一种绳驱式可关节错位补偿的肘腕康复机构设计与分析

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作者 侯雨雷 蔡庆明 +4 位作者 高志强 李岳 刘飞 邓云蛟 曾达幸 《机械传动》 北大核心 2025年第5期50-57,160,共9页

【目的】康复训练是骨折术后康复的关键,而现有康复机器人因构型所限,人机兼容性尚有不足,康复效果不甚理想。基于人体肘腕关节解剖学结构,考虑人机轴线错位易造成患者二次损伤,遵循康复医理,提出了符合肘腕关节运动特性、适应其康复需... 【目的】康复训练是骨折术后康复的关键,而现有康复机器人因构型所限,人机兼容性尚有不足,康复效果不甚理想。基于人体肘腕关节解剖学结构,考虑人机轴线错位易造成患者二次损伤,遵循康复医理,提出了符合肘腕关节运动特性、适应其康复需求的新型肘腕康复机构。【方法】针对肘腕关节运动特征,设计了由绳索驱动的腕部并联机构和关节错位补偿机构,以确保患者康复的舒适度和安全性;求解了腕部并联机构的逆运动学,并推导出腕关节角度与各驱动绳索长度的关系;绘制腕部并联机构工作空间,以验证该机构是否能够满足腕关节康复的活动范围;结合腕部并联机构运动与静力学分析,以确定压缩弹簧的刚度。【结果】分析结果表明,所设计机构能够满足肘腕康复运动与力学需求,为样机试制提供了基础参数依据。 展开更多

关键词 肘腕康复 并联机构 绳驱动 关节错位补偿 运动学

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多自由度绳驱微操作腕式夹爪的建模与力估计

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作者 任晗 边桂彬 +3 位作者 叶强 马睿宸 李桢 张向慧 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第7期2825-2831,共7页

脑血管搭桥、脑组织解剖、神经吻合等软组织显微手术缺乏微力感知显微手术器械。为了拓展人手操作精度,设计了一种专为手术机器人使用的新型多自由度绳驱微操作腕式夹爪,旨在提高操作精度并增加操作过程中的接触力感知。该腕式夹爪通过... 脑血管搭桥、脑组织解剖、神经吻合等软组织显微手术缺乏微力感知显微手术器械。为了拓展人手操作精度,设计了一种专为手术机器人使用的新型多自由度绳驱微操作腕式夹爪,旨在提高操作精度并增加操作过程中的接触力感知。该腕式夹爪通过丝杠驱动六根绳索实现微型化器械远端的灵巧运动。通过电机直接驱动丝杠的方式提高了绳索驱动精度,从而实现了远端腕式夹爪的操作精度和稳定性。此外,驱动绳索后端与丝杠之间设计有力传感器,实现对绳索张紧力的直接实时监测。基于绳索张紧力提出了对腕式夹爪接触力的计算模型,实现了腕式关节对外界接触力的感知测量。实验结果表明,开环控制下腕式夹爪运动跟踪误差均值<1°,力估计平均值最大为53.85 mN。 展开更多

关键词 显微外科 绳索驱动 腕式夹爪 动力学

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面向复杂玻璃幕墙的绳驱清洁机器人结构优化设计

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作者 李世昌 张明路 +4 位作者 王泽远 王经天 王正阳 杨海飞 张鑫 《机械设计与研究》 北大核心 2025年第2期41-47,共7页

