蔡鹤皋机器人及机电一体化技术专家

作为老一代著名的机器人专家，您是我国机器人技术发展进程的见证者和参与者，请您简单介绍一下机器人的发展及在航空航天领域的应用情况。

微型机械和微机器人的发展状况

微型机械和微机器人的发展状况蔡鹤皋，孙立宁，安辉，张涛（哈尔滨工业大学）０引言近年来，国外在微型机构的开发和研究方面出现一个新兴的势头，即微机械电子学，利用ＩＣ的微细加工技术，将机构、传感器、控制器等集成在一个多晶硅片上，不仅将传统的无源机构变为有源...

网络联盟企业中的供应商选择方法

传统上，企业对供应商的选择主要是根据他们的报价．随着Ｉｎｔｅｒｎｅｔ和后勤技术的发展，企业可供选择的供应商越来越多，因此，需要对供应商有一个综合的评估方法．本文采用层次分析法建立了选择供应商的数学模型，并在Ｍａｔｌａｂ

微米／纳米驱动及控制技术

微米／纳米驱动及控制技术是纳米技术发展的基础。本文介绍了微米／纳米驱动及控制的国内外发展状况及哈工大在微米／纳米驱动方面的研究工作，并提出了今后的发展策略。

压电／电致伸缩微位移器件与应用（上）

介绍了国内外几种压电／电致伸缩微位移器件，并着重介绍了压电／电致伸缩微位移器在精密机械、大规模集成电路设备、生物工程、机器人等方面的超精密定位技术上的应用和发展前景。

压电／电致伸缩微位移器件与应用（下）

压电／电致伸缩微位移器件与应用（下）蔡鹤皋，孙立宁，安辉（哈尔滨工业大学机器人研究所哈尔滨１５０００１）三、压电、电致伸缩位移器的应用１．在机械加工中的应用国内外采用压电、电致伸缩微位移器作为机床刀具的补偿机构，使加工精度大大提高，如美国３Ｌ实验室成...

机器人将是21世纪技术发展的热点

自从 2 0世纪 60年代初世界第一台机器人诞生以后 ,机器人技术得到了迅速地发展。当今机器人技术的发展趋势主要有两个突出的特点 :一个是机器人的应用领域的不断扩大 ;另一个是机器人的性能的不断提高。在2 1世纪 。

对我国机器人产业发展的思考

机器人技术是二十一世纪世界科学技术发展的一个热点,应用领域不断扩大,智能化水平进一步提高。我国已成为世界上最大的机器人需求市场,我们应抓住机遇,迎接挑战,加速中国机器人产业的发展。

机器人技术的发展与在制造业中的应用

介绍了机器人技术的发展现状、趋势和应用领域 ;提出了在智能机器人方面 ,首先应开发人 机交互的智能机器人 ;指出了在今后 30年内 ,需要解决好机器人驱动器、蓄电池和信息处理等方面存在的问题。

一个机器人大发展的时代

21世纪是一个机器人大发展的时代。在这个时代,机器人的应用领域不断扩大,机器人的智能化水平进一步提高。机器人将成为人类社会生产活动的主力,人类生活的亲密助手与朋友,探索世界奥秘的探险者,维护社会治安与安全的钢铁战士。机器人技术的发展会推动社会经济与文明的进步,并对人类生活方式产生深远的影响。

基于MEMS惯性传感器的机器人姿态检测系统的研究

提出了一种基于MEMS惯性传感器的机器人姿态检测系统,并对检测系统的原理,组成以及数据采集进行了研究.并对陀螺仪和加速度计的影响因素进行说明,利用硬件对采集的数据进行滤波处理.通过卡尔曼滤波方法实现数据融合,充分地利用惯性传感器的信息,从而有效地提高姿态检测系统的检测精度.仿真试验表明了卡尔曼滤波方法对于提高检测精度是切实有效的.在实际的试验中也取得了很好的效果,并应用于实际的机器人姿态检测.

基于PZT的微驱动定位系统及控制方法的研究

介绍了基于PZT驱动的一维微动工作台。该微动台采用柔性平行板铰链机构,对其进行了出力和位移关系的分析,并且进行了ANSYS的有限元分析设计,求得了系统的固有频率和最大位移。其理论分析、有限元计算和试验测试结果的对比分析的一致性说明了理论分析的正确性和数值分析的可靠性。使用精密光栅进行微位移闭环检测,使用哈工大博实精密测控公司研制的压电陶瓷驱动电源。采用单神经元自适应PID控制算法对系统进行控制,单神经元具有自学习和自适应能力,而且结构简单易于计算;而传统的PID调节器也具有结构简单、调整方便和参数整定与工程指标联系密切等特点。推导了单神经元自适应PID控制器,并进行了实验,微位移为20μm时的响应时间为12ms,实验证明了该方法的有效性。

