空间双回路RSSR-SC机构的速度、加速度性能指标分析

对于空间双回路RSSR－SC机构，本文给出了速度和加速度性能指标，并且通过分析其性能指标与机构参数的关系，为设计和使用该机构提供了理论依据。从而，可以众多尺寸不同的机构中，选择具有较优良性能的机构。     

传动机构测试系统的设计

传动机构测试系统是对传动机构进行测试的重要设备，为摇臂机构，减速机构，传动机构的自动化、高精度测试的提供了方法。文章介绍了传动测试系统的硬件组成及其软件设计。实践证明该系统工作良好，性能稳定。     

以运动要素为图元的机构简图组构式绘图系统

以机构基本运动要求作为基本图元，并辅以可视化的图元绘制，编辑和定位技术等设计的机构运动简图计算机组构成绘图系统，有效地提高了机构运动简图的绘制效率。同时，系统根据机构运动规律与机构运动尺寸密切相关的特点，选择机构运动尺寸作为图元的主要几何参数并通过窗口直接显示图元的参数信息，方便了用户对机构运动尺寸的查询。     

蠕动式管内移动机构的一种模型

本文研制开发了一种蠕动式管内移动机器人机构，该机构克服了轮式、覆带式管内移动机构牵引力与附着力之间的矛盾，可以提高机构的输出牵引力，并且可以顺利通过变直径管道。     

基于Visual C++的凸轮机构设计专家系统的开发

一、引言由于凸轮机构构件数少、体积小、可靠性高，且与其他机构配合可以实现复杂的运动轨迹，因而广泛地应用于自动化机械、仪器和装配线中。然而凸轮机构的设计却极为复杂，因此，实现凸轮机构的计算机辅助设计就非常必要。目前，国内外对凸轮机构的设计进行了大量的开发和研究，出现了许多凸轮机构设计的CAD系统，但这些系统仅针对凸轮机构设计整体过程中某一部分或某一类型凸轮而言，有一定的局限性。虽然也出现了凸轮机构设计专家系统，但由于受当时计算机技术条件的限制，这些系统仅能在DOS环境下运行，对使用Windows操作系统的用…     

全柔性机器人机构的结构构型研究

本文对全柔性机器人机构的结构构型问题进行了系统的讨论：首先从应用层面上对 全柔性机器人机构进行了分类，着重讨论了并联机构与全柔性机器人机构之间存在的有机联 系．通过对并联机构的结构及柔性铰链的几何模型进行系统的总结，为全柔性机器人机构“ 型”的选择与构筑提供了丰富的素材．此外，还重点讨论了对全柔性机器人机构的性能产生 较为显著影响的结构布局问题．     

平面并联机构工作空间的三维螺旋扫描CAD求解

针对平面并联机构无奇异位置工作空间求解困难、过程繁琐、计算量大等问题，提出了基于CAD求解平面并联机构工作空间的三维螺旋扫描方法。将[n]自由度平面并联机构分解成[n]条支链进行独立分析，得到每条支链下末端执行器的可达区域，再将所有支链可达区域取交集即为平面并联机构工作空间。应用SolidWorks软件建立平面并联机构模型，进行几何特征处理，通过自动求解器求解，将求解过程图形化，快速得到同轴布局5R机构和平面3-RPR并联机构的无奇异位置工作空间。通过同轴布局5R机构的运动学实验，验证了该求解方法的可行性。     

基于并联原理的调姿机构位置分析

并联机器人已成为机器人研究与应用的一个热点，并联机构与串联机构在结构和性能上都存在对偶关系^[1-2]，而且并联机构的逆运动学问题比较容易，这有利于轨迹规划，本文对一对基于并联原理的新型调姿机构建立了数学模型，给出了它的位置方程，并分析了它的输入输出关系。     

电脑刺绣机针杆机构位移仿真方法的研究

电脑刺绣机针杆机构是形成刺绣线迹的主要机构，当刺绣机绣针刺入绣布时，其绣框不运动，当刺绣机绣针离开绣布时，其绣框沿X、Y方向运动，以形成绣花图样，因此对针杆机构进行位移仿真计算是十分重要的。该文以电脑刺绣机针杆机构为研究对象，推导了机构多位移矩阵迭代求解和单一位移精确求解的理论方程，并用上述两种方法对针杆机构进行了位移仿真计算。证实单一位移精确求解方法简便，不用确定多个迭代初值，不用求导，有一定的实用性，可用于电脑刺绣机针杆机构运动学设计。     

