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3-PCSS/S球面并联肩关节机构优化与仿生设计
  • ISSN号:0577-6686
  • 期刊名称:《机械工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:TP212[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
  • 作者机构:[1]燕山大学机械工程学院,秦皇岛066004
  • 相关基金:国家自然科学基金(51275443); 河北省自然科学基金(E2012203034); 教育部科学技术研究重点(212012); 教育部高等学校博士学科点专项科研基金(20111333120004); 河北省高等学校科学技术研究优秀青年基金(Y2011114)资助项目
中文摘要:

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。

英文摘要:

In order to realize the aim of structure and function bionics of the shoulder joint, 3-PCSS/S(PC stands for the prismatic pair with the circular guide, S stands for the spherical pair) spherical parallel mechanism is proposed as the prototype for the shoulder joint, and the mechanism optimization and bionic design are performed. The PC prismatic pair with the circular guide is equivalent to the revolute pair, the inverse kinematics of the mechanism is solved and the Jacobian matrix is obtained. According to the determined constraint condition of the orientation workspace, choosing the number of the points in the orientation workspace as the optimization object, the global optimization on the parametric variables of the mechanism is carried out using genetic algorithm. The bias design idea is proposed which expands the range of the output angle of the mechanism, and the flexibility of the shoulder joint is improved. The research possess theoretical guidance significance and practical application value on the bionic design and the entity development of the shoulder joint of the humanoid robot.

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期刊信息
  • 《机械工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国机械工程学会
  • 主编:宋天虎
  • 地址:北京百万庄大街22号
  • 邮编:100037
  • 邮箱:bianbo@cjmenet.com
  • 电话:010-88379907
  • 国际标准刊号:ISSN:0577-6686
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2187/TH
  • 邮发代号:2-362
  • 获奖情况:
  • 中国期刊奖,“中国期刊方阵”双高期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:58603