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国家自然科学基金(50575011)

作品数:11 被引量:104H指数:5
相关作者:张玉茹王党校曹永刚马运忠李浩更多>>
相关机构:北京航空航天大学北京大学口腔医院更多>>
发文基金:国家自然科学基金国家高技术研究发展计划中国博士后科学基金更多>>
相关领域:自动化与计算机技术机械工程一般工业技术更多>>

文献类型

  • 11篇期刊文章
  • 2篇会议论文

领域

  • 11篇自动化与计算...
  • 2篇机械工程
  • 1篇一般工业技术

主题

  • 5篇并联机构
  • 4篇力觉
  • 2篇牙科
  • 2篇运动记忆
  • 2篇碰撞检测
  • 2篇奇异性分析
  • 2篇力觉交互
  • 2篇记忆
  • 2篇RSS
  • 2篇并联
  • 2篇触觉
  • 1篇虚拟现实
  • 1篇虚拟现实系统
  • 1篇优化设计
  • 1篇优化算法
  • 1篇运动学
  • 1篇运动学逆解
  • 1篇实时渲染
  • 1篇手术
  • 1篇手术仿真

机构

  • 12篇北京航空航天...
  • 2篇北京大学口腔...

作者

  • 11篇张玉茹
  • 8篇王党校
  • 4篇曹永刚
  • 3篇姚冲
  • 2篇吕培军
  • 2篇李浩
  • 2篇马运忠
  • 2篇王勇
  • 1篇周万琳
  • 1篇张继生
  • 1篇李继婷
  • 1篇李朝斌
  • 1篇宋健
  • 1篇李思桥

传媒

  • 5篇机械工程学报
  • 3篇系统仿真学报
  • 1篇机械设计与研...
  • 1篇Scienc...
  • 1篇中国科学:信...

