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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：2
1
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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基于非支配排序遗传算法的多目标轨迹优化方法 被引量：1
2
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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柔性空间机器人预定义时间自适应滑模控制 被引量：1
3
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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弹跳机器人跳跃姿态模糊自适应PID控制仿真 被引量：1
4
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
5
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YOLOX和导纳控制的机械臂食品分拣方法
6
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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基于二维码识别的分拣机械臂控制系统设计
7
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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基于最小作用力的球形果蔬采摘灵巧手接触力优化
8
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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基于模型预测控制的高精度混合视觉伺服机械臂控制方法
9
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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采用摩擦补偿的串联弹性驱动器模糊转矩控制研究
10
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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改进TD3算法的机械臂三维路径规划方法
11
作者 马天 李超 杨嘉怡 《电光与控制》 北大核心 2025年第1期100-105,共6页
在军事航空领域中,复杂任务对机械臂路径规划提出了挑战。针对双延迟深度确定性策略梯度(TD3)算法学习效率低、样本利用率低的问题,提出了一种改进的TD3算法(Recurrent-TD3算法)。首先,将LSTM结合到策略网络与价值网络中,捕获航空控制... 在军事航空领域中,复杂任务对机械臂路径规划提出了挑战。针对双延迟深度确定性策略梯度(TD3)算法学习效率低、样本利用率低的问题,提出了一种改进的TD3算法(Recurrent-TD3算法)。首先,将LSTM结合到策略网络与价值网络中,捕获航空控制任务中的时间序列信息,增强对时间序列变化的响应能力,使其能够在决策时考虑历史动作和状态,提高网络的表达能力;然后,将事后经验回放(HER)技术集成到TD3算法中,以解决任务中稀疏奖励难以学习的问题,通过将未达到目标的经验转化为达到新目标的经验,从而更有效地利用样本;最后,设计了一种基于包围盒的碰撞检测流程,以提高机械臂在军用航空任务中的安全性。实验表明,该算法相比于其他算法能够更快地找到一条无碰撞的路径,且平均路径长度最短。 展开更多
关键词 机械臂 路径规则 TD3 长短期记忆网络 事后经验回放技术
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基于双目视觉的乱序气门芯点云分割及抓取
12
作者 刘怀广 王创 苗泽志 《现代制造工程》 北大核心 2025年第4期36-44,共9页
气门芯工件乱序堆叠时,机械臂难以自动抓取上层裸露的气门芯,通过处理双目相机采集的点云信息,提出了一种基于表面曲率加权拟合的点云分割算法。首先,进行滤波下采样,并利用随机采样一致性(Random Sample Consensus, RANSAC)算法去除冗... 气门芯工件乱序堆叠时,机械臂难以自动抓取上层裸露的气门芯,通过处理双目相机采集的点云信息,提出了一种基于表面曲率加权拟合的点云分割算法。首先,进行滤波下采样,并利用随机采样一致性(Random Sample Consensus, RANSAC)算法去除冗余的平面点云,通过聚类去除噪声点;然后,为解决气门芯边缘点粘连的问题,利用最小二乘法拟合局部平面,并根据表面曲率的加权平均得到动态曲率阈值,去除相邻气门芯之间的粘连点;最后,通过主成分分析算法计算气门芯的有向包围盒(Oriented Bounding Box, OBB)底面积,进行区间检验以实现迭代欧氏距离阈值,通过聚类准确分割出待抓取的气门芯。实验结果表明,气门芯点云分割的准确率在95%以上;求取分割出气门芯质心点并结合直线拟合算法确定抓取位姿;Dobot机械臂通过与双目相机的手眼标定能够准确识别并抓取气门芯。 展开更多
