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软体弯曲驱动器设计与建模
被引量:
49
1
作者
王华
康荣杰
+1 位作者
王兴坚
戴建生
《北京航空航天大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第5期1053-1060,共8页
与传统的"刚性"机器人相比,基于仿生学启发的软体机器人由于其与生俱来的柔顺性和安全性受到广泛关注。然而,此类软体机器人驱动器的设计与控制目前仍缺少理论指导。针对这些问题,设计了一种由气压驱动的可实现弯曲运动的新...
与传统的"刚性"机器人相比,基于仿生学启发的软体机器人由于其与生俱来的柔顺性和安全性受到广泛关注。然而,此类软体机器人驱动器的设计与控制目前仍缺少理论指导。针对这些问题,设计了一种由气压驱动的可实现弯曲运动的新型软体驱动器,在系统分析其结构和弯曲原理的基础上,利用几何方法和虚功原理建立了其数学模型,并且通过有限元模型和原理样机实验验证了数学模型的有效性,为软体机器人驱动器的优化设计和控制提供了依据。
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关键词
软体驱动器
气压驱动
弯曲变形
数学模型
有限元分析
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职称材料
基于旋量理论的3-US并联机构运动学分析
被引量:
8
2
作者
张云娇
魏国武
戴建生
《机械设计与研究》
CSCD
北大核心
2014年第2期8-11,共4页
应用旋量理论对一种3-US并联机构进行了运动学分析。首先对该并联机构进行位置分析,根据机构的几何约束条件,将机构的位置分析转化为对三个非线性几何约束方程的求解,运用数值计算方法对方程进行了求解。然后应用旋量理论建立了该机构...
应用旋量理论对一种3-US并联机构进行了运动学分析。首先对该并联机构进行位置分析,根据机构的几何约束条件,将机构的位置分析转化为对三个非线性几何约束方程的求解,运用数值计算方法对方程进行了求解。然后应用旋量理论建立了该机构的正逆速度分析方程,并通过实例说明了这种方法的应用。最后应用ADAMS软件对3-US并联机构进行仿真,并与本文方法计算结果对比,验证了本文方法的精确性。
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关键词
3-US并联机构
旋量理论
运动学分析
原文传递
基于手掌拱形的TJU/KCL灵巧手参数优化设计
被引量:
3
3
作者
朱月明
宋智斌
戴建生
《机械设计与研究》
CSCD
北大核心
2015年第4期27-31,48,共6页
结合解剖学和生物力学中对人手的研究成果,完成了对变胞仿人灵巧手机构参数的优化设计。本文将人类手掌的掌弓和衡量掌弓的运动学横向拱形的概念应用于TJU/KCL灵巧手的运动分析上,以此为基础建立了变胞灵巧手与人手在抓取运动上的联系;...
结合解剖学和生物力学中对人手的研究成果,完成了对变胞仿人灵巧手机构参数的优化设计。本文将人类手掌的掌弓和衡量掌弓的运动学横向拱形的概念应用于TJU/KCL灵巧手的运动分析上,以此为基础建立了变胞灵巧手与人手在抓取运动上的联系;建立TJU/KCL灵巧手的机构模型,以最大化与人手相似的抓取姿态为目标函数,采用遗传算法,实现了变胞灵巧手的参数优化。通过手掌的变胞运动,优化后的灵巧手能实现多个与人手相似的抓取姿态,突出了手掌的可变性和灵巧手的仿人性。
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关键词
TJU/KCL灵巧手:变胞手掌
掌弓
优化设计
原文传递
仿生爬树机器人髋关节运动精度可靠性分析与优化
被引量:
10
4
作者
王汝贵
袁吉伟
戴建生
《机械设计与研究》
CSCD
北大核心
2019年第1期53-60,共8页
以一种非对称空间两自由度并联机构作为仿生爬树机器人的髋关节,能够实现机器人机构沿树干爬升及抱树的复合动作,以此仿生爬树机器人的髋关节为研究对象,基于一阶泰勒展开,建立了包含髋关节机构杆长误差因素、铰链间隙误差因素和机构输...
