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基于数字孪生技术的并联机器人筒段类部组件装配系统 被引量：3
1
作者 宋轶民 王睿哲 +2 位作者 连宾宾 李祺 孙涛 《机械工程学报》 北大核心 2025年第1期44-59,共16页
面向筒段类部组件的对接装配需求,提出一种转运小车大范围移动、六自由度并联机器人小范围调姿对接的机器人化装配系统,开展数字孪生装配研究。首先,以旋量为数学工具,进行并联机器人的全关节逆解与运动学标定,获取机器人任意位姿下各... 面向筒段类部组件的对接装配需求,提出一种转运小车大范围移动、六自由度并联机器人小范围调姿对接的机器人化装配系统,开展数字孪生装配研究。首先,以旋量为数学工具,进行并联机器人的全关节逆解与运动学标定,获取机器人任意位姿下各个构件的真实相对位姿关系,利用三维模型重建技术构建出与物理空间镜像映射的数字模型。随后,借助双目视觉动态摄影测量仪获取测量点坐标,通过点、线、面等几何特征拟合,建立转运小车、机器人以及筒段的坐标系,完成物理空间的初始特征测量与装配过程的实时反馈,在此基础上,设计数字空间与测量仪、转运小车、机器人控制器的通信,实现“从实到虚”和“以虚控实”。最后,利用数字孪生装配模型开展快速平稳无碰撞的装配轨迹规划,提出停泊点调姿-平移对接的装配工艺流程,并在停泊点处进行装配预测,据此提出对接过程中的实时调整算法。开展筒段特征测量实验,筒段平面、圆柱面、圆心与定位孔的测量精度均较高,满足装配需求;进行筒段位姿实时调整实验,结果表明所提出的算法提高了筒段对接的一次成功率;通过转运、调姿、对接的装配全流程实验,验证了所提出的数字孪生装配技术的有效性。 展开更多
关键词 并联机器人 数字孪生 对接装配 有限瞬时旋量 装配规划
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含转动副润滑间隙的多连杆机构动力学优化设计 被引量：1
2
作者 陈修龙 王爱郭 王景庆 《中国机械工程》 北大核心 2025年第1期87-95,共9页
为改善含运动副润滑间隙多连杆机构的动力学特性,以二自由度七连杆机构为研究对象,建立转动副润滑间隙模型,采用拉格朗日乘子法推导出含润滑间隙机构的动力学方程,并通过试验验证了动力学方程的正确性。为优化变量,建立含润滑间隙机构... 为改善含运动副润滑间隙多连杆机构的动力学特性,以二自由度七连杆机构为研究对象,建立转动副润滑间隙模型,采用拉格朗日乘子法推导出含润滑间隙机构的动力学方程,并通过试验验证了动力学方程的正确性。为优化变量,建立含润滑间隙机构动力学优化模型并利用遗传算法求解。结果表明动力学优化使滑块的加速度降低25%,转动副间隙A、B处的运动副元素之间的作用力分别减小14.8%、18.2%,有效提高了含转动副润滑间隙机构的动力学特性。 展开更多
关键词 优化设计 动力学特性 润滑间隙 多连杆机构
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6-UPS并联机床性能分析及优化 被引量：1
3
作者 蒲志新 林靖皓 +1 位作者 郭建伟 白杨溪 《机械设计与研究》 北大核心 2025年第1期123-127,共5页
6-UPS并联机床是Stewart平台与数控机床相结合的产物,通过改进的G-K公式分析6-UPS并联机床的自由度;根据闭环矢量解析法求得其运动学反解,基于速度雅可比矩阵对其定位精度进行分析,并通过粒子群算法对6-UPS并联机床的结构尺寸参数进行优... 6-UPS并联机床是Stewart平台与数控机床相结合的产物,通过改进的G-K公式分析6-UPS并联机床的自由度;根据闭环矢量解析法求得其运动学反解,基于速度雅可比矩阵对其定位精度进行分析,并通过粒子群算法对6-UPS并联机床的结构尺寸参数进行优化,通过优化其全域定位精度性能得到较大的提升;最后根据优化后结构尺寸参数进行建模,通过ANSYS软件对6-UPS并联机床进行静力学仿真分析,为后续进行结构优化和虚拟样机搭建提供了设计依据。 展开更多
关键词 并联机床 运动学 定位精度 静力学
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并联机构多重拓扑降耦的优化原理与一般方法
