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农业机器人关键技术研究现状与发展趋势 被引量:66
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作者 刘成良 贡亮 +1 位作者 苑进 李彦明 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期1-22,55,共23页
农业机器人是机器人领域重要分支,农业机器人代替人工作业成为现代农业发展的重要趋势。本文给出了农业机器人定义和分类,分析了农业机器人国内外发展现状、应用需求和技术挑战,划分了农业机器人3个发展阶段。通过对各类应用场景农业机... 农业机器人是机器人领域重要分支,农业机器人代替人工作业成为现代农业发展的重要趋势。本文给出了农业机器人定义和分类,分析了农业机器人国内外发展现状、应用需求和技术挑战,划分了农业机器人3个发展阶段。通过对各类应用场景农业机器人的研究分析,提出了农业机器人的物境信息智能感知、智慧决策与智能控制、灵巧臂手精准作业、自主导航稳定行走、端边云协同机器人系统5大技术要素,阐明了农业机器人关键技术发展趋势,给出了其技术标准体系架构方案。指出了农业机器人共性关键技术是助推智能农机升级、智慧农业产业快速发展的重要抓手,同时指出我国农业机器人正进入快速发展期,也是我国追赶国际技术前沿的战略机遇期,最后为我国农业机器人产业发展提供了方向性建议。 展开更多
关键词 农业机器人 智能感知 决策控制 自主作业 标准体系
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医疗机器人的研究与进展 被引量:37
2
作者 张西正 侍才洪 +3 位作者 李瑞欣 郭新 张彦军 郭勇 《中国医学装备》 2009年第1期7-12,共6页
医疗机器人主要用于伤病员的救援、转运、手术和康复,是医疗卫生装备信息化、智能化的重要发展方向之一。通过对救援机器人、手术机器人和康复机器人等医疗机器人的研究现状及进展介绍,表明医疗机器人在军用和民用上有着广泛的应用前景... 医疗机器人主要用于伤病员的救援、转运、手术和康复,是医疗卫生装备信息化、智能化的重要发展方向之一。通过对救援机器人、手术机器人和康复机器人等医疗机器人的研究现状及进展介绍,表明医疗机器人在军用和民用上有着广泛的应用前景,是目前机器人领域的一个研究热点。 展开更多
关键词 医疗机器人 伤病员 救援 手术 康复
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航空航天制造机器人高精度作业装备与技术综述 被引量:30
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作者 田威 焦嘉琛 +1 位作者 李波 崔光裕 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期341-352,共12页
新一代航空航天产品的研制与批产对制造精度与加工质量提出了更高的新要求。以机器人为核心的智能制造技术与装备是解决该难题的有效途径。然而,工业机器人较低的定位精度与弱刚性结构属性严重制约了其在航空航天部件高精度加工作业中... 新一代航空航天产品的研制与批产对制造精度与加工质量提出了更高的新要求。以机器人为核心的智能制造技术与装备是解决该难题的有效途径。然而,工业机器人较低的定位精度与弱刚性结构属性严重制约了其在航空航天部件高精度加工作业中的推广应用。本文在阐述国内外机器人装备在航空航天制造业的应用现状的基础上,重点介绍了机器人作业刚度强化策略与定位误差精确补偿方法的研究现状,并分析了现有高精度控制方法存在的问题及技术难点。最后探讨了机器人作业装备在航空航天制造领域的技术发展趋势,为面向航空航天产品的机器人高精度制造技术的研究提供参考与借鉴。 展开更多
关键词 工业机器人 精度补偿 刚度强化 作业装备
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无人机系统的指挥控制 被引量:24
4
作者 戴浩 《指挥与控制学报》 2016年第1期5-8,共4页
