王海龙
- 作品数：6 被引量：26H指数：4
- 供职机构：哈尔滨工程大学机电工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金黑龙江省自然科学基金黑龙江省博士后基金更多>>
- 相关领域：自动化与计算机技术更多>>
- 仿海蟹机器人游泳足水动力学分析与实验研究被引量：5
- 2015年
- 以生物梭子蟹为仿生原型，提出一种足桨耦合驱动仿海蟹机器人。该机器人采用三对步行足和一对游泳足的结构形式，基于爬行推进与拍动翼复合推进的方式，兼具形态仿生和功能仿生的特点，可实现水下行走与水中浮游的双重功能。通过对游泳足推进方式进行数值模拟和实验研究，结果表明：升力模式推进在水翼上挥和下拍过程中均产生正推力，推进效率相对较高；随着拍动幅度的增加，平均推力和推进效率都明显降低；推进效率与拍动频率呈抛物线关系；当斯特劳哈尔数Sr在0．4～0．6范围内时，升力模式的推进效率最大，当Sr在0．8～1.0范围内时，阻力模式的推进效率最高，两者所对应的尾涡脱泻均呈反卡门涡街形式；游泳足水翼的厚度对水动力性能也有影响，相对薄的水翼不仅能增加平均推力，还能降低系统的总能耗，因此更适合推进。
- 王海龙王刚陈曦王立权靳励行
- 关键词：水动力性能
- 仿海蟹机器人自主游动性能研究被引量：3
- 2017年
- 为了研究两栖仿生机器人,采用计算流体动力学(CFD)方法对双游泳足推进仿海蟹机器人自主游动机理进行研究。建立仿海蟹机器人自主游动计算模型,以双桨协同步态为例对游泳足推进的仿海蟹机器人水动力性能进行了模拟,探讨了自主游动过程中运动学和力学参数的时间历程规律,分析了游泳足运动参数对自主游动速度和推进效率的影响,提取了三维流场结构,从涡动力学角度揭示了自主游动过程中水动力的产生机理。搭建了自主游动实验平台,针对双桨协同步态和双桨交错步态两种推进形式进行了对比实验,验证了水动力学分析的正确性。
- 王刚陈曦靳励行王海龙闫兴亚贾鹏
- 关键词：水动力
- 仿蟹机器人横行步态运动稳定性及能耗分析被引量：3
- 2017年
- 为提高仿蟹机器人横行步态的运动稳定性、降低系统能耗,本文以规范化能量稳定裕量和能耗比作为步态优劣评价指标,对仿蟹机器人的步序和步态参数进行了规划研究。在动力学分析的基础上,建立了机器人足端脚力的多约束方程,利用伪逆法对机器人各关节力矩进行优化分配,在考虑直流电机的有效功率和热损耗的基础上,构建了仿蟹机器人能耗比数学模型。以多足机器人常采用的等相位步态为例,分析了步行速度、占地系数、步长和机体同侧相邻步行足相位差对系统能耗和稳定性的影响。结果显示:随着机体同侧相邻步行足相对相位的增加,仿蟹机器人的运动效率降低,但稳定性有所改善;在特定的步进速度和步态占地系数下,通过合理选择相对相位能够节省系统能耗20%~30%。
- 韩金华王海龙王刚叶秀芬王立权
- 关键词：能耗比步态规划稳定性
- 仿海蟹机器人浮游步态动力学建模与运动控制被引量：5
- 2015年
- 为实现足桨耦合推进仿海蟹机器人在未知海流扰动作用下对目标点的跟踪控制,对仿海蟹机器人浮游步态的动力学和运动控制进行研究.综合考虑重力、浮力、游泳足拍动产生的推力以及水动力的影响,建立了仿海蟹机器人水下复杂环境的动力学模型.在此基础上,设计了一种基于指数趋近律的滑模变结构控制器,将游泳足上下拍翼运动和摇翼运动的相位差作为被控量,对机器人的转艏角速率进行控制.通过李亚普诺夫直接法,证明该系统可实现全局渐近稳定.最后进行了单一目标点和多目标点跟踪运动仿真和实验,结果表明:该方法可以使机器人具有良好的目标点跟踪能力,并对系统动力学参数不确定性及外界扰动具有较高鲁棒性.
- 王海龙王刚陈曦王立权韩世凯
- 八足仿蟹机器人行走稳定性分析被引量：8
- 2014年
- 为准确评定新型圆弧形足端结构的八足机器人行走稳定性及稳定裕量,提出1种适用于八足机器人行走稳定性判定方法。对八足机器人整体结构进行抽象简化;使用闭环矢量法获得了质心与落足点之间的相对位置关系;应用规范化能量稳定裕度(SNESM)方法对八足机器人静态稳定性进行描述,建立复杂环境下机器人静态稳定裕度的数学模型。通过数值仿真获得了机器人稳定裕度与机体质心高度及地面倾角之间的关系。稳定性实验结果表明:该方法能够准确判定八足机器人的行走稳定性。
- 王立权王海龙陈曦许俊伟任梦轩
- 关键词：稳定裕度
- 仿蟹机器人行走稳定性判定方法被引量：5
- 2013年
- 为了准确评价仿蟹机器人的行走稳定性及稳定裕度,提出了一种适用于多足机器人动态稳定性的判定方法。该方法首先分析引起机器人行走倾翻的各种干扰项,利用三维力传感器测量足端落地时的接触力,根据达朗贝尔原理将其向机器人质心等效获得质心点倾翻合力;然后结合实验得到八足仿蟹机器人质心波动,通过解空间矢量方程得到倾翻轴垂线矢量;最后将倾翻合力与倾翻轴垂线矢量相结合建立起力角稳定裕量(FASM)的数学模型,以归一化FASM的大小来间接判定机器人的稳定性。仿真和实验结果表明,该方法能够准确判定仿蟹机器人行走稳定性并动态显示稳定裕度变化。
- 王立权王海龙陈曦
