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基于人体工程学的仿人机械臂构型被引量：31: 2013年; 针对仿人机械臂构型问题,提出一种新的筛选方法,并确定串联结构方式下最符合人臂特征的仿人机械臂构型。从人体解剖学的角度出发,分析人臂的运动机理,并结合人体测量学和机器人学相关原理构建6种不同的仿人机械臂构型。提出全局相对可操作度指标对不同构型进行灵活性分析,并采用可视化方法绘制出各构型的运动灵活性性能分布图。根据人臂的运动特性分析人臂的运动工作空间,将各构型仿人机械臂工作空间与其对比,从而筛选出串联方式下的最佳仿人机械臂构型。该结果为仿人机械臂的设计提供了理论依据,并为后续运动规划奠定了基础。; 赵京宋春雨杜滨; 关键词：人体工程学构型

采用KPCA-BP神经网络的并联机构全局综合性能评价方法研究被引量：6: 2014年; 基于并联机构单一性能指标的多样性和各单一性能指标之间的非线性关系,将核主成分分析(Kernel Principal Component Analysis,KPCA)方法与误差反传播(Back Propagation,BP)神经网络技术相结合,建立一个对可完成不同工作任务的并联机构进行综合性能评价的KPCA-BP神经网络模型。通过合理的系统抽样,利用KPCA对BP神经网络的输入数据进行预处理,既能处理各单一性能指标间的非线性关系,又能简化BP神经网络结构,加快网络学习速度,提高预测精度,进而提出一种基于多种单一性能指标的并联机构全局综合性能评价新方法,为并联机构工作任务优序关系研究提供科学的参考依据。; 孙志娟赵京戴京涛; 关键词：并联机构 BP神经网络

达点臂姿预测指标与机械臂仿人运动被引量：7: 2015年; 从弹性系数的影响因素出发,完善最小势能指标。基于大量试验,得到影响扭簧系数的因素为主观因素和客观因素。标准化客观因素,用聚类分析方法对主观因素分类,利用多元线性回归方法得到弹性系数与目标点之间的具体数学表达通式。用最小势能指标预测人臂达点臂姿,验证弹性系数,并与其他指标的预测结果对比。结果显示基于提出的弹性系数的最小势能指标能够准确预测更多人的臂姿。对机械臂进行仿人运动规划试验,证明最小势能指标的实用性。; 赵京郭兴伟谢碧云; 关键词：最小势能机械臂

基于主成分分析法的机械臂运动灵活性性能综合评价被引量：25: 2014年; 在机械臂运动灵活性性能评价中,表示机械臂灵活性的指标众多,而不同指标间往往存在不同程度的相关性,其中有些相关性非常显著,这使它们提供的信息有可能发生重叠。运用主成分分析综合处理可以产生新的指标,而这些新的指标彼此互补相关又能综合反映机械臂灵活性性能的情况。通过应用主成分分析逐步降维综合处理的特性对同一构型不同尺度的平面2R和三种不同构型的空间3R机械臂运动灵活性性能进行综合评价,得到各种运动灵活性指标之间的相关性。分析结果表明,平面2R和PUMA型空间3R机械臂的5个单一灵活性指标正相关,优劣变化趋势相同,可以用1个综合灵活性性能指标代表5个单一性能指标的信息。其他两种空间3R机械臂5个单一灵活性指标有正相关,有负相关,可用1个变量代表机械臂各向同性指标的信息,1个变量代表机械臂运动能力指标的信息。; 赵京李立明尚红胡卫建; 关键词：机械臂主成分分析综合评价

移动机械臂平台位置优化及运动规划被引量：3: 2013年; 针对移动机械臂执行任务时移动机械臂的平台位置对机械臂能否完成任务有较大的影响这个问题,研究了平台位置的优化。首先对机械臂的工作空间进行了分析,指出冗余度机械臂对同一个末端点的关节位形不唯一,从而无法度量机械臂的最优运动性能。然后利用机械臂关节自运动,采用可操作度指标向关节梯度方向进行投影,使机械臂的操作能力最大化,从而得到某个末端点的最大操作能力。进而根据得到的工作空间中操作能力分布,定义了相对可操作度指标,并绘制了全局操作能力图,得到了平台相对于目标对象的最佳平台位置。最后利用相对可操作度指标来启发快速搜索随机树(RRT)搜索,使机械臂在完成任务的过程中不断提高操作能力,在达到目标对象时处于最佳位形。对上述方法进行了数值仿真,结果验证了该方法的有效性。; 杜滨赵京; 关键词：移动机械臂自运动可操作度

