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基于残差BP神经网络的Baxter机器人逆运动学分析方法
1
作者
赵杨鑫
曹旭
+4 位作者
余志强
潘雨欣
方田
汪婧
沈浩
《安徽工业大学学报(自然科学版)》
CAS
2024年第2期165-172,共8页
提出1种基于残差BP(back propagation)神经网络的自适应逆运动学分析方法,围绕数据采集至实时控制的整个运动规划流程,采集140组位置和欧拉角数据,利用残差BP神经网络对Baxter机械臂进行逆运动学分析,拟合得到机械臂7个关节角度;将训练...
提出1种基于残差BP(back propagation)神经网络的自适应逆运动学分析方法,围绕数据采集至实时控制的整个运动规划流程,采集140组位置和欧拉角数据,利用残差BP神经网络对Baxter机械臂进行逆运动学分析,拟合得到机械臂7个关节角度;将训练好的关节角度以话题的形式发布,通过在抓取物体的脚本中订阅该话题实现通讯;结合Rviz进行可视化展示和实物双臂协同实验,对4种物体模型分别用残差BP神经网络和普通BP神经网络进行抓取实验,验证所提方法的有效性。结果表明:所提方法的计算单点时间约8.1 ms,远小于机械臂的控制周期,可实现实时性的要求;在进行1500次训练的情况下,残差BP神经网络模型的均方误差为0.006,相比普通BP神经网络模型,误差降低0.077,提高了模型的准确性;所提方法的抓取成功率为87.5%,比普通BP神经网络提高了22.5%,验证了本文所提方法的有效性和实用性。
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关键词
残差
BP神经网络
逆运动学
运动规划
双臂
协同
机器人
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职称材料
双七自由度臂防碰撞协同控制算法研究
被引量:
2
2
作者
江亦涵
王挺
+4 位作者
李亚伟
邵士亮
王宁
毕健康
姚辰
《高技术通讯》
CAS
2023年第7期750-761,共12页
针对仿人双机械臂协同运动规划中防碰撞的核心问题,提出了一种双冗余机械臂防碰撞算法。建立有向包围盒(OBB)模型,结合基于单纯形退化的改进吉尔伯特-约翰逊-基尔特(GJK)算法,计算包围盒两两之间的距离,依照距离大小判断自碰撞发生的可...
针对仿人双机械臂协同运动规划中防碰撞的核心问题,提出了一种双冗余机械臂防碰撞算法。建立有向包围盒(OBB)模型,结合基于单纯形退化的改进吉尔伯特-约翰逊-基尔特(GJK)算法,计算包围盒两两之间的距离,依照距离大小判断自碰撞发生的可能性。基于牛顿-辛普森迭代法计算出机械臂满足指定末端位置要求的逆解,然后进行基于包围盒欧氏距离的改良五次多项式插补以生成末端运动轨迹。实验结果表明,该套控制系统可以灵活地进行协同工作,完成包含插拔火炬钥匙、火炬传递相关动作在内的各项任务,且在协同工作过程中可以有效避免发生碰撞。
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关键词
双臂
协同
七自由度机械臂
有向包围盒
吉尔伯特-约翰逊-基尔特(GJK)算法
碰撞检测
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职称材料
双臂机器人包装工艺实验平台设计与研究
3
作者
栾楠
张月文
李永刚
《实验室科学》
2022年第3期5-8,共4页
传统的烟机设备适用于大批量单型号生产,不适于多品种小批量特型烟盒产品。为此,研发了一种工艺拟人化、灵活可变的柔性烟盒包装工艺实验平台。该平台采用双臂机器人作为设备的核心动作单元,借助特制的工装夹具等周边机构来辅助完成烟...
传统的烟机设备适用于大批量单型号生产,不适于多品种小批量特型烟盒产品。为此,研发了一种工艺拟人化、灵活可变的柔性烟盒包装工艺实验平台。该平台采用双臂机器人作为设备的核心动作单元,借助特制的工装夹具等周边机构来辅助完成烟盒的折叠、定位、压紧等动作,并对双臂机器人进行了可操作性研究。研究结果表明,该系统可模拟人工包装动作实现烟盒的折痕、粘胶、包装、整形等包装过程,解决了高端小批量产品的自动化包装问题;并在可操作度理论指导下,工装设计布局方案达到了实验中的最优效果,证明了可操作度理论在机器人应用设计中的有效性和必要性。
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关键词
双臂
协同
烟盒包装
可操作度
设计优化
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职称材料
基于新型双输入卷积神经网络的肌电模式识别
4
作者
杨诞
阚秀
+2 位作者
曹乐
张文艳
孟壮壮
《中国医学物理学杂志》
CSCD
2022年第6期743-751,共9页
针对双臂协同运动中蕴含的运动信息量大,难以充分解读且识别率不高的问题,提出一种新型的双输入卷积神经网络(ND-CNN)模型。首先,根据双臂运动的特点,分别设计数据整理和模型输入两种策略。然后,利用两个结构相同、参数共享的特征提取...
