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水下机械手研究进展
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作者 肖华平 李翰林 刘书海 《浙江大学学报(工学版)》 北大核心 2026年第1期99-116,共18页
从驱动方式的角度综述水下机械手的发展现状,讨论动力学建模、运动控制及自主智能化在水下机械手作业中的关键作用,分析末端执行器从刚性向柔性演化的趋势,总结现有水下机械手在结构设计、动力学模型、自主智能控制等方面存在的问题.动... 从驱动方式的角度综述水下机械手的发展现状,讨论动力学建模、运动控制及自主智能化在水下机械手作业中的关键作用,分析末端执行器从刚性向柔性演化的趋势,总结现有水下机械手在结构设计、动力学模型、自主智能控制等方面存在的问题.动力学建模、运动控制及自主智能技术作为实现水下机械手作业的关键技术,旨在应对作业环境的复杂性和不确定性.具有自主作业与精确运动控制能力的智能水下机械手在现代海洋工程、深海探索以及海洋资源开发中展现出广阔的应用前景. 展开更多
关键词 水下机械手 驱动方式 动力学模型 运动控制 自主智能化 末端执行器
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自驱动关节臂坐标测量机双关节模组误差分析与建模
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作者 杨洪涛 李天增 +3 位作者 沈梅 柯源 梁志平 王龙 《煤矿机械》 2026年第1期88-93,共6页
双关节模组是由2个单关节模组进行集成改进得到的,其误差相互耦合并具有相关性。现有的关节模组误差模型无法直接应用于双关节模组的误差建模。因此,根据设计的双关节模组的结构组成和工作原理,并结合实际工况建立了双关节模组测量模型... 双关节模组是由2个单关节模组进行集成改进得到的,其误差相互耦合并具有相关性。现有的关节模组误差模型无法直接应用于双关节模组的误差建模。因此,根据设计的双关节模组的结构组成和工作原理,并结合实际工况建立了双关节模组测量模型。分析双关节模组的动静态误差来源及误差之间相关性影响,建立双关节模组等效杆长误差模型、转角误差模型和相关性误差模型,分别对等效杆长误差、相关性误差进行理论计算与静态仿真。理论与仿真对比结果表明,双关节模组等效杆长误差为0.88%,最大相关弯曲误差和最大相关扭转误差分别相差0.86%和2.9%。搭建了双关节模组转角误差标定实验平台,实验结果表明,转角误差的仿真与实验结果均呈周期性变化趋势,实验误差范围为[43.29″,91.86″],为后续误差补偿提供了理论依据。 展开更多
关键词 双关节模组 误差源分析 等效杆长误差 综合转角误差 相关性误差
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基于改进APF-RRT的采摘机械臂运动路径规划
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作者 贾通 潘星宇 +3 位作者 钱振东 路红 李佩娟 张文 《农机化研究》 北大核心 2026年第2期173-182,共10页
在农业自动化快速发展的背景下,机械臂作为果园智能采摘作业的核心设备,其路径规划能力直接影响作业效率。然而果园环境复杂,传统人工势场法(APF)、快速随机搜索树(RRT)等路径规划算法在避障能力与运动平滑等方面仍存在一定不足,难以满... 在农业自动化快速发展的背景下,机械臂作为果园智能采摘作业的核心设备,其路径规划能力直接影响作业效率。然而果园环境复杂,传统人工势场法(APF)、快速随机搜索树(RRT)等路径规划算法在避障能力与运动平滑等方面仍存在一定不足,难以满足高效、安全的采摘需求。针对上述问题,提出了一种基于改进APF-RRT的路径规划算法。通过人工势场引导目标采样方向,增强路径趋近性,并引入非线性斥力场模型平滑势能分布,缓解斥力突变导致的局部震荡;同时,设计了基于最小障碍距离的动态步长策略,自适应调整采样粒度,以兼顾搜索效率和避障精度;通过障碍可行性检测方法去除冗余节点,结合三次B样条曲线实现路径平滑处理,提升路径连续性与执行稳定性。试验表明:在二维空间环境下,改进APF-RRT算法较RRT与APF-RRT算法分别缩短耗时78.75%、58.99%,路径长度减少16.88%、5.93%;在三维空间环境下,耗时缩短88.85%、65.20%,路径长度减少19.60%、5.61%;在机械臂仿真环境中,改进算法生成的路径更加平滑,转折点数量减少。研究结果验证了改进APF-RRT算法在复杂果园下具备良好的全局搜索与避障能力,以及较好的有效性与稳定性。 展开更多