以一种非对称空间两自由度并联机构作为仿生爬树机器人的髋关节,能够实现机器人机构沿树干爬升及抱树的复合动作,以此仿生爬树机器人的髋关节为研究对象,基于一阶泰勒展开,建立了包含髋关节机构杆长误差因素、铰链间隙误差因素和机构输入误差因素在内的机构位姿误差数学模型,给定机构参数后,基于所建立误差数学模型,运用蒙特卡罗法得到了髋关节机构运动可靠度,进一步分析了不同误差因素对机构可靠度影响,以及同一误差因素对机构不同方向运动可靠度的影响,并分析了此算例中机构可靠度与机构输入参数之间的关系,最后基于对机构可靠性分析,应用线性加权法对仿生爬树机器人的髋关节机构参数进行了多目标优化设计。
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关键词
仿生爬树机器人
髋关节
并联机构
运动精度可靠性
多目标优化
原文传递
新型平面-空间多面体变胞机构的尺度综合与运动学分析
被引量:
5
5
作者
王汝贵
廖益丰
+1 位作者
张成东
戴建生
《机械设计与研究》
CSCD
北大核心
2016年第6期10-16,20,共8页
新型平面-空间多面体变胞机构既能够实现平面拓扑与空间多面体拓扑结构间变换,又可生成不同尺寸与不同形状的多面体构型,具有较广阔工程应用前景,其尺度及运动学问题是该机构工程应用的技术关键,以该机构为研究对象,并以八面体为例,根...
新型平面-空间多面体变胞机构既能够实现平面拓扑与空间多面体拓扑结构间变换,又可生成不同尺寸与不同形状的多面体构型,具有较广阔工程应用前景,其尺度及运动学问题是该机构工程应用的技术关键,以该机构为研究对象,并以八面体为例,根据机构极限位置与成型原理,对该机构进行尺度综合研究,分析了机构实现平面拓扑与空间拓扑灵活变化的杆件间的尺度关系,并综合应用旋量理论和D-H参数法,对机构进行运动学正运算分析和逆运算分析,研究了该新型平面-空间多面体变胞机构的运动学状态参数,最后进行了仿真分析,为此类新型机构的工程推广应用提供了一定理论基础。
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关键词
变胞机构
多面体
尺度综合
运动学分析
D-H参数法
旋量法
原文传递
基于遗传基因理论的变胞机构变胞方程研究
被引量:
3
6
作者
王汝贵
孙家兴
戴建生
《机械设计与研究》
CSCD
北大核心
2019年第1期75-80,86,共7页
为分析变胞机构稳定态的构型组成和变胞态的变胞过程,将遗传学基因理论引入变胞机构学,将机构主要特征分为三类,即运动副特征、构件特征和构件间连接关系特征;通过机构特征改变对机构结构特征和构型变化的影响,归纳总结出运动副类型基...
为分析变胞机构稳定态的构型组成和变胞态的变胞过程,将遗传学基因理论引入变胞机构学,将机构主要特征分为三类,即运动副特征、构件特征和构件间连接关系特征;通过机构特征改变对机构结构特征和构型变化的影响,归纳总结出运动副类型基因改变、运动副数目基因改变、单个运动副的方位基因改变三种变胞方式,并以此建立基于构态变换矩阵的变胞方程。以平面三构态变胞机构为例,通过构态变换矩阵和变胞方程对该变胞机构的稳定态和变胞态进行详细描述和分析,验证其可行性与普遍适用性。
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关键词
变胞机构
机构特征
变胞方程
构态变换矩阵
原文传递
变胞机构基因设计研究
被引量:
2
7
作者
王汝贵
孙家兴
戴建生
《机械设计与研究》
CSCD
北大核心
2018年第6期41-46,共6页
尝试将生物学中生物基因引入到机构学领域中,提出机构基因的概念,对遗传性、变异性和自适应性进行描述,并建立机构基因变异与变胞方式的关系,将机构基因变异分为基因突变和基因重组两类。分别运用基因突变和基因重组方式对八杆九副机构...
