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三自由度Delta并联机器人运动学分析及工作空间求解 被引量:47
1
作者 梁香宁 牛志刚 《太原理工大学学报》 CAS 北大核心 2008年第1期93-96,共4页
通过对三自由度Delta机器人机构的分析,建立了运动学模型。基于动平台与固定平台之间的矢量关系,推导出该机器人的运动学方程,进一步得到位置反解的计算公式;同时给出了正解的数值解法,并结合算例验证了推导的正确性。利用运动学反解方... 通过对三自由度Delta机器人机构的分析,建立了运动学模型。基于动平台与固定平台之间的矢量关系,推导出该机器人的运动学方程,进一步得到位置反解的计算公式;同时给出了正解的数值解法,并结合算例验证了推导的正确性。利用运动学反解方程,提出了一种工作空间的求法。 展开更多
关键词 Delta机器人 运动学 正解 反解 工作空间
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基于ADAMS的3-RPS型并联机器人位姿的正解与逆解 被引量:20
2
作者 王丹 郭辉 孙志礼 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第12期1185-1187,共3页
以ADAMS软件为基础,给出了一种基于ADAMS的求解3-RPS型并联机器人位姿的正解与逆解方法.先给定机械手的位姿,经过仿真测量得出驱动杆的位移时间曲线,用后处理模块对测量得到的曲线进行处理,得到驱动杆位移样条函数,从而得到逆解.把得到... 以ADAMS软件为基础,给出了一种基于ADAMS的求解3-RPS型并联机器人位姿的正解与逆解方法.先给定机械手的位姿,经过仿真测量得出驱动杆的位移时间曲线,用后处理模块对测量得到的曲线进行处理,得到驱动杆位移样条函数,从而得到逆解.把得到的逆解作为驱动加在驱动杆上进行仿真,得到机械手的位姿,经过仿真测量得出机械手的位移曲线,经过后处理模块对测量得到的曲线进行处理,得到机械手的位姿样条函数,从而得到正解.这种方法不需大量的数学计算和计算机语言编程工作,非常快捷、方便、准确.从分析结果可以看出这种分析方法所得到的解完全可以用到实际中. 展开更多
关键词 并联机器人ADAMS软件 仿真 运动分析 正解 逆解
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一种基于优化算法的机械手运动学逆解 被引量:12
3
作者 马化一 张艾群 张竺英 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2001年第2期137-141,共5页
本文给出一种基于优化算法的机械手运动学逆解的方法 ,这种优化方法基于信赖域方法 ,,具有超线性的收敛速率 .这种方法不仅具有牛顿方法的快速收敛性 ,又具有理想的总体收敛性 .这种方法较 CCD& BFS有明显的优点 ,可以在一般的 PC... 本文给出一种基于优化算法的机械手运动学逆解的方法 ,这种优化方法基于信赖域方法 ,,具有超线性的收敛速率 .这种方法不仅具有牛顿方法的快速收敛性 ,又具有理想的总体收敛性 .这种方法较 CCD& BFS有明显的优点 ,可以在一般的 PC机上实现实时求解 .在 P II40 0上仅需不到 10 ms就可以求得最优解 . 展开更多
关键词 机械手 运动学 逆解 优化算法 目标函数
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一种五自由度混联机器人运动学分析 被引量:18
4
作者 高云峰 吕明睿 +1 位作者 周伦 李瑞峰 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期1-7,共7页