关键词 采摘机械臂 路径规划 人工势场法 快速随机搜索树 改进APF-RRT算法 避障
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基于机器视觉的水下机械臂目标识别与抓取定位研究
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作者 陈玲林 张岩 《家电维修》 2026年第1期32-34,共3页
本文介绍的结合水下图像预处理、深度学习目标检测网络以及手眼系统标定技术的研究方法,通过采用图像增强算法改善水下图像质量,继而设计轻量化卷积神经网络实现目标物体的快速识别与边界框定位,再通过相机标定与坐标变换解算机械臂末... 本文介绍的结合水下图像预处理、深度学习目标检测网络以及手眼系统标定技术的研究方法,通过采用图像增强算法改善水下图像质量,继而设计轻量化卷积神经网络实现目标物体的快速识别与边界框定位,再通过相机标定与坐标变换解算机械臂末端的抓取位姿,旨在开发一套基于机器视觉的水下目标识别与抓取定位方法,以提升因水下环境因光线衰减、散射及浑浊介质等挑战,而严重制约的机械臂作业自主性与精准性。结果表明,本方法能有效克服水下视觉干扰,实现对特定目标的稳定识别与定位,为水下机械臂的自主抓取任务提供可行方案。 展开更多
关键词 机器视觉 水下机械臂 目标识别 抓取定位 深度学习
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改进的无标定视觉伺服控制研究
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作者 李静 李伟迪 +2 位作者 张晓东 莫文婷 谷稳 《曲阜师范大学学报(自然科学版)》 2026年第1期81-86,共6页
针对传统卡尔曼滤波算法在估计雅可比矩阵时估计值不准确的问题,该文提出由遗传算法优化的长短期记忆神经网络作为误差补偿模型,弥补由卡尔曼滤波造成的状态估计误差,并将该算法应用于无标定视觉伺服控制器的设计.在MATLAB平台上进行了... 针对传统卡尔曼滤波算法在估计雅可比矩阵时估计值不准确的问题,该文提出由遗传算法优化的长短期记忆神经网络作为误差补偿模型,弥补由卡尔曼滤波造成的状态估计误差,并将该算法应用于无标定视觉伺服控制器的设计.在MATLAB平台上进行了仿真实验,结果表明,基于KF-GALSTM算法的无标定视觉伺服控制系统具有稳定的末端运行状态,且与未改进之前的算法相比,其在收敛速度和精度方面都有了明显提高. 展开更多
关键词 无标定视觉伺服 雅可比矩阵 卡尔曼滤波 遗传算法 长短期记忆神经网络
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基于改进近似最速下降学习的工业机械臂鲁棒控制
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作者 陈斌星 王泽锴 《机械设计与制造工程》 2026年第1期49-52,共4页
为了进一步提高工业机械臂在变负载工况下的控制精度,提出了一种基于改进近似最速下降学习的机械臂鲁棒控制方法。在分析机械臂空间状态模型的基础上,以改进近似最速下降学习方法为基础,设计了一种具有自调节能力的鲁棒控制方法。变负... 为了进一步提高工业机械臂在变负载工况下的控制精度,提出了一种基于改进近似最速下降学习的机械臂鲁棒控制方法。在分析机械臂空间状态模型的基础上,以改进近似最速下降学习方法为基础,设计了一种具有自调节能力的鲁棒控制方法。变负载工况仿真结果表明,相较于卷积神经网络(CNN)控制器,自适应鲁棒控制器可以实现模型非线性估算,有助于控制器的扰动补偿和估算,显著增强鲁棒性,且适用于各种负载工况。试验结果表明,负载工况变化对迭代线性调节控制存在显著影响,而所提的自适应鲁棒控制具有良好鲁棒性,其跟踪误差仅为迭代线性调节控制的1/2左右,大幅提升了模型的跟踪精度。 展开更多