4
作者 李菊 郭跃 +2 位作者 沈惠平 孟庆梅 顾晓阳 《中国机械工程》 北大核心 2025年第8期1700-1712,共13页
现有的并联机构型综合方法都仅以基本功能(DOF、POC)为设计目标,综合出的并联机构的耦合度一般较高(k≥2),致使其运动学正解求解及其后续研究(运动学、动平衡及动力学分析等)较复杂,影响了并联机构在制造业中的应用。提出了以降低机构... 现有的并联机构型综合方法都仅以基本功能(DOF、POC)为设计目标,综合出的并联机构的耦合度一般较高(k≥2),致使其运动学正解求解及其后续研究(运动学、动平衡及动力学分析等)较复杂,影响了并联机构在制造业中的应用。提出了以降低机构耦合度为目标的并联机构多重拓扑降耦优化原理与方法。首先以6-DOF三平移三转动6-6R无约束并联机构(耦合度k=4)为例,详细阐述并联机构多重拓扑降耦优化方法及其应用,并依次逐渐优化得到耦合度k=3,2,1,0的6-DOF 3T3R无约束并联机构;然后阐述了典型6-DOF Stewart-Gough平台并联机构的多重拓扑降耦优化过程,并得到相应的拓扑优化构型,便于进行这些机构的运动学/动力学建模与性能求解与分析。研究结果为其他多回路复杂并联机构的拓扑降耦优化提供了启示和方向。 展开更多
关键词 并联机构 拓扑 耦合度 降耦优化
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精密微动缩小机构设计与刚度分析
5
作者 杨满芝 王悦 +3 位作者 张晓栋 张传伟 韩飞燕 冯斌 《农业机械学报》 北大核心 2025年第3期531-538,共8页
精密微动缩小机构能够提供较小空间内精密运动位移,可广泛应用于微电子、医疗器械和芯片封装等精密操作领域。本文基于柔性铰链杠杆原理和无附加运动原理设计一种精密微动缩小机构,该机构能够将输入位移按照2∶1精密缩小,且在运动过程... 精密微动缩小机构能够提供较小空间内精密运动位移,可广泛应用于微电子、医疗器械和芯片封装等精密操作领域。本文基于柔性铰链杠杆原理和无附加运动原理设计一种精密微动缩小机构,该机构能够将输入位移按照2∶1精密缩小,且在运动过程中无附加力及位移。通过等效刚度法对所设计的精密微动缩小机构进行刚度分析,计算得到该机构理论刚度为75.72 N/μm;采用有限元法分析得到精密微动缩小机构刚度为74.06 N/μm;采用实验法测得到精密微动缩小机构刚度为68.86 N/μm。理论分析结果与有限元分析结果误差为2.19%,理论分析结果与实验结果误差为9.06%,分析结果验证了等效刚度法分析方法的有效性及精确性。研究结果对精密微动机构设计及刚度分析具有重要的理论参考价值。 展开更多
关键词 微动缩小机构 刚度分析 等效刚度法 杠杆原理
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组合式弱耦合并联机构综合方法研究
6
作者 李仕华 徐宏宇 +2 位作者 王森 高雪原 韩雪艳 《机械工程学报》 北大核心 2025年第17期41-49,共9页
为了综合得到具有弱耦合特性的3T3R并联机构,提出一种弱耦合并联机构综合新方法。首先,根据机构的弱耦合特性,构造功率矩阵,并推导得到空间自由度驱动力对平面运动不做功的弱耦合条件;其次,根据支链使动螺旋与驱动螺旋和非驱动螺旋的关... 为了综合得到具有弱耦合特性的3T3R并联机构,提出一种弱耦合并联机构综合新方法。首先,根据机构的弱耦合特性,构造功率矩阵,并推导得到空间自由度驱动力对平面运动不做功的弱耦合条件;其次,根据支链使动螺旋与驱动螺旋和非驱动螺旋的关系,得到各支链的运动副组成,并对平面和空间子并联机构分别进行综合;进一步,对所综合的子机构各支链进行改进,添加对输出运动不产生影响的运动副,使各支链能够满足最终期望的自由度要求;最后将平面子机构与空间子机构进行嵌套组合,并进行合理的支链布置,完成六自由度弱耦合并联机构型综合,得到若干种新型六自由度弱耦合并联机构。提出的综合方法可应用于其他自由度弱耦合并联机构型综合,丰富了机构构型综合理论。 展开更多
关键词 弱耦合并联机构 构型综合 综合方法 螺旋理论 新型6自由度并联机构
