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机器人视觉示教技术在装配作业中的仿真研究
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作者 占宏 杨佳龙 杨辰光 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第10期320-323,共4页
工件装配在工业制造中占有重要地位,实现机器人复杂而灵巧的装配动作,对于提升工业制造智能化水平具有重要意义。针对装配作业任务,将视觉示教与机器人技能学习相结合,首先搭建基于Kinect2相机和AR标签的机器人示教系统获取示教数据;接... 工件装配在工业制造中占有重要地位,实现机器人复杂而灵巧的装配动作,对于提升工业制造智能化水平具有重要意义。针对装配作业任务,将视觉示教与机器人技能学习相结合,首先搭建基于Kinect2相机和AR标签的机器人示教系统获取示教数据;接着设计了机器人装配技能学习算法生成新的运动轨迹;最后在Gazebo仿真平台完成了对上述方法的验证。该方法具有效率高、可操作性强等优点,在工业制造领域有着广阔的应用前景,同时对于机器人示教学习相关实践教学和应用研究具有重要意义。 展开更多
关键词 机器人 装配任务 视觉示教 仿真
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机器人化复合材料自动铺层技术综述
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作者 郭鹏 杨辰光 +2 位作者 李祥利 章艺 李淼 《自动化学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期873-897,共25页
碳纤维增强复合材料(Carbon fiber-reinforced composite,CFRC)因具有轻质高强、耐腐蚀、耐冲击等优越性能,在生产生活中的应用已越来越广泛,然而复材产品的生产制造仍是劳动密集性产业,主要依靠人工.机械臂自上世纪50年代进入工业生产... 碳纤维增强复合材料(Carbon fiber-reinforced composite,CFRC)因具有轻质高强、耐腐蚀、耐冲击等优越性能,在生产生活中的应用已越来越广泛,然而复材产品的生产制造仍是劳动密集性产业,主要依靠人工.机械臂自上世纪50年代进入工业生产中以来,极大提高了生产效率和质量,然而目前机械臂在复材产品制造中的应用是少见的,主要集中在机械臂形式的自动铺丝(Automated fiber placement,AFP)中.复材产品制造工艺繁琐,将复合材料铺放在模具上是复材产品制造过程中的一个重要环节,本文称之为“铺层”,使用机械臂完成复合材料自动铺层将是未来复材产品制造自动化、智能化发展的一个关键方向.本文将机械臂进行复合材料自动铺层操作分为两种主要形式:铺片和铺带(丝),通过案例调研和分析,归纳总结现有的设计理念和技术方法,提出未来发展趋势,以期对机械臂的应用和研究、复材产品的智能化制造和工业4.0的发展形成参考. 展开更多
关键词 碳纤维增强复合材料 机械臂控制 末端设计 自动铺层
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基于外环速度补偿的封闭机器人确定学习控制
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作者 王敏 林梓欣 +1 位作者 王聪 杨辰光 《自动化学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期1904-1914,共11页
针对未开放力矩控制接口的一类封闭机器人系统,提出一种基于外环速度补偿的确定学习控制方案.该控制方案考虑机器人受到未知动力学影响,且具有未知内环比例积分(Proportional-integral,PI)速度控制器.首先,利用宽度径向基函数(Radial ba... 针对未开放力矩控制接口的一类封闭机器人系统,提出一种基于外环速度补偿的确定学习控制方案.该控制方案考虑机器人受到未知动力学影响,且具有未知内环比例积分(Proportional-integral,PI)速度控制器.首先,利用宽度径向基函数(Radial basis function,RBF)神经网络对封闭机器人的内部未知动态进行逼近,设计外环自适应神经网络速度控制指令.在实现封闭机器人稳定控制的基础上,结合确定学习理论证明了宽度RBF神经网络的学习能力,提出基于确定学习的高精度速度控制指令.该控制方案能够保证被控封闭机器人系统的所有信号最终一致有界且跟踪误差收敛于零的小邻域内.在所提控制方案中,通过引入外环补偿控制思想和宽度神经网络动态增量节点方式,减小了设备计算负荷,提高了速度控制下机器人的运动性能,解决了市场上封闭机器人系统难以设计力矩控制的难题,实现了不同工作任务下的高精度控制.最后数值系统仿真结果和UR5机器人实验结果验证了该方案的有效性. 展开更多
关键词 确定学习 速度补偿控制 神经网络 封闭机器人
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连杆背压裂解加工方法 被引量:2
4
作者 寇淑清 王彦菊 +1 位作者 杨辰光 杨慎华 《吉林大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第S2期107-112,共6页
