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Rigid-Soft Coupled Robotic Gripper for Adaptable Grasping

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Journal of Bionic Engineering 2023年第6期20卷 2601-2618页

作者： Zhiyuan He binbin lian Yimin Song Key Laboratory of Mechanism Theory and Equipment Design of Ministry of Education Tianjin UniversityTianjin300350China Department of Mechanical Engineering Tianjin Renai CollegeTianjin301636China

Inspired by the morphology of human fingers,this paper proposes an underactuated rigid-soft coupled robotic gripper whose finger is designed as the combination of a rigid skeleton and a soft *** from the current grippers who have multi-point contact or line contact with the target objects,the proposed robotic gripper enables surface contact and leads to flexible grasping and robust *** actuated mechanism,which is the palm of proposed gripper,is optimized for excellent operability based on a mathematical *** material selection and rigid skeleton structure of fingers are then analyzed through a series of dynamic simulations by RecurDyn and *** above design process including topology analysis,actuated mechanism optimization,soft material selection and rigid skeleton analysis,the rigid-soft coupled robotic gripper is fabricated via 3D ***,the grasping and holding capabilities are validated by experiments testing the stiffness of a single finger and the impact resistance of the *** results show that the proposed rigid-soft coupled robotic gripper can adapt to objects with different properties(shape,size,weight and softness)and hold them *** confirms the feasibility of the design procedure,as well as the compliant and dexterous grasping capabilities of proposed rigid-soft coupled gripper.

关键词： Rigid-soft coupled robotic gripper Parameter optimization Dynamic simulation Adaptive grasping Robust holding

Geometric error analysis of an over-constrained parallel tracking mechanism using the screw theory

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Chinese Journal of Aeronautics 2019年第6期32卷 1541-1554页

作者： Jiateng ZHANG binbin lian Yimin SONG Key Laboratory of Mechanism Theory and Equipment Design of Ministry of Education Tianjin UniversityTianjin 300072China Department of Machine Design KTH Royal Institute of TechnologyStockholm SE-10044Sweden

This paper deals with geometric error modeling and sensitivity analysis of an overconstrained parallel tracking mechanism. The main contribution is the consideration of overconstrained features that are usually ignored in previous research. The reciprocal property between a motion and a force is applied to tackle this problem in the framework of the screw theory. First of all, a nominal kinematic model of the parallel tracking mechanism is formulated. On this basis, the actual twist of the moving platform is computed through the superposition of the joint twist and geometric errors. The actuation and constrained wrenches of each limb are applied to exclude the joint displacement. After eliminating repeated errors brought by the multiplication of wrenches, a geometric error model of the parallel tracking mechanism is built. Furthermore,two sensitivity indices are defined to select essential geometric errors for future kinematic calibration. Finally, the geometric error model with minimum geometric errors is verified by simulation with SolidWorks software. Two typical poses of the parallel tracking mechanism are selected, and the differences between simulation and calculation results are very small. The results confirm the correctness and accuracy of the geometric error modeling method for over-constrained parallel mechanisms.

关键词： Error model simulation Geometric error modeling Over-constrained parallel mechanism Screw theory Sensitivity analysis

A Survey of Mathematical Tools in Topology and Performance Integrated Modeling and Design of Robotic Mechanism

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Chinese Journal of Mechanical Engineering 2020年第4期33卷 30-44页

作者： Xinming Huo Shuofei Yang binbin lian Tao Sun Yimin Song Key Laboratory of Mechanism Theory and Equipment Design of Ministry of Education Tianjin UniversityTianjin 300350China Department of Industrial and Systems Engineering The Hong Kong Polytechnic UniversityKowloon 999077Hong KongChina

Topology and performance are the two main topics dealt in the development of robotic ***,it is still a challenge to connect them by integrating the modeling and design process of both parts in a unified *** the properties associated with topology and performance,finite motion and instantaneous motion of the robot play key roles in the *** the purpose of providing a fundamental preparation for integrated modeling and design,this paper carries out a review on the existing unified mathematic frameworks for motion description and computation,involving matrix Lie group and Lie algebra,dual quaternion and pure dual quaternion,finite screw and instantaneous *** the application in robotics,the review of the work from these mathematicians concentrates on the description,composition and intersection operations of the finite and instantaneous motions,especially on the exponential-differential maps which connect the two ***,an in-depth discussion is worked out by investigating the algebraical relationship among these methods and their further progress in integrated robotic *** presented review offers insightful investigation to the motion description and computation,and therefore would help designers to choose appropriate mathematical tool in the integrated design and modeling and design of mechanisms and robots.