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考虑多运动副间隙的多臂机综框运动特性分析
7
作者 于鸿彬 刘洋 +1 位作者 常东辉 董蕴琨 《机械设计》 北大核心 2025年第9期26-33,共8页
为了提高旋转式多臂机的运动可靠性,分析了运动副间隙对多臂机综框运动精度的影响,并基于提综机构的工作原理,以提综机构中的四连杆机构为研究对象,引入二状态间隙接触模型,建立了考虑多运动副间隙的多臂机运动传递机构的数学模型,同时... 为了提高旋转式多臂机的运动可靠性,分析了运动副间隙对多臂机综框运动精度的影响,并基于提综机构的工作原理,以提综机构中的四连杆机构为研究对象,引入二状态间隙接触模型,建立了考虑多运动副间隙的多臂机运动传递机构的数学模型,同时建立了多臂机提综机构虚拟样机,并对其进行运动仿真。分析了不同间隙位置、间隙大小、机构转速、间隙数量及多间隙下不同间隙大小对多臂机综框运动特性的影响,并与理想状态下的机构进行对比。研究结果表明:在高速运转状态下,含有多运动副间隙的机构所受影响较为显著,当机构存在多处间隙时,为保证机构的运动精度和稳定性,应尽量减小其间隙尺寸大小。该研究结果为后续对含多间隙旋转式多臂机提综机构的运动精度分析提供理论参考。 展开更多
关键词 多臂机 运动副间隙 综框 ADAMS仿真 运动特性
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管道内部智能喷涂机器人设计及试验分析
8
作者 刘斌 李玮 +3 位作者 谭振华 李取云 王钧 郭志伟 《机械设计》 北大核心 2025年第3期95-104,共10页
在管道的安装环节采用焊接等工艺连接管道时会导致焊缝处原有防锈、防腐涂料脱落,为了防止焊缝处会发生锈蚀、腐蚀等问题致使管道破损,需要对管道进行二次涂料喷涂;针对在大型管道喷涂中多采用人工喷涂,但小口径管道人员无法进入及喷涂... 在管道的安装环节采用焊接等工艺连接管道时会导致焊缝处原有防锈、防腐涂料脱落,为了防止焊缝处会发生锈蚀、腐蚀等问题致使管道破损,需要对管道进行二次涂料喷涂;针对在大型管道喷涂中多采用人工喷涂,但小口径管道人员无法进入及喷涂环境对操作人员产生健康隐患等问题,文中基于图像处理、机电液一体化控制技术设计了一款适用于管径300~600 mm的管道内部智能喷涂机器人解决上述问题。首先,对该机器人的总体结构进行模块化设计,分别从行进运动模块、喷涂模块及风干模块等方面进行设计;其次,对其机械结构进行动态特性分析,确定所设计管道内部喷涂机器人结构的合理性;最后,通过样机喷涂试验验证其可行性。试验结果表明:样机行进稳定,喷涂层均匀,可实现快速风干等功能,总体达到了设计要求,解决了小口径管道焊接工艺导致的内部防锈、防腐等难题,对管道连接应用提供了技术支持,提高了管道使用寿命和运输安全性。 展开更多
关键词 机器人 管道喷涂 设计 试验分析 智能
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空间并联多稳态机构的设计与分析
9
作者 李保坤 李琳 +1 位作者 赵伟 陶珍钰 《工程设计学报》 北大核心 2025年第2期191-198,共8页
空间并联多稳态机构(spatial parallel multi-stable mechanism,SPMM)指在外力作用下能切换为不同稳定平衡状态的机构,是传统空间刚性并联机构与柔顺机构的结合,更稳定并能节约能量。采用刚体置换方法创新设计了具有8种稳态位形的六自由... 空间并联多稳态机构(spatial parallel multi-stable mechanism,SPMM)指在外力作用下能切换为不同稳定平衡状态的机构,是传统空间刚性并联机构与柔顺机构的结合,更稳定并能节约能量。采用刚体置换方法创新设计了具有8种稳态位形的六自由度3-PSPS SPMM,通过移动3个分支能实现机构8种稳态位形之间的切换。首先,分析了SPMM结构,对机构进行静力学分析,建立了能量-运动学微分方程来确定机构稳态,并采用MATLAB软件得到了机构运动过程的能量图;其次,利用基于Lagrange-Dirichlet原理的能量法,确定了机构的8种稳态位形,分析了运动过程中稳态位形之间的切换路径;最后,采用3D打印的SPMM模型,进行了实验验证。所研究的SPMM能实现稳态位形可控,能广泛应用于运动平台和缓冲机构的设计中。 展开更多