年份

  • 1篇2015
  • 2篇2010
  • 2篇2009
  • 2篇2008
  • 2篇2007
  • 4篇2006
11 条 记 录,以下是 1-10
排序方式:
面向动作技能训练的力觉交互系统实验研究
力觉交互仿真引入到虚拟现实系统中,可以增强系统的交互性和沉浸感。针对动作技能训练的一般要求,选用汉字书法模拟为对象进行实验研究。首先简介了基于有序笔画的汉字力觉渲染架构、快速碰撞检测算法和虚拟力模型。基于Phantomd...
王党校张玉茹姚冲
关键词:运动记忆
文献传递
6-RSS型并联机构的工作空间分析与参数优化被引量:47
2008年
以6-RSS型并联机构为研究对象,建立解析形式的反向运动学方程,给出考虑驱动副转角范围、球副转角范围、连杆干涉等约束条件时的反解选取准则,推导出每种约束表达与机构参数间关系,特别是复合球副独特的附加约束表达。基于带约束条件的反向运动学方程,利用三维边界搜索法,绘制并联机构多个定姿态工作空间的截面图和三维实体图。最后以工作空间体积为优化目标,获得结构参数和约束条件对工作空间体积的影响关系曲线,为定量分析影响效果提供解决途径,最终利用全局搜索法得到6-RSS机构的一组最优机构参数,在机构整体尺寸基本不变情况下使工作空间增大60%,达到优化机构参数的目的。
曹永刚张玉茹马运忠
关键词:并联机构工作空间分析参数优化
并联机构复合球副优化设计被引量:4
2007年
分析了复合球副的结构及其工作空间,研究了复合球副结构夹角对6-RSS并联机构工作空间的影响。针对复合球副极限转角条件下无法满足并联机构工作空间指标要求这一问题,进行了复合球副的安装角度的优化设计,使得6-RSS并联机构工作空间不受复合球副工作空间的限制,并联机器人的工作空间算法限制因素减少、运动控制算法简单,提高了并联机器人的机构性能。
马运忠张玉茹曹永刚
关键词:并联机构
6-RSS并联机构工作空间优化算法对比分析被引量:25
2010年
获得大工作空间是并联机构设计中的一个重要目标,利用3种优化算法对并联机构工作空间体积进行优化,以6自由度机构6-RSS为例,建立优化模型,分析比较优化算法的性能。考察的性能指标主要有优化效果、数值稳定性、时间效率。涉及到的优化算法包括多岛遗传算法、广义简约梯度法、序列二次规划法,后两种算法在应用时与试验设计(Design of experiment,DOE)方法进行集成。试验分析表明,DOE结合局部优化算法的改进型优化方法有明显优势,优化后6-RSS并联机构的工作空间体积增加为原来的2.59倍,优化时间仅为多岛遗传算法的1/5,优化结果稳定。
李浩张玉茹王党校
关键词:并联结构优化算法
6-RSS型并联机构奇异性分析被引量:11
2008年
针对无法获得精确奇异位形空间分布的6-RSS型并联机构,寻找到一种间接表征奇异位形空间分布的方法。定义一个具有物理意义的能表征非奇异位形与奇异位形之间在静力学特性上接近程度的接近度函数,利用接近度阈值定义这种在静力学特性上接近奇异的位形为'拟奇异位形',定义所有拟奇异位形构成的空间实体集合为'拟奇异空间'。从奇异位形与拟奇异位形定义出发,论证出机构所有奇异位形必包含在拟奇异空间中,从而在无法获得精确奇异位形时利用拟奇异空间可间接地预知机构的奇异位形空间分布,避免机构进入拟奇异空间,达到避免机构处于奇异位形的目的。针对6-RSS型并联机构,利用简化后的接近度函数,获得该机构在定姿态下的拟奇异空间的多个截面图和三维实体图,为该机构在实际应用中避免奇异位形提供直观的参考依据。利用6-RSS机构的实例数据指出雅可比矩阵行列式值不能表征奇异接近程度,推证出与本文方法类似的Voglewede约束最优方程法的不足并加以修正。
曹永刚张玉茹
关键词:并联机构奇异性分析
面向口腔临床操作的力觉交互装置控制系统设计与实现被引量:9
2007年
正向和反向驱动性能决定了力觉人机交互系统的逼真性。控制系统的设计如同机械装置设计一样,是正向和反向驱动性能一项重要的影响因素。作者论述了力觉交互装置的控制系统设计与实现方法,并有效的控制设备完成了虚拟墙和虚拟牙面探查实验。首先,针对该系统的驱动性能指标,分析确定了系统的控制结构和实施方案,着重讨论了电机和驱动器的匹配选型和驱动性能,提出了电机选型的两条依据;然后讨论了系统硬件驱动函数库的开发与实现;最后通过虚拟墙和牙面探查操作实验,验证了系统在约束空间和自由空间的驱动性能。
曹永刚张玉茹王党校李思桥
关键词:控制系统力矩控制
基于线素的力觉人机交互建模和实时渲染方法
2006年
针对空间路径引导的力觉交互过程,提出了线模型的建模思想以及实时渲染方法。在建模方法中,提出线素的概念,把三维空间复杂轨迹分解为基于线素(LIXEL)的有序拓扑装配连接。线素间的拓扑关系采用特征点描述,基于特征点实现基本线素的拼接和顺序定义。在实时渲染方法中,提出了一种基于DeCasteljau算法的三阶Bezier曲线模型的快速碰撞检测算法,以满足1kHz力信号更新率的要求,并提出了在书法力觉交互过程中基于检测特征点平面的稳定性处理方法。基于线模型方法构建了具有力反馈的书法训练系统,并进行了试验验证,证明采用线模型方法构建的力觉交互系统能够稳定、逼真地模拟钢笔书法训练时的力觉导引过程。
姚冲王党校张玉茹
关键词:碰撞检测
Haptic rendering for dental training system被引量:2
2009年
Immersion and interaction are two key features of virtual reality systems, which are especially impor- tant for medical applications. Based on the requirement of motor skill training in dental surgery, haptic rendering method based on triangle model is investigated in this paper. Multi-rate haptic rendering architecture is proposed to solve the contradiction between fidelity and efficiency requirements. Real- time collision detection algorithm based on spatial partition and time coherence is utilized to enable fast contact determination. Proxy-based collision response algorithm is proposed to compute surface contact point. Cutting force model based on piecewise contact transition model is proposed for dental drilling simulation during tooth preparation. Velocity-driven levels of detail haptic rendering algorithm is proposed to maintain high update rate for complex scenes with a large number of triangles. Haptic- visual collocated dental training prototype is established using half-mirror solution. Typical dental op- erations have been realized including dental caries exploration, detection of boundary within dental cross-section plane, and dental drilling during tooth preparation. The haptic rendering method is a fun- damental technology to improve immersion and interaction of virtual reality training systems, which is useful not only in dental training, but also in other surgical training systems.
WANG DangXiaoZHANG YuRuWANG YongLU PeiJunZHOU RenGeZHOU WanLin
关键词:培训系统牙科触觉虚拟现实系统碰撞检测算法
面向动作技能训练的力觉交互系统实验研究
2006年
力觉交互仿真引入到虚拟现实系统中,可以增强系统的交互性和沉浸感。针对动作技能训练的一般要求,选用汉字书法模拟为对象进行实验研究。首先简介了基于有序笔画的汉字力觉渲染架构、快速碰撞检测算法和虚拟力模型。基于Phantomdesktop?重点开展两类实验:稳定性实验以及动作既能训练效果实验。实验结果证明,渲染算法保证了笔画密集处和笔画转换时的碰撞检测结果唯一性,实现了交互状态转换时的稳定的力觉反馈。不同人的操作实验表明力觉导引对于不熟悉汉字笔画结构的外国留学生,训练效果好于本国学生。力反馈训练前后书写成绩的对比证明了人的肌肉运动记忆在动作技能训练的重要作用。
王党校张玉茹姚冲
关键词:运动记忆
面向牙科手术培训的力觉合成技术被引量:8
2009年
虚拟现实系统的沉浸感和交互性是高性能系统的重要特征,对于医学应用的虚拟现实尤其如此.文中针对牙科手术培训中训练医生触力觉感受的需求,重点研究基于三角面片网格模型的真实感触力觉合成技术,包括基于多更新率的力觉渲染体系架构、基于均匀空间划分和时间连续性的实时碰撞检测算法、基于虚拟代理的接触碰撞响应算法、基于等效接触模型的切削力计算模型,以及滑动速度驱动的大规模数据多层次力觉渲染算法等.建立了力觉-视觉融合的牙科操作培训系统的原型物理样机,实现了龋齿探查、牙齿纵截面物理属性感知、牙体钻削制备等典型牙科手术操作模拟.文中的触力觉合成技术是构建虚拟现实培训系统的共性问题,不但适用于牙科手术操作领域,也可用于其他外科手术培训系统.
王党校张玉茹王勇吕培军周人歌周万琳
关键词:手眼协调
共2页<12>
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