绳索驱动机器人因其高可靠性与安全性,逐渐应用于复杂玻璃幕墙的清洁作业。然而,现有绳驱机器人通常难以实现越障运动,且曲面自适应性不足,故难以实现复杂壁面的全域高效清洁。为此,提出了一种基于五绳并联构型与自适应清洗机体的绳驱... 绳索驱动机器人因其高可靠性与安全性,逐渐应用于复杂玻璃幕墙的清洁作业。然而,现有绳驱机器人通常难以实现越障运动,且曲面自适应性不足,故难以实现复杂壁面的全域高效清洁。为此,提出了一种基于五绳并联构型与自适应清洗机体的绳驱清洁机器人,具备复杂壁面上的全域运动性能。通过设计五绳并联构型,可为机器人提供五个不同方向的拉力,使其能实现三维空间下的灵活越障运动,以满足复杂壁面上的全域清洁需求。引入自适应清洗机体,其在风压模块的压力作用下,能够被动旋转以适应不同曲率的壁面,从而实现紧密贴合,保证清洁效果。基于运动学模型,通过计算绳索长度和机体位置,可控制机器人实现连续的三维运动。制造样机并搭建实验平台,开展运动性能测试。实验结果表明:所提出的绳驱清洁机器人具备一定的越障性能,且能够适应变曲率表面,满足复杂壁面的全域高效作业需求。 展开更多

关键词 壁面清洁 绳索驱动机器人 结构设计 运动分析

原文传递

多关节绳驱机械臂动力学响应分析

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作者 唐炫铭 全伟才 +3 位作者 刘博 许靖伟 周钰成 胡广 《机械制造与自动化》 2025年第4期224-230,310,共8页

针对绳驱机械臂动力学建模复杂以及难以实现精确控制的问题,对一种多关节绳驱机械臂进行动力学分析。基于D-H法建立绳驱机械臂运动学模型,推导出机械臂正运动学方程。对机械臂单关节进行受力分析,建立单关节的力与力矩平衡公式;基于牛顿... 针对绳驱机械臂动力学建模复杂以及难以实现精确控制的问题,对一种多关节绳驱机械臂进行动力学分析。基于D-H法建立绳驱机械臂运动学模型,推导出机械臂正运动学方程。对机械臂单关节进行受力分析,建立单关节的力与力矩平衡公式;基于牛顿-欧拉法建立多关节绳驱机械臂动力学模型。采用5次多项式插值对机械臂进行关节空间规划,得到机械臂运动时各关节的角度、角速度、角加速度值以及末端运动轨迹,并根据运动参数得到每个关节所需的驱动力矩,完成多关节绳驱机械臂动力学仿真。仿真结果验证了机械臂动力学模型的正确性。 展开更多

关键词 多关节机械臂 绳驱 动力学建模 响应分析

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温室对靶喷施机器人绳驱并联机构的运动学分析与仿真

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作者 王怡旎 赵栋杰 +2 位作者 石有圣 柳长进 李洪凯 《农机化研究》 北大核心 2025年第11期258-265,共8页

为满足中小型塑料温室大棚作物自动对靶施肥施药的作业需求,设计了一种3自由度绳驱并联对靶喷施机器人。首先,描述了其机构特征,建立运动学模型;其次,根据闭环矢量法构建绳索长度的运动学方程,使其能够精准描述绳索在不同位置下的长度变... 为满足中小型塑料温室大棚作物自动对靶施肥施药的作业需求,设计了一种3自由度绳驱并联对靶喷施机器人。首先,描述了其机构特征,建立运动学模型;其次,根据闭环矢量法构建绳索长度的运动学方程,使其能够精准描述绳索在不同位置下的长度变化,基于差分进化算法对正运动学进行数值求解,对其进行位置正、逆解分析,确保机器人在不同作业条件下的精准定位,并通过5组随机生成的具体算例对正、逆解分析结果进行了初步验证;最后,构建了机构的数值仿真模型,分别对温室对靶喷施作业中3种作业情况进行模拟,结果表明,位置理论分析结果可信,3自由度绳驱并联机构各绳索可协调运动且运动轨迹稳定。研究不仅为深入研究机器人动力学、工作空间和运动控制等问题提供了理论依据,也为机器人的实际应用奠定了基础。 展开更多

关键词 机器人 对靶喷施 并联机构 3自由度 绳驱动 差分进化算法 建模 仿真分析

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一种农业工程的绳驱动机械臂结构设计

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作者 肖石华 王鸿 +2 位作者 刘朝晖 张友为 曹泽阳 《南方农机》 2025年第15期36-39,47,共5页