关键词 柔顺机构 空间并联多稳态机构 稳态 能量-运动学微分方程方程
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微型抗冲击应急监测机器人创成设计研究
10
作者 马龙 刘英杰 +2 位作者 常睿 张玥 蔡月日 《振动与冲击》 北大核心 2025年第19期131-140,共10页
针对当前应急监测机器人在面对矿山事故、灾害应急等高风险复杂救援环境时存在部署难度大、抗冲击能力不足等问题,提出一种微型抗冲击应急监测机器人的设计理念。通过柔性结构板和柔性铰链的组合布局,实现微型机器人结构柔度和刚度的合... 针对当前应急监测机器人在面对矿山事故、灾害应急等高风险复杂救援环境时存在部署难度大、抗冲击能力不足等问题,提出一种微型抗冲击应急监测机器人的设计理念。通过柔性结构板和柔性铰链的组合布局,实现微型机器人结构柔度和刚度的合理分配,进而实现通过结构柔性变形吸收冲击能量的目标,通过柔性车身模块、驱动结构以及轮轴结构之间的相互配合,使机器人结构具备弹性转动和大变形能力,能够在坠落、碰撞等高冲击环境中保持结构完整性,同时具备良好的运动性能和灵活部署能力。基于上述创成设计理念,研制微型抗冲击应急监测机器人MKYJ-R1样机,进行运动性能与抗冲击能力测试试验。试验结果表明,该机器人车身尺寸与质量可满足狭小复杂作业环境下的快速部署需求,具备灵活运动能力,可实现对作业环境气体与图像的监测,同时可承受6 m以上的坠落冲击,并且以四轮着地的姿态坠落较为安全。该研究成果将机器人的微型化设计与抗冲击设计进行了有效融合,为微型抗冲击应急监测机器人在矿山救援、灾害应急等场景中的大规模应用提供了技术基础和理论支持。 展开更多
关键词 应急监测 微型抗冲击 柔性框架 机构创成 灵活运动
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基于物体轮廓的GXU-grasper手指传动性能分析
11
作者 黄海波 毛毅 +1 位作者 黄福强 王汝贵 《机械工程学报》 北大核心 2025年第1期71-81,共11页
GXU-grasper是一种面向易碎易变形物体的自适应抓手,其手指驱动时的传动性能是此类抓手控制策略的理论基础。基于物体轮廓对GXU-grasper手指传动性能进行分析,给出一种基于物体轮廓的自适应抓手抓取驱动方案。首先,建立抓手指节和物体... GXU-grasper是一种面向易碎易变形物体的自适应抓手,其手指驱动时的传动性能是此类抓手控制策略的理论基础。基于物体轮廓对GXU-grasper手指传动性能进行分析,给出一种基于物体轮廓的自适应抓手抓取驱动方案。首先,建立抓手指节和物体轮廓间的映射模型,对影响抓手传动性能的角度参数进行分析,其次,研究影响自适应抓手手指传动机构驱动关键参数,基于虚功原理,建立多级传动机构各连杆驱动力矩和驱动角度关系,对电机驱动机构进行分析并建立电机驱动滑块移动距离和第一指节单元驱动角度的数学模型,推导出影响抓手传动机构运动的驱动力矩,然后,以抓取不规则易变形的海绵物体为例,采用数值仿真对影响手指传动性能参数进行计算,最后,通过实验验证了GXU-grasper手指传动性能分析和抓取驱动方案的合理性。研究为此类自适应抓手驱动控制方法提供一种参考。 展开更多
关键词 自适应抓手 物体轮廓 传动性能分析 驱动方案 无损抓取
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无伴随运动2RPU-RPUR并联机构运动性能分析
12
作者 车林仙 黄鑫 +2 位作者 彭斯洋 王元泽 蓝骏 《机械传动》 北大核心 2025年第6期48-59,共12页
