国家自然科学基金(51275004)
- 作品数：21 被引量：114H指数：6
- 相关作者：耿德旭赵云伟刘晓敏刘洪波张金涛更多>>
- 相关机构：北华大学北华大学师范分院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金吉林省自然科学基金吉林省科技发展计划基金更多>>
- 相关领域：机械工程自动化与计算机技术农业科学金属学及工艺更多>>
- 气动柔性关节仿生六足机器人步态规划与运动性能研究被引量：7
- 2018年
- 采用自主研发的气动多向弯曲柔性关节设计了一种仿生六足机器人。该机器人外形类似蜘蛛,利用腿部柔性关节在气压下的形变进行驱动。针对机器人腿部运动的特点,采用三角步态法,规划了机器人的行进和转弯步态,进行了仿真和实验。依据关节形变机理,建立了机器人运动学模型,确定了本体和足部位置关系,分析了机器人的步距、转角和整体速度,并通过实验加以验证。利用3D运动捕捉系统进行了机器人运动学实验,获得了机器人足部工作空间,分析了在不同气压、步频和负载条件下机器人的运动性能。实验结果表明,按照规划步态,通过气压控制系统协调腿部运动,机器人可实现前进、平移和转弯等功能。该机器人最大运动速度为100 mm/s,可负载能力为0.5 kg。
- 赵云伟耿德旭刘晓敏刘荣辉刘齐
- 关键词：六足机器人步态规划运动性能
- 螺杆分配机头口模出口高度变化对流场的影响
- 2013年
- 为了研究口模出口高度变化对螺杆分配机头内部流场和挤出均匀性的影响,参数化有限元分析技术贯穿于螺杆分配机头CAE仿真的全过程,采用VISUAL C++和APDL语言开发出专用有限元前处理程序和特殊加载宏,调用ANSYS对螺杆分配机头流道内部流场进行三维有限元模拟与分析。分析结果表明:口模出口高度变小将增加流道内的流动阻力,显著增大狭缝流道内各部分区域过渡截面中间层节点的压力值和口模出口的挤出速度值。当口模出口高度调节较大时,有必要重新调节阻尼块以提高速度分布的均匀性。
- 李卓耿麒先
- 关键词：流道
- 基于正交试验法的多向弯曲柔性关节夹持性能优化
- 2021年
- 柔性关节夹持力是其完成各种操作的关键,合理的结构参数可有效提高柔性关节夹持力.为研究不同结构参数对关节夹持力的影响,以多向弯曲柔性关节为对象,采用正交试验法优化关节夹持力结构参数.结果表明:在所研究的参数范围内,关节夹持力与关节有效变形长度成负相关,与乳胶管规格、弯曲力臂和弹簧数目成正相关;建立了关节夹持力与结构参数之间的简化数学模型,可为该类柔性关节夹持力预测和下一步抓取控制提供理论基础.
- 刘洪波耿德旭孙国栋武广斌梁正
- 关键词：正交试验数学模型
- 气动柔性机械手手指运动学研究被引量：6
- 2015年
- 气动柔性五指机械手手指由自制的两种柔性关节通过连接盘串联组成。根据关节变形规律,在手指上选取特征点,通过齐次坐标变换建立了机械手手指的运动学模型。在柔性关节静力学实验的基础上,进行了柔性手指的运动学仿真,获得了机械手手指的工作空间。仿真结果表明,该柔性机械手具有较好的灵活性和较大的工作空间,通过手指间的协同配合可以完成抓、握和夹等动作。
- 刘晓敏耿德旭赵云伟张金涛武广斌彭贺
- 关键词：柔性关节仿人机械手
- 气动柔性果蔬采摘机械手运动学分析与实验被引量：26
- 2019年
- 采用气动弯曲型柔性驱动器设计了一种带有柔性机械臂的多自由度果蔬采摘机械手。基于分段常曲率理论,根据柔性驱动器形变规律,建立了多关节串并联的采摘机械手运动学模型和抓持力模型,研究了机械手采摘作业时抓取模式、工作空间和手指输出力与气压的关系,并进行了相关实验验证。制作了机械手样机,并在实验室环境下进行了多种果蔬模拟采摘实验,结果表明,该果蔬机械手具有多种抓取模式,且动作灵活、柔顺可靠、易于控制,适用于球形和圆柱形果蔬自动化采摘作业。
