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空间弹性并联机器人KED建模 被引量:5
1
作者 蔡胜利 余跃庆 白师贤 《机械设计》 CSCD 北大核心 1998年第4期22-24,共3页
本文首次用有限元方法建立了一种空间6自由度并联机器人的弹性动力学模型,文中根据并联机器人的结构特点,设其平台为刚性体,各条腿为弹性体,再根据平台与腿部的运动协调方程推导出它的KED方程。已知机器人的刚体运动规律,由此... 本文首次用有限元方法建立了一种空间6自由度并联机器人的弹性动力学模型,文中根据并联机器人的结构特点,设其平台为刚性体,各条腿为弹性体,再根据平台与腿部的运动协调方程推导出它的KED方程。已知机器人的刚体运动规律,由此方程可以求出其平台以及腿部各关节的弹性运动规律。最后给出了数值例。 展开更多
关键词 弹性机器人 空间并联机器人 KED 机器人
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空间缩放式六自由度并联平台机构及位置分析 被引量:1
2
作者 赵铁石 赵永生 +2 位作者 王晶 刘乐春 黄真 《机器人》 EI CSCD 北大核心 1998年第5期346-351,共6页
本文提出了一种以缩放机构为分支的新型六自由度空间并联机器人机构模型.文中讨论了它的机构学特点,给出了位置反解的方法,推导出了位置正解的8次封闭解法,并进行了数值验证.
关键词 机器人 机构学 位置分析 空间并联机器人
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空间4-UPU并联机器人的运动学研究 被引量:2
3
作者 付勇智 赵景山 +1 位作者 张云清 陈立平 《华中科技大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第10期93-96,共4页
运用自然坐标法研究了空间4-UPU(万向铰-移动铰-万向铰)并联机器人的运动学正解问题.通过共用并联机器人两两构件间的公共点或公共向量的笛卡尔坐标减少自然坐标的数量,从而简化了整个分析过程.在用自然坐标法处理多体机器人系统时,由... 运用自然坐标法研究了空间4-UPU(万向铰-移动铰-万向铰)并联机器人的运动学正解问题.通过共用并联机器人两两构件间的公共点或公共向量的笛卡尔坐标减少自然坐标的数量,从而简化了整个分析过程.在用自然坐标法处理多体机器人系统时,由于变量仅仅引进了末端执行器上关键点的笛卡尔坐标,因此,约束方程或者是二次的或者是线性的,这就使得并联机器人的运动学分析中不会出现任何超越函数.该建模过程方法简单、统一,非常有利于计算机编程处理. 展开更多
关键词 空间并联机器人 自然坐标法 笛卡尔坐标 运动学正解
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基于广义雅可比矩阵的空间并联机器人运动学研究 被引量:2
4
作者 李富娟 李仕华 +1 位作者 王凯 韩雪艳 《燕山大学学报》 CAS 北大核心 2018年第4期296-302,共7页
针对自由漂浮空间并联机器人运动输出部分与载体之间存在运动耦合的问题,提出一种自由漂浮空间并联机器人广义雅可比矩阵的构造方法。基于螺旋理论建立速度映射关系,得到各分支输入速度与上、下平台的运动速度关系,结合动量守恒定律得... 针对自由漂浮空间并联机器人运动输出部分与载体之间存在运动耦合的问题,提出一种自由漂浮空间并联机器人广义雅可比矩阵的构造方法。基于螺旋理论建立速度映射关系,得到各分支输入速度与上、下平台的运动速度关系,结合动量守恒定律得到出上、下平台的速度运动关系,推导出自由漂浮空间并联机器人的广义雅可比矩阵,以6-SPS并联机构为例,进行数值计算和仿真分析对比,验证广义雅可比矩阵构造方法的正确性,也为自由漂浮空间并联机器人的精确控制奠定了基础。 展开更多
关键词 自由漂浮 广义雅可比矩阵 非惯性系 空间并联机器人