尝试将生物学中生物基因引入到机构学领域中,提出机构基因的概念,对遗传性、变异性和自适应性进行描述,并建立机构基因变异与变胞方式的关系,将机构基因变异分为基因突变和基因重组两类。分别运用基因突变和基因重组方式对八杆九副机构和(0T-3R)并联机构进行机构综合,综合出多种构型,以满足不同工作环境的需求,机构基因变异的提出为机构的构型设计提供了参考,丰富了构型综合的内容。
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关键词
机构基因
机构基因变异
变胞方式
基因变异
基因重组
原文传递
题名
软体弯曲驱动器设计与建模
被引量:
49
1
作者
王华
康荣杰
王兴坚
戴建生
机构
天津
大学
机构理论与装备设计教育部重点实验室
北京航空航天
大学
自动化科学与电气工程
学院
伦敦大学
国王
学院
机器人
研究
中心
出处
《北京航空航天大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第5期1053-1060,共8页
基金
国家自然科学基金(51375329)
天津市应用基础与前沿技术研究计划(14JCYBJC19300)
高等学校博士学科点专项科研基金(20130032120036)~~
文摘
与传统的"刚性"机器人相比,基于仿生学启发的软体机器人由于其与生俱来的柔顺性和安全性受到广泛关注。然而,此类软体机器人驱动器的设计与控制目前仍缺少理论指导。针对这些问题,设计了一种由气压驱动的可实现弯曲运动的新型软体驱动器,在系统分析其结构和弯曲原理的基础上,利用几何方法和虚功原理建立了其数学模型,并且通过有限元模型和原理样机实验验证了数学模型的有效性,为软体机器人驱动器的优化设计和控制提供了依据。
关键词
软体驱动器
气压驱动
弯曲变形
数学模型
有限元分析
Keywords
soft actuator
pneumatic actuation
bending deformation
mathematical model
finite element analysis
分类号
TP242 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
下载PDF
职称材料
题名
基于旋量理论的3-US并联机构运动学分析
被引量:
8
2
作者
张云娇
魏国武
戴建生
机构
天津
大学
机械工程
学院
伦敦大学
国王
学院
机器人
研究
中心
出处
《机械设计与研究》
CSCD
北大核心
2014年第2期8-11,共4页
基金
国家自然科学基金资助项目(51175366)
天津市科技计划重点资助项目(12JCZDJC27700)
文摘
应用旋量理论对一种3-US并联机构进行了运动学分析。首先对该并联机构进行位置分析,根据机构的几何约束条件,将机构的位置分析转化为对三个非线性几何约束方程的求解,运用数值计算方法对方程进行了求解。然后应用旋量理论建立了该机构的正逆速度分析方程,并通过实例说明了这种方法的应用。最后应用ADAMS软件对3-US并联机构进行仿真,并与本文方法计算结果对比,验证了本文方法的精确性。
关键词
3-US并联机构
旋量理论
运动学分析
Keywords
3-USparallel mechanism
screw theory
kinematics
分类号
TP242 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
原文传递
题名
基于手掌拱形的TJU/KCL灵巧手参数优化设计
被引量:
3
3
作者
朱月明
宋智斌
戴建生
机构
天津
大学
机构理论与装备设计教育部重点实验室
伦敦大学
国王
学院
机器人
研究
中心
出处
《机械设计与研究》
CSCD
北大核心
2015年第4期27-31,48,共6页
基金
国家自然科学基金资助项目(51175366)
天津市科技计划重点资助项目(12JCZDJC27700)
文摘
