浙江省自然科学基金(Y1090042)
- 作品数：17 被引量：68H指数：4
- 相关作者：王斌锐金英连吴善强方水光徐崟更多>>
- 相关机构：中国计量学院中国科学院浙江大学更多>>
- 发文基金：浙江省自然科学基金国家自然科学基金国家重点实验室开放基金更多>>
- 相关领域：自动化与计算机技术机械工程一般工业技术更多>>
- 滑动式爬壁机器人负压吸附机构低能耗设计被引量：3
- 2011年
- 为解决目前滑动式爬壁机器人能耗效率低下的问题,将低能耗设计技术应用到负压吸附机构设计中。开展了机器人安全吸附、负压吸附机构流体力学分析,得到了机器人工作负压、流量与吸盘尺寸、密封裙尺寸的关系,建立了机器人总体能耗与机器人尺寸之间的关系,并提出了应用现代计算流体力学方法,在负压发生器即离心风机上进行了流场仿真,对其特性进行了评价,并进行了滑动式负压吸附爬壁机器人负压吸附机构试验。其结果表明爬壁机器人系统能耗控制在298 W以内,负压吸附机构可提供2.5 kPa的负压,机器人可以稳定吸附在壁面,为爬壁机器人的低功耗设计提供了理论和实践基础。
- 吴善强黄佩佩武丽君毛傥生
- 关键词：爬壁机器人
- 形状记忆合金丝编织网气动肌肉机构及其阻抗控制被引量：2
- 2011年
- 气动肌肉是仿生机器人研究的重点,为此,设计了形状记忆合金丝编织网气动肌肉机构.通过等效气缸和等效动力学分析,建立了输出力模型,设计了含位置PID内环的阻抗控制,并建立了阻抗模型,通过拉氏变换和频域分析给出了稳定条件.理论分析表明,合金丝的收缩可增大气动肌肉的输出力和调节刚度.在Matlab上开展阻抗参数对柔顺性影响的仿真实验,结果表明刚度对于接触力影响最大,阻抗控制可实现接触力和位置的协调控制.
- 金英连王斌锐吴善强严冬明
- 关键词：形状记忆合金气动肌肉柔顺控制
- 湖水环境下自主监测船的GPS导航设计
- 2012年
- 建立导航系统所需的全局静坐标系、局部静坐标系、船体动坐标系和自主船运动学模型。模拟人的驾驶技术,建立巡航和定区域节能2种导航模式,设计推理规则。分析实测的电子罗盘和GPS数据误差原因。为提高定位精度,设计海明窗FIR数字滤波器以及巡航面积计算方法。基于VC++开发导航软件,在自主研发的监测船上开展实验。结果表明,FIR对电子罗盘信号的滤波效果优于GPS信号,巡航模式可实现大范围监测,定区域模式对重点区域进行监测时能耗较低。
- 黄艳岩金英连方水光王斌锐
- 关键词：导航策略FIR滤波运动学模型
- 综合关节和杆件柔性的机械臂刚柔耦合建模与仿真被引量：22
- 2012年
- 基于Lagrangian方程和转子非线性扭簧模型,建立柔性机械臂刚柔耦合动力学模型;通过假设模态法将物理坐标转换为模态坐标;利用ADAMS建立了虚拟样机,用于求解仅考虑杆件柔性时的运动;在Matlab中编写了Runge-Kutta算法,用于求解综合关节和杆件柔性时的运动。针对重力和驱动力作用下的垂直面摆动,给出了不同末端负载影响下的柔性关节转角和末端变形曲线;分析了关节柔性与杆件柔性之间的耦合关系。结果表明关节柔性不可忽略,关节和杆件柔性耦合作用下的末端振动小于两者的叠加,振型由关节和杆件的柔性确定,但幅值主要受驱动力影响。
- 王斌锐方水光金英连
- 关键词：机械臂动力学刚柔耦合仿真
- 基于特征匹配和卡尔曼滤波的机器人视觉稳像被引量：4
- 2011年
- 针对机器人视觉稳像问题,建立六参数仿射图像运动模型,给出其递推关系。设计基于梯度的KLT特征提取算法,根据最优绝对误差和进行特征点的匹配,利用超定的运动参数求解方程推导,得到有意运动参数的观测模型,并使用最小二乘法进行求解,对卡尔曼滤波后的运动参数和图像运动模型进行反向求解,实现含抖动视频的稳像补偿。在自主移动机器人平台上的实验结果表明,利用KLT算法得到的特征点分布更合理,速度更快,经相对参数滤波后的图像相比绝对参数滤波更平滑。
- 徐崟王斌锐金英连
- 关键词：卡尔曼滤波稳像
