冗余度机器人操作手的运动灵活性测度

本文在速度水平上讨论了机器人操作手的运动灵活性,根据机器人操作手的运动灵活性完全取决于雅可比矩阵列向量的相关性这一分析,提出用雅可比矩阵的子阵 J_m 的总体相关性指标和相对相关性指标作为机器人操作手的运动灵活性测度,定义了运动灵活性的两个度量指标——绝对灵活度 D_α和相对灵活度 D_r;并论证了绝对灵活度 D_α和可操作度 W,相对灵活度 D_r 和可操作度 W、条件数 K 及最小奇异值σ_m 之间的关系;证明了绝对灵活度 D_α和可操作度 W 的等价性,并给出了可操作度的新的定义.从而全面论证了本文提出的操作手的运动灵活性测度的合理性.     

机器人操作手静力及功率特性的研究

本文提出了和建立了操作手静力空间,并详细讨论了其性质.从力学的观点出发,静力空间的形状和大小被用作反映操作手静力特性的指标.一般地说,空间的体积愈大,其施力能力愈强,当空间的形状为正多边形或多面体时,操作手的静力特性表现为各向同性.功率特性是一个新概念,它描述的是操作手功率发挥的状况,文中给出了反映操作手功率特性的指标,并讨论了其应用.     

国外机器人仿真技术的研究

本文根据近几年来国外机器人仿真技术研究新动向,简要地介绍了冗余自由度操作手、多操作手机器人系统、机器人弹性动力学、并联式机器人系统的仿真研究情况.并就将 CAD 技术应用于具有运动学、动力学分析综合以及三维动态图形显示功能的通用化机器人仿真系统的问题作了进一步的探讨。     

机器人操作手准静定功率方程及其分析

本文简要论述了机器人功率行为这一新概念,它为准静定功率行为的研究提供了理论基础,对改善机器人工作能力、效率以及动态特性等具有重要意义,本文分析并给出了操作手准静定功率方程。     

混联式主操作手重力补偿算法

针对应用于腹腔镜微创手术机器人的主操作手,本文提出了重力补偿算法.主手采用串并混合式的构型.平动自由度和转动自由度分开配置,实现了位置和姿态解耦,每个关节都配有电动机.利用拉格朗日动力学方程法得到了电动机为平衡主手重力所需的输出力矩.为避免信号处理过程中的延时问题,采用速度观测器估计速度信号,并且引入一阶低通滤波器直接获得加速度信号.最后在开启和关闭重力补偿算法的条件下,利用力传感器测量主操作手随人手在自由空间运动输出力的情况,通过与缺少重力补偿条件下的实验数据对比,得出在重力补偿条件下人手的输出力减少90%以上.     

气动肌肉驱动的柔顺机器人操作手的设计和实现

以气动肌肉为主要驱动器,设计了一个柔顺机器人操作手,在腕部和手部两个不同的关节,使用了两种不同型号的气动肌肉,分别采取了两种不同的传动方式．给出了腕部俯仰关节的位置控制策略．建立了手指的静力学模型,以此为基础,分析了气动肌肉的输入压力与指端夹持力的关系．实验结果表明,该机器人操作手可实现对物体安全、柔顺的抓取操作．     

三肢体机器人足部力传感器弹性体分析

提出将传感器传递矩阵条件数和行范数两项指标综合的方法,对一种三肢体机器人的足部三维力传感器弹性体结构进行优化,使传感器在具有低传递误差的同时具有较高的灵敏度.并应用有限元法分析了弹性体各结构尺寸对传感器性能的影响,得到了弹性体在单向受力时的应力、应变分布状态及其静、动态特性,为传感器的结构设计和进一步分析提供了依据.     

空间机器人运动学和动力学控制

本文介绍空间机器人运动学和动力学控制.空间机器人是由操作手和卫星本体组成,在微小重力场工作(漂浮在空中),其运动学和动力学控制要比地面机器人复杂且有其特点,本文则主要综述它与地面机器人的不同之处及其研究成果,指出了当前的研究方向.     

双臂机器人两手臂间的协调运动

本文研究了双臂机器人的运动学协调问题.双臂机器人在工作过程中,两操作手的运动必须是相互配合的、协调的.本文结合其结构与工作特点.就两手同时抓持一物体运动时,由主动手的运动状态.推导出了从动手在其自身坐标系中的运动状态.     