关键词 工业机械臂 鲁棒控制 近似最速下降 变负载
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多协作机械臂的3D视觉定位与世界坐标系标定策略
7
作者 史全意 《中国科技信息》 2026年第2期132-135,共4页
本文就多协作机械臂系统3D视觉定位精度低、标定困难等问题进行了研究。首先建立系统的工作原理以及协同控制策略,介绍了3D视觉定位(基于深度相机)与世界坐标系标定的基本原理,对比分析定位数学模型、算法与标定方法的优劣,从多个角度... 本文就多协作机械臂系统3D视觉定位精度低、标定困难等问题进行了研究。首先建立系统的工作原理以及协同控制策略,介绍了3D视觉定位(基于深度相机)与世界坐标系标定的基本原理,对比分析定位数学模型、算法与标定方法的优劣,从多个角度考虑影响定位精度的因素,并提出了相应的优化措施。通过搭建含有多机械臂和深度相机的实验平台验证了所提方法的有效性,并明确各个方法所适用的范围以及不足之处,同时为后续进一步的研究指明方向。 展开更多
关键词 3D视觉定位 多协作机械臂 世界坐标系标定
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基于改进APF引导的双向RRT机械臂路径规划算法研究 被引量:4
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作者 朱敏 陈思源 陈杰 《现代制造工程》 北大核心 2025年第2期1-9,共9页
针对传统双向RRT算法在路径规划中随机性大、收敛慢和路径质量差等问题,提出了一种基于改进人工势场法(Artificial Potential Field,APF)引导的双向RRT机械臂路径规划算法。首先引入动态偏置策略,减小原始双向RRT算法随机性大的问题;其... 针对传统双向RRT算法在路径规划中随机性大、收敛慢和路径质量差等问题,提出了一种基于改进人工势场法(Artificial Potential Field,APF)引导的双向RRT机械臂路径规划算法。首先引入动态偏置策略,减小原始双向RRT算法随机性大的问题;其次,在扩展新节点时,根据与障碍物距离自适应地调整节点随机性与总势场的权重;然后融入机械臂碰撞检测模型并进行双向直连线性插值检测,直至生成初始路径;最后再对生成的路径进行三次B样条平滑处理,产生符合机械臂实际运动限制的可行路径。在二维和三维环境下分别构建三种不同环境对改进算法进行仿真对比,结果表明改进算法能有效提高相关性能。将改进算法应用至实物平台中,进一步证明了算法的有效性与可行性。 展开更多
关键词 机械臂 路径规划 双向RRT 人工势场
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基于二维码识别的分拣机械臂控制系统设计 被引量:2
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作者 关静丽 侯明 柏森 《机床与液压》 北大核心 2025年第3期60-65,共6页
为了提高物流行业自动化水平,提高物料分拣的工作效率、减少人工成本,设计基于二维码识别的分拣机械臂控制系统。以树莓派为主控制器,通过OpenCV图像处理、二维码识别、逆运动学求解和六自由度机械臂驱动等环节,实现了根据二维码存储的... 为了提高物流行业自动化水平,提高物料分拣的工作效率、减少人工成本,设计基于二维码识别的分拣机械臂控制系统。以树莓派为主控制器,通过OpenCV图像处理、二维码识别、逆运动学求解和六自由度机械臂驱动等环节,实现了根据二维码存储的信息进行物料分拣。为了提高二维码识别的准确率,针对二维码图像的磨损、划痕等问题,利用OpenCV对图像进行灰度化、滤波、二值化和闭运算等图像预处理操作;针对二维码位置的随机性和镜头畸变问题,通过定位算法和透视矫正提取出二维码,再根据QR码结构和编码规则进行二维码译码。为了使机械臂平滑稳定运行,采用简洁的几何法进行逆运动学的计算,并在机械臂驱动中加入多路舵机速度控制。实验结果表明:对于正常和有轻微划痕的二维码,二维码识别率可以达到100%,机械臂能够有效完成自动分拣任务,具有一定的实用价值。 展开更多