重点介绍了美军无人机参加反恐作战后对战争形态及指挥控制方法的影响。无人机是遥控机器人的典型代表,它具有一定的自主性,察打一体无人机在定点清除恐怖分子行动中发挥了重要作用。围绕无人机的应用引发了一系列新问题。当更多的自主... 重点介绍了美军无人机参加反恐作战后对战争形态及指挥控制方法的影响。无人机是遥控机器人的典型代表,它具有一定的自主性,察打一体无人机在定点清除恐怖分子行动中发挥了重要作用。围绕无人机的应用引发了一系列新问题。当更多的自主式机器人投放战场后,是选用母舰战术还是蜂群战术?无人机传回的图像有助于实现战场的单向透明,但对操控员的素质要求也越来越高,导致高层指挥官更易于越级指挥,从而造成"战术将军"和"战略下士"并存的现象。为此,在无人机参战的行动中,需要倡导任务式指挥和启发式控制。 展开更多
关键词 机器人战争 后援行动 蜂群战术 任务式指挥
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机器人辅助无框架脑立体定向手术 被引量:20
5
作者 田增民 赵全军 +3 位作者 杜吉祥 王田苗 刘达 吕洪波 《中国微侵袭神经外科杂志》 CAS 2000年第3期129-130,共2页
目的 应用机器人取代传统的定向仪框架,施行脑立体定向手术。 方法 计算机体层摄影(CT)/磁共振成像(MRI)扫描定位,计算机建立与靶点对应的三维坐标体系,智能机械臂按照手术规划为术者提供导航和操作平台。 结果 临床成功完成无... 目的 应用机器人取代传统的定向仪框架,施行脑立体定向手术。 方法 计算机体层摄影(CT)/磁共振成像(MRI)扫描定位,计算机建立与靶点对应的三维坐标体系,智能机械臂按照手术规划为术者提供导航和操作平台。 结果 临床成功完成无框架定位脑手术80例,无手术并发症,近期手术有效率92.5 %。 结论 此方法与普通立体定向手术比较,具有减轻病人痛苦、扩大手术范围、方便术者操作、提高手术安全性等优点。 展开更多
关键词 机器人 脑手术 无框架脑立体定向手术
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煤矿井下仿生机器人技术应用与前景分析 被引量:20
6
作者 宋锐 郑玉坤 +2 位作者 刘义祥 马昕 李贻斌 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期2155-2169,共15页
当前煤矿安全生产正面临着重大技术挑战,井下作业技术的智能化、无人化迫在眉睫,机器人化替代已成为重要解决途径。煤矿智能化是煤炭工业高质量发展的核心技术支撑,从煤矿井下智能化、无人化作业需求出发,综述了目前掘进、采煤、运输、... 当前煤矿安全生产正面临着重大技术挑战,井下作业技术的智能化、无人化迫在眉睫,机器人化替代已成为重要解决途径。煤矿智能化是煤炭工业高质量发展的核心技术支撑,从煤矿井下智能化、无人化作业需求出发,综述了目前掘进、采煤、运输、安控、救援五大类煤矿机器人国内外的应用现状。在此基础上,就国内外仿生机器人技术在煤矿作业中的应用现状做了概述,指出了煤矿仿生机器人技术与装备发展思路和研究方向。综述了仿生机构、仿生感知、仿生控制、仿生驱动和仿生材料等关键技术的研究现状,并阐述了仿生技术较现有设备的优势及可应用场景。结合目前仿生技术与人工智能技术的发展水平,科学分析了仿生机器人的发展趋势,包括:从传统驱动器向生物肌肉驱动器的发展,从刚性结构向软体和刚柔混合结构发展,由传统材料到新型生物材料发展,从单一运动模式向高机动多栖机器人发展,从传统控制方法向生物智能控制发展,从机电系统机器人向生物系统机器人发展,从单一机器人向集群机器人发展。结合仿生机器人技术的发展趋势,展望了仿生机器人技术在煤矿无人化作业中的应用前景:新型功能材料的应用,高效行走方式的应用,智能环境感知的应用,智能化自主作业的应用,为煤矿仿生机器人的开发利用提供参考。 展开更多
关键词 煤矿机器人 仿生机器人 无人化作业 煤矿智能化
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高压巡线机器人的设计与实现 被引量:19
7