- 赵云伟耿德旭刘晓敏孙国栋
- 关键词：采摘机械手运动学模型
- 机械手臂正运动学及其末端机械手工作空间研究被引量：6
- 2022年
- 机械手臂作为机器人实现抓取任务的主要执行机构,其合理化结构设计、运动学模型构建及可达空间问题一直是研究热点。基于机械手臂构型特点,采用改进的D-H法创建了机械手臂正运动学模型,通过齐次坐标变换推导出末端机械手的位置矩阵,并通过理论计算与仿真结果对比验证了所建模型的准确性;利用蒙特卡洛法对末端机械手工作空间进行模拟,得到末端机械手工作空间点云图及工作边界;利用convhull凸包函数处理边界点云,生成一个较为准确的包络空间进而计算该工作空间体积大小;在此基础上,进一步分析得到机械手臂结构参数对其工作空间体积的影响规律,为后续机械手臂结构参数优化、运动控制和轨迹规划等提供了参考。
- 刘洪波耿德旭武广斌孙国栋梁正
- 关键词：机械手臂正运动学蒙特卡洛法结构参数
- 三自由度气动柔性驱动器结构功能与形变特性研究被引量：10
- 2017年
- 设计了一种采用伸长型气动人工肌肉的三自由度柔性驱动器,该驱动器的驱动装置与本体复合一体,主要由3根对称分布的人工肌肉并联组成。根据力和力矩分析,考虑了驱动器伸长量、弯曲方向和弯曲角度的综合影响,建立了驱动器伸长量、弯曲方向和弯曲角度的非线性理论模型。通过试验对理论模型进行了验证,获得了柔性驱动器在不同通气方式下的形变性能。结果表明:该柔性驱动器弯曲时近似圆弧状,具有较高灵活性,能够实现轴向伸长和空间内任意方向弯曲,可作为执行部件应用于农业机器人和果蔬采摘机械手等仿生机械上。
- 赵云伟耿德旭刘晓敏刘洪波郑永永
- 关键词：人工肌肉气动柔性驱动器
- 约束条件对伸长型气动人工肌肉驱动性能的影响
- 2022年
- 研制一种伸长型气动人工肌肉,建立静力学理论模型,开展不同约束条件下人工肌肉驱动力性能对比试验,得到约束条件对人工肌肉驱动力性能的影响规律.结果表明:人工肌肉理论模型与试验结果基本吻合;约束环内腔面积对驱动力有影响,压力较低时约束环内腔面积小的人工肌肉驱动力大,压力较高时约束环内腔面积较大的人工肌肉驱动力大;约束环内腔与气囊外壁形状吻合度越高驱动力越大.
- 许文智王霞耿德旭梁正
- 关键词：人工肌肉力学特性
- 单向弯曲气动柔性关节弹性钢板疲劳寿命影响因素被引量：3
- 2021年
- 作为单向弯曲气动柔性关节重要弹性件和支撑件,弹性钢板属于薄壁件大变形、变载荷,常常出现塑性变形和疲劳断裂等问题,严重影响关节的使用寿命.为研究影响弹性钢板疲劳寿命的因素,采用有限元法分析弹性钢板使用时所受应力状态;通过疲劳试验,分析弹性钢板材料和表面质量对其使用寿命的影响.结果表明:弹性钢板加工产生的表面变质层和裂纹降低了抗疲劳性能,改善钢板表面质量和轧制纹路使用方向能够提升42.48%的使用寿命.
- 梁正耿德旭许文智刘洪波赵云伟
- 关键词：柔性关节
- 气动单向弯曲关节柔性手指静力学特性实验研究
- 2022年
- 某气动单向弯曲关节柔性手指由人工肌肉和弹性钢板并联组成,弯曲变形时具有大变形和非线性特点,静力学模型十分复杂且不利于控制。为便于实时精准控制,进一步简化手指静力学模型,并对其静力学特性进行实验研究。搭建静力学实验平台,对单肌肉驱动和双肌肉驱动两种不同驱动类型的柔性手指在不同限位面和等外载荷工况下分别进行夹持力和弯曲角度的对比实验。利用MATLAB对实验数据进行处理分析,得到手指夹持力和弯曲角度的经验模型。结果表明:气动单向弯曲关节柔性手指夹持力与弯曲角度、工作气压和驱动肌肉数目之间存在非线性关系;与静力学理论模型相比,该经验模型具有更高的精度,夹持力模型预测误差能控制在0.76 N内,弯曲角度模型误差可控制在6.9°内。
- 刘洪波孟祥蕊耿德旭武广斌梁正许文智
- 关键词：曲面拟合