一种宏微双重驱动精密定位机构的建模与控制

提出一种宏微双重驱动精密定位机构,采用高性能直线电机直接驱动宏动平台,实现系统大行程微米级精度定位;安装在宏动平台上的压电陶瓷驱动微动平台,实现纳米级的分辨率和定位精度,以高频响动态补偿系统的定位误差;采用精密光栅尺反馈微动平台输出端的位置信号,实现定位机构的全闭环反馈控制。在分别建立宏动、微动、宏微机构模型的基础上,提出复合型宏动控制和模糊自校正PID微动控制的宏微控制策略。实验研究表明:系统的动态和稳态性能良好,该定位机构的最大工作行程100 mm,稳定时间小于40 ms,重复定位精度10 nm。

基于双光栅尺的高速高精度位移测量方法

提出了一种基于双光栅尺的高速高精度位移测量方法。在分析光栅尺测量原理的基础上,探讨双光栅尺信号的切换合成;通过对莫尔条纹电子细分计数脉冲切换误差的分析,研究减小切换合成误差的方法;采用可编程逻辑器件FP-GA设计信号处理电路,并通过逻辑、时序仿真,验证了本方法的可行性。实验结果表明:此方法在光栅尺移动速度>1m/s时,具有10 nm分辨率,可满足新一代运动定位系统对高速高精度位移测量的要求。

基于微操作的大行程高分辨率旋转微驱动器的研究

根据仿生学原理 ,采用分立式布局 ,研制出大行程高分辨率旋转微驱动器。该微驱动器采用电磁铁箝位、压电陶瓷驱动的爬行式步进机构形式 ,实现了光学镜面的二维微调整操作。实验表明 ,该微驱动器具有分辨率高、行程大、步距可变等特点 ,也适用于其它微操作中大行程高分辨率的旋转驱动。

基于气动肌腱驱动的拮抗式仿生关节设计与控制

关节是仿生机器人机械系统的基本组成元素。在面向环境交互的仿生机器人系统中,关节的质量、体积以及功/重比直接影响系统的工作性能。与传统的电气、液压驱动方式相比,采用气动肌腱的驱动方式具有质量小、体积小和高功/重比等优势,具有广阔的应用前景。从功能仿生角度出发,在分析人体肘关节骨骼结构特点和肌肉发力方式的基础上,设计一种基于气动肌腱驱动的拮抗式仿生关节。建立单根肌腱的数学模型,通过搭建气动肌腱工作特性试验平台对肌腱进行性能测试,采用最小二乘法对模型参数进行辨识。针对拮抗式仿生关节的构型进行运动学和动力学分析,提出基于肌腱模型的偏置输入气压控制方法,设计基于关节估计阻尼的扰动观测器对名义模型进行补偿,通过数值仿真对控制方法进行有效性验证。建立仿生关节运动控制试验系统,通过单关节轨迹跟踪试验验证了肌腱理论模型的正确性及控制策略的有效性。

压电陶瓷基本特性研究

随着压电陶瓷应用领域的不断扩大，压电陶瓷作为一种精密驱动器件，其自身的性能日益受到使用者的关注。本文对压电陶瓷器件位移特性、出力特性、温度特性及蠕变特性进行了详尽的论述和分析，推导了压电陶瓷和电致伸缩陶瓷的归一化模型，并对国内外典型的压电陶瓷器件的位移特性进行了分析。

Delta型并联机器人运动学正解几何解法

并联机器人运动学正解的封闭解问题到目前为止没有得到全面解决 ,常用的解决方案是采用基于代数方程组的数值解法 ,该方法不足之处是推导过程复杂 ,实际应用过程中存在多解取舍的问题 .为此运用空间几何学及矢量代数的方法建立了三自由度Delta型并联机器人的简化运动学模型 ,求解并联机器人运动学正解 .与基于代数方程组的求解方法相比 ,推导过程简单、直观 ,回避了并联机器人运动学正解多解取舍的问题 。

压电陶瓷微位移器件控制模型的研究

从不同角度介绍了压电陶瓷微位移器件的两种控制模型。首先,借助于统计物理学分析,结合数学建模方法,建立了一个简单实用的压电陶瓷的迟滞数学模型。其次,借助于弹性体变形理论,介绍了压电/电致伸缩陶瓷的归一化控制模型,从理论上说明了采用电极化强度的方法可以有效减小迟滞的观点。并设计了两种实验系统,对两种控制模型进行了实验验证,实验结果表明,所建立的两种模型可有效减小压电陶瓷的迟滞非线性误差,提高压电陶瓷微位移的控制精度,有助于实现压电陶瓷驱动器的高精度开环微位移控制。

机器人C-空间障碍边界建模与无碰路径规划

基于机器人与障碍实体的实际碰撞关系，通过对Ｃ－空间障碍的特性分析，定义了临界碰撞关节角，提出了基于临界碰撞关节角的Ｃ－空间障碍边界建模方法．该方法计算量小，可直接同机器人动态仿真模型相联，便于系统集成．路径搜索利用改进的Ａ＊算法，采用动态变步长并进行目标可见性测试，提高了搜索效率，并利用全局路径优化算法对路径进行了优化．仿真结果表明本文提出的算法对静态结构化环境下机器人操作机的路径规划是切实有效的．