生物融合式康复机构及其应用

按照机械与人体不同的相互作用关系对康复器械的机构进行分类，提出了生物融合式康复机构的概念 并介绍了其特征．在分析踝关节及其现有康复器机构特征的基础上，应用生物融合式康复机构的概念设计了一种含 有弹性元件的并联踝关节康复机构，该机构可以实现踝关节内翻／外翻、背屈／跖屈、外展／内收康复运动，还可以对 踝关节进行牵引．分析了该机构的输出自由度、结构自由度和驱动合理性．计算了踝关节在康复运动过程中机械驱 动和生物驱动的输入量，以及两组驱动给定后踝关节的姿态．以对踝关节进行背屈／跖屈康复训练为例，给出该机构 机械分支受力和机械驱动随踝关节姿态变化的曲线．     

水下机器人手爪力感知系统研究

提出了一种水下机器人手爪力感知系统的组成结构,该力感知系统由一个六维力/力矩传感器和三指夹持器指端的三个指力传感器组成,本文介绍了上述两种传感器的设计和标定,并对利用该手爪系统抓取物体进行了实际测试和分析,实验结果表明;所设计的力感知系统能够实时地感知腕力和夹持力信息,可以满足机械手力控制的需要.     

ANSYS在平板式压电四维力/力矩传感器设计中的应用

针对人机触觉交互系统对四维力/力矩传感器的需求,研制了一种新型平板式压电四维力/力矩传感器。首先,介绍了传感器的结构和工作原理。然后,推导了传感器的数学模型,建立了传感器的有限元模型。最后,得到了传感器输出的电荷灵敏度、维间干扰、固有频率等重要性能指标。研究结果表明:传感器结构简单合理、数学模型正确、加工工艺性好、线性度好、刚度高、固有频率大于30kHz、未使用退耦矩阵时的维间干扰小于3%。满足传感器的设计指标。     

基于接触力信息的仿人机器人ZMP测量系统

针对现有仿人机器人零力矩点(ZMP)测量系统的力/力矩传感器不直接触地导致不能充分反映脚底各部位受力的问题,设计了一种基于地面接触力信息的具有传感器阵列的ZMP测量系统。介绍了传感器信号多级放大、采集及处理的软硬件系统,应用CAN总线接口实现了与外部上位机的通信。所设计的系统已应用于实际仿人机器人。步行实验表明:该系统能有效完成步行中ZMP的实时测量和脚底各部位受力信息的实时采集、计算与通信,简单易实现。     

一种Stewart结构六维力／力矩传感器参数辨识研究

介绍了一种大量程Stewart结构六维力／力矩传感器系统．建立了传感器力／力矩测量数学模型,构建了基于运动学逆解的优化目标函数．提出了一种新的参数标定法,称作分支轮换标定法．基于所研发的六维力／力矩传感器系统进行了实验研究,实验结果表明分支轮换法可以有效地辨识出传感器的结构参数,提高了测量精度．该方法可用于类似结构的六维力／力矩传感器参数标定．     

羽流力/力矩测量系统在线标定研究

基于压电效应开发的用于发动机羽流力/力矩测量系统,对其进行在线标定是需点解决的技术难题之一.针对立式结构的羽流力/力矩测量系统,选择液压力源配合标准力传感器的加载方式,设计了具备远程操作、在线标定、实时校准功能的标定平台.分析了六维力标定的加载方法以及加载力与传感器受力之间的关系,建立了六维力加载力学模型.对测试系统进行静态标定试验,得到了压电式六维力传感器各分量的线性拟合直线方程.试验表明:该六维力标定系统稳定、可靠,具有精度高、操作简便、对环境影响小等优点.     

