国家自然科学基金(51075209)
- 作品数：26 被引量：78H指数：5
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- 相关机构：南京航空航天大学长沙学院上海交通大学医学院附属新华医院更多>>
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- 相关领域：自动化与计算机技术机械工程农业科学轻工技术与工程更多>>
- 内外螺旋管道机器人性能分析和结构参数优化
- 2013年
- 数值比较了内外螺旋机器人、单节外螺旋机器人和双节外螺旋机器人的轴向推进力、管道壁所受最大压力、液体对机器人的承载力和液体对机器人周向阻力矩与其外壳转速的关系,分析了内螺旋转速和外螺旋转速的变化对机器人轴向推进力的影响以及机器人外螺旋槽结构参数(槽口宽a2、槽底宽b2、倾角α2、螺旋槽槽深h2、螺纹升角Φ2和螺纹线数n2)对机器人轴向推进力的影响,并运用正交试验优化方法优化了外螺旋槽结构参数组合。结果表明:内外螺旋机器人单位有效体积的推进力和液体对其的承载力最大;外螺旋参数的变化对机器人性能的影响远大于内螺旋参数的变化对机器人性能的影响;机器人外螺旋槽结构参数和机器人轴向推进力成非线性关系。在管道直径和机器人内外径确定的条件下,一组最优的外螺旋槽结构参数组合为:a2=1.25mm,b2=0.75mm,α2=70°,h2=0.8mm,Φ2=30°,n2=10。
- 梁亮朱宗铭胡冠昱唐勇陈柏许焰
- 关键词：管道机器人结构参数
- 一种内螺旋管道机器人被引量：7
- 2014年
- 提出了一种内螺旋管道机器人(简称内螺旋机器人)。设计了该机器人的结构,建立了机器人的动力学方程,数值计算了机器人在管道内运行时管道内壁所受的压力、机器人的轴向推进力和液体对机器人的周向阻力矩。结果表明,当驱动为外磁场驱动时,内螺旋机器人轴向推进力和周向阻力矩都会增大,但对管道壁的损伤也会增大。以机器人轴向推进力和能效指标为优化目标,采用正交优化方法得到一组最优的内螺旋槽几何参数。根据内螺旋机器人的工作原理,设计制造了内螺旋驱动样机,该样机在充满201甲基硅油管道中的运行实验证明了内螺旋机器人的可行性。提出的内螺旋机器人表面光滑,能悬浮运行,对管壁的损伤小,可用于人体内腔的微细管道中。
- 梁亮江华唐勇陈柏段想平
- 关键词：管道机器人计算流体力学
- 3-RRR球面并联机构的工作空间分析及结构优化被引量：6
- 2015年
- 根据Kutzbach-Grübler修正公式分析了球面3-RRR并联机构的自由度个数以及性质,采用哈密顿"四元数"对关节矢量进行描述并建立了逆运动学数学模型,找出了动平台运动时连杆之间、连杆与电机主轴相互之间的碰撞干涉条件。根据运动学逆解以及碰撞干涉条件,基于Mathematica软件完成了可达工作空间的分析,绘制了球面并联机构的工作空间形状,给出了工作空间的极限位置。以工作空间的最大化为目标对并联机构进行了结构优化设计,使动平台实现了完整的球面工作空间。
- 王超群高踔陈柏吴洪涛
- 关键词：结构优化
- 绳驱动介入式主动导管的建模与仿真被引量：1
- 2012年
- 针对现有介入导管能动性差、操作困难、盲区多的问题,提出了一种动力外置的绳驱动主动弯曲介入导管设计方案。建立了介入式主动导管三维实体模型,利用D-H参数法和几何分析方法建立了主动头端正反运动学数学模型,并基于Mathematica软件对主动导管进行了仿真分析。仿真分析结果表明了所建立数学模型的合理性与普适性。
- 张健陈柏王卫东陈笋
- 关键词：绳驱动运动学
- 基于双焦单目视觉的航天器间相对位姿确定算法
- 2012年