通过数值模拟与实验相结合的方法对准静态加载条件下的连杆裂解过程进行分析,确定了C70S6连杆裂解的临界J积分值,并对背压裂解过程进行数值模拟分析,对背压力对于连杆裂解J积分、韧带区场变量及裂解力的影响进行探索。模拟结果表明:背... 通过数值模拟与实验相结合的方法对准静态加载条件下的连杆裂解过程进行分析,确定了C70S6连杆裂解的临界J积分值,并对背压裂解过程进行数值模拟分析,对背压力对于连杆裂解J积分、韧带区场变量及裂解力的影响进行探索。模拟结果表明:背压力使沿连杆裂纹槽长度方向的裂尖J积分梯度增大,使应力更快、更有效地集中在裂纹槽中部,有利于裂纹槽起裂和裂纹快速扩展,可减少因裂纹分叉、交汇异常等引起的裂解加工缺陷,但是背压力增加的同时也增大了胀断主动力和裂解力,建议背压力设定为胀断主动力的1/4。 展开更多
关键词 材料合成与加工工艺 连杆裂解 背压力 裂解力 J积分
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基于混合现实的机器人遥操作实验平台 被引量:6
5
作者 占宏 梁聪垣 杨辰光 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2021年第8期114-117,共4页
混合现实技术由于具有良好的沉浸感和交互体验,在高校实践教学领域有着广阔的应用前景。根据人才培养需求,设计并开发了基于混合现实技术的机器人遥操作实验平台。该平台采用Leap Motion检测跟踪操作者手部运动并转换成机器人控制命令,... 混合现实技术由于具有良好的沉浸感和交互体验,在高校实践教学领域有着广阔的应用前景。根据人才培养需求,设计并开发了基于混合现实技术的机器人遥操作实验平台。该平台采用Leap Motion检测跟踪操作者手部运动并转换成机器人控制命令,同时由混合现实显示装置获取具有机器人现场场景和虚拟手部动画模型的实时视像反馈,通过机器人书写汉字应用验证了系统的有效性。该平台采用混合现实技术保证了操作的安全性和高效性,增强了人机交互体验,其通用性和综合实践性强,可为机器人工程专业相关实践教学提供创新实验平台。 展开更多
关键词 机器人 混合现实 遥操作 人机交互
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固定消防设施在灭火救援中的应用策略 被引量:4
6
作者 杨辰光 《大众标准化》 2023年第18期139-141,共3页
固定消防设施作为高层建筑,商场工厂以及人员密集场所应用最为广泛的消防设施之一,不仅能够在灭火救援的火灾发生初期发挥重要的关键性作用,而且能够为保障救援人员的人身安全起到重要的促进作用。因此在进行建筑消防体系的建设和完善... 固定消防设施作为高层建筑,商场工厂以及人员密集场所应用最为广泛的消防设施之一,不仅能够在灭火救援的火灾发生初期发挥重要的关键性作用,而且能够为保障救援人员的人身安全起到重要的促进作用。因此在进行建筑消防体系的建设和完善过程中,相关管理人员应当充分重视固定消防设施的应用价值,不仅能够有效应用固定消防设施功能提升建筑主体的防火功能,还能在日常的风险防控过程中针对火灾问题进行有效的防治和解决。同时也能够有效推进灭火救援工作的顺利开展,为方便救援人员控制火情和转移受灾人群起到重要的帮助作用。这样不仅能够构建更加科学高效的固定消防设施使用策略体系,而且能够有效提升建筑消防的安全保障作用产生深远影响。 展开更多
关键词 固定消防设施 灭火救援 应用策略
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基于视觉手势识别的人机交互实验平台 被引量:3
7
作者 占宏 吴碧霄 杨辰光 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2022年第7期23-25,29,共4页
设计并开发了基于视觉手势识别的人机交互实验平台。该平台采用Leap Motion传感器设备跟踪并采集用户手部运动图像数据信息;接着提取用户的手部特征,包括手指关节坐标、手指长度和关节角度,然后利用长短期记忆网络根据特征数据对手势动... 设计并开发了基于视觉手势识别的人机交互实验平台。该平台采用Leap Motion传感器设备跟踪并采集用户手部运动图像数据信息;接着提取用户的手部特征,包括手指关节坐标、手指长度和关节角度,然后利用长短期记忆网络根据特征数据对手势动作进行提前预测识别。在4 500个不同样本数据集上进行模型训练以及测试,结果表明手势预测实时性高、正确率可达99.31%,同时在AR-10仿人多指机械手和NAO双足人形机器人上完成了猜拳游戏人机交互实验,验证了平台的有效性。该平台通用性和综合实践性较强,可开发多种应用案例,为机器人相关实践教学提供创新实践平台,促进高素质人才培养。 展开更多
关键词 机器人 视觉技术 人机交互 手势识别
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机器人示教学习与技能泛化实验设计 被引量:1
8
作者 占宏 李娴 杨辰光 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2021年第6期52-55,66,共5页
