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实时上肢参数辨识的康复机器人力控制研究
  • ISSN号:1002-8331
  • 期刊名称:计算机工程与应用
  • 时间:2015.9.10
  • 页码:233-237
  • 分类:TP242.6[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]天津工业大学机械工程学院,天津300387, [2]天津工业大学现代机电装备技术天津市重点实验室,天津300387
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(51205287); 天津市高等学校科技发展计划项目(20110402)
  • 相关项目:微创外科手术机器人震颤机理、抑制方法和力反馈控制研究
中文摘要:

针对需要护理的环境背景及机器人的作业要求,提出了一种全方位护理移动机器人的设计方法,运用solidworks进行了各部分结构初期设计,并在ADAMS中对该虚拟样机进行了动力学仿真,完成了对选型的电机进行了验证;利用D-H方法建立了机器人上肢单臂运动学模型,得到了机器人的运动学正逆解;通过对上肢双臂建立两杆避碰模型,提出了两种相碰的检验条件,选出了最佳检测避碰方案,解决了约束条件下双臂的逆运动学问题;在Matlab环境下,利用蒙特卡罗法计算出工作空间,为确定机器人构形、参数和杆长的优化提供了依据;基于移动机器人在特定环境中的运行稳定性、应用范围、承载能力等特点,对机器人下肢移动方式进行了优化选择,采用全方位移动的完整约束Mecanum轮结构并建立下肢运动学模型,通过对其逆运动学速度雅可比矩阵秩的计算,结合具体结构的分析,优选出四轮全方位运动系统的最佳结构布局形式,提高了机器人运动过程中的稳定性.

英文摘要:

Based on the environmental background, a service robot was designed. Each part of the robot was constructed by solidworks. The dynamic simulation was done in ADAMS for the virtual prototype and the verification to the motor selection was completed; Upper limb kinematics model was set up by using D-H method and solutions to the forward&inverse kinematics of the robot was obtained. By building the collision model of arbitrary arm links of double arms, the model of collision check factor was suggested and the better scheme was selected for avoiding collision, solving the analysis of inverse kinematics for double arms under the constraint condition. Based on Monte Carlo method, the robot′s working space was planned in Matlab, providing the basis for identifying the robot configuration, parameters, and the rod length optimization. According to the running stability, application range and bearing capacity in specific environment, the walking mode of the mobile robot was optimized, adopting the omni-directional mobile way with the complete constraint structure, and the optimal layout was picked out by calculating the Jacobian matrix rank of the six typical layouts, improving the stability of the robot in motion process.

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期刊信息
  • 《计算机工程与应用》
  • 北大核心期刊(2014版)
  • 主管单位:中国电子科技集团公司
  • 主办单位:华北计算技术研究所
  • 主编:怀进鹏
  • 地址:北京市海淀区北四环中路211号北京619信箱26分箱
  • 邮编:100083
  • 邮箱:ceaj@vip.163.com
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  • 国际标准刊号:ISSN:1002-8331
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2127/TP
  • 邮发代号:82-605
  • 获奖情况:
  • 1. 2012年首批获得中国学术文献评价中心发布的 “...,2. 2001年获得新闻出版署“中国期刊方阵双效期刊”,3. 2008年首批入选国家科技部“中国精品科技期刊...,4.2003年-2011年连续获得工业和信息化部期刊最高...
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,波兰哥白尼索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,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(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:97887