检索结果-南通市图书馆

制造业自动化 2011年第3期33卷 124-127页

作者：乔文刚盛如龙乔魏内蒙古科技大学机械工程学院包头014010

本文提出了一种新型的三自由度绳驱动并联机器人,在阐述其结构特点的基础上,并对其运动学机构进行了分析,建立了该机构位置的正反解方程,进行了数值分析,为该类机器人机构的开发研究提供了一定的理论基础。

关键词：绳驱动并联机器人三自由度运动学分析

3-DOF绳驱动并联机器人运动学建模及空间分析

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机械研究与应用 2014年第2期 43-47页

作者：乔文刚袁亭雪内蒙古科技大学机械工程学院

研究并联机器人的结构参数与工作空间的关系。提出一种新型的三自由度绳驱动并联机器人,阐述并简化该机器人模型,在此基础上建立其正向运动学数学模型。利用数学工具Matlab对其工作空间进行仿真,结果表明该机器人的结构参数直接影响其... 详细信息

研究并联机器人的结构参数与工作空间的关系。提出一种新型的三自由度绳驱动并联机器人,阐述并简化该机器人模型,在此基础上建立其正向运动学数学模型。利用数学工具Matlab对其工作空间进行仿真,结果表明该机器人的结构参数直接影响其工作空间,为机器人的结构开发奠定了理论基础。

关键词：绳驱动并联机器人运动学工作空间

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绳驱动船舱清洗机器人动力学建模及鲁棒控制

清华大学学报（自然科学版） 2024年第3期64卷 562-577页

作者：李建王生海刘将高钰富韩广冬孙玉清大连海事大学轮机工程学院大连116026 大连海事大学科学技术部海底工程技术与装备国际联合研究中心大连116026

由于船体表面形状不规则及海浪激励引起船舶运动,因此船舶清洗作业成为难点。为实现船舶高效、自动化清洗作业,该文提出一种变结构空间绳驱动清洗机器人。首先,采用Newton-Euler法建立包含船舶运动及多种外部扰动的动力学模型。通过流... 详细信息

由于船体表面形状不规则及海浪激励引起船舶运动,因此船舶清洗作业成为难点。为实现船舶高效、自动化清洗作业,该文提出一种变结构空间绳驱动清洗机器人。首先,采用Newton-Euler法建立包含船舶运动及多种外部扰动的动力学模型。通过流体仿真试验验证了水射流可喷射至作业面,并得到水枪反作用力。其次,考虑到海风对清洗作业的影响,采用风压投影法计算得到风扰力,并将风扰力与水枪反作用力共同作为扰动输入。再次,在动力学模型的基础上,为实现动基座激励下的高精度轨迹跟踪控制,提出了一种模糊自适应比例-积分(proportional-integral, PI)滑模控制器(fuzzy adaptive PI sliding mode controller, FAPI-SMC)。最后,采用Lyapunov理论证明了控制系统稳定,并通过仿真试验验证了FAPI-SMC有效。结果表明:在不同形式的波浪激励和作业场景下,FAPI-SMC的位置稳态误差为±0.02 m,角度稳态误差为±0.02°。与传统的比例-积分-微分(proportional-integral-derivative, PID)控制器相比,FAPI-SMC的最大误差减少6%,响应速度提升57%,稳态性能提升3%。该研究成果可为绳驱动机构的实船应用提供理论依据。

关键词：绳驱动并联机器人动力学模型滑模控制轨迹跟踪稳定性

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绳驱动并联打磨机构模糊控制策略

科学技术与工程 2024年第3期24卷 1118-1124页

作者：何云鹏李建王生海韩广冬刘将苏鑫孙玉清大连海事大学轮机工程学院大连116000

船舶坞修作为维护和修复船舶结构的关键环节,在船舶行业中扮演着重要的角色。然而,目前船舶坞修时表面打磨过程依赖于传统的人工作业,存在着效率低、工时长、危险性高等问题。为此,提出了一种新型绳驱动式打磨机构,该机构采用四根绳索... 详细信息

船舶坞修作为维护和修复船舶结构的关键环节,在船舶行业中扮演着重要的角色。然而,目前船舶坞修时表面打磨过程依赖于传统的人工作业,存在着效率低、工时长、危险性高等问题。为此,提出了一种新型绳驱动式打磨机构,该机构采用四根绳索驱动打磨装置实现三自由度的运动。首先,通过拉格朗日法建立系统的动力学模型;然后在动力学模型的基础上提出了一种带有绳索张力优化项的Fuzzy-PID(proportional integral derivative)控制策略,该控制策略可以实现精确的轨迹跟踪并保证绳索处于张紧状态;最后,通过数值仿真验证所提控制策略的有效性。结果表明,和绳牵引并联机器人上常用的PID控制相比,所提控制策略控制精度提高25%,具有较高的控制精度和稳定性。本文提出的绳驱动式打磨机构及其控制策略可为大型结构件表面处理和精密制造等应用提供一定理论支持。

关键词：绳驱动并联机器人打磨装置动力学轨迹跟踪 Fuzzy-PID控制

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绳驱动并联吊装机器人绳索张力优化

科学技术与工程 2023年第19期23卷 8256-8263页

作者：刘将王生海李建何云鹏孙玉清陈海泉大连海事大学轮机工程学院大连116026

将绳驱动并联机器人应用于吊装领域,对运动学正解模型和绳索张力优化算法进行深入研究。首先,确定该吊装机器人为冗余约束绳驱动并联机器人,建立机器人的运动学和动力学模型。其次,针对冗余约束绳驱动并联机器人的绳索张力不唯一、不连... 详细信息