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自由浮动空间双臂机器人的鲁棒协调控制 被引量:23
5
作者 王从庆 石宗坤 袁华 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期436-440,470,共6页
研究自由浮动空间双臂机器人在本体位置、姿态均不加控制时,抓取物体运动情况下的动力学协调控制。根据空间双臂机器人抓取系统的闭链约束关系,推导出广义雅可比矩阵,针对抓取系统动力学模型的不确定性,提出一种鲁棒协调控制方法,来控... 研究自由浮动空间双臂机器人在本体位置、姿态均不加控制时,抓取物体运动情况下的动力学协调控制。根据空间双臂机器人抓取系统的闭链约束关系,推导出广义雅可比矩阵,针对抓取系统动力学模型的不确定性,提出一种鲁棒协调控制方法,来控制被抓物体的运动,使被抓物体的运动轨迹跟踪期望的运动轨迹,并保证内力跟踪误差的有界性。通过对自由浮动空间平面双臂机器人进行鲁棒协调控制仿真实验,结果表明了该方法的有效性。 展开更多
关键词 空间双臂机器人 广义雅可比矩阵 鲁棒协调控制
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空间双臂机器人机械臂最优轨迹规划仿真 被引量:10
6
作者 韩冬 崔艳 +1 位作者 杨培林 赵青云 《计算机仿真》 北大核心 2018年第10期333-339,共7页
空间机器人工作过程中,因机械臂与基座之间的动力学耦合,造成平台姿态扰动及机械臂振动,使得空间机器人操作精度降低。针对空间双臂机器人在轨服务过程中平台姿态保持与机械臂震颤抑制问题,提出一种基于多目标混沌粒子群优化的机械臂轨... 空间机器人工作过程中,因机械臂与基座之间的动力学耦合,造成平台姿态扰动及机械臂振动,使得空间机器人操作精度降低。针对空间双臂机器人在轨服务过程中平台姿态保持与机械臂震颤抑制问题,提出一种基于多目标混沌粒子群优化的机械臂轨迹规划方法。为获得机械臂运动对基座的反作用力矩,首先建立了双臂机器人动力学方程,并且利用正弦函数参数化机械臂的运动轨迹。定义最小化基座反作用力矩与机械臂震颤抑制参数为适应函数,并考虑了机械臂关节角、关节角速度、角加速度约束条件,采用多目标混沌粒子群算法求全局最优解,实现关节空间的机械臂路径规划。通过仿真对规划方法的正确性和有效性开展验证,结果表明,利用提出的轨迹规划方法减小了机械臂运动对平台姿态的扰动,降低了控制力矩峰值,规划出的机械臂轨迹平滑连续,可应用于多自由度空间机械臂。 展开更多
关键词 空间双臂机器人 基座反作用 机械臂震颤 多目标混沌粒子群优化
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基于构型组合的空间探测机器人移动机构设计 被引量:9
7
作者 尚建忠 罗自荣 +1 位作者 张新访 范大鹏 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第12期178-183,共6页
提出基于构型组合和构型创新的空间探测机器人移动机构设计方法。该方法将轮式空间探测机器人视为由轮系、悬架和车体三类子构型组合而成的多体系统。提出同构组合和异构组合两类设计模式,将空间探测机器人移动机构的创新设计归结为子... 提出基于构型组合和构型创新的空间探测机器人移动机构设计方法。该方法将轮式空间探测机器人视为由轮系、悬架和车体三类子构型组合而成的多体系统。提出同构组合和异构组合两类设计模式,将空间探测机器人移动机构的创新设计归结为子构型获取和子构型组合,并对两类设计模式进行理论分析,建立计算模型。分析国内外经典空间探测机器人移动机构构型,设计两种轮系构型和两种悬架构型,通过构型提取和构型创新得到4种轮系构型、5种悬架构型和5种车体构型。以四轮、六轮和八轮空间探测机器人为研究对象,采用基于构型组合的设计方法,通过同构组合得到70种新型同构组合空间探测机器人移动机构,通过异构组合得到165种新型异构组合空间探测机器人移动机构。 展开更多