关键词： Robotic mechanism Integrated method Matrix Lie group Dual quaternion Finite screw

金融审判专业视角下智能化随机分案模式之构建

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人民司法 2020年第28期 86-92页

作者：练彬彬不详

如何在法院内部将案件分配到法官,并不是一个简单的事务性操作问题,必须设计--种缜密的案件管理制度,才能保证司法公正和公众对司法的信任。国早在2005年,最高人民法院在《人民法院第二个五年改革纲要》中就将“建立和完善随机分案制度... 详细信息

如何在法院内部将案件分配到法官,并不是一个简单的事务性操作问题,必须设计--种缜密的案件管理制度,才能保证司法公正和公众对司法的信任。国早在2005年,最高人民法院在《人民法院第二个五年改革纲要》中就将“建立和完善随机分案制度”作为法院改革内容之一,2015年2月,最高人民法院又在《人民法院第四个五年改革纲要》中提出“在加强专业化合议庭建设基础上,实行随机分案为主、指定分案为辅的案件分配制度”。2015年9月,最高人民法院在《关于完善人民法院司法责任制的若干意见》中再次提出“在加强审判专业化建设基础上,实行随机分案为主、指定分案为辅的案件分配制度”。这也是最高人民法院首次提出要在加强审判专业化建设基础上实行随机分案制度。

关键词：法院内部最高人民法院司法责任制法院改革案件分配合议庭专业化建设管理制度

基于张拉整体结构的可变形移动机器人的设计与实验研究

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工程设计学报 2024年第4期31卷 438-445页

作者：张淏杨琪连宾宾孙涛天津大学机械工程学院天津300000 天津大学浙江国际创新设计与智造研究院浙江绍兴311800

移动机器人可以代替人进入火灾、地震现场等高危环境进行地形探索及伤员搜寻等工作,然而大多数机器人难以同时适应障碍、直角墙壁、墙面过渡等多种复杂地形,且其控制系统相对复杂,需要外部能源输入。为此,设计了一款具有多种功能、控制... 详细信息

移动机器人可以代替人进入火灾、地震现场等高危环境进行地形探索及伤员搜寻等工作,然而大多数机器人难以同时适应障碍、直角墙壁、墙面过渡等多种复杂地形,且其控制系统相对复杂,需要外部能源输入。为此,设计了一款具有多种功能、控制相对简单且无系留的可变形移动机器人。首先,将二杆四索张拉整体结构作为基本单元,设计了可实现弯曲变形的张拉整体结构躯干;其次,基于吸附力及结构参数的分析,设计了负压吸附装置,并将它与可变形躯干结合,形成了机器人整体结构;接着,对机器人进行运动学分析,获得了机器人位姿与电机转角的映射关系,并据此规划了机器人墙面过渡、从墙面穿越狭小空间及翻转上台阶的步态;最后,完成了机器人样机的研制,并针对不同地形开展了机器人运动实验,验证了机器人步态规划的合理性。研究结果为多功能移动机器人的设计与制造提供了一定的参考价值。

关键词：张拉整体结构负压吸附可变形机器人

金融案例指导制度的运行现状及完善——基于98件有效应用案例的实证分析

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人民司法 2021年第19期 94-100页

作者：练彬彬上海金融法院

本文通过对2010年案例指导制度实施以来,金融指导性案例被实际援引适用的98件有效应用案例进行实证分析,总结出存在金融指导性案例数量及质量供给不足、法院援引次数少且不予回应情况严重等问题,未能发挥促进适法统一、规则创设和价值... 详细信息

本文通过对2010年案例指导制度实施以来,金融指导性案例被实际援引适用的98件有效应用案例进行实证分析,总结出存在金融指导性案例数量及质量供给不足、法院援引次数少且不予回应情况严重等问题,未能发挥促进适法统一、规则创设和价值引领、为立法积累素材等应然功能,偏离了金融审判的运行轨道。本文建议从案例生成、运用、配套保障等方面健全机制,通过优化发布机构与案例来源、优化选案标准、发布类案专题、构建民行刑立体型裁判思维等健全生成机制;通过建立诉讼参与人引导机制、强制参照回应机制、衡平退出机制、拓展案例援引适用多元功能等健全运用机制;探索建立测试案例机制、构建一元多层级中国特色案例指导体系、发挥人工智能的技术优势等健全配套保障机制,形成实用、高效、便捷的运作体系,提升案例指导制度与金融审判运行轨道的契合度。

关键词：案例指导制度诉讼参与人运行轨道运用机制人工智能价值引领引导机制立体型

一种1T2R卧式布局并联机构的重力补偿策略

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2015年第7期48卷 596-604页

作者：宋轶民王晓莉连宾宾孙涛天津大学机构理论与装备设计教育部重点实验室天津300072

以3-RPS卧式布局并联机构为研究对象,通过添加弹簧元件并优化设计弹簧安装位置及其相关参数,完成了对该类机构的重力补偿策略研究.首先,选用定刚度螺旋拉簧为重力补偿元件,以机构总势能在工作空间中的波动量最小为目标,施以约束条件,完... 详细信息