关键词 分拣机械臂 树莓派 二维码 OPENCV
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基于非支配排序遗传算法的多目标轨迹优化方法 被引量:2
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作者 杨丽荣 刘洋 周俊 《实验室研究与探索》 北大核心 2025年第2期31-36,共6页
机器人轨迹规划中,采用五次非均匀有理B样条(NURBS)插值算法可以在一定程度上提高机械臂轨迹规划的平滑性、连续性和稳定性,但无法解决运行时间、能耗及冲击的多目标最优值求解问题。为此,提出了一种面向实验室液压破碎机械臂轨迹优化... 机器人轨迹规划中,采用五次非均匀有理B样条(NURBS)插值算法可以在一定程度上提高机械臂轨迹规划的平滑性、连续性和稳定性,但无法解决运行时间、能耗及冲击的多目标最优值求解问题。为此,提出了一种面向实验室液压破碎机械臂轨迹优化的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅲ)。根据收敛性指标和间距指标选取Pareto最优解后进行轨迹优化,并与NSGA-Ⅱ对比。结果表明,在通过五次NURBS插值算法得到一条关节轨迹曲线后采用NSGA-Ⅲ进行轨迹优化,可以获得运行时间-能耗-冲击的Pareto最优解。相较于优化前,机械臂运行时间降低16%,最大关节角速度、角加速度及角加加速度分别降低8%、17%、19%。 展开更多
关键词 多目标轨迹优化 非支配排序遗传算法 参考点机制 收敛性指标 间距指标
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基于模型预测控制的高精度混合视觉伺服机械臂控制方法 被引量:1
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作者 刘新 王辉 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第6期2266-2277,共12页
机械臂在各领域应用广泛,其控制系统对精度与稳定性方面的要求日益增加,然而,传统控制方法在复杂动态环境中的适应性不强。针对这一问题,本文提出一种基于模型预测控制的机械臂混合视觉伺服控制方法。首先,通过对混合视觉伺服系统进行建... 机械臂在各领域应用广泛,其控制系统对精度与稳定性方面的要求日益增加,然而,传统控制方法在复杂动态环境中的适应性不强。针对这一问题,本文提出一种基于模型预测控制的机械臂混合视觉伺服控制方法。首先,通过对混合视觉伺服系统进行建模,分析系统误差函数中旋转部分和平移部分的动态变化特性,推导误差与相机速度之间的关联关系模型。其次,提出一种基于模型预测控制的机械臂控制方法,通过结合系统误差和相机速度信息构建状态空间模型,实时预测系统的未来动态并优化控制输入,实现误差补偿和快速收敛。最后,在ViSP仿真平台和实物运动控制平台上分别进行验证。研究结果表明:与传统控制方法相比,所提出的方法有效降低了稳态误差,提高了控制精度,特别是在动态复杂环境中具有更强的抗干扰能力和适应性。 展开更多
关键词 机械臂 混合视觉伺服 模型预测控制 状态空间模型 最优控制
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柔性空间机器人预定义时间自适应滑模控制 被引量:1
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作者 刘宜成 杨迦凌 +1 位作者 唐瑞 程靖 《浙江大学学报(工学版)》 北大核心 2025年第2期351-361,共11页
针对具有典型非线性特性的多段线驱动柔性空间机器人的轨迹跟踪控制问题,提出基于预定义时间的自适应滑模控制方法.基于常曲率方法和拉格朗日法,建立多段线驱动柔性空间机器人的动力学模型.设计基于预定义时间理论的滑模控制器,利用径... 针对具有典型非线性特性的多段线驱动柔性空间机器人的轨迹跟踪控制问题,提出基于预定义时间的自适应滑模控制方法.基于常曲率方法和拉格朗日法,建立多段线驱动柔性空间机器人的动力学模型.设计基于预定义时间理论的滑模控制器,利用径向基函数(RBF)神经网络补偿多段线驱动柔性空间机器人系统的建模误差和外界干扰.利用Lyapunov理论,证明轨迹跟踪误差可以在预定义时间内收敛.通过数值仿真验证了模型和控制器的有效性,与固定时间控制器和无补偿的控制器相比,所提出的控制器使系统轨迹误差具有更快的收敛速度. 展开更多
