术

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作者 何英武 梅江平 陈光锋 《机床与液压》 北大核心 2021年第13期89-93,111,共6页

以电子齿轮箱为研究对象,从分析齿轮机床运动过程入手,构建电子齿轮箱滚齿加工的耦合关系联动模型;深入研究电子齿轮箱的单轴跟踪误差和耦合误差;结合齿轮加工的难点问题,提出耦合误差的简化计算模型,并开发了控制齿轮加工耦合误差的电... 以电子齿轮箱为研究对象,从分析齿轮机床运动过程入手,构建电子齿轮箱滚齿加工的耦合关系联动模型;深入研究电子齿轮箱的单轴跟踪误差和耦合误差;结合齿轮加工的难点问题,提出耦合误差的简化计算模型,并开发了控制齿轮加工耦合误差的电子齿轮箱相位误差动态闭环补偿技术。最后通过基于广数218系统平台的应用,来体现所提方案的实用性。 展开更多

关键词 电子齿轮箱 耦合误差 动态闭环补偿技术

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三自由度Delta并联机械手轨迹规划方法 被引量：49

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作者 梅江平 臧家炜 +2 位作者 乔正宇 刘松涛 宋涛 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第19期9-17,共9页

以三自由度Delta并联机械手为研究对象,针对其高速搬运作业下的操作空间和关节空间的轨迹规划策略进行研究。结合实际作业需求,对机械手末端运动轨迹的关键路径点进行设置,建立点到点的搬运作业轨迹。以机械手运动学逆解模型为基础,在... 以三自由度Delta并联机械手为研究对象,针对其高速搬运作业下的操作空间和关节空间的轨迹规划策略进行研究。结合实际作业需求,对机械手末端运动轨迹的关键路径点进行设置,建立点到点的搬运作业轨迹。以机械手运动学逆解模型为基础,在操作空间利用3-4-5次多项式运动规律建立操作空间运动特征到关节空间运动特征的映射关系。以机械手运动学正解模型为基础,在关节空间利用五次非均匀有理B样条(NURBS)运动规律建立关节空间运动特征到操作空间运动特征的映射关系。在运动轨迹关键点位置及运动时间相同的条件下,对两种轨迹规划方法进行计算机仿真,对比分析机械手关节角度、角速度和角加速度等运动特征,并通过物理样机试验进行验证。结果表明关节空间内基于五次非均匀有理B样条运动规律的轨迹规划方法在减小运动过程中机械手振动和降低电动机功耗等方面优势明显。 展开更多

关键词 并联机器人 轨迹规划 非均匀有理B样条 振动

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二自由度并联机械手动力学控制方法 被引量：5

9

作者 闫寒 王浩 +3 位作者 张舵 闫学佳 吴明坤 梅江平 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2020年第1期1-9,共9页

本文针对一种二自由度并联机械手高速运动状态下的动力学控制方法展开研究。通过对并联机械手简化刚体动力学模型的建模误差进行溯源分析,提出了一种基于双系数补偿分配策略的建模方法,对机械手的简化刚体动力学模型进行了优化,并基于... 本文针对一种二自由度并联机械手高速运动状态下的动力学控制方法展开研究。通过对并联机械手简化刚体动力学模型的建模误差进行溯源分析,提出了一种基于双系数补偿分配策略的建模方法,对机械手的简化刚体动力学模型进行了优化,并基于该简化模型建立了机械手的动力学前馈控制方法。为进一步提高控制过程的鲁棒性,结合H_∞控制方法提出了一种H_∞+动力学前馈的控制方法。在建立机械手整机机电联合仿真系统的基础上,对所提出的两种控制方法进行了详细的仿真和对比。仿真结果表明,本文提出的控制方法可以减少力矩扰动对伺服电机输出带来的影响,大大减小了机械手末端的定位误差,提高了机械手的控制精度。 展开更多

关键词 二自由度并联机械手 简化刚体动力学模型 前馈控制 H_∞控制器

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大流量高压射流粉碎设备的仿真与试验研究 被引量：3

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作者 褚佳 潘烨 +2 位作者 朱俏俏 耿睿琛 梅江平 《包装与食品机械》 CAS 北大核心 2023年第3期25-31,共7页

为解决现有高压射流粉碎设备产能低,无法满足工业生产线使用需求的问题。对高压射流粉碎设备的关键零部件(交互容腔)进行研究,提出一种复合式大流量交互容腔组件。基于Mixture多相流模型和Realizable k-ε湍流模型对交互容腔的内部流道... 为解决现有高压射流粉碎设备产能低,无法满足工业生产线使用需求的问题。对高压射流粉碎设备的关键零部件(交互容腔)进行研究,提出一种复合式大流量交互容腔组件。基于Mixture多相流模型和Realizable k-ε湍流模型对交互容腔的内部流道进行计算流体动力学仿真,获得流场的压力、速度和湍动能分布,并获得较优的分流角大小和流道尺寸。研制大流量高压射流粉碎设备样机,并在样机上进行粉碎试验和产能测试。结果表明,大流量高压射流粉碎设备的平均粉碎粒度d[4,3]从75.6μm降到32.7μm,设备的产能稳定在4.2 m^(3)/h左右。研究为工业用大流量高压射流粉碎设备的设计提供理论与试验支持。 展开更多

关键词 高压射流粉碎 大流量 交互容腔 计算流体动力学 粉碎试验

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罐装产品礼品盒自动装箱系统的研究与设计

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作者 褚佳 朱俏俏 +2 位作者 周海江 李小江 梅江平 《包装与食品机械》 CAS 北大核心 2023年第4期102-106,112,共6页

为实现灌装产品礼品盒的自动化装箱,设计一套以直角坐标机器人为基础,配备整列分箱、纸板添加、纸衬成型与添加等功能的整体解决方案。通过对需求工艺和产能节拍的分析计算,提出总体设计方案,采用虚拟样机技术详细设计各个功能模块,基... 为实现灌装产品礼品盒的自动化装箱,设计一套以直角坐标机器人为基础,配备整列分箱、纸板添加、纸衬成型与添加等功能的整体解决方案。通过对需求工艺和产能节拍的分析计算,提出总体设计方案,采用虚拟样机技术详细设计各个功能模块,基于西门子SIMOTION开发装箱机控制系统。现场调试实现自动装箱功能,系统稳定产能可达40箱/min,单线降低人力需求60%以上,在礼品盒自动装箱领域具有推广应用价值。 展开更多

关键词 装箱机 直角坐标机器人 运动控制系统 罐装产品 礼品盒

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