关键词 空间探测机器人 机器人移动机构 设计方法 构型组合
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自由浮动空间双臂机器人抓持内力的优化控制 被引量:9
8
作者 王从庆 石宗坤 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期16-20,共5页
运用非线性规划方法,提出了一种本体位置、姿态均不受控的自由浮动空间双臂机器人的内力优化与控制策略。首先根据空间双臂机器人及负载的动力学方程,建立了抓持系统合成动力学方程,进而将机器人各手臂关节广义驱动力矩的范数作为目标函... 运用非线性规划方法,提出了一种本体位置、姿态均不受控的自由浮动空间双臂机器人的内力优化与控制策略。首先根据空间双臂机器人及负载的动力学方程,建立了抓持系统合成动力学方程,进而将机器人各手臂关节广义驱动力矩的范数作为目标函数,内力作为优化变量,采用了序列二次规划法来解决空间机器人的动态内力优化计算问题,并对双臂六自由度空间机器人进行了内力优化控制仿真实验,结果表明了该方法的有效性。 展开更多
关键词 空间双臂机器人 最优内力计算 非线性规划 优化控制
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空间关节机器人轨迹规划 被引量:5
9
作者 许贤泽 《甘肃工业大学学报》 1995年第4期59-62,共4页
提出了一种简捷的空间关节机器人运动轨迹的优化方法。对求解机器人运动学逆问题较为有效。通过实例分析,它所得运动参数不但满足作业要求,而且使机器人以最佳状况进行作业。
关键词 机器人 轨迹规划 D-H方法 空间关节机器人
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自由浮动柔性空间双臂机器人的混合抑振控制 被引量:9
10
作者 王从庆 柯昌俊 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第1期31-35,共5页
针对一种双臂4关节末端为柔性连杆的自由浮动空间机器人,将自由浮动空间柔性双臂机器人开链系统的柔性杆视为Euler-Bernoulli梁,采用假设模态法对柔性连杆的变形进行近似描述,忽略高阶弹性振动模态,根据拉格朗日法,并结合系统动量守恒,... 针对一种双臂4关节末端为柔性连杆的自由浮动空间机器人,将自由浮动空间柔性双臂机器人开链系统的柔性杆视为Euler-Bernoulli梁,采用假设模态法对柔性连杆的变形进行近似描述,忽略高阶弹性振动模态,根据拉格朗日法,并结合系统动量守恒,推导了自由浮动空间柔性双臂机器人开链系统的动力学方程和振动方程;考虑弹性变形、建模误差及扰动项,以及动力学的非线性强耦合效应,在模态空间下,采用模糊滑模及最优控制的混合控制方法,讨论空间柔性双臂机器人操作臂在捕获运动时的轨迹跟踪及振动抑制问题。仿真实验表明,混合控制可以削弱滑模控制的抖振程度,使得滑模控制的输出更平稳,有效地抑制柔性连杆产生的弹性振动,保持操作臂末端轨迹跟踪的鲁棒性。 展开更多
关键词 自由浮动柔性空间双臂机器人 柔性振动 模糊滑模控制 振动抑制
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自主机动空间绳网机器人设计与动力学建模 被引量:8
11
作者 马骏 黄攀峰 +1 位作者 孟中杰 胡仄虹 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期1316-1322,共7页
