机器人多指手抓取的布局规划及其性能指标

当用机器人多指手抓取任意形状的物体时，为了保证抓取的稳定性，合理地规划抓取接触点的布局是必要的。提出了一个评价抓取稳定性的性能指标，并证明了这一指标具有相似不变性。该指标与力椭球的体积成正比，可定量地描述抓取的稳定性程度，也适用于自适应夹具规划。给出的实例表明，提出的性能指标正确可行。

基于人工神经网络的抓取规划

针对机器人多指手自身特点，对其所有可能具备的抓取模式进行分类，利用人工种经网络表示被抓取对象的形状、几何参数及所处姿态与抓取模式之间复杂的非线性映射关系；通过样本对人工神经网络进行训练，用训练好的人工神经网络自动生成抓取模式；讨论更为一般的力分配问题，这里手指和物体之间的接触形式可以是无摩擦的‘或接触、有摩擦的点接触及软指接触中的任何一种，并不论是否为对称抓取；为使实时抓取成为可能，考虑用BP网络和FL网络解决力分配问题，提出一种非线性规划方法，用该方法的解对BP网络和FL网络进行对比训练，发现后者能较快收敛到较小误差，仿真结果表明FL网络能实时有效规划各关节所需要的力矩。

机器人多指手抓取中的规划问题

在机器人抓取系统中，一般认为需要４种规划器：即策略规划器，触觉规划器，轨迹规划器及抓取规划器．抓取规划器对成功抓取来说是非常重要的．在抓取规划器中，视觉模块用来把图象变换成物体的描述，接着用抓取模式选择模块把物体的描述变换成一系列的控制信号，本文从最优抓取规划和基于专家系统的抓取规划这两个方面，着重从基于专家系统的抓取规划方面对当前机器人多指手抓取规划的研究现状及主要问题进行了深入地剖析．

机器人多指手协调操作中的约束运动及规划

以点接触滚动约束为模型对手指尖与物体之间的运动关系进行研究，目的是在被操作物体、手指轮廓及物体运动已知的前提下，为确定手指及手指上接触点的运动和位置提供一种有效的求解方法，对约束运动规划作了讨论，提出了一个用于运动规划的性能指标，即任务空间的力椭球。

机器人手指最佳位姿的设计

本文阐述了手指的可达区域.通过矩阵扰动分析发现.在手指可达区域中的各点处.手指的工作性能并不都是理想的;作者按手指雅可比矩阵条件数最小的原则,对手指最佳位姿进行了设计.在此基础上.对手指连杆尺寸作了综合,从而保证手指在运动过程中,当手指位姿最佳时.指尖处在各向同性点处附近.最后对手指运动进行了图形仿真.

多指手协调操作中内力的计算

机器人多指手协调操作物体时,合理地确定手指对被操作物体的作用力是必要的.本文将手指尖与被操作物体之间接触模拟为具有摩擦的点接触,对由多指手与被操作物体组成的这样一个速度较低的系统作了静力分析,并对多指手操作物体时的操作力作了合理的分配,提出基于力矩最小的内力的最优计算方法,在计算中,充分考虑到手指只能推而不能拉物体这一实事.最后,以4个手指操作一个圆柱形物体为例.对操作过程作了图形仿真.

基于旋量的多指手爪运动学分析

阐述了旋量的基本理论,应用旋量的概念和方法,对机器人多指手爪作了运动学分析,导出了多指手爪运动学求解的递推公式,该公式与牛顿-欧拉运动学方程相比,计算速度更快,有利于多指手爪的实时控制:另外,对多指手爪操作物体时的灵巧问题作了讨论,提出了一个衡量灵巧性好坏的指标,该指标在运动规划和寻找多指手的最佳布局方面具有实用价值。

动画设计技巧与抽油机运动模拟

在抽油机的改造和设计中,希望有一套图形仿真软件来再现改造后或设计好的抽油机的运动情形。针对二维和三维动画设计的不同特点,分别提出了方便实用的画家画法和扫描法。用这两种方法设计的动画,画面形象逼真,运动连贯,无闪烁。利用提出的方法,开发了一套Turbo-Pascal动态图形仿真软件,在IBM-286微机上成功地对新型斜直井抽油机的运动作了动态图形仿真。该软件不仅能自动地对运动过程中重叠的部分进行消隐处理,使画面层次清晰;而且一旦某些部件发生相碰时,能自动发出警告,提请设计者修改原设计方案,从而为抽油机的改造和新型抽油机的设计带来很大的方便。

机器人滚动操作时手指的运动分析

利用两曲面间速度和姿态约束推导出了机器人手指和物体之间的纯滚动约束运动方程;讨论了手指所具有的自由度数对纯滚动操作的影响;发现为了使手指能以纯滚动的方式操作物体实现任意的运动,每个手指至少需要3个自由度;为多指手纯滚动操作的运动规划奠定了理论基础。

斜直井游梁式抽油机的优化设计及图形仿真

以斜直井抽油机的扭矩因数为目标函数，以传动角、抽油机的工作空间等为约束条件，采用约束尺度法对外直井抽油机的运动参数进行了优化设计，并对抽油机的运动作了动态图形仿真，仿真发现这种优化设计的抽油机适用于０°～４０°的斜直井。还画出了对应于若干井斜角的扭矩因数曲线，并对这些曲线作了对比分析。

S曲线加减速模式下的加工轨迹效率评价

建立了高速加工轨迹中的直线段、圆弧段、NURBS曲线段等基本曲线的几何模型,并在常用的、具有无柔性冲击特点的S曲线加减速控制模式下,以最短时间为优化目标,建立了约束条件下的速度规划方程组,给出了统计加工总时间的软件算法,从而为高速加工轨迹的效率评价提供了客观依据.同时,在完成速度规划之后,给出算法流程,计算每条直线段、圆弧段、NURBS曲线段所需要的加工时间,从而统计加工总时间,作为高速加工轨迹效率评价的技术指标.