作者 周风余 李贻斌 +2 位作者 吴爱国 肖海荣 刘文江 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2006年第5期623-626,共4页
针对110 kV输电线路具有防震锤、耐张线夹、悬垂线夹、跳线、转弯等诸多障碍,线路与障碍物的相对位姿和形态不是非常固定的特点,首先设计出了一种全新的巡线机器人的机械结构,并对该结构的各个组成部分进行了详细的说明;然后,对巡线机... 针对110 kV输电线路具有防震锤、耐张线夹、悬垂线夹、跳线、转弯等诸多障碍,线路与障碍物的相对位姿和形态不是非常固定的特点,首先设计出了一种全新的巡线机器人的机械结构,并对该结构的各个组成部分进行了详细的说明;然后,对巡线机器人的控制系统进行了设计。本体控制系统采用两级分布式计算机控制结构,规划级用于机器人管理和路径规划,直接控制级用于机器人的姿态和运动控制。实验线路上的运行表明,机器人较好地实现了自主越障,能够完成规定的巡检任务。 展开更多
关键词 110KV输电线路 巡线机器人 机械结构 控制系统 自主运行
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基于ROS的机器人即时定位及地图构建创新实验平台研制 被引量:16
8
作者 杨亮 李文生 +1 位作者 傅瑜 田丰溥 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2017年第8期99-103,共5页
针对单一传感器在不确定复杂环境下即时定位及地图构建精度低、可靠性差的问题,研制了一种基于机器人操作系统的即时定位及地图构建创新实验平台。实验平台由移动机器人、上位机控制软件两部分组成。移动机器人配置有Xtion pro深度摄像... 针对单一传感器在不确定复杂环境下即时定位及地图构建精度低、可靠性差的问题,研制了一种基于机器人操作系统的即时定位及地图构建创新实验平台。实验平台由移动机器人、上位机控制软件两部分组成。移动机器人配置有Xtion pro深度摄像头、激光测距仪、里程计等,通过采集环境的深度信息及距离信息实现即时定位及地图构建功能;采用ARM Cortex A17RK3288作为主控芯片,将整个控制系统构建在基于ROS系统的嵌入式平台上,具有体积小、重量轻、可移植性强的优点,极大增强了机器人的续航能力。 展开更多
关键词 机器人 机器人操作系统 即时定位 地图构建 深度摄像头
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基于改进粒子群算法的机器人路径规划 被引量:16
9
作者 王志中 《制造技术与机床》 北大核心 2018年第2期150-154,共5页
为了提高移动机器人路径规划的质量,提出了基于改进粒子群算法的机器人路径规划方法。对障碍物进行膨化处理,简化了障碍物模型;通过坐标变换,将二维优化问题简化为一维优化问题;建立了包含路径长度和路径平滑度的适应度函数;分析了传统... 为了提高移动机器人路径规划的质量,提出了基于改进粒子群算法的机器人路径规划方法。对障碍物进行膨化处理,简化了障碍物模型;通过坐标变换,将二维优化问题简化为一维优化问题;建立了包含路径长度和路径平滑度的适应度函数;分析了传统粒子群算法及缺陷,引入了跳出机制和牵引操作,跳出机制保持了种群多样性和全局搜索能力,牵引操作加快了算法收敛速度,从而提出了改进粒子群算法;经仿真实验验证,改进算法规划的路径在长度、平滑度、规划时间上均具有优势。 展开更多
关键词 移动机器人 路径规划 改进粒子群算法 跳出机制 牵引操作
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医疗机器人的研究与进展 被引量:16
10
作者 侯小丽 马明所 《中国医疗器械信息》 2013年第1期48-50,共3页
医疗机器人主要用于伤病员的救援、转运、手术和康复,在军用和民用领域都有着广泛的应用前景,是目前机器人领域的一个研究热点,也是医疗卫生装备信息化、智能化的重要发展方向之一。本文考察了救援机器人、手术机器人和康复机器人等医... 医疗机器人主要用于伤病员的救援、转运、手术和康复,在军用和民用领域都有着广泛的应用前景,是目前机器人领域的一个研究热点,也是医疗卫生装备信息化、智能化的重要发展方向之一。本文考察了救援机器人、手术机器人和康复机器人等医疗机器人的研究现状,介绍了医疗机器人的最新研究进展和发展方向。 展开更多