【目的】解决现有绳驱动机械臂精度不足、负载能力有限的问题。【方法】设计了一款包含回转底座、大臂、小臂及手爪的四自由度绳驱动机械臂。通过n型闭环绳索传动方案实现关节运动控制,结合滑轮组布局优化与张力预紧设计提升系统稳定性... 【目的】解决现有绳驱动机械臂精度不足、负载能力有限的问题。【方法】设计了一款包含回转底座、大臂、小臂及手爪的四自由度绳驱动机械臂。通过n型闭环绳索传动方案实现关节运动控制,结合滑轮组布局优化与张力预紧设计提升系统稳定性,并利用有限元分析对关键零部件进行强度校核及优化。【结果】优化后小臂质量减轻18.03%,最大应力236.8 MPa(安全系数>2.6),最大位移0.874 4 mm,满足设计强度、刚度要求,并显著降低了转动惯量。【结论】该绳驱动机械臂结构设计合理,优化效果显著,在±100 N负载下能够满足轻型作业场景的性能需求,并可为高性能绳驱动机械臂在农业工程领域的应用提供有益参考。 展开更多

关键词 绳驱动机械臂 结构设计 滑轮组传动 有限元分析

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浅谈曳引驱动电梯钢丝绳的微动磨损

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作者 余新生 屈名胜 +1 位作者 李卓 王治江 《中国特种设备安全》 2025年第1期73-77,共5页

曳引钢丝绳作为曳引驱动电梯的主要受力结构件,其安全性和可靠性对电梯的安全运行具有至关重要的作用。本文通过研究曳引钢丝绳微动磨损产生的机理,分析了钢丝绳微动磨损的典型特征,重点探讨了使用时间、受力位置、曳引系数等因素对微... 曳引钢丝绳作为曳引驱动电梯的主要受力结构件,其安全性和可靠性对电梯的安全运行具有至关重要的作用。本文通过研究曳引钢丝绳微动磨损产生的机理,分析了钢丝绳微动磨损的典型特征,重点探讨了使用时间、受力位置、曳引系数等因素对微动磨损的影响及可能产生的危害,给出了预防钢丝绳微动磨损的措施和建议,为提高电梯的安全性和可靠性提供一定参考。 展开更多

关键词 曳引驱动电梯 钢丝绳 微动磨损

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月球弹簧回复式绳驱采样机械臂的设计及试验 被引量：1

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作者 孙凤 祝安杰 +5 位作者 张明 裴文哲 金俊杰 张伟伟 唐钧跃 姜生元 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期1977-1985,共9页

针对深低温、低重力环境的月壤采样任务,设计并研制了一种功耗低、重量轻、结构简单、可靠性高的四自由度绳驱机械臂。将驱动绳索安装在臂杆末端,较大程度地减小了机械臂的功耗;在关节2、3处安装扭转弹簧,通过弹簧扭力给机械臂末端提供... 针对深低温、低重力环境的月壤采样任务,设计并研制了一种功耗低、重量轻、结构简单、可靠性高的四自由度绳驱机械臂。将驱动绳索安装在臂杆末端,较大程度地减小了机械臂的功耗;在关节2、3处安装扭转弹簧,通过弹簧扭力给机械臂末端提供超过20 N的下压力;针对深低温环境,匹配了不同材料的配合间隙,提高了机械臂的可靠性;建立并验证了机械臂运动学模型的正确性。采样路径的仿真结果表明机械臂可完成采样任务。采用半闭环控制策略对样机的各独立关节进行了位置阶跃试验和正弦轨迹跟踪试验,试验结果表明各关节具备较高的响应速度、良好的稳定性和轨迹跟踪能力。 展开更多

关键词 月球环境 弹簧回复 绳驱动 位置阶跃试验 轨迹跟踪试验

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一种绳驱动AUV布放回收装置的结构设计与动力学分析 被引量：2

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作者 孙海龙 邓晨旭 +3 位作者 王生海 韩广冬 陈海泉 孙玉清 《船舶工程》 CSCD 北大核心 2024年第8期54-60,共7页