- 文章首先利用双焦成像算法确定航天器间的相对位置,再利用相对位置确定两个航天器间的相对姿态,最终获取相对位姿参数的解析解。在给定相机两个独立焦距条件下,对双焦深度估计误差进行分析,指出影响其精度的因素,并对相对位姿参数估计精度进行了讨论。最后,对该算法进行数学仿真,仿真结果表明该算法能够满足航天器相对位姿确定精度和实时计算要求。
- 冯春吴洪涛乔兵陈柏
- 关键词：四元数单目视觉航天器
- 追踪与目标航天器相对位姿参数四元数的解析算法被引量：3
- 2013年
- 提出了利用5个非共面特征光点和单目视觉的航天器相对位置和姿态参数测量的解析算法。首先,给出测量系统的基本结构和特征点的配置形式;然后,以3个对称结构特征点为一组,将5个特征光点分为两组,利用四元数测量算法,分别得到单目视觉的航天器相对位姿参数的方程组,结合2个方程组获得了航天器相对位姿参数的解析解形式,并对解析解进行修正;最后,通过计算实例对解析算法进行数学仿真,结果表明:该算法能够满足航天器相对位姿确定精度和实时计算要求。
- 冯春吴洪涛陈柏乔兵
- 关键词：航天器交会对接单目视觉四元数
- 一种新型柔索驱动介入式导管主动头端被引量：2
- 2011年
- 依据介入导管操控要求,提出一种柔索驱动介入导管主动头端的设计方案,建立导管主动头端三维实体模型,并制作了一种尺寸放大的柔索驱动主动导管头端样机.采用D-H参数法和Newton-Raphson迭代法建立主动头端正反运动学数学模型,给出了计算柔索长度的通用方法,运用力锁合理论对主动头端各个关节的工作空间进行分析.并基于Mathematica平台,利用上述数学模型对导管头端运动进行轨迹规划.
- 桑贤臣陈笋陈柏赵大旭
- 关键词：柔索驱动运动学
- 3PRRR并联机构的设计与优化被引量：2
- 2015年
- 对一种空间3自由度并联机构(3PRRR)进行设计与优化,该机构是由一个动平台与一个静平台通过3个结构相同的移动副-转动副-转动副-转动副构成的支链组成。分析了机构运动关系,建立了运动学模型,分析滚珠丝杠输出与动平台末端位置的关系以及支链各臂转角与动平台末端位置关系。在MATLAB环境下利用C语言编写程序,以工作空间最大化为目标,对各支链的杆长进行优化,得到了相对最优的机构设计方案。在此基础上,设计加工制作了实物样机。
- 寇月阳陈柏吴洪涛高踔
- 关键词：优化设计
- 一种绳驱动主动介入导管研究被引量：1
- 2012年
- 针对现有介入导管能动性差、操作困难、盲区多的问题,提出了一种驱动模块外置的绳驱动主动弯曲导管设计方案,制作了主动导管样机。利用D-H参数法及几何分析法建立了导管主动弯曲头端通用正反运动学模型,分析了连续弯曲头端各个关节的工作空间,并对主动导管通过岔口的过程进行仿真分析。基于仿真分析结果,对主动导管原型样机通过岔口的过程进行实验,结果表明,该导管能依预期实现位姿调整并顺利通过岔口。表明所提出的导管主动位姿控制方案可行,数学模型正确。
- 陈柏张健陈笋黄震
- 关键词：绳驱动介入诊疗运动学
- 基于旋量理论的主动介入导管运动学研究
- 2014年
- 针对介入手术操作环境几何特征各异的特点,为提高介入设备的通用性,提出一种由记忆合金丝SMA(shape memory alloy)与绳索混合驱动的模块化主动介入导管机器人。采用旋量理论和指数积POE(product of exponentials formula)方法推导建立了3关节主动介入导管运动数学模型,对介入导管机器人的工作空间及运动仿真分析,结果验证了所建立运动学模型的正确性。所采用方法大大降低了多节主动介入导管运动学模型的复杂性,为介入导管机器人的实际应用奠定了理论基础。
- 张健陈柏陈笋耿令波吴洪涛
- 关键词：运动学运动仿真