【目的】面向切削加工需求,提出了一种新型无伴随运动一移动两转动面对称2RPURPUR并联机器人机构,可作为5自由度(Degree-of-freedom,DOF)加工机器人的并联模块。【方法】首先,应用旋量理论分析并联机构的自由度;利用封闭矢量方法,建立... 【目的】面向切削加工需求,提出了一种新型无伴随运动一移动两转动面对称2RPURPUR并联机器人机构,可作为5自由度(Degree-of-freedom,DOF)加工机器人的并联模块。【方法】首先,应用旋量理论分析并联机构的自由度;利用封闭矢量方法,建立机构位置分析模型,推导出机构位置正逆解方程。结果显示,机构结构具有部分解耦特征。根据该特性,利用盛金公式求解动平台Z向位移方程,得到具有符号解析表达式的位置正解。其次,给出机构速度和加速度正逆解表达式;通过给定机构驱动输入,对并联机构运动学正解进行仿真验证。再次,利用几何约束条件,分析机构可达工作空间;在此基础上,给出局部传递能力、优质传递姿态工作空间和规则工作空间等评价指标的定义和计算方法。最后,以新并联机构为核心模块,设计出5-DOF混联加工机器人,并用Ansys软件分析了其强度和刚度。【结果】研究结果表明,2RPU-RPUR机构可作为并联主轴头,与两移动副串联,满足5轴加工需求。 展开更多
关键词 并联机构 旋量理论 运动学分析 传递性能评价 工作空间分析 加工机器人
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一种特殊位形直线机构图解综合与性能评价
13
作者 张云文 纪奇研 +1 位作者 刘凯 杨朔飞 《农业机械学报》 北大核心 2025年第4期554-562,570,共10页
梯形四杆直线机构是一种具有特殊位形的近似直线机构,其过定点时连杆曲线为近似直线、且连杆平行于机架,在多足机器人领域具有较好的应用前景。为了完善和简化此类机构轨迹综合方法,在解析法基础上,研究其图解综合方法。基于无限接近运... 梯形四杆直线机构是一种具有特殊位形的近似直线机构,其过定点时连杆曲线为近似直线、且连杆平行于机架,在多足机器人领域具有较好的应用前景。为了完善和简化此类机构轨迹综合方法,在解析法基础上,研究其图解综合方法。基于无限接近运动几何学理论并结合公式与图解,证明了在一定条件下,梯形四杆直线机构特殊位形和曲率驻点曲线蜕化之间互为充要条件;提出了一种图解综合方法,在给定鲍尔点位置和直线运动方向前提下,各铰链位置和各连杆尺度可通过平面作图确定,并编写Matlab程序验证了所提方法。在此基础上提出了机构直线性能评价指标“直线段相位比”,列举了不同条件下机构直线性能,并结合遗传算法探索了该指标下的最优机构,优化得到一种直线段相位比为0.665的四杆直线机构。 展开更多
关键词 四杆机构 近似直线机构 特殊位形 机构综合 轨迹综合 图解法
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基于田口方法与交叉效率的柔性铰链多目标稳健优化设计
14
作者 伍建军 蔡伟 万福兴 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第6期263-267,共5页
柔度和疲劳寿命是柔性铰链的两个重要性能指标。针对倒圆角直梁型柔性铰链的两个性能指标相互矛盾,工作时受到变载荷、加工误差等复杂因素的影响,性能容易产生波动,难以同时使两个性能达到最为稳定的问题,提出一种基于田口方法和数据包... 柔度和疲劳寿命是柔性铰链的两个重要性能指标。针对倒圆角直梁型柔性铰链的两个性能指标相互矛盾,工作时受到变载荷、加工误差等复杂因素的影响,性能容易产生波动,难以同时使两个性能达到最为稳定的问题,提出一种基于田口方法和数据包络分析中的对抗型交叉效率模型的多目标稳健设计方法。该方法以田口方法为基础,通过交叉效率来反映设计变量与两个性能之间的未知关系,并根据平均交叉效率大小排列所得到的序数值来寻找最优的设计变量参数组合。结果表明,该方法与其它方法相比得到的结果更为稳健,有效的降低了性能的波动,与优化前相比柔度和疲劳寿命分别提高了8.84%、31.34%,验证了该方法的有效性。 展开更多
关键词 柔性铰链 柔度 疲劳寿命 田口方法 交叉效率
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精梳机钳板机构接触碰撞动力学建模与仿真
15
作者 畅博彦 韩芳孝 +1 位作者 周杨 关鑫 《纺织学报》 北大核心 2025年第1期179-186,共8页