为了提高自主式水下航行器(AUV)布放回收的安全性和效率,以船舶起重机为基础,设计一种不仅能通过绳索自主调整吊笼的姿态,而且具有良好减摇效果的AUV水面布放回收装置。分析该装置的结构特性和机械理论模型,采用坐标转换法对吊笼的运动... 为了提高自主式水下航行器(AUV)布放回收的安全性和效率,以船舶起重机为基础,设计一种不仅能通过绳索自主调整吊笼的姿态,而且具有良好减摇效果的AUV水面布放回收装置。分析该装置的结构特性和机械理论模型,采用坐标转换法对吊笼的运动学位置、速度和加速度进行分析,并通过MATLAB软件对其进行仿真验证。在运动学模型的基础上对装置进行动力学分析,并利用ADAMS搭建绳索系统的虚拟样机并进行无激励和存在激励仿真验证。研究结果表明:在受船舶激励的情况下,横摇的减摇效果为78%,纵摇的减摇效果为75%;在给定轨迹下,4根绳索的变化比较稳定,能通过绳索调整吊笼的姿态,进而安全高效地完成AUV布放回收工作。 展开更多

关键词 自主式水下航行器 布放回收装置 绳驱动 自主调节 减摇

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三自由度绳驱动波浪补偿装置的动力学建模与振动特性分析 被引量：1

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作者 李建 王生海 +3 位作者 赵世龙 王建立 韩广冬 孙玉清 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第18期220-231,共12页

受波浪运动的影响,在使用起重机进行海上补给作业的过程中,吊具容易产生不良运动,严重影响了补给作业的效率和安全性。为实现船用起重机在横摇、纵摇和升沉方向上的波浪补偿功能,提出了一种三自由度绳驱动波浪补偿装置;首先,考虑到不均... 受波浪运动的影响,在使用起重机进行海上补给作业的过程中,吊具容易产生不良运动,严重影响了补给作业的效率和安全性。为实现船用起重机在横摇、纵摇和升沉方向上的波浪补偿功能,提出了一种三自由度绳驱动波浪补偿装置;首先,考虑到不均匀装载工况,基于Newton-Euler法建立了补偿装置的动力学模型,并通过Adams虚拟样机仿真验证了数学模型的正确性;其次,对不均匀装载工况下的绳索张力分布情况进行分析,得到了吊具重心位置的危险分布区域;再次,采用特征值法求解补偿装置的一阶固有频率,得到了载荷质量、绳索刚度以及吊具位姿对补偿装置一阶固有频率的影响规律;最后,在理论分析的基础上,通过试验验证了补偿方案的可行性,并证明了数学模型的正确性。 展开更多

关键词 波浪补偿 船用起重机 绳驱动 动力学分析 振动特性

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绳索驱动下肢训练机器人系统运动稳定性分析

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作者 王砚麟 安宗文 +4 位作者 黄华 马强 王克义 李竞航 王燕卓 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1135-1143,共9页

针对绳索驱动下肢训练机器人的稳定性问题,本文建立了绳索驱动下肢训练机器人的运动学和动力学模型,给出了绳索拉力优化解的计算表达式,并推导获得了机器人的系统刚度解析表达式。考虑不同训练对象承受运动强度的能力不同,定义了速度影... 针对绳索驱动下肢训练机器人的稳定性问题,本文建立了绳索驱动下肢训练机器人的运动学和动力学模型,给出了绳索拉力优化解的计算表达式,并推导获得了机器人的系统刚度解析表达式。考虑不同训练对象承受运动强度的能力不同,定义了速度影响函数。综合考虑绳索拉力、系统刚度和速度影响函数等因素定义了机器人系统的运动稳定性评价指标,并通过稳定工作空间、抗干扰稳定工作空间和不同训练轨迹的实例计算明确了机器人工作空间内中上部区域的运动稳定性能更好,为运动支链中的过轮运动规划和训练任务规划提供了理论依据。 展开更多

关键词 绳索驱动机器人 下肢训练机器人 绳索拉力优化 系统刚度 运动稳定性 运动学 动力学 速度影响函数 稳定工作空间

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绳驱动双足机器人腿部动力学建模及参数辨识研究 被引量：4