设计了一种新型"平台+绳系+柔性网+自主机动单元"结构的空间机器人系统,较强的机动能力和较大的任务范围使其在空间垃圾清理任务中具有显著的优势。详细描述了自主机动空间绳网机器人的概念、任务过程和特点。为了分析自主机... 设计了一种新型"平台+绳系+柔性网+自主机动单元"结构的空间机器人系统,较强的机动能力和较大的任务范围使其在空间垃圾清理任务中具有显著的优势。详细描述了自主机动空间绳网机器人的概念、任务过程和特点。为了分析自主机动空间绳网机器人逼近目标过程开始时柔性网网型的变化趋势,采用质量集中法建立了逼近过程的动力学模型,模型中将柔性网离散化为无质量弹性杆和质点的集合,同时考虑了自主控制力的作用。在不同条件下对逼近过程中的网型变化进行了数字仿真,仿真结果表明:逼近过程开始时,自主机动单元无控状态下柔性网将产生收口运动,且收口运动的强弱与自主机动单元和柔性网的初速有关;逼近轨迹也将偏离目标方向。通过自主机动单元的自主控制力能够避免收口运动和逼近方向偏移的产生。 展开更多
关键词 自主机动 空间绳网机器人 动力学模型
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柔性关节空间双臂机器人奇异摄动增广鲁棒自适应PD复合控制 被引量:8
12
作者 陈志勇 陈力 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2015年第16期79-84,共6页
为解决载体位姿无控柔性关节空间双臂机器人系统在外部干扰、未知载荷参数影响下关节运动控制问题,提出奇异摄动增广鲁棒自适应PD复合控制方法。以柔性关节空间双臂欠驱动式机器人及关节电机动力学子方程为设计基础,借助柔性补偿奇异摄... 为解决载体位姿无控柔性关节空间双臂机器人系统在外部干扰、未知载荷参数影响下关节运动控制问题,提出奇异摄动增广鲁棒自适应PD复合控制方法。以柔性关节空间双臂欠驱动式机器人及关节电机动力学子方程为设计基础,借助柔性补偿奇异摄动技术建立系统奇异摄动修正模型;针对系统外部干扰确界未知、载荷参数未知工况,为柔性关节空间双臂机器人设计由快变状态反馈控制、增广鲁棒自适应PD慢变控制组合而成的复合控制规律。仿真结果证实,所提奇异摄动增广鲁棒自适应PD复合控制方法可有效消除系统关节柔性、未知外部干扰及载荷参数影响,确保空间双臂机器人能精确执行预期关节运动任务。 展开更多
关键词 柔性关节 空间双臂机器人 增广鲁棒自适应PD控制 奇异摄动 外部干扰
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空间细胞机器人面向桁架在轨攀爬步态分析 被引量:7
13
作者 游斌弟 温晓雷 +4 位作者 刘育强 谭春林 安德孝 田浩 赵阳 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期521-530,共10页
面向空间在轨装配维修过程中的攀爬移动问题,基于空间细胞机器人(CSR)理念,提出连接细胞、转动细胞、末端执行细胞三种基本细胞单元。利用图论和拓扑学原理,在关联矩阵的基础上进行改进得到一种细胞迁移矩阵,直观准确地表达细胞机器人... 面向空间在轨装配维修过程中的攀爬移动问题,基于空间细胞机器人(CSR)理念,提出连接细胞、转动细胞、末端执行细胞三种基本细胞单元。利用图论和拓扑学原理,在关联矩阵的基础上进行改进得到一种细胞迁移矩阵,直观准确地表达细胞机器人任意构型,以及不同节点之间的组织迁移过程。考虑桁架应用环境和细胞机器人自身的特点,划分出三种广义双杆攀爬工况,能够覆盖所有桁架攀爬任务需求。利用基于旋量理论的指数积公式进行不失一般性运动学分析。基于一致性、重复性以及无干涉原则,针对每种攀爬工况提出相应的攀爬步态,进行数值仿真分析,对比不同步态细胞机器人的关节力矩、能耗以及末端轨迹所占据工作空间等参数。仿真结果对空间机器人在轨攀爬路径规划以及控制方式的研究具有重要理论意义和工程价值。 展开更多
关键词 空间细胞机器人(CSR) 步态分析 在轨攀爬 桁架
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基于构型的轮式空间探测机器人创新设计与优化 被引量:5
14
作者 尚建忠 罗自荣 +1 位作者 张新访 范大鹏 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期414-418,共5页