关键词 医疗机器人伤病员 救援手术康复
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多机器人轨迹规划研究综述及发展趋势 被引量:14
11
作者 牛启臣 张弓 +5 位作者 张功学 徐征 吴月玉 侯至丞 杨文林 徐群华 《机床与液压》 北大核心 2021年第12期184-189,共6页
多机器人系统与单机器人相比,具有工作效率更高、灵活性更好等特点,受到广泛关注。轨迹规划决定了机器人末端执行器的作业效率和运动性能。多机器人系统在工作空间大范围重叠情况下,每个机器人的协同轨迹规划的计算量非常大。从基本轨... 多机器人系统与单机器人相比,具有工作效率更高、灵活性更好等特点,受到广泛关注。轨迹规划决定了机器人末端执行器的作业效率和运动性能。多机器人系统在工作空间大范围重叠情况下,每个机器人的协同轨迹规划的计算量非常大。从基本轨迹规划、最优轨迹规划及深度学习等方面,详细分析和综述了多机器人轨迹规划的各类方法,并对该领域的技术发展趋势进行了分析和展望,指明未来工作的研究方向。 展开更多
关键词 多机器人 协同作业 轨迹规划 综述
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面向灵活工作空间的显微外科手术机器人设计 被引量:10
12
作者 曹毅 王树新 +2 位作者 邱燕 贠今天 李群智 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2005年第3期220-225,共6页
在分析医生显微缝合与打结动作和操作空间布置的基础上,采用向两个方向投影的方法,对医生的动作进行了记录和量化分析.分析了测量数据与机器人灵活度的关系,并以该关系作为整个设计分析的基础.根据投影几何以及显微手术数据得到了从手... 在分析医生显微缝合与打结动作和操作空间布置的基础上,采用向两个方向投影的方法,对医生的动作进行了记录和量化分析.分析了测量数据与机器人灵活度的关系,并以该关系作为整个设计分析的基础.根据投影几何以及显微手术数据得到了从手末端工具准确的三维灵活操作空间.根据测量得到的灵活空间运用逆运动学原理,对机器人的机构参数和关节的运动范围进行了计算.在理论分析和设计的基础之上,加工出了一台显微手术样机(MicroHand). 展开更多
关键词 显微外科手术机器人 灵活工作空间 逆运动学 操作空间
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架空输电线路巡检机器人风载下姿态检测及作业控制技术 被引量:12
13
作者 钱金菊 吴功平 +2 位作者 彭向阳 王柯 王锐 《广东电力》 2017年第1期116-120,共5页
为解决架空输电线路巡检机器人风载下出现脱轨及无法获取有效巡检照片的问题,建立巡检机器人风载下的受力模型,研究分析风载对巡检机器人的影响,提出一种基于横向摆动姿态检测的机器人作业控制技术,根据风载下机体摆动姿态,实时优化机... 为解决架空输电线路巡检机器人风载下出现脱轨及无法获取有效巡检照片的问题,建立巡检机器人风载下的受力模型,研究分析风载对巡检机器人的影响,提出一种基于横向摆动姿态检测的机器人作业控制技术,根据风载下机体摆动姿态,实时优化机器人作业规划,实现实时控制巡检机器人的行走动作与巡检策略。室外测试中,基于该技术的巡检机器人能够根据风速变化合理选择行走动作,获得清晰有效定点巡检照片。研究结果表明:该技术能实际解决风载下巡检机器人行走安全性及巡检有效性问题。 展开更多
关键词 架空输电线路 巡检机器人 风载作用 姿态检测 作业规划 实时控制
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基于开放式结构的多功能农业机器人设计 被引量:12
14
作者 王宝梁 索明何 刘大诚 《中国农机化学报》 北大核心 2019年第3期179-184,共6页