高速、高产、优质是新一代国产棉纺精梳机的发展目标,而当前精梳机存在的主要问题之一是高速运行时钳板机构产生的冲击严重限制了精梳机转速的提升,针对该问题进行动力学研究以提升钳板机构稳定性,达到推进精梳机高速化的目的。首先,以... 高速、高产、优质是新一代国产棉纺精梳机的发展目标,而当前精梳机存在的主要问题之一是高速运行时钳板机构产生的冲击严重限制了精梳机转速的提升,针对该问题进行动力学研究以提升钳板机构稳定性,达到推进精梳机高速化的目的。首先,以中支点式钳板机构为研究对象,基于接触碰撞理论建立钳板在接触和分离瞬时的冲击力计算模型,结合Lagrange方程对钳板机构进行接触碰撞动力学建模。其次,运用MatLab对所建动力学模型进行数值计算仿真,结合三维虚拟样机仿真验证模型的正确性和有效性。最后,分析钳板机构工况参数和加压弹簧刚度对冲击运动和冲击接触应力的影响规律。结果表明:钳口与牵吊杆处的最大接触应力远大于稳定接触应力,且回弹量和回弹时间会随锡林轴转速的提高而增大,随加压弹簧刚度的增大而减小。 展开更多
关键词 精梳机 钳板机构 接触碰撞力 LAGRANGE方程 动力学
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基于改进霜冰算法的并联机器人误差建模与参数辨识
16
作者 伞红军 张号彬 +3 位作者 陈久朋 吴兴梅 王紫燕 陈万磊 《农业机械学报》 北大核心 2025年第8期716-725,共10页
针对当前并联机器人运动学标定存在误差模型复杂和参数辨识效率不高等问题,本文提出了一种并联机器人误差建模方法和高效稳定的参数辨识算法。基于闭环矢量法完成了并联机器人运动学分析;在此基础上提出等效误差思想并建立相应误差模型... 针对当前并联机器人运动学标定存在误差模型复杂和参数辨识效率不高等问题,本文提出了一种并联机器人误差建模方法和高效稳定的参数辨识算法。基于闭环矢量法完成了并联机器人运动学分析;在此基础上提出等效误差思想并建立相应误差模型;根据参数辨识算法高辨识精度要求对霜冰算法(Rime optimization algorithm,RIME)收敛精度低的缺陷进行改进,提出了均分法、莱维选择算子以及交替正余切策略来改进其初始化性能、全局优化能力以及局部优化能力,并以改进霜冰算法(Modified rime optimization algorithm,MRIME)进行误差参数辨识;根据辨识结果对机器人驱动输入进行补偿。以Delta机器人为研究对象进行标定实验,实验结果表明,改进霜冰算法提升了寻优效率、精度、稳定性,参数辨识平均耗时0.126 s,标定后机器人平均位置精度提升41.96%,验证了所提误差模型和参数辨识算法的有效性。 展开更多
关键词 并联机器人 等效误差 误差模型 改进霜冰算法 参数辨识
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五自由度混联机构运动学分析与参数优化
17
作者 伞红军 吴兴梅 +2 位作者 陈久朋 杨晓园 张号彬 《农业机械学报》 北大核心 2025年第7期701-712,共12页
结构参数优化对机构性能有重要影响,本文以一种面向复杂曲面加工的五自由度混联机构为研究对象,对其进行运动学分析及结构参数优化。运用数值迭代法和解析法建立机构运动学模型。采用分层搜索法求解可达工作空间并计算由每层最大内切圆... 结构参数优化对机构性能有重要影响,本文以一种面向复杂曲面加工的五自由度混联机构为研究对象,对其进行运动学分析及结构参数优化。运用数值迭代法和解析法建立机构运动学模型。采用分层搜索法求解可达工作空间并计算由每层最大内切圆构成的规则工作空间体积。定义全域性能指标并采用正交试验法分析机构尺寸对性能的影响。通过参考目标距离法建立多目标优化模型,采用遗传算法进行优化设计。仿真结果表明,优化后机构尺寸均有所减小,而全域运动性能指标、全域运动性能波动指标以及全域可操作度性能指标分别提高40%、45%和77%。 展开更多
关键词 混联机构 运动学分析 工作空间 性能指标 参数优化
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面向脚踝康复4-UCU/RRC并联机构的运动学分析及优化设计
18
作者 李清 齐青华 任毅明 《机械科学与技术》 北大核心 2025年第9期1543-1548,共6页