针对双臂协同运动中蕴含的运动信息量大,难以充分解读且识别率不高的问题,提出一种新型的双输入卷积神经网络(ND-CNN)模型。首先,根据双臂运动的特点,分别设计数据整理和模型输入两种策略。然后,利用两个结构相同、参数共享的特征提取层提取信号本身的特征和信号之间的差别特征。最后,利用所提取的两类特征实现双臂协同动作的识别。在自主设计的双臂实验中,将ND-CNN与其余3种先进的神经网络对比。实验结果表明,本文所提的ND-CNN模型在识别精度和可靠性上优于其他网络模型,能够对双臂肌电动作有效识别。
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关键词
双臂
协同
运动
卷积神经网络
差别特征
肌电模式识别
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职称材料
遥控智能机器人双臂主机械手研制
5
作者
宁祎
韩莉莉
林功顺
《河南工业大学学报(社会科学版)》
1999年第1期1-6,共6页
介绍一种空间遥控智能机器人双臂主机械手的研制,重点讨论两个问题:一是如何高精度地在本地测量操作者手部的运动参数,并将其实时地传输给远在异地的从机械手;二是如何把从机械手在异地与环境的作用力高保真地传递给本地的操作者,使之...
介绍一种空间遥控智能机器人双臂主机械手的研制,重点讨论两个问题:一是如何高精度地在本地测量操作者手部的运动参数,并将其实时地传输给远在异地的从机械手;二是如何把从机械手在异地与环境的作用力高保真地传递给本地的操作者,使之获得如临其境的力觉临场感。不仅有效地提高了主机械手的位置精度,而且剔除了非线性因素对力矩计算的动态干扰,简化了运动学和动力学正逆实时解算的工作量,保证了其高保真的力觉性能。
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关键词
遥控机器人
主机械手
双臂
协同
操作
遥现
力觉临场感
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职称材料
题名
基于残差BP神经网络的Baxter机器人逆运动学分析方法
1
作者
赵杨鑫
曹旭
余志强
潘雨欣
方田
汪婧
沈浩
机构
安徽工业大学电气与信息工程学院
中冶华天工程技术有限公司
出处
《安徽工业大学学报(自然科学版)》
CAS
2024年第2期165-172,共8页
基金
国家自然科学基金项目(62173001,62273006)
安徽省重点研发计划项目(202104a05020015)
+1 种基金
安徽省科技重大专项(202003a05020001)
特殊服役环境的智能装备制造国际科技合作基地开放基金项目(ISTC2021KF04)。
文摘
提出1种基于残差BP(back propagation)神经网络的自适应逆运动学分析方法,围绕数据采集至实时控制的整个运动规划流程,采集140组位置和欧拉角数据,利用残差BP神经网络对Baxter机械臂进行逆运动学分析,拟合得到机械臂7个关节角度;将训练好的关节角度以话题的形式发布,通过在抓取物体的脚本中订阅该话题实现通讯;结合Rviz进行可视化展示和实物双臂协同实验,对4种物体模型分别用残差BP神经网络和普通BP神经网络进行抓取实验,验证所提方法的有效性。结果表明:所提方法的计算单点时间约8.1 ms,远小于机械臂的控制周期,可实现实时性的要求;在进行1500次训练的情况下,残差BP神经网络模型的均方误差为0.006,相比普通BP神经网络模型,误差降低0.077,提高了模型的准确性;所提方法的抓取成功率为87.5%,比普通BP神经网络提高了22.5%,验证了本文所提方法的有效性和实用性。
关键词
残差
BP神经网络
逆运动学
运动规划
双臂
协同
机器人
Keywords
residual
BP neural network
inverse kinematics
motion planning
dual arm collaboration
robot
分类号
TP273.5 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
双七自由度臂防碰撞协同控制算法研究
被引量:
2
2
作者
江亦涵
王挺
李亚伟
邵士亮
王宁
毕健康
姚辰
机构
中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室
沈阳理工大学自动化与电气工程学院
中国科学院大学
沈阳工业大学人工智能学院
沈阳化工大学信息工程学院
出处
《高技术通讯》
CAS
2023年第7期750-761,共12页
基金
国家自然科学基金联合基金项目(U20A20201)
国家重点研发计划(2021YFF0306201)
辽宁省重点研发计划(2020JH2/10300104)资助项目。
文摘
针对仿人双机械臂协同运动规划中防碰撞的核心问题,提出了一种双冗余机械臂防碰撞算法。建立有向包围盒(OBB)模型,结合基于单纯形退化的改进吉尔伯特-约翰逊-基尔特(GJK)算法,计算包围盒两两之间的距离,依照距离大小判断自碰撞发生的可能性。基于牛顿-辛普森迭代法计算出机械臂满足指定末端位置要求的逆解,然后进行基于包围盒欧氏距离的改良五次多项式插补以生成末端运动轨迹。实验结果表明,该套控制系统可以灵活地进行协同工作,完成包含插拔火炬钥匙、火炬传递相关动作在内的各项任务,且在协同工作过程中可以有效避免发生碰撞。
关键词
双臂
协同
七自由度机械臂
有向包围盒
吉尔伯特-约翰逊-基尔特(GJK)算法
碰撞检测
Keywords
double-arm collaboration