目前农业机器人结构基本上以成熟的轮式移动为主,作物识别方式主要基于机器视觉,但农业机器人的应用普及仍面临困难,主要原因之一是由于成本高、功能单一。本文设计一种基于开放式思想的农业机器人,具备不同的作业功能,主要适用于具有... 目前农业机器人结构基本上以成熟的轮式移动为主,作物识别方式主要基于机器视觉,但农业机器人的应用普及仍面临困难,主要原因之一是由于成本高、功能单一。本文设计一种基于开放式思想的农业机器人,具备不同的作业功能,主要适用于具有行种植特征作物的喷洒、除草等作业。对农业机器人进行总体设计、控制系统设计以及作业操作功能设计,最后在田间进行农业机器人自主行走和作业试验,试验表明农业机器人自主行走平均偏差为38.5 mm,基本上可以沿作物行中心线自主行走,并且能够进行喷洒等作业。 展开更多
关键词 开放式结构 农业机器人 导航 作业
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浅谈医疗机器人及发展前景 被引量:10
15
作者 杨振巍 《科技创新导报》 2018年第12期104-105,共2页
随着人类科学技术的不断发展,机器人应用的空间也变得越来越广泛,医疗环境也成为机器人应用的一个重要领域。大量机器人在医疗领域的应用,也必将引领医疗领域的一系列技术创新、甚至伦理领域的变革。本文重点介绍了几种已经投入使用的... 随着人类科学技术的不断发展,机器人应用的空间也变得越来越广泛,医疗环境也成为机器人应用的一个重要领域。大量机器人在医疗领域的应用,也必将引领医疗领域的一系列技术创新、甚至伦理领域的变革。本文重点介绍了几种已经投入使用的典型医疗机器人并对其应用状态进行了描述。 展开更多
关键词 医疗机器人 康复机器人 手术机器人
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接触作业型飞行机械臂系统的力/位置混合控制 被引量:11
16
作者 孟祥冬 何玉庆 韩建达 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2020年第2期167-178,共12页
针对飞行机械臂系统移动接触作业问题,使用了一个力/位置混合控制框架,用以控制飞行器系统持续可靠地接触外部环境同时保持一定大小的接触力,并实现在接触过程中的期望轨迹跟踪.首先将作业空间分成2个子空间--约束空间和自由空间,并分... 针对飞行机械臂系统移动接触作业问题,使用了一个力/位置混合控制框架,用以控制飞行器系统持续可靠地接触外部环境同时保持一定大小的接触力,并实现在接触过程中的期望轨迹跟踪.首先将作业空间分成2个子空间--约束空间和自由空间,并分别进行力控制和位置控制.对于力控制问题,证明闭环无人机系统是一个类弹簧-质量-阻尼系统,然后在约束子空间中设计逆动力学控制器来实现接触力控制.自由飞行空间中的运动控制依靠轨迹规划和位置控制器来实现.最后,开发了基于六旋翼飞行机器人的单自由度飞行机械臂系统,在飞行状态下进行接触墙面并跟踪倾斜直线轨迹的实验.结果显示本文所使用方法能够保证在平稳移动的同时控制期望的接触力. 展开更多
关键词 飞行机器人 飞行机械臂 接触作业 力/位置混合控制
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焊接机器人在工程机械制造中的应用 被引量:10
17
作者 马蓉 李春亮 +1 位作者 覃剑 侯国清 《焊接》 北大核心 2012年第1期65-69,72,共5页
随着焊接机器人配置不断升级,具备了接触传感、电弧跟踪等多种功能,用机器人焊接逐步取代手工焊已成为工程机械行业发展的必然趋势。通过对机器人在效率、质量和运行成本方面的分析,可以了解焊接机器人在工程机械行业的应用现状。此外,... 随着焊接机器人配置不断升级,具备了接触传感、电弧跟踪等多种功能,用机器人焊接逐步取代手工焊已成为工程机械行业发展的必然趋势。通过对机器人在效率、质量和运行成本方面的分析,可以了解焊接机器人在工程机械行业的应用现状。此外,对机器人系统关键部件的特点与性能进行分析,为机器人选型提供了参考。 展开更多
关键词 焊接机器人 运行成本 机器人选型