关键词 气门芯抓取 点云分割 随机采样一致性 曲率估计 有向包围盒 手眼标定
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非结构化干扰下机械臂自适应非奇异快速终端滑模控制
13
作者 王君 何长智 《航空制造技术》 北大核心 2025年第13期22-30,共9页
针对实际应用中的建模误差和未知外界扰动对机械臂系统轨迹跟踪精度的影响,设计了一种基于非线性干扰观测器的自适应非奇异快速终端滑模控制策略(ANFTSMC-DO)。首先,设计了非线性干扰观测器在线估计干扰信息,并通过选取的适当非线性增... 针对实际应用中的建模误差和未知外界扰动对机械臂系统轨迹跟踪精度的影响,设计了一种基于非线性干扰观测器的自适应非奇异快速终端滑模控制策略(ANFTSMC-DO)。首先,设计了非线性干扰观测器在线估计干扰信息,并通过选取的适当非线性增益函数,使估计误差按指数规律快速收敛。其次,采用自适应非奇异快速终端滑模控制器应对参数变化和未建模的动态特性,避免系统性能随时间衰减。同时在保证鲁棒稳定性和控制精度的前提下,使得所提方法有效抑制了抖振现象,可以更好地抵御外界扰动的影响。最后,通过仿真验证了该方法在误差收敛速度以及控制精度上的显著优势,增强系统鲁棒性的同时实现了更高的跟踪精度。 展开更多
关键词 机械臂 非奇异快速终端滑模控制 非线性干扰观测器 自适应控制 有限时间收敛
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改进鲸鱼遗传算法优化的液压机械臂轨迹跟踪
14
作者 杨丽荣 周俊 曹冲 《传感器与微系统》 北大核心 2025年第5期94-98,共5页
针对液压机械臂存在关节轨迹跟踪精度低,参数难确定等问题,提出一种基于新型控制率的跟踪微分滑模控制器(TDSMC),并通过改进鲸鱼遗传优化算法(IWGOA)对控制器参数进行优化。首先,根据电液位置伺服系统搭建跟踪误差状态空间方程;其次,设... 针对液压机械臂存在关节轨迹跟踪精度低,参数难确定等问题,提出一种基于新型控制率的跟踪微分滑模控制器(TDSMC),并通过改进鲸鱼遗传优化算法(IWGOA)对控制器参数进行优化。首先,根据电液位置伺服系统搭建跟踪误差状态空间方程;其次,设计新型趋近律下的TDSMC,并通过IWGOA对控制器的9个参数进行优化设计;最后,通过AMESim/SIMULINK进行联合仿真。仿真结果表明:应用本文算法优化控制器所得跟踪轨迹相比传统滑模和一般微分滑模控制器都更为平滑,跟踪速度分别提升0.5 s和0.16 s,精度分别提高14.36%和10.62%。 展开更多
关键词 液压机械臂 改进鲸鱼遗传算法 新型趋近律 跟踪微分滑模控制器 轨迹跟踪
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未标定非标准机械臂的视觉伺服策略研究
15
作者 吴斌 张大伟 +2 位作者 郑元杰 陈晨 宋新伟 《工业控制计算机》 2025年第11期94-95,98,共3页
针对未标定非标准机械臂无法通过通用标定方法进行手眼标定的问题,提出了一种基于视觉伺服系统的手眼标定方法。通过“眼在手上”标定确定末端坐标系与相机坐标系的转换,使用第二台相机进行“眼在手外”标定,获得末端坐标系与标定板坐... 针对未标定非标准机械臂无法通过通用标定方法进行手眼标定的问题,提出了一种基于视觉伺服系统的手眼标定方法。通过“眼在手上”标定确定末端坐标系与相机坐标系的转换,使用第二台相机进行“眼在手外”标定,获得末端坐标系与标定板坐标系的转换关系。该方法仅需采集两个场景图像:对接前和对接后。实验结果表明,旋转误差小于1.5°,平移误差小于8 mm,证明了该方法能够准确引导未标定的非标准机械臂。 展开更多
关键词 手眼标定 视觉伺服 机械臂
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调焦机上下料六轴机械臂轨迹优化
16
作者 杨洪涛 李天乐 +2 位作者 穆莉莉 韩明 王海超 《机械工程与自动化》 2025年第2期24-27,共4页
以自动调焦机中的上下料机械臂系统为研究对象,针对机械臂工作过程中需满足轨迹光滑、生产节拍和降低能耗的要求,对其轨迹优化展开研究。首先,分析了自动调焦机上下料系统组成与技术要求;其次,构造了以4-5-4分段多项式为曲线模型的机械... 以自动调焦机中的上下料机械臂系统为研究对象,针对机械臂工作过程中需满足轨迹光滑、生产节拍和降低能耗的要求,对其轨迹优化展开研究。首先,分析了自动调焦机上下料系统组成与技术要求;其次,构造了以4-5-4分段多项式为曲线模型的机械臂关节空间轨迹;最后,提出采用改进长鼻浣熊算法对机械臂进行能耗最优轨迹优化。仿真结果表明:由算法优化后得到的机械臂轨迹连续平滑且满足约束,能量消耗明显降低,满足自动调焦机上下料轨迹要求。 展开更多
关键词 自动调焦机 上下料六轴机械臂 改进长鼻浣熊算法 能耗轨迹优化
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仿生递变软体驱动器设计与试验
17
