某微型客车保险杠低速碰撞有限元分析

以某微型客车的前保险杠为研究对象,利用CATIA软件建立前保险杠几何模型,然后采用Hy-permesh作为前处理器建立有限元模型,运用LS-DYNA有限元求解器的显示算法对模型进行求解计算。在Hypermesh中通过对整个碰撞过程中内能的吸收以及碰撞力的时间历程曲线的分析,提出两种改进方案。与原始设计相比,最终的改进方案使得总体内能增加了26．85％,碰撞力减少了8．23％,取得较满意的改进结果,为该微型车低速防撞结构的设计提供了参考。     

求十面体变几何桁架机器人位置正解的改进粒子群算法

根据杆长约束条件,给出了求解6-DOF十面体变几何桁架并联机器人机构位置正解的无约束优化模型,并应用粒子群算法(Particle Swarm Optimization,PSO)求解此优化问题.针对PSO直接在整个解空间内寻优时很难求得全部位置正解的问题,提出了求并联机器人机构位置正解的改进粒子群算法--分区搜索粒子群算法(PSO Based on the Regional Search,PSObRS).数值实例表明,PSObRS能求出并联机器人机构的全部高精度位置正解.     

机器人碰撞保护

对机器人力矩控制进行了研究,首先从牛顿-欧拉算法分析了机器人要辨识的动力学基本参数,并建立了机器人外部扰动力矩模型。然后基于机器人外部力矩扰动的力学模型,设置控制置信区间,实现了机器人碰撞保护。最后对机器人进行了碰撞试验,从刚性碰撞、柔性碰撞和轻微碰撞对机器人碰撞进行试验。试验表明,基于力矩模型的机器人碰撞保护方法能在机器人发生碰撞初期及时制止,从而保护人和物件。     

一种高效的多足机器人足端力分配计算方法

多足机器人在移动过程中存在足端力多解问题,首先归纳了求解该问题的两种方法,即伪逆法和优化法,指出两种算法各自存在的问题,然后提出了一种新的力/力矩分配算法,推导了以动力学方程为基础的计算模型。以六足机器人三条腿支撑情况为例比较了三种算法的优劣,计算结果表明新算法用时短,所得分配方案使机器人行走时能耗小,是一种高效的足端反力的求解方法。     

面向直接示教的机器人零力控制

提出基于力矩控制的零力控制方法应用于机器人直接示教。针对机器人连杆重力矩和关节摩擦力矩难以直接建模计算,分析机器人关节力矩与连杆自重、关节位姿、负载大小、库仑摩擦力、黏滞摩擦力等因素的关系,提出基于自测量的重力矩及摩擦力矩计算方案,并给出重力矩、摩擦力矩求解所需参数的具体测量方案。在自行研制的直流电动机驱动机器人样机上验证所研究补偿算法,力矩补偿效果明显。与现有基于位置控制的零力控制方法相比,该方法无需多维力传感器,系统简洁、成本低、示教灵活,为各类运动轨迹复杂的机器人示教开辟了新途径。     

基于 Keypoint RCNN 改进模型的物体抓取检测算法

机器人抓取在工业中的应用有两个难点:如何准确地检测可抓取物体,以及如何从检测出的多个物体中选择最优抓取目标。本文在Keypoint RCNN模型中引入同方差不确定性学习各损失的权重,并在特征提取器中加入注意力模块,构成了Keypoint RCNN改进模型。基于改进模型提出了两阶段物体抓取检测算法,第一阶段用模型预测物体掩码和关键点,第二阶段用掩码和关键点计算物体的抓取描述和重合度,重合度表示抓取时的碰撞程度,根据重合度可以从多个可抓取物体中选择最优抓取目标。对照实验证明,相较原模型,Keypoint RCNN改进模型在目标检测、实例分割、关键点检测上的性能均有提高,在自建数据集上的平均精度分别为85.15%、79.66%、86.63%,机器人抓取实验证明抓取检测算法能够准确计算物体的抓取描述、选择最优抓取,引导机器人无碰撞地抓取目标。     

基于粒子群算法的八面体变几何桁架机器人位置正解

根据杆长约束条件,给出了求解6-DOF八面体变几何桁架并联机器人机构位置正解的无约束极大极小优化模型,并应用粒子群算法求解此优化问题。该算法不需要初值和导数信息,并具有控制参数少、容易实现等优点。数字实例表明,对于八面体变几何桁架并联机器人机构位置正解问题,粒子群算法能求出全部装配构型,且收敛速度较快、精度较高。     

基于DELTA手控器的纹理的力触觉表达方法

纹理的力触觉表达不仅能增强虚拟环境的真实感,还能用于盲人对环境的感知和信息获取。本文提出了一种新颖的算法。它是基于图像处理的方法提取纹理表面的几何轮廓,根据物体表面粗糙特性,分别建立法向和切向的接触力模型,通过6自由度DELTA手控器实时作用于操作者,让操作者感受到触摸虚拟物体表面的作用力,从而实现纹理的力触觉表达。最后通过与传统的几种图像纹理的力触觉建模和表达方法比较实验证明了此种方法的有效性。     

未知模型机器人的碰撞检测算法

针对工业机器人在模型未知情况下的碰撞检测问题,提出一种基于参数辨识和广义动量的新型碰撞检测算法。首先,通过整体辨识的方法,得到较为精准的机器人动力学模型。然后,基于动力学模型、电机反馈位置与驱动电流信号计算机器人运行过程中的动量偏差来观测碰撞力矩的大小和方向。通过等效为带通滤波器来分析调节观测器的参数,进一步对碰撞力矩进行滤波,减小了高频噪声和低频模型误差产生的扰动,提高了碰撞检测算法的鲁棒性。最后,通过仿真与实物实验,验证了该算法可以有效地检测出碰撞,提高了工业机器人的安全性。     

双机器人松协调规划中的碰撞问题分析

在已知两机器人运动路径的前提下,在笛卡尔空间对两机器人进行简单的几何建模,利用Lagrange乘子和Kuhn-Tucker条件求解各种模型间的最短距离来实现对碰撞的检测。通过对已知路径离散化,将空间机器人系统转化为二维平面上的点,最终求得双机器人间的碰撞区域,为进一步开展双机器人系统时间优化-无碰撞轨迹规划问题的研究打下基础。