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作者 朱振彪 唐俊 +1 位作者 梁志远 李清都 《机械传动》 北大核心 2024年第8期18-25,共8页

绳驱动机器人因具有高效力传导以及本质柔性的特点而受到广泛关注和应用,但也存在关节耦合、动力学模型复杂和参数辨识困难等问题。为此,针对绳驱动双足机器人,提出了一种基于传感器的整体辨识方法,用关节角度和电流信息克服传统力传感... 绳驱动机器人因具有高效力传导以及本质柔性的特点而受到广泛关注和应用,但也存在关节耦合、动力学模型复杂和参数辨识困难等问题。为此,针对绳驱动双足机器人,提出了一种基于传感器的整体辨识方法,用关节角度和电流信息克服传统力传感器的弊端,降低双足机器人整体开发的难度。首先,建立完整的绳驱动力学模型,并运用模式识别算法优化生成的激励轨迹;然后,在实物机器人上执行优化后的轨迹,并通过传感器采集关节角度和电流信息;最后,使用具有物理一致性的最小二乘法进行动力学参数估计。采用M02型绳驱动机器人双足部分进行动力学参数辨识试验,并将所提方法辨识得到的预测结果与实际结果进行了对比。试验结果表明,预测力矩和实际力矩之间的相对误差最小可以达到13.36%。这说明所提出的基于关节角度和电流信息的整体辨识方法可以有效应用在利用绳驱动的双足机器人上。 展开更多

关键词 双足机器人 绳驱动 运动学 动力学 参数辨识

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基于连续体机器人技术的金针菇自动采收装置设计

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作者 陈艺超 李龙 +3 位作者 白东明 徐阮佳 陆洪漾 陈斌杰 《智慧农业导刊》 2024年第22期6-9,共4页

在现有的金针菇工厂化产线中,滤光罩拆卸、金针菇采收、金针菇切根3道关键工序仍需人工完成,效率低下,且人工成本高昂。为提高工厂的自动化程度及金针菇生产效率,对金针菇的产线方案进行搭建,模块化设计一种金针菇自动采收装置,将3道工... 在现有的金针菇工厂化产线中,滤光罩拆卸、金针菇采收、金针菇切根3道关键工序仍需人工完成,效率低下,且人工成本高昂。为提高工厂的自动化程度及金针菇生产效率,对金针菇的产线方案进行搭建,模块化设计一种金针菇自动采收装置,将3道工序集成为一体。结合连续体机器人技术设计一种绳驱动金针菇柔性夹爪,解决自动化实现金针菇无损采收这一核心问题。同时在环保的角度进一步完善产线,产线中对滤光罩与切割后的金针菇根壤分别进行回收,实现金针菇产线的废料回收再利用。 展开更多

关键词 金针菇 结构设计 绳驱动 连续体机器人 生产线

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基于Preisach模型的微创手术器械钢丝绳驱动滞回特性分析与建模

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作者 牛国君 朱姚俊 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期672-682,共11页

微创手术中,在手术器械末端不安装传感器的条件下,系统仍需要得到末端准确的位置信息,以保证控制精度和医生手眼协调控制的一致性。为解决这一问题,本文基于改进Preisach模型的原理建立钢丝绳驱动手术器械传动模型,并采用多目标遗传算法... 微创手术中,在手术器械末端不安装传感器的条件下,系统仍需要得到末端准确的位置信息,以保证控制精度和医生手眼协调控制的一致性。为解决这一问题,本文基于改进Preisach模型的原理建立钢丝绳驱动手术器械传动模型,并采用多目标遗传算法NSGA-II(nondominated sorting genetic algorithm Ⅱ)对模型的参数进行辨识,基于该模型对手术器械进行运动补偿。首先搭建微创手术器械钢丝绳驱动实验平台,其次采集电机传动信息与末端执行器运动信息,最后开展模型辨识和验证,得到模型的最大误差小于1°。为检验该算法的有效性,将该算法与线性回归、随机森林和神经网络方法进行对比,得出该算法综合指标最优,具有精度高、结果稳定、过拟合程度小等特点。 展开更多

