国家自然科学基金(61303006)
- 作品数：43 被引量：124H指数：6
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- 相关机构：山东理工大学华南农业大学歌尔科技有限公司更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金山东省优秀中青年科学家科研奖励基金更多>>
- 相关领域：机械工程自动化与计算机技术农业科学电子电信更多>>
- 基于DirectX的六维控制器虚拟仿真
- 2019年
- 提出一种基于宏动3-URS并联机构的六维控制器,在阐明工作原理的基础上,对其空间位姿进行了运动学分析。利用MATLAB进行仿真分析并将结果与标定值进行比较,有效验证了运动学正解的可靠性和设计方案的可行性,为后续的参数优化及控制系统设计提供了必要的理论依据。给出了利用DirectX技术并引入四元数来表示坐标系的旋转变换,根据实时采集到的各关节变量,实现3-URS并联机构在虚拟三维场景中的关联运动,并进行了模拟仿真分析,为今后的深入研究奠定了基础。
- 张彦斐陈超宫金良
- 关键词：并联机构六维控制器DIRECTX
- 柔性欠驱动机械臂动力学耦合分析被引量：4
- 2017年
- 为建立柔性3R欠驱动机械臂的动力学方程,采用Euler-Bernoulli梁模型并添加经迭代计算的边界条件,对柔性机械臂进行了动力学耦合与仿真分析。在对柔性机械臂进行模态分析的基础上,将柔性机械臂视为包含边界条件的悬臂梁和简支-自由梁模型,采用假设模态法建立柔性3R欠驱动机械臂的动力学模型。仿真结果证明:添加经迭代计算的边界条件的柔性梁模型能更好地反映自由关节的加速度耦合情况。最后对柔性欠驱动机械臂与刚性欠驱动机械臂进行关节耦合指标分析,结果表明柔性欠驱动机械臂的自由关节包含更复杂的耦合情况,对柔性机械臂弹性振动的控制是对柔性欠驱动机械臂控制的关键。
- 刘建英王效岳宫金良
- 关键词：欠驱动柔性机械臂
- 下肢外骨骼机器人大腿板模态分析与拓扑优化被引量：4
- 2020年
- 为提高下肢外骨骼机器人的性能,需对下肢外骨骼机器人部分零件进行结构优化。针对下肢外骨骼机器人大腿板,利用拓扑优化方法,将零件的模态数据作为优化依据。首先建立零件的三维模型,将其导入到Workbench软件中进行静力学分析和模态分析,得到大腿板在最大工作载荷处的最大应力和最大应变以及大腿板前4阶固有频率和最大振幅。然后进行开槽处理,将槽宽设为变量,求解出不同槽宽下的模态参数。最后根据固有频率和振幅参数,在满足减重需求和零件强度需求的情况下,选定槽宽的最优值。经开槽处理后大腿板质量减少明显,固有频率有所减小,抗振性能有所下降,但依然能够满足工况需求,且零件的静力学分析也能够满足要求,故验证了拓扑优化的可行性,对下肢外骨骼机器人结构优化具有参考价值。
- 时兆义张彦斐宫金良
- 关键词：下肢外骨骼模态分析拓扑优化固有频率
- 基于自适应升温模拟退火算法的农业机器人全区域覆盖策略被引量：6
- 2021年
- 【目的】提出一种复杂农田环境下农业机器人全区域覆盖策略,以便合理规划农业机器人的工作遍历路径。【方法】根据农田实际生产环境定义农业机器人复杂工作环境模型,并在此基础上建立一级分区与二级分区的概念。引入遗传算法变异操作的思想,建立基于贪婪机制的模拟退火算法优质可行解生成方法;建立解集多样性的概念,设计基于自适应升温的模拟退火算法改进方法,以此求解分区间的最佳遍历顺序问题。通过A*算法与八邻域搜索法相结合进行农业机器人跨区域衔接路径规划,依此,实现机器人覆盖全区域。【结果】仿真结果表明,改进的模拟退火算法所规划的路径长度分别比传统遗传算法和模拟退火算法减少了14.7%和10.1%,收敛时的迭代次数分别减少9.8%和59.1%;农业机器人全区域覆盖仿真试验中遍历路径重复率为14.86%。高地隙喷药机器人现场遍历试验中,路径重复率为15.83%。【结论】研究结果可为农业机器人在复杂农田环境中全遍历覆盖提供研究思路。
- 王伟张彦斐宫金良兰玉彬
- 关键词：农业机器人路径规划模拟退火算法
- 弧形薄板机构参数对刚度特性影响规律研究
- 2014年
- 传统柔性铰链四边形结构很难实现大的位移变形,故其应用领域受到一定的限制。通过分析变截面杆件的变形刚度,利用变截面杆件组合形式,得到几种既可以保证变形刚度又可以实现大变形的柔顺四杆机构。利用MATLAB计算分析各机构变形刚度随尺寸参数的变化关系,得到尺寸参数对机构刚度性能的影响,确定机构刚度的主要影响参数,并通过比较几种机构在受相同作用力的条件下变形与尺寸参数的对照关系,得出两种柔顺四杆机构各自的应用场合。