作者 许有熊 宁博 +1 位作者 张全升 陈星宇 《机床与液压》 北大核心 2025年第14期181-185,共5页
为解决传统等高腔室软体驱动器抓取过程夹持力不足的问题,提出一种新型的仿生递变气动软体驱动器。采用内部腔室体积递变的结构,通过优化形变特性增强底部的变形和夹持力,同时有效降低驱动器的质量。此外,该设计还可减少端部的过度变形... 为解决传统等高腔室软体驱动器抓取过程夹持力不足的问题,提出一种新型的仿生递变气动软体驱动器。采用内部腔室体积递变的结构,通过优化形变特性增强底部的变形和夹持力,同时有效降低驱动器的质量。此外,该设计还可减少端部的过度变形,提高与物体表面的贴合度,实现渐进式施压,减少操作过程中的压力突变,从而避免对物体的伤害。基于人体食指仿生原理设计了递变式腔室软体驱动器结构;通过能量法建立了驱动器的力学模型,并选取主要结构参数,利用有限元软件进行了正交仿真试验,获得最优参数组合;最后,进行了驱动器静力学测试和柔性手爪抓取试验。结果表明:软体驱动器的仿真分析与试验结果趋势一致,验证了仿真的有效性;柔性手爪能实现两种抓取模式,均可抓取不同质量的物体。 展开更多
关键词 软体驱动器 有限元分析 试验验证 柔性手爪
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双臂机械手组合设备在清洁情况下的调度优化
18
作者 朱清华 潘泓廷 《控制理论与应用》 北大核心 2025年第9期1858-1866,共9页
在半导体晶圆加工过程中,组合设备中的加工腔环境达到污染阈值时需要进行清洁以确保加工晶圆质量.针对存在晶圆驻留时间约束及并行加工腔配置的双臂机械手组合设备,在一个加工腔达到污染阈值需进行清洁操作的情况,本文研究了机械手的调... 在半导体晶圆加工过程中,组合设备中的加工腔环境达到污染阈值时需要进行清洁以确保加工晶圆质量.针对存在晶圆驻留时间约束及并行加工腔配置的双臂机械手组合设备,在一个加工腔达到污染阈值需进行清洁操作的情况,本文研究了机械手的调度.由于加工腔需清洁,组合设备的生产周期会变长.为此,本文提出了加载虚拟晶圆的方法来延长生产周期并使机械手的活动顺序与清洁前保持一致,使得清洁操作能获得足够的时间来完成.在确保正常运行的加工腔中晶圆的驻留时间约束得到满足的条件下,根据各步骤的工作负载平衡的不同情况,提出算法采用解析式推导计算新的生产周期和机械手等待事件的持续时间,使组合设备进入暂态进行清洁操作以及使组合设备恢复到稳态过程运行.本文提出的多项式复杂度的算法,提高了双臂机械手组合设备在清洁情况下的生产效率. 展开更多
关键词 半导体制造 腔室清洁 调度 组合设备
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钻锚机器人双臂协同支护路径规划研究
19
作者 龙燕燕 黄善厚 张胜金 《机床与液压》 北大核心 2025年第9期82-87,共6页
由于钻锚机器人双臂路径规划不合理,导致作业过程中两机械臂之间发生碰撞,引起设备损坏并影响支护作业进度。基于此,提出一种改进人工势场法,用于钻锚机器人双臂协同无碰撞支护路径规划。基于D-H法,建立双臂钻锚机器人运动学模型。为提... 由于钻锚机器人双臂路径规划不合理,导致作业过程中两机械臂之间发生碰撞,引起设备损坏并影响支护作业进度。基于此,提出一种改进人工势场法,用于钻锚机器人双臂协同无碰撞支护路径规划。基于D-H法,建立双臂钻锚机器人运动学模型。为提高计算效率和实时性,采用包络体对钻锚机器人的两个作业机械臂结构进行合理简化,并据此建立钻锚机器人碰撞检测模型。对传统人工势场法进行改进,重构引力和斥力势场函数,以解决目标点不可达问题。最后,基于钻锚机器人样机进行双臂协同支护实验。实验结果表明:在双臂协同支护路径规划实验过程中,经人工势场法优化后,钻锚机器人两个机械臂之间的最短距离为108 mm,实现了无碰撞协同支护作业,提高了巷道支护作业效率,实现了智能化自动化支护作业。 展开更多
关键词 钻锚机器人 双臂协同支护 路径规划 人工势场法
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基于新型幂次趋近律的换电机械臂跟踪控制策略
20
作者 杨凤坤 王立辉 甘海庆 《机械制造与自动化》 2025年第3期186-191,共6页
乘用车动力电池换电机器人机械臂作为多输入、多输出系统,具有高非线性、强动态耦合、参数摄动等特性,直接影响作业跟踪控制性能。针对换电机器人机械臂轨迹跟踪控制误差大的问题,提出一种新型趋近律的机械臂跟踪控制策略,提高机械臂的... 乘用车动力电池换电机器人机械臂作为多输入、多输出系统,具有高非线性、强动态耦合、参数摄动等特性,直接影响作业跟踪控制性能。针对换电机器人机械臂轨迹跟踪控制误差大的问题,提出一种新型趋近律的机械臂跟踪控制策略,提高机械臂的动态性能和收敛速度。提出一种新型幂次滑模趋近律,能够在提升收敛速度的同时具有较小系统抖振并给出其收敛时间;结合一种快速积分滑模面,设计机械臂跟踪控制系统的有限时间跟踪控制器;利用李雅普诺夫稳定性定理,证明所提出滑模控制器的有限时间收敛性质;对设计的控制器性能进行仿真验证。实验结果表明:所提出的幂次趋近律跟踪误差从0.738 mm减小到了0.571 mm,跟踪控制性能提升了22.6%,能够有效提高控制精度和收敛速度。 展开更多
关键词 乘用车 动力电池 换电机器人 新型趋近律 轨迹跟踪控制 滑模控制
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