针对方案性能评价与优化,提出了基于构型的创新设计方法,建立了轮式空间探测机器人的综合评价与优化模型。基于虚拟样机软件ADMAS12·0和控制仿真软件MATLAB6·5开发了轮式空间探测机器人移动性能综合评价与优化软件,从构型创... 针对方案性能评价与优化,提出了基于构型的创新设计方法,建立了轮式空间探测机器人的综合评价与优化模型。基于虚拟样机软件ADMAS12·0和控制仿真软件MATLAB6·5开发了轮式空间探测机器人移动性能综合评价与优化软件,从构型创新、构型组装、方案优化三个层次对轮式空间探测机器人机械系统和控制系统进行综合评价与优化,得到多种优化方案及其优化参数。以双曲柄滑块轮式机器人为研究对象,得到了相对较优的设计参数,从而验证了所提出方法的有效性。 展开更多
关键词 空间探测机器人 移动机构 虚拟样机 优化设计
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空间黏附爬行机器人足端预压力优化与控制
15
作者 姚森纯 孙俊 +3 位作者 张晓龙 李钻 严余超 李云涛 《飞控与探测》 2024年第2期14-27,共14页
基于仿生干黏附材料的空间足式爬行机器人可附着于航天器外表面并代替航天员完成舱外巡检、维护等工作,是无人自主化在轨服务与维护的有效途径。为保证足式爬行机器人与航天器的稳定附着,针对空间爬行机器人足端在与航天器接触时预压力... 基于仿生干黏附材料的空间足式爬行机器人可附着于航天器外表面并代替航天员完成舱外巡检、维护等工作,是无人自主化在轨服务与维护的有效途径。为保证足式爬行机器人与航天器的稳定附着,针对空间爬行机器人足端在与航天器接触时预压力对黏附稳定性影响的问题,提出一种足端预压力优化与控制方法。首先结合仿生黏附材料特性,建立黏附材料在预压阶段和黏附阶段的稳定性约束;其次在稳定性约束下基于二次规划方法优化足端力,保证预压力足够的同时减小对其他足的脱附力;最后通过基于环境刚度辨识的导纳控制实现优化后的力分配。结果表明,基于环境刚度辨识的导纳控制可实现预压力的柔顺控制,优化后的预压力可减小对其他黏附足的法向脱附力的影响,保证黏附爬行稳定性。 展开更多
关键词 空间爬行机器人 仿生干黏附 预压力 稳定性判据 导纳控制 柔顺控制
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空间双臂机器人运动学及动力学分析与建模研究 被引量:5
16
作者 吴长征 刘殿富 +1 位作者 岳义 韦宝琛 《上海航天》 CSCD 2017年第3期80-87,共8页
针对空间双臂机器人运动学和动力学建模,对失重状态下空间机器人的运动学分析与建模进行了研究。给出了双臂机器人左右臂的DH坐标及参数,建立了正运动学的计算公式,基于臂形角的方法,给出了更高效的空间机器人冗余单臂的解析形式逆解求... 针对空间双臂机器人运动学和动力学建模,对失重状态下空间机器人的运动学分析与建模进行了研究。给出了双臂机器人左右臂的DH坐标及参数,建立了正运动学的计算公式,基于臂形角的方法,给出了更高效的空间机器人冗余单臂的解析形式逆解求解方法。分析了空间双臂机器人全部工作状态,引入二元判定系数归纳得到了双臂独立运动、双臂协同操作、闭链本体漂浮、开链本体漂浮4种四种机器人工作状态,并基于拉格朗日方程得到了4种不同工作状态下的动力学模型。通过对空间双臂机器人运动学及动力学进行分析与建模,为空间双臂机器人的设计与研究提供理论基础。 展开更多
关键词 空间双臂机器人 冗余 解析形式 逆运动学 动力学 失重 建模 判定系数
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机器人化月表采样器的研制 被引量:4
17
作者 左志坚 李斌 《机械设计与制造》 北大核心 2009年第12期157-159,共3页