为了使工业机器人的位姿改变更加快速、灵巧,对一种五自由度混联机器人进行了结构分析.建立D-H坐标系求得末端执行器的位姿矩阵,提出一种基于PAUL逆变换法的串联机器人逆运动学封闭解的求解分析方法,求得该机器人的运动学逆解.计算机仿... 为了使工业机器人的位姿改变更加快速、灵巧,对一种五自由度混联机器人进行了结构分析.建立D-H坐标系求得末端执行器的位姿矩阵,提出一种基于PAUL逆变换法的串联机器人逆运动学封闭解的求解分析方法,求得该机器人的运动学逆解.计算机仿真结果验证了该算法的快速性和有效性.运用包络理论确定局部关节联动所形成的工作空间包络面,论证了该机器人作业姿态的灵巧性.利用几何叠加方法规划出机器人灵巧工作空间,为结构设计和运动控制提供了依据. 展开更多
关键词 混联机器人 运动学 运动学逆解 工作空间 灵巧性
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工业机器人逆解问题的旋量解法 被引量:14
5
作者 张立栋 李亮玉 王天琪 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2016年第4期539-544,共6页
运用旋量方法建立工业机器人运动学模型,提出一类子问题以求解通用的逆解算法。利用仿真软件DELMIA的机器人模型库,给出一种"特殊位形法"来求解机器人连杆参数。将机器人前三个关节运动定义为一类新的子问题,即已知点绕两个... 运用旋量方法建立工业机器人运动学模型,提出一类子问题以求解通用的逆解算法。利用仿真软件DELMIA的机器人模型库,给出一种"特殊位形法"来求解机器人连杆参数。将机器人前三个关节运动定义为一类新的子问题,即已知点绕两个平行轴线和一个与前两个轴垂直的轴线旋转至定点的问题。结合经典的Paden-Kahan子问题,推导出机器人8组逆解的解析算式。以IRB1400弧焊机器人为例,验证算法正确性。仿真结果显示算法误差在10-12数量级,耗时不到0.12 ms,能够满足机器人控制系统高精度和实时性要求。 展开更多
关键词 工业机器人 逆解 旋量理论 Paden—Kahan子问题
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水下机械手运动学逆解的一种优化解法 被引量:7
6
作者 李慧勇 张竺英 《机床与液压》 北大核心 2003年第1期111-114,105,共5页
本文给出一种运用约束最优化的变尺度法求解Schilling水下机械手运动学逆解的方法。这种方法不仅具有牛顿方法的快速性和理想的总体收敛性,通过迭代求取H阵,不仔在奇异性问题,运用惩罚函数法选取步长,保证了从任意点进行搜索,同时有效... 本文给出一种运用约束最优化的变尺度法求解Schilling水下机械手运动学逆解的方法。这种方法不仅具有牛顿方法的快速性和理想的总体收敛性,通过迭代求取H阵,不仔在奇异性问题,运用惩罚函数法选取步长,保证了从任意点进行搜索,同时有效地处理了约束的存在。这种方法较其它优化算法和搜索法有明显的快速性,在PⅡ550微机上的求解实验证明此算法完全可以用在此机械手运动学的实时求解中。 展开更多
关键词 水下机械手 运动学逆解 优化 约束变尺度
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高温合金定向凝固界面换热系数逆向求解算法与应用 被引量:12
7
作者 袁帅 卜昆 董一巍 《铸造技术》 CAS 北大核心 2012年第2期177-180,共4页
使用双铂铑(Pt-Rh_(30)/Pt-Rh_6(B))热电偶采集单晶叶片定向凝固过程温度场数据,基于数值模拟逆向求解出定向凝固过程中高温合金DD6与模壳之间的界面换热系数,并分析了界面换热系数随界面温度变化的关系。采用得到的界面换热系数,基于Pr... 使用双铂铑(Pt-Rh_(30)/Pt-Rh_6(B))热电偶采集单晶叶片定向凝固过程温度场数据,基于数值模拟逆向求解出定向凝固过程中高温合金DD6与模壳之间的界面换热系数,并分析了界面换热系数随界面温度变化的关系。采用得到的界面换热系数,基于ProCAST数值模拟,得到的仿真温度场数据与实测温度场数据吻合良好,单晶叶片定向凝固过程数值模拟精度得到有效提高。 展开更多