将绳驱动并联机器人应用于吊装领域,对运动学正解模型和绳索张力优化算法进行深入研究。首先,确定该吊装机器人为冗余约束绳驱动并联机器人,建立机器人的运动学和动力学模型。其次,针对冗余约束绳驱动并联机器人的绳索张力不唯一、不连续问题,分别运用张紧力方法、非线性规划方法和改进二次规划方法对绳索张力进行优化,确定出最佳的张力优化算法。在此基础上,进一步求得此类型绳驱动并联机器人的工作空间。最后,通过MATLAB进行仿真验证。仿真结果表明,相比于另外两种方法,采用改进二次规划方法求解的绳索张力优化解在张力上限和张力下限之间光滑连续变化,说明改进二次规划方法求解绳索张力的合理性和连续性。

关键词：绳驱动并联机器人吊装机器人优化算法工作空间

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绳驱动并联清洗机器人绳索张力优化

科学技术与工程 2022年第35期22卷 15667-15674页

作者：李建陈羿宗王生海韩广冬罗伟荣孙玉清大连海事大学轮机工程学院大连116026

将绳驱动并联机器人应用至外墙清洗领域,并对清洗机器人的动力学建模及张力优化进行深入研究。首先,确定机器人的构型为完全约束绳驱动并联机器人,并建立了考虑绳索弹性的动力学模型;其次,针对该类型绳驱动并联机器人绳张力解不唯一问题... 详细信息

将绳驱动并联机器人应用至外墙清洗领域,并对清洗机器人的动力学建模及张力优化进行深入研究。首先,确定机器人的构型为完全约束绳驱动并联机器人,并建立了考虑绳索弹性的动力学模型;其次,针对该类型绳驱动并联机器人绳张力解不唯一问题,提出将相关力改进的最小方差作为优化目标对绳索张力进行优化。最后,通过Simulink-Adams进行联合仿真验证。结果表明,优化后的绳索张力光滑连续变化。系统开环的情况下,圆形轨迹最大误差均值为0.071 m,终点误差均值为5.15 mm;直线轨迹最大误差均值为9.25 mm,终点误差均值为3.5 mm。解决了完全约束绳驱动并联机器人绳索张力不唯一、不连续问题,并为控制策略研究提供理论依据。

关键词：绳驱动并联机器人清洗机器人驱动力优化连续性

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卧式绳驱动并联下肢康复机器人设计与研究

卧式绳驱动并联下肢康复机器人设计与研究

作者：赵杰中国科学技术大学

学位级别：硕士

中老年人多发的脑血管疾病已经成为当今日趋老龄化的社会的重大问题,其往往引起患者偏瘫等运动功能障碍。康复医学研究表明,偏瘫患者接受及时有效的康复训练能够恢复部分甚至大部分运动功能。而大部分的患者在康复早期下肢力量相当孱弱... 详细信息

中老年人多发的脑血管疾病已经成为当今日趋老龄化的社会的重大问题,其往往引起患者偏瘫等运动功能障碍。康复医学研究表明,偏瘫患者接受及时有效的康复训练能够恢复部分甚至大部分运动功能。而大部分的患者在康复早期下肢力量相当孱弱,没有能力进行站立或接受步态训练,但是及早的进行康复运动训练对患者的预后有着至关重要的作用。因此,研究一种适合患者进行早期康复训练的卧式下肢康复训练机器人有着重要的意义。现有康复机器人主要以刚性机器人为主,其对舒适性和柔顺性的保障主要通过控制策略来实现。而绳驱动并联机器人由于其柔索驱动的原因,在机器人舒适性和柔顺性方面有着潜在的优势。本文通过将绳驱动并联机构的运动学和动力学原理应用到人体的下肢康复中,从而设计了一款患者在卧姿状态下能够使用的下肢康复机器人。本文的研究工作如下:1.结合人体下肢的解剖学特点、康复训练中的人体下肢的运动学规律、以及绳驱动并联机器人的特定,确定了机器人的大致整体结构,并对康复机器人各个部件进行了模块化设计。2.通过数学解析法分析了绳驱动下肢康复机器人的运动学逆解;而对不方便使用解析法分析的运动学正解,通过优化设计迭代法进行了分析,为之后的位置闭环控制分析做准备。为了验证分析的准确性,通过仿真软件进行了建模和测试,并得到了良好的结果。3.利用牛顿欧拉法建立了绳驱动下肢康复机器人的静力学和动力学模型,在此基础上分析推导出求解绳索拉力的方法,并通过仿真求得康复训练过程中绳索拉力的范围。以此为依据进行康复机器人力螺旋可行工作空间理论分析,并通过仿真进行求解并验证了通过该机器人进行下肢康复的可行性。4.对卧式绳驱动并联下肢康复机器人进行了控制系统设计。针对本文中康复机器人的适应人群——康复早期患者,制定了控制系统的控制策略。在选定了控制系统的控制模式后,搭建了康复机器人的硬件平台和软件程序。

关键词：卧式康复机器人绳驱动并联机器人工作空间下肢康复 MATLAB