基于任务优先级的仿人机械臂拟人运动规划被引量：1: 2014年; 针对液体搬运是日常生活中最常见的动作之一,人臂可非常轻松地完成这一动作,但是对于仿人机械臂而言,如何使其如人臂般灵活地完成这一动作,却并不容易,以仿人机械臂运送水杯作为研究对象,对其进行任务描述.针对完成任务过程中需要同时考虑多个约束的情况,提出采用任务优先级或梯度投影法对其进行处理,并对这2种求解方法进行了比较.同时,对仿人机械臂的拟人化运动控制问题进行了研究,提出利用人臂臂姿指标来对仿人机械臂进行运动规划.最后在Inventor中建立虚拟仿真,并与人臂运动实验结果进行对比,从而验证该方法的可行性以及自主拟人运动的有效性.; 赵京宋春雨谢碧云; 关键词：任务优先级拟人

串联机器人机构分析和综合同步方法的应用被引量：4: 2014年; 为揭示机器人机构综合性能与机构类型和尺寸之间的映射规律,基于机器人机构单一性能指标的相关性和多样性,引入统计学原理,依据线性降维与非线性降维原则,应用主成分分析法(principal component analysis,PCA)和核主成分分析法(kernel principal component analysis,KPCA),对典型串联机器人——不同构型和不同尺度的平面串联机械臂进行综合性能评价,从而选择综合性能最优的机构构型和尺度.计算结果表明:KPCA方法较PCA方法有更好的降维效果,更能有效地处理多个单一性指标间的非线性关系,提供更多的综合性能评价信息,可为建立机器人机构综合性能与其机构类型和尺寸之间的数值计算关系,并进行机构构型和尺度同步综合提供科学的参考依据.; 孙志娟赵京李立明; 关键词：串联机器人主成分分析核主成分分析

基于快速扩展随机树的7R机械臂避障达点运动规划被引量：32: 2012年; 基于单树随机树搜索算法(Single directional rapidly-exploring random tree,single-RRT)和双树随机树搜索算法(Bi-directional rapidly-exploring random tree,bi-RRT),对7R机械臂的避障达点运动规划展开系统研究。基于single-RRT算法进行避障达点运动的数值仿真和实物样机试验。提出一种新的bi-RRT算法,结合末端姿态调整和关节自运动来生成目标树。并利用7R机械臂的解析逆解,生成目标位形。传统的bi-RRT算法只给定了一个目标位形,而新算法中目标点树根是由一群目标位形组成。在给定的障碍物环境中,机器人自动选择某一合适的位形作为目标节点来引导搜索树最有效地生长。通过数值仿真,验证该方法的优越性。利用Matlab和C++的混合编程和OpenGL开发了7R机械臂避障达点运动规划仿真软件。利用该软件,对基于bi-RRT的7R机械臂避障达点运动规划进行虚拟样机的试验研究。; 谢碧云赵京刘宇; 关键词：快速扩展随机树避障

基于FPCA的机器人运动灵活性增强综合评价被引量：1: 2014年; 面向机器人的多种单一运动灵活性指标,基于主成分分析(principal component analysis,PCA)方法对其综合运动灵活性进行分析和评价,评价结果受奇异位形处指标极端值的影响。进而将模糊集引入PCA,使用模糊主成分分析(fuzzy principal component analysis,FPCA)方法进行机器人灵活性综合评价。通过调节模糊隶属函数,吸收奇异位形及其附近的极端值,突出主要信息,提高分析结果的准确性和可信度,提高机器人灵活性的综合评价的效果,从而提出一种基于多种性能指标的含奇异位形的机器人任务优选的新方法。; 孙志娟赵京李立明; 关键词：机器人综合评价奇异位形主成分分析

基于运动捕捉下的7R机械臂的实时控制被引量：14: 2013年; 针对7自由度机械臂的冗余度导致机械臂反解的复杂性引起的延迟性控制问题,提出一种新的人机交互的控制方式。设计一种将Optitrack运动捕捉系统与Robai7R机械臂数据间无隙链接、传输的方法,在Win7系统下,利用Microsoft Visual Studio的成员VC来建立相应的服务器与客户端,通过数据处理算法使不同系统数据之间相互转化并实时传输;与传统的机械臂逆运动学求解的方法相比,采用一种综合的方法,将运动捕捉系统中不同人臂位置信息反解为机械臂关节角,并得出解析解,减小了控制系统的运算量,实现机械臂的实时控制,实时满足试验者与Robai7R机械臂的同步运动;通过人机同步连续达点运动及远程抓取试验,验证了该方法的有效性,取得了满意的效果。; 卫沅赵京; 关键词：运动捕捉系统机械臂实时控制人机交互

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