关键词 定向凝固 数值模拟 逆向求解 高温合金 界面换热系数
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弯曲回弹逆解公式及其在焊管预弯机组设计中的应用 被引量:8
8
作者 刘京雷 谢仕强 阮锋 《锻压技术》 CAS CSCD 北大核心 2005年第2期36-38,43,共4页
根据小曲率弯曲成形的特点,考虑了板料弯曲的纯弹性变形部分对回弹的影响,推导出根据板料强度、厚度和最终成形半径直接计算弯曲半径的回弹逆解公式,并应用于大口径UOE焊管预弯成形的设计上。根据计算公式给出了B~X100钢级板料UOE焊管... 根据小曲率弯曲成形的特点,考虑了板料弯曲的纯弹性变形部分对回弹的影响,推导出根据板料强度、厚度和最终成形半径直接计算弯曲半径的回弹逆解公式,并应用于大口径UOE焊管预弯成形的设计上。根据计算公式给出了B~X100钢级板料UOE焊管预弯成形的预弯辊半径优化设计诺谟图。 展开更多
关键词 机组设计 预弯 弯曲回弹 应用 逆解 UOE焊管 弯曲成形 弹性变形 板料弯曲 弯曲半径 直接计算 优化设计 计算公式 小曲率 大口径 诺谟图 弯辊
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砂砾岩油藏井间动态连通性判定方法 被引量:10
9
作者 王秀坤 崔传智 +2 位作者 王鹏 李成玉 安然 《特种油气藏》 CAS CSCD 北大核心 2015年第3期118-120,157,共3页
砂砾岩油藏储层结构复杂、非均质性严重,依靠传统的方法难以获得可靠的储层解释,研究砂砾岩油藏井间连通关系对于合理有效开发砂砾岩油藏至关重要。针对砂砾岩油藏的储层特征,对以往井间动态连通模型进行了改进,利用正求法和反求法,将... 砂砾岩油藏储层结构复杂、非均质性严重,依靠传统的方法难以获得可靠的储层解释,研究砂砾岩油藏井间连通关系对于合理有效开发砂砾岩油藏至关重要。针对砂砾岩油藏的储层特征,对以往井间动态连通模型进行了改进,利用正求法和反求法,将非线性优化问题转化为多元线性回归问题,减少了模型的计算量,并且有效避免了模型的多解性。应用实例证实了改进后模型的准确性和2种求解方法的有效性,利于现场推广,可有效指导砂砾岩油藏的开发决策。 展开更多
关键词 砂砾岩油藏 井间动态连通性 正求法 反求法
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坐标拟合的双向解算与矩阵系数的生成 被引量:7
10
作者 周卫 《地球信息科学》 CSCD 2005年第4期63-66,共4页
在地理信息系统、机助制图等应用中,四参数与七参数拟合是坐标转换的重要方法。采取重合点坐标可获得正反算两套拟合参数,从而实现正反算求解。本文阐述了基于四参数与七参数这两种转换模型,通过重组矩阵模型,推求反算数学模型,采用一... 在地理信息系统、机助制图等应用中,四参数与七参数拟合是坐标转换的重要方法。采取重合点坐标可获得正反算两套拟合参数,从而实现正反算求解。本文阐述了基于四参数与七参数这两种转换模型,通过重组矩阵模型,推求反算数学模型,采用一套拟合参数进行正反算的方法,并给出相应系数矩阵的自动生成程序和解算过程。 展开更多
关键词 四参数 七参数 拟合模型 正算 反算
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基于改进天牛须搜索的机械臂运动学逆解 被引量:9
11
作者 冯晨旭 胡三宝 《武汉大学学报(工学版)》 CAS CSCD 北大核心 2020年第12期1121-1128,共8页