首先介绍了月表采样的新特点与存在的困难;根据月表环境、月表样品的特点以及嫦娥三期工程中对月表采样的要求,合理地选择了采样方式,研制出了一台六自由度机器人化月表采样器,并且对采样器的采样原理,机械系统和运动原理做了详细的分析... 首先介绍了月表采样的新特点与存在的困难;根据月表环境、月表样品的特点以及嫦娥三期工程中对月表采样的要求,合理地选择了采样方式,研制出了一台六自由度机器人化月表采样器,并且对采样器的采样原理,机械系统和运动原理做了详细的分析;最后在石灰粉上做了采样实验,验证了多功能的机器人化月表采样器的基本功能与可行性。 展开更多
关键词 采样器 月表采样 转塔式钻机 空间探测机器人
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基于眼动实验的公共空间监护机器人造型设计 被引量:1
18
作者 张延 高小针 +1 位作者 秦雨昕 余丹丹 《鞋类工艺与设计》 2023年第10期162-164,共3页
为了设计出契合用户情感偏好的公共空间监护机器人造型,利用眼动追踪实验,获取符合用户视觉偏好的公共机器人造型,并对其进行形态解构分析,总结影响用户视觉偏好的造型设计要素特征和形体主次关系,帮助设计师理性开展公共空间监护机器... 为了设计出契合用户情感偏好的公共空间监护机器人造型,利用眼动追踪实验,获取符合用户视觉偏好的公共机器人造型,并对其进行形态解构分析,总结影响用户视觉偏好的造型设计要素特征和形体主次关系,帮助设计师理性开展公共空间监护机器人造型创新,提升用户对公共监护机器人产品造型的情感体验满意度,为同类型产品造型创新设计提供参考。 展开更多
关键词 眼动实验 公共空间监护机器人 造型设计 情感偏好
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空间智能机器人的双目立体视觉技术 被引量:4
19
作者 许梦浩 王艳林 李东 《工具技术》 北大核心 2017年第10期121-124,共4页
为了提高空间智能机器人感知周围环境的能力,提出了基于双目立体视觉的空间智能机器人立体匹配算法的研究。本文对摄像机标定与立体匹配算法模块进行了详细的分析,并通过试验验证了立体匹配算法的有效性。
关键词 空间智能机器人 双目测量 立体匹配 视差
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空间双臂机器人抓捕翻滚目标后的鲁棒稳定控制 被引量:4
20
作者 夏鹏程 罗建军 王明明 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期1138-1155,共18页
针对空间双臂机器人抓捕翻滚目标的稳定控制问题,由于目标惯性参数的不确定性以及双臂同时作用于目标存在内力挤压,已有的稳定控制方法无法有效地约束机械臂末端与目标的接触力与力矩,无法保证控制过程中抓捕点处的接触安全.为此,本文... 针对空间双臂机器人抓捕翻滚目标的稳定控制问题,由于目标惯性参数的不确定性以及双臂同时作用于目标存在内力挤压,已有的稳定控制方法无法有效地约束机械臂末端与目标的接触力与力矩,无法保证控制过程中抓捕点处的接触安全.为此,本文考虑被抓捕目标惯性参数不确定性与双臂内力挤压对抓捕后阶段组合体稳定控制的影响,提出了一种保证接触安全的鲁棒稳定控制方法.首先,根据目标的有界不确定性构造鲁棒正不变集,同时考虑双臂与目标接触内力的影响,利用预测控制方法在该不变集内规划控制目标运动的虚拟接触力与力矩.然后,根据目标动力学模型以及空间双臂机器人的运动约束,规划空间双臂机器人的鲁棒安全期望运动轨迹.最后,利用障碍李雅普诺夫函数构造跟踪控制器,使空间双臂机器人有效地跟踪期望轨迹,从而使得翻滚目标运动受到等效于虚拟控制律的作用,在保证接触安全的同时实现鲁棒的稳定控制.通过空间双臂机器人稳定翻滚目标的仿真算例验证了所提方法的有效性. 展开更多
关键词 翻滚目标 空间双臂机器人 抓捕后阶段 鲁棒控制 障碍李雅普诺夫函数
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