机械臂非线性定位方程计算新方法

针对机械臂定位算法中,数值算法计算量大,仿真过程存在累积误差,几何算法通用性不强等问题,以手术机器 人六自由度机械臂为研究对象,建立了一组多关节机械臂非线性定位方程组,提出了其基于非线性大范围渐近稳定的 求解方法。结果表明该方法既简化运算,又有利于物理实现,为机械臂高速、准确运动提供了基础,实验表明该算法适用 多关节的移动机械臂的非线性定位方程的求解,有较高的求解精度和收敛速度。     

基于模型预测控制的协作焊接双机械臂轨迹跟踪算法

焊接双机械臂协作焊接时,存在从动机械臂对主机械臂末端位置的轨迹跟踪的精确性问题,课题组提出了基于模型预测控制算法的主/从位置协调控制方法。根据所建立的六自由度双机械臂的运动学模型,建立末端位置与关节角度的变换关系以及机械臂的运动预测模型;通过上述模型,对主机械臂采用位置控制方法,并通过从动机械臂末端的三维激光扫描仪测距传感器所获取的主机械臂位置及方向,对从动机械臂采用基于模型预测控制算法的位置控制;根据机械臂关节角度变换旋转运算序列及末端位置的预测模型,通过动态矩阵控制算法,由当前时刻的位置状态及下一时刻位置输入状态对未来某时域内的位置输出状态进行预测,从而实现期望的位置跟踪。最后,采用仿真实验测试来验证该算法的实用有效性,结果表明：从动机械臂末端在有较小超调的情况下快速达到稳态,实现对期望轨迹的跟踪;与传统PID控制算法相比,模型预测控制算法能够更快速、更稳定地达到对期望轨迹的跟踪效果;该算法对期望轨迹的跟踪误差在有小幅波动的情况下可保持在±0.05 mm之内,在无波动的情况下可迅速趋近于零。基于该算法,从动机械臂可根据主机械臂末端动态位置信息更加有效地实现对期望轨迹的实时跟踪。     

新型三自由度拟人并联机械臂及其位置分析

提出了一种新型三自由度拟人并联机械臂，该机械臂由3个直线电机控制，完成腕部的二维移动和一维转动。基于机械臂的结构几何关系，运用坐标变换方法，得出这种机械臂的逆、正解方程式，且是唯一的封闭解。在满足各机构约束的条件下，根据机械臂的逆解方程式，绘制了其工作空间轮廓图，为该机械臂的应用提供了理论基础。由于该机械臂的结构简单、工作空间大、装配方便等优点，因此在现在工业领域有着潜在的应用前景。     

踝臂指数与老年男性糖尿病动脉硬化的相关性

目的探讨踝臂指数与老年男性糖尿病动脉硬化的相关性。方法选择112例老年糖尿患者进行踝臂指数、下肢螺旋CT血管成像、颈动脉血管多普勒、眼底动脉检查及动脉硬化危险因素资料的收集,按病变程度进行对比分析。结果下肢血管无狭窄踝臂指数明显高于重度狭窄组,下肢血管阻塞越严重踝臂指数下降越显著（P〈0.01）。颈动脉内膜中层厚度及斑块程度,随斑块积分的增高踝臂指数降低明显（P〈0.01）。不同眼底动脉组间ABI比较有显著差异（P〈0.05）,随着眼底动脉病变为程度加重踝臂指数越小。以踝臂指数〈0.9为二分类变量做Logistic回归分析,显示踝臂指数与年龄、甘油三酯、低密度脂蛋白、吸烟量、糖化血红蛋白相关。结论踝臂指数与糖尿病动脉硬化危险因素存在相关性,并可作为动脉硬化的危险因素之一,是预测全身动脉硬化的指标。     

仿蜘蛛救援机械臂结构设计与研究

针对非结构化环境下的救援任务,结合生物界蜘蛛腿部的运动特性,设计了一种仿蜘蛛式救援机械臂。基于机构学数学基础的拉格朗日方程求解救援机械臂的动力学模型。鉴于救援机器人的实时性、自适应等特性,分析径向基函数神经网络的控制策略,提出基于径向基函数神经网络救援机械臂的控制策略。采用径向基三层前向网络设计救援机器人的控制方案,重点探讨了救援机器人单关节的神经网络控制方法,并对其进行Matlab仿真。结果表明:所设计的控制方法可实现救援机械臂的自适应性和鲁棒性。     

基于粒子群RBF神经网络的双关节机械臂系统控制

针对RBF神经网络算法用于控制时难以求解网络隐含层参数中心向量c和标准化常数b的问题,提出基于粒子群参数优化的RBF神经网络(PSO-RBF神经网络)控制方法。建立旅客列车自动上水装置双关节机械臂动力学模型,将粒子群算法与RBF神经网络控制机械臂动力学特性结合,在连续空间快速搜索网络隐含层参数最优解,得到PSO-RBF神经网络控制方法;建立针对双关节机械臂的PSO-RBF神经网络控制系统并进行仿真,与基于遗传算法调节隐含层参数的RBF神经网络控制方法进行对比和分析。研究表明,采用PSO-RBF神经网络控制方法可以有效避免机械臂控制失效,能够使肩关节和肘关节响应时间缩短52%和47%,最大稳态误差减小49%和58%,平均稳态误差减小54%和55%。     

《步辇图》宫女佩戴的臂饰考辨

论述《步辇图》中宫女佩戴的臂饰是缠臂而不是跳脱.首先由唐诗说明该臂饰不在唐初盛行;再由唐初同期的墓室壁画说明该臂饰不使用在唐初窄袖衣上;最后由同期的卷轴画说明该臂饰的正确用法.由此说明《步辇图》的真伪,论述金缠臂臂饰的由来及后续发展变化.     

塔机主臂杆三维裂纹应力强度因子的计算

采用三维裂纹奇异单元列式方法对含纵向闭合裂纹塔机主臂杆接头部位进行了应力分析和应力强度因子的计算,分析了焊接残余应力对塔机主臂杆母材强度、环向拉应力和应力强度因子的影响。     

基于LazyPRM算法的工业机械臂动态避障和轨迹规划及协调作业研究

针对6自由度关节串联型工业机械臂在动态作业环境中的实时智能避障问题,首先提出了一种基于改进LazyPRM算法的实时路径规划方法。该方法在传统的LazyPRM算法的基础上,引入了节点代价来对最短路径进行代价评估,通过优先选择最小代价的最短路径来避开发生碰撞的路径;然后通过仿真实验对比了传统的路径规划方法与所提出方法的性能优劣,结果表明所提出的方法满足工业机械臂在动态环境中的实时避障规划要求,避障性能优于传统方法;接着利用五次多项式轨迹插补方法对工业机械臂进行关节空间的轨迹规划,仿真表明:采用五次多项式插补法可以得到平滑的关节角度、角速度及角加速度变化曲线;最后利用装配有五指灵巧手的工业机械臂进行单手和单臂、双手和双臂协调配合,进行抓、夹、插剪、推、锤等作业,仿真实验确认了本文所提方法的有效性。     

基于RBF神经网络的可重构机械臂控制研究

采用RBF神经网络控制算法来解决MIMO不确定非线性系统的自适应输出反馈控制问题,以系列模块化机械臂为研究对象,设计RBF神经网络控制器不断逼近可重构机械臂动力学模型,采用MATLAB软件基于RBF神经网络逼近设计的控制器对RR构型机械臂进行控制仿真.结果表明该控制器能有效地逼近机械臂动力学模型,并能较好地适应机械臂不同构型.