探讨了一种用改进的天牛须搜索求四自由度机械臂逆解的分析方法。基于standard D-H方法搭建局部坐标系建立机械臂正运动学方程,在此基础上将正运动学方程转化为目标函数进行优化,应用改进的天牛须算法求出多个最佳分配方案,并利用改进... 探讨了一种用改进的天牛须搜索求四自由度机械臂逆解的分析方法。基于standard D-H方法搭建局部坐标系建立机械臂正运动学方程,在此基础上将正运动学方程转化为目标函数进行优化,应用改进的天牛须算法求出多个最佳分配方案,并利用改进的聚类方法对分配方案进行整理,将得到的聚类中心作为方程组的近似解。通过MATLAB软件中的Robotics Toolbox工具箱来实现对机械臂轨迹的仿真,验证了逆解的正确性。结果表明:天牛须算法可以在很短的时间内,以较高的精度得到正运动方程的所有解。低维度多目标优化中,天牛须算法在收敛速度上优势明显。 展开更多
关键词 四自由度 天牛须算法 聚类算法 逆解 轨迹仿真
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传热边界逆解在高炉炉缸侵蚀诊断中的应用 被引量:6
12
作者 陈良玉 李玉 +1 位作者 王子金 张明 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第8期1135-1138,共4页
根据复杂结构传热问题中的待定边界逆解原理,针对高炉炉缸测温点较少或无测温点的情况,按照轴对称稳态传热方程,以实测温度和冷却壁热流量为侵蚀边界核定条件,构造了一种正解计算—核定—修改边界—再正解计算核定的逐次逼近的炉缸内衬... 根据复杂结构传热问题中的待定边界逆解原理,针对高炉炉缸测温点较少或无测温点的情况,按照轴对称稳态传热方程,以实测温度和冷却壁热流量为侵蚀边界核定条件,构造了一种正解计算—核定—修改边界—再正解计算核定的逐次逼近的炉缸内衬侵蚀边界数值计算方法.该方法用最危险原则判断同一轴截面内衬侵蚀形貌的不惟一性和不适定性,其诊断结果与后期高炉大修破损调查结果一致.这种方法可应用于同类高炉的炉缸内衬侵蚀诊断. 展开更多
关键词 高炉 炉缸内衬 侵蚀诊断 传热 逆解
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基于改进自适应粒子群算法的机器人逆解研究 被引量:8
13
作者 武明虎 周喜悦 +2 位作者 庆毅辉 胡胜 刘聪 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2021年第1期1-4,共4页
为提高结构复杂、自由度较高机器人逆运动学求解的准确性,提出了一种改进的自适应粒子群算法(IAPSO)。首先,通过改进DH(Denavit-Hartenberg)参数法建立了6自由度臂型抓取机器人模型的运动学方程;其次,在已有粒子群算法的基础上,利用种... 为提高结构复杂、自由度较高机器人逆运动学求解的准确性,提出了一种改进的自适应粒子群算法(IAPSO)。首先,通过改进DH(Denavit-Hartenberg)参数法建立了6自由度臂型抓取机器人模型的运动学方程;其次,在已有粒子群算法的基础上,利用种群曼哈顿距离实时判定种群的进化状态,并根据进化状态的不同确定自适应学习因子,进而采用不同的位置与速度更新模式;最后,引入带惩罚因子的适应度函数对机器人模型进行单点与连续轨迹求逆解测试,得到误差不大于0.005 rad的关节输出。仿真结果表明:所建立的运动学模型正确,改进的算法兼顾已有PSO算法求逆解的准确性、唯一性与快速性,同时具有更高的求解精度。 展开更多
关键词 机器人 运动学 逆解 粒子群算法
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Delta并联机器人运动学分析 被引量:8
14
作者 徐官南 张中辉 夏庆观 《机械制造与自动化》 2015年第6期160-162,192,共4页