关键词 微创外科手术 钢丝绳驱动手术器械 改进Preisach模型 遗传算法 多目标优化

原文传递

基于绳索驱动的清仓机器人设计与分析

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作者 李占贤 刘照普 于江涛 《华北理工大学学报（自然科学版）》 CAS 2024年第4期119-127,共9页

为了解决煤仓堵塞问题,设计一种承载能力强、工作范围广和易于调整工作姿态的基于绳索驱动的清仓机器人。建立清仓机器人绳索驱动并联机构的几何模型;进一步分析了清仓机器人的位姿正逆解;采用Matlab软件进行数值仿真分析。该清仓机器... 为了解决煤仓堵塞问题,设计一种承载能力强、工作范围广和易于调整工作姿态的基于绳索驱动的清仓机器人。建立清仓机器人绳索驱动并联机构的几何模型;进一步分析了清仓机器人的位姿正逆解;采用Matlab软件进行数值仿真分析。该清仓机器人仿真得到的绳长变化、速度以及加速度曲线光滑,表明机器人具有良好的运动性能。研究结果为深入研究清仓机器人控制策略提供参考。 展开更多

关键词 清仓机器人 绳索驱动 并联机构 位姿正逆解 运动学分析

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宽频压电振动微能量采集研究现状及对策

16

作者 周少艺 欧子君 《大众科学》 2024年第13期16-18,110,共4页

对宽频压电振动微能量采集研究现状进行了分析。针对现有研究存在的局限性,提出一种集成多模态和弹性绳牵引技术的新型压电悬臂梁式振动能量采集装置设计。其中,多模态技术可在两个相邻振动模态处输出较高的功率,而弹性绳牵引则引入刚... 对宽频压电振动微能量采集研究现状进行了分析。针对现有研究存在的局限性,提出一种集成多模态和弹性绳牵引技术的新型压电悬臂梁式振动能量采集装置设计。其中,多模态技术可在两个相邻振动模态处输出较高的功率,而弹性绳牵引则引入刚度分段线性特性,可使采集器在跨越这两个模态频率范围内均实现较高功率的输出。该型压电俘能装置具有原理简单、结构易实现、有效俘能频带宽等特点,可以为压电自供电技术的工程化应用提供一种可行的设计思路。 展开更多

关键词 压电振动能量采集 弹性绳牵引 双悬臂梁 宽频俘能

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曳引驱动乘客电梯非金属对重反绳轮轮轴断裂断口形貌分析 被引量：1

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作者 汪有韬 周叶平 +2 位作者 兰清生 刘中华 李婷婷 《中国特种设备安全》 2024年第3期65-71,共7页

某曳引驱动乘客电梯非金属反绳轮运行过程中突然发生轮轴断裂,采用电子扫描电镜对轮轴断口金相组织进行分析,利用能谱分析仪对轮轴挂板、轮轴进行成分分析,并对轮轴挂板、钢丝绳、轮轴进行了显微硬度测试及其磨损观察。结果表明,轮轴挂... 某曳引驱动乘客电梯非金属反绳轮运行过程中突然发生轮轴断裂,采用电子扫描电镜对轮轴断口金相组织进行分析,利用能谱分析仪对轮轴挂板、轮轴进行成分分析,并对轮轴挂板、钢丝绳、轮轴进行了显微硬度测试及其磨损观察。结果表明,轮轴挂板、轮轴的材质成分及其硬度符合要求,轮轴凹槽处为疲劳源,曳引钢丝绳从反绳轮中脱槽后钢丝绳绕着轮轴一直摩擦运行是反绳轮轮轴疲劳断裂的主要原因。 展开更多

关键词 曳引驱动乘客电梯 对重非金属材质反绳轮 轮轴断裂 断口形貌

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绳驱动假肢手指参数优化及抓取力分析 被引量：3

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作者 李群明 李耀文 +1 位作者 吕亚平 潘祺 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2015年第8期145-149,共5页

