河北省自然科学基金(E2012203034)
- 作品数：10 被引量：54H指数：5
- 相关作者：侯雨雷周玉林胡鑫喆曾达幸杨龙更多>>
- 相关机构：燕山大学上海交通大学河北工业职业技术学院更多>>
- 发文基金：河北省自然科学基金国家自然科学基金国家教育部博士点基金更多>>
- 相关领域：自动化与计算机技术机械工程更多>>
- 球面并联式人形机器人髋关节机构运动学与仿生设计被引量：6
- 2014年
- 从结构和功能仿生角度出发,提出球面并联式人形机器人髋关节机构,并针对其开展运动学分析与仿生设计。根据人体髋关节结构和运动特性,选取3-SPS/S(S为球面副,P为移动副)球面并联机构作为髋关节仿生原始构型;依据螺旋理论对髋关节原型机构自由度数目、性质及位置反解进行分析;采用遗传算法,以姿态工作空间最大化为目标对并联髋关节机构进行优化;结合人体髋关节实际结构特点,提出偏置输出方式,从而使得机构实际输出空间的形状和位置更加符合人体髋关节运动轨迹需求。研究内容为人形机器人髋关节仿生的理论研究和进一步的样机研制奠定了基础。
- 侯雨雷赵春秀范建凯胡鑫喆曾达幸周玉林
- 关键词：髋关节球面并联机构
- 偏置输出的3-RRR+(S-P)仿生关节机构设计与分析被引量：4
- 2015年
- 针对3-RRR+(S-P)球面并联机构安全工作空间较小,不能满足人形机器人肩关节、髋关节工作空间设计需求的问题,依据仿生设计理论,参照人体肱骨结构,提出了偏置输出的设计思想,并以3-RRR+(S-P)球面并联机构为原型,设计完成了偏置输出的3-RRR+(S-P)仿生关节机构。通过坐标变换的方法,得到新型仿生关节机构与原型机构工作空间的映射关系,进而得到新型仿生关节机构的安全工作空间。在保留原型机构运动学、力学特性的基础上,新型仿生关节机构的安全工作空间大幅增大,完全可以满足人形机器人肩关节、髋关节工作空间的设计需求。
- 杨龙邱雪松侯雨雷周玉林
- 关键词：球面并联机构空间映射
- 球面并联机构功耗比评价指标及性能分析被引量：3
- 2018年
- 运动过程中能耗传递效率较低是制约仿生机构应用于实际的主要问题之一。提出功耗比性能评价指标,并以两种三自由度球面并联机构——3PSS/S并联机构和3RRR并联机构为研究对象,建立其功耗比数学模型。设定运动姿态角范围,分别计算两并联机构理论功耗比,并绘制曲线图比较其功耗传递性能。开展3PSS/S并联机构功耗比实验,绘制实验功耗比曲线,并与理论分析所得曲线进行对比,以验证功耗比性能指标的合理性和实用性。
- 侯雨雷魏晓晨周治宇曾达幸
- 关键词：并联机构性能分析评价指标
- 新型过约束球面并联式关节机构仿生设计被引量：1
- 2013年
- 关节设计是人形机器人研发的关键。以3-RRR 3自由度球面并联机构为原型,在其静力学及刚度特性分析基础之上,从仿生学角度出发,通过植入中心球面副的方式,提出两种改进的可应用于人形机器人肩、髋关节的过约束四支链仿生关节机构,并实现了静力全部或部分卸载及刚度均衡。对引入的机构中心球面副进行结构改进,大幅扩大了机构实际工作空间。本文新型仿生关节机构的提出及其结构设计对人形机器人关节的研制具有理论指导意义和实际应用价值。
- 侯雨雷胡鑫喆周玉林
- 关键词：球面并联机构
- 一种关节型串联机器人工作空间边界提取的新方法被引量：5
- 2015年
- 利用杆件极限组合原理,结合定步距角法可固定关节变量的特点,提出一种提取工作空间边界的新方法——"极限定步距角法",阐明思路并给出其具体实施步骤。以某型ABB机器人为例,利用D-H法设定机器人连杆参数及关节变量,并建立机器人坐标系与D-H坐标系间的转换关系,获得机器人边界关键点位置,进而借助MATLAB软件绘制机器人手腕处三维透视工作空间,对比分析表明所获边界关键点精度完全满足商用机器人标准。所提出的方法简单有效、计算便捷、利于操作,对串联机器人工作空间的研究具有理论指导意义和实践应用价值。