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基于改进粒子群的食品分拣机器人动态目标抓取控制方法 被引量:9
18
作者 王敏 蒋金伟 曹彦陶 《食品与机械》 北大核心 2022年第3期86-91,共6页
目的:解决目前食品生产线分拣机器人抓取操作不稳定、分拣效率低的问题。方法:基于高速并联食品分拣机器人的体系结构,提出了一种基于改进粒子群算法的多目标运动优化策略用于食品分拣机器人的动态目标抓取控制方法。协调抓取顺序和分... 目的:解决目前食品生产线分拣机器人抓取操作不稳定、分拣效率低的问题。方法:基于高速并联食品分拣机器人的体系结构,提出了一种基于改进粒子群算法的多目标运动优化策略用于食品分拣机器人的动态目标抓取控制方法。协调抓取顺序和分拣轨迹建立最短路径模型,以末端加速度建立机构稳定性优化模型,并通过改进粒子群优化算法对目标进行优化。结果:通过试验进行了验证,在输送速度100 mm/s时,抓取成功率由96.8%提高到100%,分选速率由1.62个/s提高到1.98个/s。结论:该控制方法能有效提高食品分拣机器人的操作稳定性和分拣效率。 展开更多
关键词 食品生产线 分拣机器人 抓取控制 粒子群 动态目标
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基于智能巡检机器人的变电站运维系统的研究 被引量:6
19
作者 孙治文 《自动化应用》 2023年第13期18-20,共3页
针对变电站传统工人运维方式存在效率较低、工人劳动强度大、现场危险工况多、运维结果不可靠等问题,本文通过分析变电站运维内容和要求,设计了一种智能巡检机器人方案代替人工完成变电站的运维工作,对硬件系统和软件系统进行了设计和编... 针对变电站传统工人运维方式存在效率较低、工人劳动强度大、现场危险工况多、运维结果不可靠等问题,本文通过分析变电站运维内容和要求,设计了一种智能巡检机器人方案代替人工完成变电站的运维工作,对硬件系统和软件系统进行了设计和编程,制作了样机并进行现场调试和应用。试验结果表明,设计的这套智能巡检机器人系统实现了对变电站运行状态的在线监测,可以代替3~5人完成变电站的巡检任务,大大降低了工人劳动强度,提高了运维效率,降低了变电站运维成本,取得了满意的试验结果。 展开更多
关键词 巡检机器人 变电站 运行 维护 无人化
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面向移动机器人快速全局路径规划的改进跳点搜索算法 被引量:10
20
作者 宋晓茹 任怡悦 《科学技术与工程》 北大核心 2020年第29期11992-11999,共8页
针对传统全局路径规划算法计算量大、寻路时间过长等问题,为了进一步提高移动机器人综合作业能力,提出一种基于跳点搜索算法的快速全局路径规划算法,旨在减少时间成本,以满足移动机器人在实际复杂环境中对智能性、高效性、安全性和可靠... 针对传统全局路径规划算法计算量大、寻路时间过长等问题,为了进一步提高移动机器人综合作业能力,提出一种基于跳点搜索算法的快速全局路径规划算法,旨在减少时间成本,以满足移动机器人在实际复杂环境中对智能性、高效性、安全性和可靠性的要求。首先通过“块”操作方法,在一次搜索中快速扫描底层网格中的一个区域,将跳点搜索算法的修剪规则一次应用于多个节点,减少搜寻跳点时所涉及的大部分迭代计算,并在采取“对角优先”方式的前提下,剔除仅具有改变方向的中间转折点,大量减少Openlist和Closedlist的不必要节点,减少计算量,提高路径规划的实时性。为了验证改进算法的有效性与可行性,分别在规则的网格地图、测试库基准地图及移动机器人Turtlebot2进行仿真实验验证。结果表明:在生成相同路径的基础上,改进跳点搜索算法与A算法相比扩展节点数目缩减了68.9%,搜索耗费时间降低了71.9%;与传统跳点搜索算法相比,扩展节点数目缩减了41.3%,搜索耗费时间降低了33.4%,能够满足移动机器人快速全局路径规划的要求。 展开更多
关键词 移动机器人 全局路径规划 跳点搜索算法 “块”操作
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