运用空间几何学和矢量代数的方法建立了三自由度Delta型并联机器人机构的简化模型,求解得到并联机器人位置逆解方程,给出了正解的数值解法,结合算例验证了计算公式的正确性;设计了位置逆解的人机界面,通过数值计算,得到了并联机器人的... 运用空间几何学和矢量代数的方法建立了三自由度Delta型并联机器人机构的简化模型,求解得到并联机器人位置逆解方程,给出了正解的数值解法,结合算例验证了计算公式的正确性;设计了位置逆解的人机界面,通过数值计算,得到了并联机器人的工作空间。 展开更多
关键词 Delta型机器人 运动学 逆解 工作空间
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基于无人机影像的畸变校正研究 被引量:7
15
作者 唐敏 李永树 王生明 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2013年第6期83-88,共6页
由于无人机体积小、重量轻,其在空中受到风力的影响较大,所拍摄的影像存在的畸变也比较大,因此,在影像匹配处理前进行畸变校正具有实际意义。利用Canny算子进行边缘提取,并依据Hough变换理论获得大量地物轮廓线;再利用以步长逼近获得像... 由于无人机体积小、重量轻,其在空中受到风力的影响较大,所拍摄的影像存在的畸变也比较大,因此,在影像匹配处理前进行畸变校正具有实际意义。利用Canny算子进行边缘提取,并依据Hough变换理论获得大量地物轮廓线;再利用以步长逼近获得像点真实坐标的反解算模型的方法来辅助校正并检测校正结果。同时,针对地物轮廓线之间存在平行、垂直等特点,提出了四边形连接法、平行线约束法等校正方法,并通过实验证明取得的结果令人满意。 展开更多
关键词 成像系统 无人机影像 校正 轮廓线 反解算
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3-UPU并联机构运动学及工作空间研究 被引量:7
16
作者 蒲志新 李晓春 +1 位作者 由旭平 于英华 《机械传动》 CSCD 北大核心 2016年第1期12-13,53,共3页
根据3-UPU并联机构的结构特点,采用新型数值算法求得机构运动学逆解;通过对机构运动学逆解复合求导,快捷地得到了机构运动学雅可比矩阵;进而对机构进行奇异性分析,得到机构处于奇异位姿时的三种情况;最后,运用极限搜索法结合MATLAB软件... 根据3-UPU并联机构的结构特点,采用新型数值算法求得机构运动学逆解;通过对机构运动学逆解复合求导,快捷地得到了机构运动学雅可比矩阵;进而对机构进行奇异性分析,得到机构处于奇异位姿时的三种情况;最后,运用极限搜索法结合MATLAB软件求得机构的工作空间。为该型并联机构参数优化等研究奠定了理论基础。 展开更多
关键词 并联机构 逆解 奇异性 工作空间
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Stewart型并联机器人的奇异对其运动精度的影响
17
作者 陈垚 尤晶晶 +2 位作者 叶鹏达 王澍声 黄宁宁 《机械制造与自动化》 2024年第3期195-198,214,共5页
以9-3 Stewart型并联机器人为研究对象,分析其在机构接近奇异位形时动平台运动精度的情况。通过计算并联机器人速度Jacobian矩阵的行列式得到奇异点的坐标。通过虚拟样机实验,得到动平台参考点位置反解和正解计算的相对误差。用转动Jaco... 以9-3 Stewart型并联机器人为研究对象,分析其在机构接近奇异位形时动平台运动精度的情况。通过计算并联机器人速度Jacobian矩阵的行列式得到奇异点的坐标。通过虚拟样机实验,得到动平台参考点位置反解和正解计算的相对误差。用转动Jacobian矩阵条件数的倒数来度量机构接近奇异的程度,并分析该程度与上述相对误差之间的映射关系。研究结果表明:当指标值大于7.027×10^(-5)时,正、反解的相对误差可忽略不计,这为奇异规避、路径规划等后续工作提供了理论参考。 展开更多
关键词 并联机器人 正解 反解 运动精度 奇异位形 Jacobian矩阵