结合解剖学和生物力学中对人手的研究成果,完成了对变胞仿人灵巧手机构参数的优化设计。本文将人类手掌的掌弓和衡量掌弓的运动学横向拱形的概念应用于TJU/KCL灵巧手的运动分析上,以此为基础建立了变胞灵巧手与人手在抓取运动上的联系;建立TJU/KCL灵巧手的机构模型,以最大化与人手相似的抓取姿态为目标函数,采用遗传算法,实现了变胞灵巧手的参数优化。通过手掌的变胞运动,优化后的灵巧手能实现多个与人手相似的抓取姿态,突出了手掌的可变性和灵巧手的仿人性。
关键词
TJU/KCL灵巧手:变胞手掌
掌弓
优化设计
Keywords
TJU/KCL hand
metamorphic palm
transverse metacarpal arch
optimization design
分类号
TP242 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
原文传递
题名
仿生爬树机器人髋关节运动精度可靠性分析与优化
被引量:
10
4
作者
王汝贵
袁吉伟
戴建生
机构
广西
大学
机械工程
学院
伦敦大学
国王
学院
机器人
学
研究
中心
出处
《机械设计与研究》
CSCD
北大核心
2019年第1期53-60,共8页
基金
国家自然科学基金(51865001)
广西高等学校千名中青年骨干教师培育计划基金资助项目
文摘
以一种非对称空间两自由度并联机构作为仿生爬树机器人的髋关节,能够实现机器人机构沿树干爬升及抱树的复合动作,以此仿生爬树机器人的髋关节为研究对象,基于一阶泰勒展开,建立了包含髋关节机构杆长误差因素、铰链间隙误差因素和机构输入误差因素在内的机构位姿误差数学模型,给定机构参数后,基于所建立误差数学模型,运用蒙特卡罗法得到了髋关节机构运动可靠度,进一步分析了不同误差因素对机构可靠度影响,以及同一误差因素对机构不同方向运动可靠度的影响,并分析了此算例中机构可靠度与机构输入参数之间的关系,最后基于对机构可靠性分析,应用线性加权法对仿生爬树机器人的髋关节机构参数进行了多目标优化设计。
关键词
仿生爬树机器人
髋关节
并联机构
运动精度可靠性
多目标优化
Keywords
bionic tree-climbing robot
hip joint
parallel mechanism
kinematic accuracy reliability
multiobjective optimization
分类号
TH112 [机械工程—机械设计及理论]
原文传递
题名
新型平面-空间多面体变胞机构的尺度综合与运动学分析
被引量:
5
5
作者
王汝贵
廖益丰
张成东
戴建生
机构
广西
大学
机械工程
学院
伦敦大学
国王
学院
机器人
学
研究
中心
天津
大学
先进机构学和
机器人
学
中心
出处
《机械设计与研究》
CSCD
北大核心
2016年第6期10-16,20,共8页
基金
国家自然科学基金资助项目(51265003)
"广西高等学校优秀中青年骨干教师培养工程"资助项目
文摘
新型平面-空间多面体变胞机构既能够实现平面拓扑与空间多面体拓扑结构间变换,又可生成不同尺寸与不同形状的多面体构型,具有较广阔工程应用前景,其尺度及运动学问题是该机构工程应用的技术关键,以该机构为研究对象,并以八面体为例,根据机构极限位置与成型原理,对该机构进行尺度综合研究,分析了机构实现平面拓扑与空间拓扑灵活变化的杆件间的尺度关系,并综合应用旋量理论和D-H参数法,对机构进行运动学正运算分析和逆运算分析,研究了该新型平面-空间多面体变胞机构的运动学状态参数,最后进行了仿真分析,为此类新型机构的工程推广应用提供了一定理论基础。
关键词
变胞机构
多面体
尺度综合
运动学分析
D-H参数法
旋量法
Keywords
metamorphicmechanism
polyhedron
dimension synthesis
kinematics analysis
D-H parametermethod
screw theory
分类号
TH112 [机械工程—机械设计及理论]
原文传递
题名
