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基于时变萤火虫群算法的冗余机器人手臂逆解 被引量:16
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作者 罗天洪 陈才 李富盈 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2016年第2期576-582,共7页
为了解决冗余机器人手臂逆解中存在的计算量大和求解精度不高等问题,提出一种基于时变萤火虫群优化算法的解决方法,该算法基于萤火虫群算法进行演变,根据萤火虫与领域内所有萤火虫个体间的最小距离改变而时变步长,时变步长原理基于黄金... 为了解决冗余机器人手臂逆解中存在的计算量大和求解精度不高等问题,提出一种基于时变萤火虫群优化算法的解决方法,该算法基于萤火虫群算法进行演变,根据萤火虫与领域内所有萤火虫个体间的最小距离改变而时变步长,时变步长原理基于黄金比分割法,增强了算法的动态适应性。引入Boltzmann选择机制,实时动态调整搜索过程中移动方向与位置以及求解过程中的选择压力。通过对4个测试函数仿真实验证明,该算法简单有效、稳定性好、求解精度高,在机器人手臂逆解求解应用中,能够有效提高精度和稳定性。 展开更多
关键词 时变萤火虫群算法 黄金比分割 模拟退火 冗余机器人手臂
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求冗余机器人手臂逆解的反向认知果蝇优化算法 被引量:13
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作者 李梅红 《机械设计与研究》 CSCD 北大核心 2019年第5期6-10,共5页
为了解决冗余机器人手臂逆解求取中存在的计算量大和求解精度较低等问题,提出一种基于反向认知果蝇优化算法(RCFOA)的解决方法。RCFOA在果蝇算法(FOA)算法的基础上,在进化方程中增加"反向认知"策略,即添加向最差个体学习的改... 为了解决冗余机器人手臂逆解求取中存在的计算量大和求解精度较低等问题,提出一种基于反向认知果蝇优化算法(RCFOA)的解决方法。RCFOA在果蝇算法(FOA)算法的基础上,在进化方程中增加"反向认知"策略,即添加向最差个体学习的改进策略优化进化方程,增强算法跳出局部最优、寻找全局最优的能力。对经典测试函数的仿真结果表明,RCFOA具有更好的全局搜索能力,在收敛速度、收敛可靠性及收敛精度,比其FOA有较大的提高。在机器人手臂逆解求解应用中,能够有效提高精度和稳定性,是求解机器人手臂逆解的一种有效方法。 展开更多
关键词 反向认知 果蝇优化算法 冗余机器人手臂 逆运动学解
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基于Baxter冗余双臂机器人的轴孔装配轨迹规划研究 被引量:4
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作者 徐建明 杨冰冰 《浙江工业大学学报》 CAS 北大核心 2022年第6期599-608,共10页
针对Baxter冗余双臂机器人轴孔装配操作任务,研究了一种孔外、孔内两阶段轴孔装配轨迹规划策略。首先,根据机器人装配过程中由右臂末端受力反映出的轴和孔接触状态,考虑双臂末端受力均衡,提出了一种操作空间轴孔装配的双臂运动轨迹规划... 针对Baxter冗余双臂机器人轴孔装配操作任务,研究了一种孔外、孔内两阶段轴孔装配轨迹规划策略。首先,根据机器人装配过程中由右臂末端受力反映出的轴和孔接触状态,考虑双臂末端受力均衡,提出了一种操作空间轴孔装配的双臂运动轨迹规划方法;然后,结合关节限制和最小关节力矩的优化函数,基于投影梯度法和Newton-Raphson迭代方法,研究了基于Baxter冗余双臂机器人的逆运动学优化求解算法;最后,通过Baxter双臂机器人轴孔装配实验进行对比分析。实验结果表明轴孔装配轨迹规划及逆运动学解算方法的有效性。 展开更多
关键词 冗余机器人 优化函数 轴孔装配 双臂机器人
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基于二分试探的平面冗余机械臂碰撞检测与避障 被引量:3
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作者 张建华 任宝珍 +2 位作者 赵岩 徐永强 刘璇 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期113-122,共10页
针对协作机械臂与未知环境安全交互问题,提出基于二分试探的平面冗余机械臂碰撞位置检测与虚拟碰撞空间估计方法,基本思想为碰撞臂杆绕选定二分点旋转微小角位移,期间根据关节电流信息判断是否发生进一步碰撞,从而确定碰撞位置所处二分... 针对协作机械臂与未知环境安全交互问题,提出基于二分试探的平面冗余机械臂碰撞位置检测与虚拟碰撞空间估计方法,基本思想为碰撞臂杆绕选定二分点旋转微小角位移,期间根据关节电流信息判断是否发生进一步碰撞,从而确定碰撞位置所处二分区间,以此迭代试探缩小碰撞位置估计误差至可接受范围。建立冗余机械臂碰撞臂杆以选定二分点为不动点的逆运动学模型,解决机械臂二分试探运动控制问题;通过简化改进二阶前馈外力观测器,建立基于关节电流的快速碰撞检测算法;根据碰撞位置与碰撞臂杆位姿信息,建立基于包络法的虚拟碰撞空间模型,以近似表征障碍物空间信息。仿真与实验结果表明,所提出的基于二分试探的碰撞位置检测与虚拟碰撞空间估计方法,可为主从任务转化闭环控制避障算法提供有效的障碍物信息,实现平面冗余机械臂安全避障,提高协作机械臂与环境交互安全性。 展开更多
关键词 冗余机械臂 二分试探 碰撞检测 安全避障
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类人机器人腰部关节平衡作用研究与仿真 被引量:2
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作者 吴伟国 李小宁 王瑜 《机械设计与制造》 北大核心 2006年第5期112-114,共3页