- 马壮张彦斐宫金良
- 关键词：柔性铰链结构参数变截面结构
- 面向非线性矛盾目标的微夹持系统参数优化
- 2019年
- 分辨率和最大输出位移是微定位系统互相矛盾的两个关键性能指标,传统以柔度为目标的结构优化设计不能满足系统的这些性能要求。因此,作者建立了综合考虑两者的优化设计模型,并针对该模型含非线性矛盾目标的特点,提出了相应的求解方法。首先,选取对系统性能影响较大的参数作为优化变量,根据各变量间的相互制约关系及设计要求建立约束条件;然后,建立只含优化变量的最大输出位移和分辨率的参数表达式,分别作为目标函数和约束条件函数。最后,采用综合分支定界法、内点法和外点法的合成算法用于求解该类优化模型。该合成算法以应用内点法获得的优化模型的任一可行解为搜索起点,并根据外点法的求解结果,应用分支定界法逐渐缩小最优解的搜索范围,最终求得最优解。将该方法应用于一种微夹持系统,对求解结果分析可得,在分辨率要求的不同取值范围内,分辨率要求对最大输出位移的约束作用的强度是不同的。该综合方法直接考虑系统矛盾目标变量,进行微定位系统参数优化,实现了全局优化。
- 张彦斐贾国朋宫金良王志文
- 关键词：分辨率参数优化优化算法
- 基于约束置换的双驱动微夹持器刚度分析被引量：2
- 2018年
- 刚度是微动机构重要的性能指标之一,准确且简便的刚度求解方法是进一步对微动机构分析与优化的重要前提。为寻找更优的刚度求解方法,根据结构力学中的力法原理探讨了一种新的刚度求解思路:将微动机构视为超静定结构,并用未知力来置换其冗余约束,转化为相应的静定结构。然后通过位移协调求得未知约束力,对外力已知的静定结构进行位移求解,从而得到微动机构的刚度。同时根据平面型微动机构的结构特点对其进行了规范化与简化处理,最终建立了一种适用于平面型微动机构刚度求解的一般性方法,并实现了基于Matlab的规范化求解程序。最后,为验证该程序的求解精度,应用该程序求解了一种结构对称型双驱动微夹持器的整体刚度。通过与有限元方法分析结果的对比试验,表明该方法的刚度误差控制在5%以内,验证了方法的有效性和高精度特性。
- 宫金良贾国朋张彦斐
- 关键词：微夹持器刚度
- 一种2-PPr平面并联机构的静刚度分析被引量：1
- 2015年
- 论文针对2-PPr平面并联机构的静刚度进行了研究,在分析了机构支链类型与受力的情况下,提出了节点位移叠加方法。首先对机构进行子结构划分并分别求各子结构刚度,再对机构进行静力学分析,得出各节点位移,最后应用节点位移叠加方法得出在外力作用下系统末端点的位移,根据外力与机构整体变形之间的关系建立机构整体静刚度模型。通过实例验证了该方法的可行性。
- 关春婉宫金良张彦斐
- 关键词：并联机构静刚度
- 飞秒激光烧蚀血管支架材料的数值模拟
- 2017年
- 为了研究飞秒脉冲激光烧蚀血管支架材料的特性,利用考虑了电子之间热传导项的双温模型,采用有限差分法,对飞秒激光烧蚀NiTi合金的温度场分布进行数值模拟,计算得到了电子温度和晶格温度随时间和烧蚀深度的变化规律,进一步讨论了不同激光能量密度、不同激光脉宽、不同延迟时间对电子和晶格的温度场影响。发现血管支架材料在飞秒激光的作用下,先是电子吸收能量温度快速升高,再通过电声耦合作用将能量传递给晶格,最后两者的温度达到一个平衡状态;激光能量密度主要影响电子的峰值温度和电子与晶格的平衡温度;脉冲宽度主要影响电子的峰值温度和达到峰值温度所用的时间;电子温度随着延迟时间的增加先升高后降低,晶格温度随着延迟时间的增加不断上升。这些理论分析对实际飞秒激光加工血管支架有重要的指导意义。
- 王雷雷郑洋洋霍扬刘建英李春霞卢洋
- 关键词：飞秒激光镍钛合金血管支架电子温度
- 基于多路线追踪的机器人局部路径规划与实验被引量：2
- 2022年
- 为了提高智能送餐机器人局部路径规划的稳定性和实用性,针对在机器人初始姿态与预设路径偏差较大时使用传统纯追踪模型受限的问题,使用多次追踪的方式对传统纯追踪模型算法进行改进。通过建立机器人简化模型,设计多条具有相切几何关系的追踪路线,达到减小前视距离取值的目的,解决了因前视距离取值不当引起的追踪抖动和追踪拟合程度下降的问题,并通过仿真和实验分析,验证了改进后算法的适用性和高效性。
- 牛作硕宫金良张彦斐
- 关键词：机器人