鉴于实现假肢手指类人手指运动规律在假肢手设计中的重要性,通过对假肢手指运动学进行分析,得到假肢手指关节转角与弹簧刚度的关系,并采用数据手套对人手食指自然弯曲过程中各关节转角进行采集,在此基础上,以假肢手指弯曲过程中关节转... 鉴于实现假肢手指类人手指运动规律在假肢手设计中的重要性,通过对假肢手指运动学进行分析,得到假肢手指关节转角与弹簧刚度的关系,并采用数据手套对人手食指自然弯曲过程中各关节转角进行采集,在此基础上,以假肢手指弯曲过程中关节转角与人手食指相近为设计目标,对假肢手指的参数进行优化,得到满足目标的弹簧刚度。最后根据虚功率原理建立假肢手指静力学模型,并将得到的数学模型与ADAMS虚拟样机的静力学仿真结果进行对比,验证了所建立的静力学模型的合理性。 展开更多

关键词 绳驱动 假肢手指 运动规律 静力学

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结合IMask R-CNN的绳驱机械臂视觉抓取方法研究 被引量：9

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作者 袁媛 陈雨 +2 位作者 周青华 蒋明 何世琼 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2021年第10期3093-3097,共5页

绳驱超冗余机械臂具有灵活性强、工作空间大等特点,在航天活动中可替代宇航员进行各种航空作业。以空间飞行器在轨维修为研究背景,模拟其实验环境,设计了一套基于RGB-D的可移动绳驱超冗余机械臂定位抓取系统。首先改进了Mask R-CNN算法... 绳驱超冗余机械臂具有灵活性强、工作空间大等特点,在航天活动中可替代宇航员进行各种航空作业。以空间飞行器在轨维修为研究背景,模拟其实验环境,设计了一套基于RGB-D的可移动绳驱超冗余机械臂定位抓取系统。首先改进了Mask R-CNN算法,在保证检测精度的同时降低模型尺寸,通过Intel RealSense D435i采集图像输入到目标检测模型得到目标的类别和位置信息,进一步利用自适应末端位置更新算法递推机械臂的正逆运动学模型,并结合轨迹规划完成目标的三维空间定位和抓取。实验结果表明,改进后的Mask R-CNN算法能在保证精度的情况下有效地降低模型尺寸,抓取系统的逆运动学求解速度快,具有较好的定位精度,能够有效地完成飞行器抓取的任务。 展开更多

关键词 绳驱机械臂 Mask R-CNN 逆运动学 三维定位 视觉抓取

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三平动绳牵引并联机器人轨迹预处理算法 被引量：2

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作者 仲志丹 党国辉 +2 位作者 王冰雪 杨晴霞 李鹏辉 《计算机测量与控制》 北大核心 2014年第9期2856-2859,共4页

研究了一种新型飞行摄像平台,能够实现摄像机在大范围的三维空间内可以沿任意轨迹快速运动的摄像平台;摄像平台的运动由四台伺服电机带动四根缆绳并联拖动;绳牵引并联机器人是一种将电机的运动和力以绳为介质并行地转换为末端执行器运... 研究了一种新型飞行摄像平台,能够实现摄像机在大范围的三维空间内可以沿任意轨迹快速运动的摄像平台;摄像平台的运动由四台伺服电机带动四根缆绳并联拖动;绳牵引并联机器人是一种将电机的运动和力以绳为介质并行地转换为末端执行器运动和力的装置,具有结构简单、工作空间大、惯性小等优点;运动过程中满足轨迹光滑、不能出现停顿、振动,为了获得连续、平稳、无噪声的轨迹,文章采用轨迹预处理的方法,当出现轨迹不光滑,且影响了拍摄质量的情况下,采用三次样条圆弧插补的方法对其进行光滑处理,仿真结果表明该圆弧插补预处理算法能够很好地解决吊舱在高速运行而引起加速度过大的问题,进而达到提高运行效率的目的。 展开更多

关键词 绳牵引并联机器人 轨迹预处理 轨迹光滑 三次圆弧插补 仿真

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