在双臂协调行为的研究中,对于类人机器人不仅涉及到双臂避碰、协调运动的轨迹规划等问题,还涉及到双臂动作时对身体ZMP的影响。当类人机器人搬动物体或执行其他工作时,由于身体质心的变化或者是质心加速度的变化对原来的运动平衡性造成... 在双臂协调行为的研究中,对于类人机器人不仅涉及到双臂避碰、协调运动的轨迹规划等问题,还涉及到双臂动作时对身体ZMP的影响。当类人机器人搬动物体或执行其他工作时,由于身体质心的变化或者是质心加速度的变化对原来的运动平衡性造成影响。因此,我们在双臂协调的行为研究过程中,不得不考虑上体运动对身体ZMP的影响。这里通过调整腰部关节角度实现机器人在搬动物体时的静力学平衡,分析了通过腰部关节力矩调整实现机器人动平衡的方法,并给出了类机器人双臂搬运物体移动的仿真实例。 展开更多
关键词 冗余度机器人 双臂协调 ZMP
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八自由度焊缝检测机械臂逆运动学求解及仿真 被引量:1
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作者 赵众集 高雪官 +1 位作者 荣健 林文峰 《机电一体化》 2018年第11期12-17,共6页
国内对于核电站蒸汽发生器接管焊缝检测仍处于人工阶段,需要设计检测机器人来代替工人。目前正在研发一款焊缝检测机器人,其检测机械臂系统具有8个自由度,无法用常规的解析法进行逆运动学求解。数值法即通过非线性最小二乘法迭代求得运... 国内对于核电站蒸汽发生器接管焊缝检测仍处于人工阶段,需要设计检测机器人来代替工人。目前正在研发一款焊缝检测机器人,其检测机械臂系统具有8个自由度,无法用常规的解析法进行逆运动学求解。数值法即通过非线性最小二乘法迭代求得运动学逆解。该方法需要使用雅可比矩阵和正运动学,对雅可比矩阵和正运动学的求解方法作了简单的介绍。然后在V-REP软件中导入模型,编写脚本程序进行仿真验证。仿真结果表明该方法可行,并基于该方法尝试了简单的路径规划。 展开更多
关键词 冗余机械臂 逆运动学求解 雅可比矩阵 路径规划
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Design and Kinematics Study on Space Hyper-Redundant Robot
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作者 吴伟国 蔡鹤皋 +1 位作者 邓喜君 张涛 《Journal of Harbin Institute of Technology(New Series)》 EI CAS 1996年第2期83-87,共5页
The design of space hyper-redundant robot with high dexterity is problem with great complexity. Taking the aim at robot product seriation and combination design, the combination design method of space hyper-redundant ... The design of space hyper-redundant robot with high dexterity is problem with great complexity. Taking the aim at robot product seriation and combination design, the combination design method of space hyper-redundant robot based on the omnidirectional unit arm of 3 degrees of freedom (d.o.f) is proposed in this paper. The kinematics model of this kind of robot is established through the equivalent mechanism model. On the basis of successful research on 3-d.o.f unit arm, the 7-d.o.f bionics arm redundant robot with double unit arm has been developed further.The content discussed in this paper is very important to the robot technology in future space station, nuclear industry andunderwater work on the sea floor. 展开更多
关键词 ss: Hyper-redundant robot COMBINATION DESIGN unit arm
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超冗余移动机械臂逆运动学快速求解的两种方法比较 被引量:2
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作者 马影 陈丽 +1 位作者 高其远 邓宇翔 《智能计算机与应用》 2019年第6期138-142,146,共6页
超冗余移动机械臂的逆运动学求解一直是机器人领域研究的热点,特别是逆运动学求解过程中导致的计算量大、机械臂的位形偏移量大及能耗大等问题还未得到有效解决。因此本文给出基于几何方法的超冗余机械臂逆运动学快速求解算法,并分析了... 超冗余移动机械臂的逆运动学求解一直是机器人领域研究的热点,特别是逆运动学求解过程中导致的计算量大、机械臂的位形偏移量大及能耗大等问题还未得到有效解决。因此本文给出基于几何方法的超冗余机械臂逆运动学快速求解算法,并分析了两种关节位置更新策略的能耗。第一种关节位置更新策略为"关节落在连线上",即更新后的关节位置落在该关节的目标点和与其相连的前一个关节的连线上;第二种关节位置更新策略为"关节落在轴线上",即更新后的关节位置落在前一时刻的该关节和与其相连的前一个关节的轴线上。从运动过程中关节跟踪角度变化范围多少出发,比较超冗余移动机械臂在这2种关节更新策略下运动特点。实验结果显示,方法 1具有关节移动范围小,移动距离短的特点。方法 2具有各个关节都有相似的运动轨迹,机械臂的末端跟随效果好的特点。 展开更多
关键词 超冗余移动机械臂 逆运动学 几何解析法 关节更新策略
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