seven-degree-of-freedom manipulator
oriented bounding box(OBB)
Gilbert-Johnson-Keerth(GJK)algorithm
collision detection
分类号
TP242 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
TP273 [自动化与计算机技术—控制科学与工程]
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职称材料
题名
双臂机器人包装工艺实验平台设计与研究
3
作者
栾楠
张月文
李永刚
机构
上海交通大学机械与动力工程学院
出处
《实验室科学》
2022年第3期5-8,共4页
文摘
传统的烟机设备适用于大批量单型号生产,不适于多品种小批量特型烟盒产品。为此,研发了一种工艺拟人化、灵活可变的柔性烟盒包装工艺实验平台。该平台采用双臂机器人作为设备的核心动作单元,借助特制的工装夹具等周边机构来辅助完成烟盒的折叠、定位、压紧等动作,并对双臂机器人进行了可操作性研究。研究结果表明,该系统可模拟人工包装动作实现烟盒的折痕、粘胶、包装、整形等包装过程,解决了高端小批量产品的自动化包装问题;并在可操作度理论指导下,工装设计布局方案达到了实验中的最优效果,证明了可操作度理论在机器人应用设计中的有效性和必要性。
关键词
双臂
协同
烟盒包装
可操作度
设计优化
Keywords
dual-arm collaboration
cigarette case packaging
operability
design optimization
分类号
TP242 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
基于新型双输入卷积神经网络的肌电模式识别
4
作者
杨诞
阚秀
曹乐
张文艳
孟壮壮
机构
上海工程技术大学电子电气工程学院
出处
《中国医学物理学杂志》
CSCD
2022年第6期743-751,共9页
基金
国家自然科学基金(61703270)。
文摘
针对双臂协同运动中蕴含的运动信息量大,难以充分解读且识别率不高的问题,提出一种新型的双输入卷积神经网络(ND-CNN)模型。首先,根据双臂运动的特点,分别设计数据整理和模型输入两种策略。然后,利用两个结构相同、参数共享的特征提取层提取信号本身的特征和信号之间的差别特征。最后,利用所提取的两类特征实现双臂协同动作的识别。在自主设计的双臂实验中,将ND-CNN与其余3种先进的神经网络对比。实验结果表明,本文所提的ND-CNN模型在识别精度和可靠性上优于其他网络模型,能够对双臂肌电动作有效识别。
关键词
双臂
协同
运动
卷积神经网络
差别特征
肌电模式识别
Keywords
dual-arm cooperative motion
convolutional neural network
discriminative feature
surface electromyography signal pattern recognition
分类号
R318 [医药卫生—生物医学工程]
TP391.4 [医药卫生—基础医学]
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职称材料
题名
遥控智能机器人双臂主机械手研制
5
作者
宁祎
韩莉莉
林功顺
机构
郑州工业高等专科学校机械系
出处
《河南工业大学学报(社会科学版)》
1999年第1期1-6,共6页
基金
国家"863"高技术计划航天领域支持项目(863-2-5-2-3)
文摘
介绍一种空间遥控智能机器人双臂主机械手的研制,重点讨论两个问题:一是如何高精度地在本地测量操作者手部的运动参数,并将其实时地传输给远在异地的从机械手;二是如何把从机械手在异地与环境的作用力高保真地传递给本地的操作者,使之获得如临其境的力觉临场感。不仅有效地提高了主机械手的位置精度,而且剔除了非线性因素对力矩计算的动态干扰,简化了运动学和动力学正逆实时解算的工作量,保证了其高保真的力觉性能。
关键词
遥控机器人
主机械手
双臂
协同
操作
遥现
力觉临场感
Keywords
telerobot
master manipulator
dual-aim cooperation
telepresence
分类号
C [社会学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于残差BP神经网络的Baxter机器人逆运动学分析方法
赵杨鑫
曹旭
余志强
潘雨欣
方田
汪婧
沈浩
《安徽工业大学学报(自然科学版)》
CAS
2024
0
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职称材料
2
双七自由度臂防碰撞协同控制算法研究
江亦涵
王挺
李亚伟
邵士亮
王宁
毕健康
姚辰
《高技术通讯》
CAS
2023
2
下载PDF
职称材料
3
双臂机器人包装工艺实验平台设计与研究
栾楠
张月文
李永刚
《实验室科学》
2022
0
下载PDF
职称材料
4
基于新型双输入卷积神经网络的肌电模式识别
杨诞
阚秀
曹乐
张文艳
孟壮壮
《中国医学物理学杂志》
CSCD
2022
0
下载PDF
职称材料
5
遥控智能机器人双臂主机械手研制
宁祎
韩莉莉
林功顺
《河南工业大学学报(社会科学版)》
1999
0
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职称材料
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