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基于蒙特卡罗法的硬岩掘进机辅助清渣装置工作空间分析 被引量:6
18
作者 贾良飞 马朝锋 刘凯 《机械传动》 北大核心 2020年第4期74-79,共6页
针对目前硬岩掘进施工遇到的岩爆问题,设计了一套用于替代目前人工清渣、能较好地在狭窄工作空间内进行较大范围工作的6自由度自动挖掘设备。具体设计为在传统挖掘机械的基础上增加了两段伸缩臂结构以及回转臂结构,通过对机械臂进行运... 针对目前硬岩掘进施工遇到的岩爆问题,设计了一套用于替代目前人工清渣、能较好地在狭窄工作空间内进行较大范围工作的6自由度自动挖掘设备。具体设计为在传统挖掘机械的基础上增加了两段伸缩臂结构以及回转臂结构,通过对机械臂进行运动学建模设置各杆长及各关节变量。该设计克服了可操作空间狭小和对前期支撑隧道的支护工字钢的保护问题,扩展了在狭窄空间中传统挖掘装备的工作空间。文中阐述了挖掘设备整体结构以及运动学建模过程,利用蒙特卡罗法在随机数应用中的特点对此设备的工作空间进行了仿真,同时对其关节参数进行了反解求证,得出的结果符合预期关节可操作范围。该清渣装置较高地提升了清理岩爆带来的石渣的工作效率,可减少硬岩隧道掘进的施工成本。 展开更多
关键词 岩爆 狭窄工作空间 6自由度 蒙特卡罗法 运动学建模 反解
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基于支持向量机回归算法的盾构下穿市政管线参数优化研究
19
作者 王非 韩凯杰 +2 位作者 余鑫 金平 许卓淋 《广东土木与建筑》 2024年第5期65-67,共3页
随着盾构法施工在我国城市地铁隧道建设的广泛应用,盾构施工将面临越来越复杂的施工场景,尤其是在城市生活区的施工中,将不可避免地穿越各类复杂的市政管线。以合肥某地铁盾构工程下穿市政管线为背景,通过建立数值模型,构建了基于支持... 随着盾构法施工在我国城市地铁隧道建设的广泛应用,盾构施工将面临越来越复杂的施工场景,尤其是在城市生活区的施工中,将不可避免地穿越各类复杂的市政管线。以合肥某地铁盾构工程下穿市政管线为背景,通过建立数值模型,构建了基于支持向量机回归(SVMR)算法的机器学习模型,并通过优化算法反向求解得到了符合施工要求的盾构参数优化方案。研究结果表明,方法的有效性通过了数值模拟试验和工程实践的验证,能够基于已有的少量盾构参数,针对关键掘进参数如推力、刀盘转速等进行优化,并提出最优组合方案,以确保施工的安全与高效,可为类似工程提供参考。 展开更多
关键词 盾构下穿管线 支持向量机回归 反向求解 掘进参数优化
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基于SQUID传感器的超导单通道磁力仪研制
20
作者 艾海明 蔡大鹏 +1 位作者 米旺 邓志安 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2024年第2期85-88,共4页
针对地球物理勘探中高精度磁场信号测量与靶目标大小方位检测难题,本文基于SQUID传感器研制了一种超导单通道磁力仪。首先,介绍了超导磁力仪工作原理,重点设计了其总体结构框架、控制单元、XYZ单元、无磁杜瓦瓶和供电模块;然后,提出了... 针对地球物理勘探中高精度磁场信号测量与靶目标大小方位检测难题,本文基于SQUID传感器研制了一种超导单通道磁力仪。首先,介绍了超导磁力仪工作原理,重点设计了其总体结构框架、控制单元、XYZ单元、无磁杜瓦瓶和供电模块;然后,提出了自适应滤波算法用于抑制运动磁场噪声干扰,静磁学逆向求解算法用于反演靶目标大小及方位;最后,采用半径0.2 m的圆铁球和边长5 m的地表立方空洞体进行检测实验,实验结果表明:本文超导磁力仪稳定可靠并满足地下勘探要求。 展开更多
关键词 超导量子干涉器 磁力仪 磁通量子 逆向求解
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