关键词 柔性空间机器人 预定义时间稳定性 径向基函数神经网络 轨迹跟踪 滑模控制
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煤矸分拣机械手爪改进设计及有限元分析 被引量:1
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作者 张宝锋 孙家祺 +1 位作者 董雅文 马志东 《制造业自动化》 2025年第7期1-6,共6页
通过对现有煤矸分拣机械手爪及其使用情况进行分析,得出其存在重量较大、易磨损、整体更换成本高等问题,采用安装可更换耐磨垫片和选用质量较轻材料的方法进行改进。通过ANSYS Workbench对改进前后的手指进行受力分析,得出改进后的手指... 通过对现有煤矸分拣机械手爪及其使用情况进行分析,得出其存在重量较大、易磨损、整体更换成本高等问题,采用安装可更换耐磨垫片和选用质量较轻材料的方法进行改进。通过ANSYS Workbench对改进前后的手指进行受力分析,得出改进后的手指效果更好,并验证了安装可更换耐磨垫片的可行性,确定可更换耐磨垫片材料为20CrMnSi,手指基体材料为TC4;运用疲劳分析工具对改进前后手指进行疲劳寿命分析,得到改进后的手指基体疲劳寿命更长,可更换耐磨垫片在使用4.3794×10^(5)次后开始出现失效情况,使用2个月左右需要进行更换。 展开更多
关键词 煤矸分拣 机械手爪 可更换耐磨垫片 接触分析 疲劳寿命
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弹跳机器人跳跃姿态模糊自适应PID控制仿真 被引量:1
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作者 皮明 杨涛 《太赫兹科学与电子信息学报》 2025年第4期403-409,422,共8页
针对现有的弹跳机器人无法对自身的跳跃姿态角度进行精确控制的问题,提出一种基于飞轮反作用力调节的弹跳机器人跳跃时的姿态控制方法。在跳跃时,通过飞轮连续转动时产生的反作用力,可以实现机器人姿态角度的调节,每个飞轮调节器使用模... 针对现有的弹跳机器人无法对自身的跳跃姿态角度进行精确控制的问题,提出一种基于飞轮反作用力调节的弹跳机器人跳跃时的姿态控制方法。在跳跃时,通过飞轮连续转动时产生的反作用力,可以实现机器人姿态角度的调节,每个飞轮调节器使用模糊自适应比例-积分-微分(PID)控制器进行控制。相较于传统的PID控制器,模糊自适应PID能够更快,并以更小的跟踪误差实现机器人姿态角度的调节。仿真结果表明,相较于传统的姿态控制方式,采用飞轮调节能够更快地实现弹跳机器人姿态角度的实时控制。特别在机器人连续跳跃时,飞轮能够更好地吸收间歇性的冲击动量,使机器人姿态角在更大的范围内保持稳定。在未来工作中,会考虑搭建弹跳机器人实物平台,进行室内外环境的越障测试。 展开更多
关键词 弹跳机器人 姿态控制 模糊自适应PID 联合仿真
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旋转共轴驱动永磁球型关节设计及扰动抑制
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作者 张永顺 刘志军 +1 位作者 刘振虎 王莉 《华南理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期102-112,共11页