以3-RPS卧式布局并联机构为研究对象,通过添加弹簧元件并优化设计弹簧安装位置及其相关参数,完成了对该类机构的重力补偿策略研究.首先,选用定刚度螺旋拉簧为重力补偿元件,以机构总势能在工作空间中的波动量最小为目标,施以约束条件,完成弹簧安装位置及相关参数的优化设计.其次,利用线性叠加原理构造了机构的静柔度半解析模型,并通过重力补偿前后的效果对比,校验了重力补偿策略的有效性.研究结果表明,添加弹簧元件后,大幅度降低了重力造成的机构末端变形,补偿效果明显.该重力补偿策略简捷有效,可为类似并联机构的重力补偿提供参考与借鉴.

关键词：并联机构卧式布局重力补偿定刚度拉伸弹簧柔度模型

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面向骨折手术的三支链六自由度并联机构设计

天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2022年第3期55卷 273-282页

作者：王蕊霍欣明连宾宾宋轶民孙涛天津大学机构理论与装备设计教育部重点实验室天津300350

随着微创技术和生物学固定技术的发展,创伤骨折手术中愈加需要术中精准定位,以确保内固定物能够精确和微创地固定骨折断端.其中,利用六自由度并联机构进行骨折断端的复位和固定是实现微创精准骨折手术的重要手段,也是未来骨折手术的发... 详细信息

随着微创技术和生物学固定技术的发展,创伤骨折手术中愈加需要术中精准定位,以确保内固定物能够精确和微创地固定骨折断端.其中,利用六自由度并联机构进行骨折断端的复位和固定是实现微创精准骨折手术的重要手段,也是未来骨折手术的发展趋势.现有的由6条支链构成的六自由度并联机构存在质量大、医学影像设备扫描后伪影严重等系列问题,提出和设计少支链六自由度并联机构成为研究热点.本文借助有限旋量理论构型综合出一类三支链六自由度并联机构,并进行了其拓扑结构和运动学性能设计.首先,利用有限旋量描述六自由度并联机构及其支链末端的运动,通过有限旋量理论的结合定律和交换定律获得可行支链的标准型和衍生型,通过定义支链装配条件和配置驱动关节,综合出一类三支链六自由度并联机构;然后,定义了优选准则,借助瞬时旋量理论对优选出的5种三支链六自由度并联机构进行了位置逆解、工作空间和速度分析;最后,以运动/力传递率在给定工作空间内的均值与方差为目标函数,考虑并联机构的拓扑结构对运动学性能的影响因素,开展了三支链六自由度并联机构的拓扑结构与运动学性能的一体化设计.上述工作为后续三支链六自由度并联机构的物理样机建造与实验研究提供了理论基础.

关键词：三支链六自由度并联机构有限限量瞬时旋量构型综合运动学设计

基于FIS理论的Myard环形组网机构运动学分析

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机械工程学报 2020年第19期56卷 132-142页

作者：郭瑞峰连宾宾宋轶民齐杨孙涛天津大学机构理论与装备设计教育部重点实验室天津300350 天津大学仁爱学院机械工程系天津301636 天津职业技术师范大学机械工程系天津300222

为揭示折展机构连续与瞬时运动的本质与代数关联,将有限瞬时旋量理论(FIS理论)应用于一类过约束折展机构的分析中,提出包括折展单元及其组网机构的运动学分析方法。首先介绍了FIS理论的基本原理、Myard机构和Myard环形组网机构的组成原... 详细信息

为揭示折展机构连续与瞬时运动的本质与代数关联,将有限瞬时旋量理论(FIS理论)应用于一类过约束折展机构的分析中,提出包括折展单元及其组网机构的运动学分析方法。首先介绍了FIS理论的基本原理、Myard机构和Myard环形组网机构的组成原理。其次对于Myard机构,通过选定合适的初始位形,以构建有限旋量闭环方程的方式解决了折展单元的关节运动参数映射,基于旋量三角积与螺旋运动的定义提出了基于有限旋量的轨迹求解方法,随后由有限与瞬时旋量的微分映射关系得到Myard机构的速度模型。在此基础上,结合参数化的等效广义副将3-Myard环形组网机构简化为单闭环机构,以求解机构的参数映射关系,随后借助与Myard机构相同的分析流程便得到组网机构的位移与速度模型。提出折展单元及其环形组网机构的关节参数映射、运动轨迹和速度模型的分析方法,丰富了折展机构的运动学分析理论,为解决折展单元及其组网机构的运动学分析问题提供了新选择。

关键词：有限瞬时旋量理论(FIS理论) 折展机构 Myard机构 Myard环形组网机构运动学运动轨迹