- 侯雨雷王嫦美胡鑫喆曾达幸赵永生
- 关键词：串联机器人
- 新型大工作空间仿生被动球面铰链构型及工作空间分析被引量：5
- 2015年
- 被动球面铰链是构成机构的基本单元之一,但是,较小的工作空间制约了其在机械结构设计中的应用。以普通被动球面铰链为原型,在对其结构及工作空间进行分析的基础上,采用运动与约束单项分解、交叉匹配的方法,提出并设计完成了具有较大工作空间的双耳支架固定型被动球面铰链和球/窝换位型被动球面铰链;基于仿生设计理论,对照人体肱骨结构,提出偏置输出的设计新思想,进而,设计完成具有大工作空间的偏置输出的横向剖分球窝型被动球面铰链和偏置输出的球/窝换位型被动球面铰链;建立两空间映射的函数方程。分析发现,随着铰链输出杆偏置角的增大,铰链的工作空间随之增大,并且形状发生相应变化。所提出的新型铰链,解决了被动球面铰链因工作空间小而在工程应用中受到限制的问题,对新型被动球面铰链的研制具有理论指导意义和工程实践价值。
- 邱雪松杨龙侯雨雷周玉林
- 关键词：仿生
- 新型过约束球面并联式关节机构仿生设计被引量：11
- 2014年
- 以3-RRR三自由度球面并联机构为原型,在其静力学及刚度特性分析基础之上,从仿生学角度出发,采用植入中心球面副的方式,提出了两种改进的可应用于人形机器人肩关节、髋关节的过约束四支链仿生关节机构,并实现了静力全部或部分卸载及刚度均衡。对引入的机构中心球面副进行结构改进,大幅扩大了机构实际工作空间。新型仿生关节机构的提出及其结构设计对人形机器人关节的研制具有理论指导意义和实际应用价值。
- 侯雨雷胡鑫喆周玉林
- 关键词：球面并联机构
- 一组新型大工作空间被动球面铰链构建
- 2014年
- 基于传统球面副的结构及工作空间特征,采用运动与约束单项分解、交错匹配的方法,将传统球面铰链的输出等效为正交的3个转动,通过重新匹配3个运动次序、结构约束形式及位置关系,提出并设计完成4种具有大工作空间的新型被动球面铰链,实现扩大球面铰链的转角工作空间10°～50°、部分解决了原有球面铰链因工作空间小而在工程应用中受到限制的问题.
- 邱雪松侯雨雷曾达幸杨龙周玉林
- 3-P_CSS/S球面并联肩关节机构优化与仿生设计被引量：12
- 2015年
- 以实现人体肩关节结构和功能仿生为目标,提出以3-PCSS/S(PC表示具有环形导轨的移动副,S为球面副)球面并联机构为仿生肩关节的原型机构,并针对其开展机构优化与仿生设计。将具有环形导轨的移动副PC等价为转动副,进行机构的位置反解并求解其运动雅可比。应用遗传算法,依据所确定的姿态工作空间约束条件,以机构姿态工作空间的点数为优化目标,对机构尺寸参数进行全局优化;提出偏置设计以扩大机构输出转角范围,提高肩关节的灵活度。研究工作对人形机器人肩关节实体仿生设计及其研制具有理论指导意义和工程应用价值。
- 侯雨雷汪毅范建凯胡鑫喆曾达幸
- 关键词：肩关节球面并联机构仿生设计
- 二自由度球面并联机构U_(P+R)静力学分析被引量：12
- 2013年
- 采用拆杆法建立了机构的静力学平衡方程,考虑构件弹性,利用小变形叠加原理建立了机构的变形协调补充方程,进而完成了二自由度球面并联机构UP+R的静力学分析。通过计算,得到在三种载荷下构件上各力、输入转矩与机构位姿的关系图。结果表明,仅在外力作用下,机构的输入力矩恒等于零,构件上的力随机构位姿的变化比较平缓,仅在外力矩作用下,机构的输入力矩、构件上的力随着机构位姿的变化与机构的特性相关。力与力矩在构件上所产生的两部分力是独立的,并可以分离。研究结果为该机构在工程中的结构设计与应用提供了静力学理论基础和依据。
- 周玉林李波杨龙高峰
- 关键词：球面并联机构过约束静力学