针对当前永磁球型关节普遍存在电磁驱动结构复杂,耦合磁场建模困难,磁矩奇异性,抵抗外界扰动能力不足等问题,依据永磁体转子轴线始终趋于磁场旋转轴线的旋转定轴效应,研制了一种以内置全悬浮永磁体转子的万向随动机构为主体的永磁柔性... 针对当前永磁球型关节普遍存在电磁驱动结构复杂,耦合磁场建模困难,磁矩奇异性,抵抗外界扰动能力不足等问题,依据永磁体转子轴线始终趋于磁场旋转轴线的旋转定轴效应,研制了一种以内置全悬浮永磁体转子的万向随动机构为主体的永磁柔性直驱球型关节。球型关节的定子由两组鞍形线圈和一组亥姆线圈三轴正交嵌套而成。为解决磁矩控制变量冗余问题,采用磁场旋转轴线侧摆、俯仰角为独立控制变量的三相电流公式叠加空间万向旋转磁场,实现磁场内同步旋转永磁体转子侧摆、俯仰磁矩解耦和在空间万向磁场旋转轴线导引下的永磁球型关节侧摆、俯仰两自由度运动。进而,用Lyapunov函数证明系统稳定性,采用基于模糊算法优化的非奇异快速终端滑模控制方法抑制抖振和降低输出端轨迹误差。模拟结果验证了模糊优化滑模控制器的有效性。相比未模糊优化滑模控制方法,存在外界扰动时,优化模糊控制器通过切换增益进行自适应调整,能有效抑制系统控制输入产生的抖振,并提高轨迹跟踪速度,降低跟踪误差。仿真和试验表明,球型关节电磁结构简单,磁场解析建模便利,电流输入变量与磁矩输出变量一一对应,抗干扰能力和抖振抑制效果良好,实现了球型关节期望轨迹的快速跟踪,动态跟踪性能良好,改善了复杂环境的适应性。 展开更多
关键词 永磁柔性球型关节 旋转共轴效应 空间万向旋转磁场 滑模控制 轨迹跟踪
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基于改进RRT算法的机械臂避障路径规划研究 被引量:2
16
作者 郭北涛 任天浩 《机械工程师》 2025年第3期19-22,26,共5页
针对RRT算法在应用于机械臂避障路径规划过程中,存在规划速度慢、冗余节点多、路径拐点多、路径不平滑等问题,提出一种基于目标偏置和双向快速扩展随机树并融合A*算法的改进RRT算法。由于双向RRT算法的两棵随机树是在同一时间向外扩展,... 针对RRT算法在应用于机械臂避障路径规划过程中,存在规划速度慢、冗余节点多、路径拐点多、路径不平滑等问题,提出一种基于目标偏置和双向快速扩展随机树并融合A*算法的改进RRT算法。由于双向RRT算法的两棵随机树是在同一时间向外扩展,所以在一次迭代中可以产生两个新的节点,大大加快了扩展速度。在此基础上,提出一种目标偏置的方法,使得两棵随机树在一定概率下朝向其所对应目标点扩展,最后使用A*算法选取该避障路径上的关键节点。具体思路为:一是改进现有的碰撞检测模型,对障碍物进行合理的简化;二是利用改进后的RRT算法规划出可行的避障路线。最后与B样条曲线相结合,使运动图像更加平滑。实验结果表明,改进后算法规划时间、路径长度和路径平滑度均得到了有效提升。 展开更多
关键词 RRT 机械臂 路径规划 避障规划 B样条曲线
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基于改进YOLOX和导纳控制的机械臂食品分拣方法
17
作者 施利春 刘松涛 +1 位作者 王松伟 王治忠 《食品与机械》 北大核心 2025年第9期91-98,共8页
[目的]为提高机械臂食品分拣系统在分拣任务中的精度和鲁棒性,研究结合机器视觉与力觉的新型分拣方法。[方法]在食品分拣系统的基础上,提出一种融合改进YOLOX模型和改进导纳控制的机械臂食品分拣方法。通过引入卷积注意力机制模块(CBAM... [目的]为提高机械臂食品分拣系统在分拣任务中的精度和鲁棒性,研究结合机器视觉与力觉的新型分拣方法。[方法]在食品分拣系统的基础上,提出一种融合改进YOLOX模型和改进导纳控制的机械臂食品分拣方法。通过引入卷积注意力机制模块(CBAM)聚焦目标特征,采用深度可分离卷积优化网络结构,结合新型主干网络增强YOLOX模型对食品目标的识别定位能力。同时,利用基于改进导纳的主动柔顺控制方法,实现对不同食品的稳定分拣。通过搭建试验平台对所提方法的应用效果进行分析。[结果]所提改进YOLOX模型在食品目标检测上准确率提升至99%以上,相较于传统方法提高3%以上,且在多种脆性食品分拣任务中,系统鲁棒性显著增强,分拣成功率提高了5%以上。[结论]所提方法有效提升了机械臂食品分拣的精度与鲁棒性,具有良好的应用前景。 展开更多
关键词 食品分拣系统 机械臂 机器视觉与力觉 YOLOX模型 导纳控制
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基于最小作用力的球形果蔬采摘灵巧手接触力优化