基于遗传基因理论的变胞机构变胞方程研究
被引量:
3
6
作者
王汝贵
孙家兴
戴建生
机构
广西
大学
机械工程
学院
伦敦大学
国王
学院
机器人
学
研究
中心
出处
《机械设计与研究》
CSCD
北大核心
2019年第1期75-80,86,共7页
基金
国家自然科学基金(51865001)
"广西高等学校千名中青年骨干教师培育计划"第一期工程资助项目
文摘
为分析变胞机构稳定态的构型组成和变胞态的变胞过程,将遗传学基因理论引入变胞机构学,将机构主要特征分为三类,即运动副特征、构件特征和构件间连接关系特征;通过机构特征改变对机构结构特征和构型变化的影响,归纳总结出运动副类型基因改变、运动副数目基因改变、单个运动副的方位基因改变三种变胞方式,并以此建立基于构态变换矩阵的变胞方程。以平面三构态变胞机构为例,通过构态变换矩阵和变胞方程对该变胞机构的稳定态和变胞态进行详细描述和分析,验证其可行性与普遍适用性。
关键词
变胞机构
机构特征
变胞方程
构态变换矩阵
Keywords
metamorphic mechanism
mechanism characteristic
metamorphic equation
configuration transformation matrix
分类号
TH112 [机械工程—机械设计及理论]
原文传递
题名
变胞机构基因设计研究
被引量:
2
7
作者
王汝贵
孙家兴
戴建生
机构
广西
大学
机械工程
学院
伦敦大学
国王
学院
机器人
学
研究
中心
出处
《机械设计与研究》
CSCD
北大核心
2018年第6期41-46,共6页
基金
国家自然科学基金资助项目(51865001)
广西科技重大专项(桂科AA1818007)
文摘
尝试将生物学中生物基因引入到机构学领域中,提出机构基因的概念,对遗传性、变异性和自适应性进行描述,并建立机构基因变异与变胞方式的关系,将机构基因变异分为基因突变和基因重组两类。分别运用基因突变和基因重组方式对八杆九副机构和(0T-3R)并联机构进行机构综合,综合出多种构型,以满足不同工作环境的需求,机构基因变异的提出为机构的构型设计提供了参考,丰富了构型综合的内容。
关键词
机构基因
机构基因变异
变胞方式
基因变异
基因重组
Keywords
mechanism-gene
variable mechanism-gene
metamorphic approach
gene mutation
genetic recombination
分类号
TH122 [机械工程—机械设计及理论]
原文传递
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
软体弯曲驱动器设计与建模
王华
康荣杰
王兴坚
戴建生
《北京航空航天大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017
49
下载PDF
职称材料
2
基于旋量理论的3-US并联机构运动学分析
张云娇
魏国武
戴建生
《机械设计与研究》
CSCD
北大核心
2014
8
原文传递
3
基于手掌拱形的TJU/KCL灵巧手参数优化设计
朱月明
宋智斌
戴建生
《机械设计与研究》
CSCD
北大核心
2015
3
原文传递
4
仿生爬树机器人髋关节运动精度可靠性分析与优化
王汝贵
袁吉伟
戴建生
《机械设计与研究》
CSCD
北大核心
2019
10
原文传递
5
新型平面-空间多面体变胞机构的尺度综合与运动学分析
王汝贵
廖益丰
张成东
戴建生
《机械设计与研究》
CSCD
北大核心
2016
5
原文传递
6
基于遗传基因理论的变胞机构变胞方程研究
王汝贵
孙家兴
戴建生
《机械设计与研究》
CSCD
北大核心
2019
3
原文传递
7
变胞机构基因设计研究
王汝贵
孙家兴
戴建生
《机械设计与研究》
CSCD
北大核心
2018
2
原文传递
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