A force reflected exoskeleton-type masterarm for human-robot interaction

Two human-robot interactions, including a haptic interaction and a teleoperated interaction, are explored with a new exoskeleton-type masterarm, in which the electric brakes with the torque sensor beams are used for force reflection. In the haptic interaction with virtual environment, the masterarm is used as a haptic device and tested to examine how the resistant torque of the electric brake for the force reflection is implemented in contact regime prior to conducting the teleoperated interaction. Two types of virtual environments, a rigid wall with high stiffness (hard contact with 10 [KN/m]) and a soft wall with low stiffness (soft contact with 0.1 [N/m]), are integrated with the masterarm for the haptic interaction. In hard contact, large force is fed back to the human operator, and makes the human operator hardly move. The electric brake with the torque sensor beam can detect the torque and its direction so that it allows free motion as well as contact motion by releasing or holding the movement of the operator. The experimental results show how the electric brake is switched from contact to free regime to allow the operator to move freely, especially when the operator intends to move toward the free regime in contact. In soft contact, the force applied to the human operator can be increased or decreased proportionally to the torque amount sensed by the torque sensor beam, thus the operator can feel the contact force proportional to the amount of the deformation during the contact. Finally, the masterarm is integrated with the humanoid robot, CENTAUR developed at Korea Institute of Science and Technology to conduct a pick-and-place task through the teleoperated interaction. It is examined that the CENTAUR as a slave robot can follow the movement of the operator.     

六维力/力矩传感器静态解耦算法的研究与应用

维间耦合是影响多维力/力矩传感器测量精度的一个主要因素。介绍了六维力/力矩传感器维间耦合的基本原理,在研究基于求解矩阵广义逆的静态解耦算法的基础上,提出了基于耦合误差建模的静态解耦算法。以实验室研制的六维力/力矩传感器为例进行标定实验,用两种解耦算法对其进行解耦计算。实验结果证明基于耦合误差建模的静态解耦算法的有效性。     

Sensor Fusion for Compliant Robot Motion Control

Force feedback is necessary for accurate force control in robotic manipulators, and thus far, wrist force/torque (F/T) sensors have been used. But an important problem arises when only these types of sensors are used. In a dynamic situation where the manipulator moves in either free or constrained space, the interaction forces and moments at the contact point and also the noncontact ones are measured by the mentioned sensor. In this paper, an estimator based on a sensor fusion strategy integrating the measurements of three different sensors (a wrist F/T sensor, an inertial sensor, and joint sensors) was developed to determine the contact force and torque exerted by the manipulator to its environment. The resulting observer helps to overcome some difficulties of uncertain world models and unknown environments since it reduces the high-frequency and low-frequency spectral contents, i.e., the low-frequency component due to inertia of a heavy tool mass and the high-frequency component due to impacts. The new improvement was experimentally validated in a force/position impedance control loop applied to a Staubli RX60 industrial robotic platform.     

空间多维力/力矩传感器关键技术研究综述

空间多维力/力矩传感器安装在空间机械臂的关节部位，随航天器一起发射进入太空，面临强振动、高冲击和大温差等复杂的恶劣环境,普通地面使用的多维力/力矩传感器要突破这些恶劣环境的限制方可使用。介绍了空间多维力/力矩传感器的研究发展现状，对空间多维力/力矩传感器在弹性体结构设计、过载保护、容错和温度补偿等方面的关键技术研究现状进行了详细阐述，并以此为基础对未来空间多维力/力矩传感器的研究方向提出了几点建议。     

基于六维力传感器的工业机器人末端负载受力感知研究

针对工业机器人末端负载与外界环境接触力的感知需求,在机器人法兰与负载之间设置六维力传感器,并研究一套标定与计算方法,综合考虑负载重力作用、传感器零点、机器人安装倾角等因素,利用不少于3个机器人姿态下的力传感器数据,可求得传感器零点、机器人安装倾角、负载重力大小、负载重心坐标等参数,进一步可消除传感器零点及负载重力对受力感知的影响,精确得到机器人末端负载所受的外部作用力与力矩.实验得到对于重量从320N到1917N的负载,在静态条件下,感知外力的误差在负载重力的0.28%以内,感知外力矩的误差在负载对传感器力矩的0.59%以内.