针对踝关节损伤,基于4-UCU/RRC并联机构提出一种具有3R1T运动性能的踝关节康复机构。应用螺旋理论对其自由度进行分析,并采用封闭矢量法分析位置逆解。利用SolidWorks进行构型建模,并导入Adams中对其进行运动学仿真,分析仿真结果,曲线平... 针对踝关节损伤,基于4-UCU/RRC并联机构提出一种具有3R1T运动性能的踝关节康复机构。应用螺旋理论对其自由度进行分析,并采用封闭矢量法分析位置逆解。利用SolidWorks进行构型建模,并导入Adams中对其进行运动学仿真,分析仿真结果,曲线平滑,且没有断点及突变点,结果表明该踝关节康复机构安全性强,稳定性好。利用Ansys对该康复机构进行静力学仿真分析,并对该踝关节康复机构进行优化设计,使康复机构具有较强的承载能力,满足受损踝关节的康复需求。 展开更多
关键词 4-UCU/RRC 康复机构 踝关节 运动学 静力学
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双足式轮腿机器人的机构寄生演变研究
19
作者 韦为 巫静 +1 位作者 黄亿 张昊 《机械设计与研究》 北大核心 2025年第5期26-30,38,共6页
串联式轮腿机器人存在的刚度低和运动精度不高等不足,而空间多连杆混联机器人虽然具有更优异的刚度特点,但是其自由度分析复杂且约束情况判断困难,针对这些问题,受到生物寄生的启发并基于机构宿主-寄生的机理,设计了一款具有1条宿主支链... 串联式轮腿机器人存在的刚度低和运动精度不高等不足,而空间多连杆混联机器人虽然具有更优异的刚度特点,但是其自由度分析复杂且约束情况判断困难,针对这些问题,受到生物寄生的启发并基于机构宿主-寄生的机理,设计了一款具有1条宿主支链和4条寄生支链的双足式宿主-寄生轮腿机器人(HPWL)。以此为基础制作了HPWL机器人实物样机,通过旋量理论分析了机器人的自由度,通过样机的动平台实验验证了其正确性,结合多款寄生机构的子样机,对HPWL机器人的寄生演变过程进行了讨论分析。在寄生演变过程中,寄生支链的增加对机构的自由度产生影响,在一定程度上增大运动灵活性或通过限制某些方向上的运动,从而减少局部自由度。对支链的自由度进行具体分析可实现对闭环机构约束情况的精确掌控。结果表明:宿主-寄生机构的自由度分析方法,可以对HPWL机器人的机构寄生演变过程进行简明高效的分析,研究的结果为空间多连杆混联式双足机器人的设计开发提供了重要的思路和方法。 展开更多
关键词 宿主-寄生机构 宿主-寄生轮腿机器人 双足机器人 寄生演变 自由度
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基于改进双目ORB-SLAM3的特征匹配算法
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作者 伞红军 冯金祥 +2 位作者 陈久朋 彭真 赵龙云 《农业机械学报》 北大核心 2025年第5期625-634,共10页
针对传统ORB算法在双目特征匹配阶段误匹配率高而导致无法满足高精度定位要求的问题,提出了一种基于改进双目ORB-SLAM3的特征匹配算法。在特征点匹配阶段引入最近邻匹配算法(FLANN),通过设定比率阈值筛选出更为精确的匹配对,在双目ORB-S... 针对传统ORB算法在双目特征匹配阶段误匹配率高而导致无法满足高精度定位要求的问题,提出了一种基于改进双目ORB-SLAM3的特征匹配算法。在特征点匹配阶段引入最近邻匹配算法(FLANN),通过设定比率阈值筛选出更为精确的匹配对,在双目ORB-SLAM3立体匹配中引入自适应加权SAD-Census算法,通过考虑像素之间的几何距离,重新计算SAD值并与Census算法相融合来提高特征匹配稳定性和精度,同时加入自适应的SAD窗口滑动范围进一步扩大搜索距离,进而筛选出正确的匹配来提高系统精度。在EuRoC数据集和真实室内场景中进行实验,结果表明与改进前ORB-SLAM3算法相比,在数据集下改进算法定位精度提高23.32%,真实环境中提高近50%,从而验证了改进算法可行性和有效性。 展开更多
关键词 改进双目ORB-SLAM3 特征匹配 最近邻匹配算法 自适应加权SAD-Census算法
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