偏瘫患者与正常人在五项日常生活活动中的表面肌电分析

目的:应用表面肌电描记术(sEMG)来研究偏瘫患者和正常人在日常生活活动(ADL)中的上肢相关肌肉表面肌电特点。方法:应用Megawin表面肌电系统来采集15例正常人(正常组)和10例偏瘫患者(偏瘫组)在执行抬臂、梳头、喝水、摸对侧肩、摸后口袋这5项ADL时的上肢相关肌肉表面肌电信号。经信号处理得到肱二头肌、肱三头肌、三角肌前部、三角肌中部、三角肌后部、前锯肌、背阔肌、斜方肌上部、斜方肌下部的均方根(RMS)比值,并分析正常组和偏瘫组上肢相关肌肉RMS比值异同。结果:偏瘫组较正常组肱三头肌、三角肌前部、三角肌中部、三角肌后部、前锯肌和斜方肌下部RMS比值显著增大(P<0.05)。结论:偏瘫患者可采用与正常人不同的肌肉收缩策略来完成ADL。

机器人多指抓取的研究进展与展望

对机器人多指抓取和操作的研究现状进行综述 ,在对人手结构和功能进行分析的基础上 ,着重从形封闭和力封闭的角度对多指抓取进行定性分析 ,研究抓取的封闭性、可操作性、稳定性和抓取的定量评价问题 ,并对该领域未来的发展趋势作系统的分析和讨论 .

高速切削AISI4340钢的切削力有限元分析

在高速硬切削时,切屑主要为断屑,了解断屑引起的高频交变的切削力的特征,有助于优化切削参数。通过有限元方法对AISI4340钢高速直角切削进行仿真。研究切削速度、背吃刀量和刀具前角等切削参数对断屑的形成频率、平均单位切削力以及切削力的频率的影响。分析结果为优化切削参数、减少高速切削中的振动和提高表面加工质量等提供指导。

夹具的定位误差模型

建立了定位元件公差和工件定位误差之间的映射模型 .利用该映射模型 ,给定工件的位姿精度 ,进而确定定位元件的公差要求 ;而给定定位元件的公差 ,可以确定完全定位、欠定位和过定位时工件的位姿误差 .一旦工件的位姿误差确定后 。

夹具的封闭性和工件的可分离性分析

论述了夹具的封闭性和夹紧点与夹紧域的问题 .定义了自由运动锥 ,用以分析定位元件的布局对工件在夹具上的可达性和可分离性的影响 ,并导出可达性和可分离性条件 .进一步导出了约束锥 ,即自由运动锥的极锥 。

面向数控加工的船模曲面三维造型方法

为了最大限度地利用船模曲面的三族型线,使造型结果蕴涵更多的船模曲面的设计信息,分析了各类曲面造型方法构建船模曲面的不同效果,提出了面向数控加工的船模曲面三维造型的过曲线网格法,以一艘实际双艉船模曲面为例,研究了过曲线网格法实现船模曲面三维造型的关键技术:局部区域包容方案与分片造型方案,利用UG/OpenGrip开发了船模曲面三维造型模块。对于双艉船模曲面的制造,采用传统的手工放样的制作方法至少需要30 d,而采用四坐标船模曲面数控加工系统只需6 h就可以完成船模曲面98%的加工量,并且经测量验证:船模曲面的尺寸精度、形位精度和光顺效果,较传统的制作方法均有显著提高,满足船模曲面数控加工的要求。

对称加工方法及其实现机理的研究

为了提高大型对称自由曲面的加工效率,提出了一种新型的对称加工方法,并分析了对称加工的特点。以四坐标对称加工机床为例,介绍了对称加工机床的机电设计方案,并研究了对称加工的实现机理。相对于传统的四坐标单刀加工机床而言,所研制的国内首台四坐标对称加工机床将船模曲面的加工效率提高了85%,同时还节省了一套伺服驱动系统,降低了机床的成本。

多指手的协调阻抗控制

采用协调阻抗控制解决多指手在自由空间和受限空间的控制，这种方法可调节物体位置和对外界作用力间的阻抗关系，实现所需的物体动态性能，同时，考虑了多个手指间的协调。并对自由运动和受限运动的情况作了仿真。

智能机器人与应用的现状与发展趋势

2008智能机器人与应用国际会议（ICIRA2008，http：#www．irobotico．org）于2008年10月15—17日在武汉召开。会议由华中科技大学（HUST）和国家自然科学基金委员会（NSFC）共同主办，由华中科技大学机械科学与工程学院和数字制造装备与技术国家重点实验室共同承办，由机器人技术与系统国家重点实验室、机器人学国家重点实验室和机械系统与振动国家重点实验室协办。