主从操作手双向力反应系统

论文主要讨论主从操作手的双向力反应系统.为实现力-位置型系统解决了从六维腕关节力矢量求解操作手各关节的力/力矩的问题.提出了不同于Jacobian矩阵求关节力/力矩的递推     

THE STRENGTH OF THE LIFTING ACTION IN MAN

The maximum isometric force exertable on a horizontal bar situated in a frontal plane was found to vary, for eight young male subjects and for the different lifting conditions observed, from 15 to 120 kg. Increase of foot placement distance from 30 cm to 50 cm effected the largest reduction in lifting force. The reduction produced by increase of grasp height from 12½ cm to 50 cm was very much less, and the effect of type of grasp (overhand or underhand) and type of lifting action (using or not using knee extension) was generally small. It appeared that the magnitude of the lifting force was largely determined by the magnitude of the force moment which the body mass could exert to counterbalance the reaction of the lifting force upon the body. The nature of the muscular activity associated with this stabilization of the body during lifting operations is discussed.     

微陀螺梳齿静电驱动力的计算方法

准确计算静电力是分析微机械陀螺力学特性的关键.文章基于微陀螺静电驱动原理,介绍了微梳齿结构的静电场计算的无限大平板模型,边缘效应模型,拐角效应模型三种模型.推导了三种模型的电容计算公式和静电力计算公式.通过数值计算和有限元计算,得到交叠长度变化时,不同计算模型的电容和静电驱动力的对比和各种模型的适用范围.说明在微尺度条...     

喷嘴-挡板式液压控制元件力特性的实驗研究

在液压随动系统中,广泛采用了喷嘴-挡板式液压放大器.本文通过一系列的实验,研究了喷嘴-挡板元件的力特性.实验中采用了不同内径的尖锐稜边喷嘴及具有不同端面外径与内径比值(相对直径)的非尖锐稜边喷嘴. 实验和理论分析结果表明,对于尖锐稜边的喷嘴,作用在挡板上的力与工作压力成比例关系,而与喷嘴和挡板之间的位移关系很小;对于非尖锐稜边喷嘴,力、位移和工作压力之间的实验特性曲线是非线性的和不对称的. 作者认为在功率控制液压放大器中,采用尖锐稜边的喷嘴是最适宜的.     

遗传算法在操作力问题中的应用

本文首次提出并行机器人工作空间的操作力问题；并针对操作力问题的求解特点，提 出优化模型，将遗传算法用于求解中，得到保守意义下杆的最大出力，算例证明收敛速度很 快，说明将遗传算法用于这个问题中是一个很有效的手段．     

多机械臂抓取物的内力不变性

对多机械臂抓取物的受力分析表明，现有物体内力的定义不具备欧几里德直射变换下的不变性，导致模型化的内力与物体实际所受内力不符，基于这样的定义进行载荷分配并实施协调控制会造成体或机械臂的损坏。     

操作器力和位置混合控制——算法与系统行为分析

本文首先回顾了力控制技术的发展,对在操作空间一级实现力和位置混合控制的算法做了说明。着重分析了在约束空间中系统的动、静态行为。指出了环境刚度对主动力控制系统动态行为的影响,以及关节摩擦对力控制精度的影响。     

欠秩并联机器人能连续转动转轴存在的物理条件和数学判据

本文提出了以约束功率和约束功率变化率同时为零 作为约束下刚体能够绕空间固定转轴连续转动的物理条件,并给出了相应的数学判据;讨论 了欠秩3 RPS并联平台机器人机构和欠秩3 RPS并联立方角台机器人机构的连续转动转轴和 瞬时转轴 ．     

六轴机器人柔顺控制的研究

柔顺控制能使机器人对外力的变化作相应的响应, 本文通过实际的插入装配实验来证实在有偏心或偏角的情况下,机器人采用柔顺控制完成插 入装配任务所要用的力比采用位置控制时小.     

工业机器人自适应力控制的新方法

机器人力控制系统的稳定性对接触环境刚性的变化很敏感，为了解决这一问题，本文首先建立了一种机器人与刚性环境相接触的动力学模型，然后，基于Ｐｏｐｏｖ超稳定理论设计出了一种机器人自适应力控制算法，该算法通过辨识环境刚性以获取与接触环境相适应的力控制反馈增益系数，理论分析和实现结果都证明这种方法在环境刚性大范围变化时，均能获得的控制效果。     

一类线性时变大系统的运动稳定性

本文运用向量李雅普诺夫函数和比较原理的方法研究一类线性时变大系统的运动稳定性同时扩大了文[1]所研究的n阶常系数线性方程组和文[2]所研究的一类时变大系统的参数稳定性区域。