- 气动肌肉仿生关节柔度分析与机构优化设计
- 2013年
- 为明确机构参数对关节仿生特性的影响,通过旋转变换矩阵,求得气动肌肉相对伸缩量与关节摆角之间的精确模型;利用单根气动肌肉的动力学模型,建立了仿生关节力矩方程,通过提取弹性力矩,推导得到摆角与弹性力矩比值的柔度公式。搭建了SimMechanics仿真平台;仿真得到不对称对气动肌肉伸缩总量的影响,及不等高和不对称对匀速摆动中关节柔度的影响曲线。针对人体手臂,优化设计了肩关节和肘关节的机构参数。针对右侧气动肌肉最大收缩状态,逆向反求左侧气动肌肉参数,以保证左右侧气动肌肉同时达到最大伸缩量。与传统方案对比表明:优化的肩关节摆角范围提高7%,肘关节提高42%;气动肌肉伸缩总量最大可减小7%;仿生关节特性更接近人类上肢体关节。
- 王斌锐程苗金英连邵丹璐
- 关键词：气动肌肉柔度优化设计仿真
- 气动肌肉仿生关节建模与机构优化设计仿真被引量：2
- 2012年
- 关于机器人关节动态设计优化问题,机器人关节机构应随仿生特性要求而变化。建立了拮抗安装气动肌肉驱动的关节模型,通过齐次坐标变换建立了气动肌肉伸缩量与关节转角之间的精确模型。提出了4个约束条件,定义了关节有效摆动角度。为分析不对称和不等高机构对转动角度、速度及加速和控制精度的影响,利用MATLAB编程进行了3组参数下的摆动仿真,对比了关节轨迹曲线,并分析了各约束条件的强弱。针对人手臂关节,优化设计了仿生肩和肘关节。与传统方案对比表明,优化设计的仿生肘关节转角范围更广;肩关节加速性能更好;仿生关节性能特性更接近人类上肢体运动特点。
- 程苗王斌锐金英连严天宏
- 关键词：气动肌肉仿真
- 移动机器人视觉抖动的Kalman滤波补偿被引量：1
- 2012年
- 消除视觉抖动是机器人移动中对接作业的关键。基于仿射变换,建立了图像的递推运动模型;设计了基于梯度的分区域的KLT特征提取算法,分析了梯度与灰度变化的关系;利用绝对误差和最优进行特征点的匹配,并利用菱形搜索算法来提高匹配速度,设计自适应模板算法来解决匹配结果不惟一的问题;利用最小二乘法求解超定运动方程组,得到运动参数。推导得到有意运动参数的观测模型;利用Kalman滤波去除无意运动;利用滤波后的运动参数重构图像,对含抖动的视频进行稳像补偿。在非平整路面内移动机器人上开展实验。结果表明,相对参数滤波比绝对参数滤波更平滑,且算法对x和y方向的抖动补偿无相互干扰,经过该算法处理后的视频序列与原序列相比结果得到较大改善,满足准确性要求。
- 王斌锐徐崟金英连
- 关键词：KALMAN滤波
- 机器人双臂建模与击掌碰撞虚拟样机仿真被引量：3
- 2011年
- 碰撞是仿人机器人研究的难点.今设计了5自由度仿人机器人上肢体,并且基于雅克比矩阵建立了速度运动学模型;基于拉格朗日能量函数法,建立了动力学模型;采用广义非线性等效弹簧阻尼模型,建立了碰撞动力学模型.参照人体特性,搭建了ADAMS虚拟样机仿真平台,进行了上肢体击掌动作仿真实验,开展了不同刚度系数值下的手部接触碰撞仿真.实验曲线表明动作仿人,角速度曲线满足正弦曲线形态;碰撞中,肘关节所受力矩最大;缓冲后,腕关节所受力矩大于肘关节.证明碰撞仿真平台有效,碰撞时应采用较小的仿真步长.
- 严冬明王斌锐金英连
- 关键词：仿人机器人虚拟样机
- 自主湖水环境监测船的运动控制系统设计被引量：4
- 2012年
- 设计自主湖水环境监测船的运动控制系统,包括由GPS和电子罗盘构成的导航系统、超声传感器避障系统、太阳能和蓄电池配合的自主能源供给系统。采用超声、红外传感器和机械卡环设计自动泊位装置。基于坐标系变换,建立自主船的运动学模型。针对双电机的转速控制,设计实现三层递阶控制器及滑膜变结构转速控制算法。实验结果表明,滑膜控制能较好地排除水流速度的突变干扰,差动转向平稳,自主船可实现自动泊位和能源自给,运动控制系统稳定,速度响应小于4 s,大角度转向响应小于13 s。
- 金英连王斌锐严天宏
- 关键词：运动控制环境监测导航