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作者 鲍秀兰 任梦涛 +3 位作者 马萧杰 高胜童 包有刚 李善军 《农业机械学报》 北大核心 2025年第2期333-341,共9页
针对末端执行器采摘作用力与果蔬匹配性差,导致损伤率较高、通用性偏低的问题,提出一种基于灵巧手的球形果蔬无损抓取接触力优化方法。分析球形果蔬采摘的分离方案,建立有摩擦无损点接触模型,以采摘期的水蜜桃为研究对象,试验测定指尖... 针对末端执行器采摘作用力与果蔬匹配性差,导致损伤率较高、通用性偏低的问题,提出一种基于灵巧手的球形果蔬无损抓取接触力优化方法。分析球形果蔬采摘的分离方案,建立有摩擦无损点接触模型,以采摘期的水蜜桃为研究对象,试验测定指尖材料与水蜜桃的静摩擦因数和无损接触参数。基于旋量理论建立多指灵巧手的运动学模型以及雅可比矩阵,分析果蔬采摘的力平衡约束,构建关节-接触点-果蔬的力位映射模型,提出基于最小作用力的灵巧手抓取规划方法,以采摘水蜜桃为例进行求解分析,基于快速非支配排序遗传算法(Nondominated sorting genetic algorithm Ⅱ,NSGA-Ⅱ)实现接触力的多目标寻优。水蜜桃采摘试验结果表明,该方法能实现对半径为2.6~8 cm水蜜桃的稳定抓取与采摘,有效避免采摘过程中果蔬损伤,实际测量值与理论计算值平均绝对接触力误差为0.39 N,采摘成功率为92%,无损率为97.8%,平均采摘时间为10.3 s,满足灵巧手无损稳定采摘的需求。 展开更多
关键词 球形果蔬 采摘机器人 灵巧手 无损抓取 接触力优化 力封闭
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基于无线通信技术的自动化分拣机械臂状态检测方法 被引量:1
19
作者 解婧陶 《长江信息通信》 2025年第3期189-191,共3页
自动化分拣机械臂受到机械磨损影响,导致故障状态信号频率与实际有较大偏差,因此设计一种基于无线通信技术的自动化分拣机械臂状态检测方法。采用高次多项式插值算法,规划机械臂关节空间轨迹。基于无线通信技术构建状态检测模型,引入关... 自动化分拣机械臂受到机械磨损影响,导致故障状态信号频率与实际有较大偏差,因此设计一种基于无线通信技术的自动化分拣机械臂状态检测方法。采用高次多项式插值算法,规划机械臂关节空间轨迹。基于无线通信技术构建状态检测模型,引入关节能耗和振动稳定性指数进行分析。利用状态检测模型提取故障特征向量,设定误差阈值判断机械臂状态。实验结果表明,在故障状态信号频率检测上,设计方法平均差值仅为0.1Hz,较文献[1]和[2]分别低0.2Hz和0.1Hz,展现出更高的准确性和稳定性。 展开更多
关键词 无线通信技术 自动化分拣 机械臂 状态检测 插值算法
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采用摩擦补偿的串联弹性驱动器模糊转矩控制研究
20
作者 孙艳芬 田松亚 《中国工程机械学报》 北大核心 2025年第1期66-71,共6页
串联弹性驱动器可以用于驱动机器人的腿部关节运动,但实际关节的运动轨迹输出误差较大。为了改善串联弹性驱动器的控制效果,提出了带摩擦补偿的模糊转矩控制器,并对串联弹性驱动器的运动位移和输出转矩进行仿真。搭建串联弹性驱动器简... 串联弹性驱动器可以用于驱动机器人的腿部关节运动,但实际关节的运动轨迹输出误差较大。为了改善串联弹性驱动器的控制效果,提出了带摩擦补偿的模糊转矩控制器,并对串联弹性驱动器的运动位移和输出转矩进行仿真。搭建串联弹性驱动器简图模型,建立非线性摩擦的数学方程式。分析了模糊逻辑控制器结构,根据模糊规则设计了摩擦补偿的模糊扭矩控制器,用于控制串联弹性器运动位移和输出转矩。利用李雅普诺夫函数推导和证明带摩擦补偿的模糊扭矩控制器的稳定性。在不同环境中,采用Matlab软件对串联弹性驱动器运动位移和输出转矩跟踪误差进行仿真,比较传统PID控制器和带摩擦补偿的模糊转矩控制器输出精度。与传统PID控制器的对比结果表明,带摩擦补偿的模糊转矩控制器可以更快地收敛到期望值,能够抑制外界波形对控制系统的干扰,在串联弹性驱动器运动位移和输出转矩跟踪任务中表现出较好控制性能。 展开更多
关键词 摩擦补偿 串联弹性驱动器 模糊转矩控制
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