该文提出了一种基于视觉信息和动态运动原语(dynamic movement primitive,DMP)模型的机器人示教学习方法。首先,利用双目摄像头拍摄数据,并基于掩膜原理、质心计算和坐标变换,实现基于视觉信息的场景目标位置识别;其次,基于DMP模型的技... 该文提出了一种基于视觉信息和动态运动原语(dynamic movement primitive,DMP)模型的机器人示教学习方法。首先,利用双目摄像头拍摄数据,并基于掩膜原理、质心计算和坐标变换,实现基于视觉信息的场景目标位置识别;其次,基于DMP模型的技能学习算法,提出了初始位置和目标位置相同情况下的分段学习方法;最后,将上述目标识别算法和技能学习方法相结合并应用于机器人作业任务中,通过仿真实验验证了所提出示教学习方法的有效性,实现了机器人在位置空间上的技能泛化。该方法对于机器人示教学习以及人机技能传递的相关实践教学和应用研究具有重要意义。 展开更多
关键词 智能机器人 示教学习 目标识别 轨迹规划 技能泛化
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基于MYO手环的移动机器人交互控制系统
9
作者 占宏 孔海怡 杨辰光 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2021年第4期87-91,共5页
设计并开发了基于人体表面肌电信号的人—移动机器人交互控制系统。该系统在柔顺运动模式下,利用两个肌电采集仪—MYO手环采集操作者表面肌电信号进行处理并分别转换为方向控制命令和速度控制命令,移动机器人按照控制命令进行相应运动... 设计并开发了基于人体表面肌电信号的人—移动机器人交互控制系统。该系统在柔顺运动模式下,利用两个肌电采集仪—MYO手环采集操作者表面肌电信号进行处理并分别转换为方向控制命令和速度控制命令,移动机器人按照控制命令进行相应运动。当遇到障碍物时系统切换至避障模式,利用NT-Bug算法实现自主避障,并采用模型预测控制实现对参考轨迹跟踪,以最终回到控制运动路线。实验验证了该系统的有效性,系统对于在未知环境下的移动机器人交互控制及应用有参考价值。 展开更多
关键词 移动机器人 MYO手环 交互控制 避障算法 模型预测控制器
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消防救援队伍地下有限空间火灾实战处置能力提升措施
10
作者 杨辰光 《今日消防》 2023年第7期121-123,共3页
近年来,为了有效改善城市土地资源紧张的现状,各类地下有限空间技术不断涌现,由于地下有限空间建筑普遍具有空间体量大、功能结构复杂、日常人流量较大等特点,导致空间内部各类火灾隐患随之显著增加,给消防救援队伍的实战处置能力带来... 近年来,为了有效改善城市土地资源紧张的现状,各类地下有限空间技术不断涌现,由于地下有限空间建筑普遍具有空间体量大、功能结构复杂、日常人流量较大等特点,导致空间内部各类火灾隐患随之显著增加,给消防救援队伍的实战处置能力带来了更为严峻的考验。因此,结合我国地下有限空间内部的实际情况,结合改制转隶后队伍实战处置能力提升中存在的普遍性问题,提出了针对性的改进措施。 展开更多
关键词 地下有限空间 实战处置 内攻 灭火救援
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基于事件触发的离散MIMO系统自适应评判容错控制 被引量:6
11
作者 王敏 黄龙旺 杨辰光 《自动化学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期1234-1245,共12页
本文针对具有执行器故障的一类离散非线性多输入多输出(Multi-input multi-output,MIMO)系统,提出了一种基于事件触发的自适应评判容错控制方案.该控制方案包括评价和执行网络.在评价网络里,为了缓解现有的非光滑二值效用函数可能引起... 本文针对具有执行器故障的一类离散非线性多输入多输出(Multi-input multi-output,MIMO)系统,提出了一种基于事件触发的自适应评判容错控制方案.该控制方案包括评价和执行网络.在评价网络里,为了缓解现有的非光滑二值效用函数可能引起的执行网络跳变问题,利用高斯函数构建了一个光滑的效用函数,并采用评价网络近似最优性能指标函数.在执行网络里,通过变量替换将系统状态的将来信息转化成关于系统当前状态的函数,并结合事件触发机制设计了最优跟踪控制器.该控制器引入了动态补偿项,不仅能够抑制执行器故障对系统性能的影响,而且能够改善系统的控制性能.稳定性分析表明所有信号最终一致有界且跟踪误差收敛于原点的有界小邻域内.数值系统和实际系统的仿真结果验证了该方案的有效性. 展开更多
关键词 事件触发控制 自适应评判设计 神经网络 离散非线性系统
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连杆准静态裂解数值模拟关键技术与启裂分析 被引量:4
12
作者 寇淑清 王彦菊 +1 位作者 杨辰光 杨慎华 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期56-60,共5页
对连杆准静态裂解进行了数值模拟分析,对裂纹区网格划分、接触与约束处理、无应力投影功能与自适应加载步长等关键技术进行了探讨;运用临界J积分和最大主应力准则作为连杆启裂的判据,分析了启裂时连杆应力场、塑性场及位移场,给出启裂... 对连杆准静态裂解进行了数值模拟分析,对裂纹区网格划分、接触与约束处理、无应力投影功能与自适应加载步长等关键技术进行了探讨;运用临界J积分和最大主应力准则作为连杆启裂的判据,分析了启裂时连杆应力场、塑性场及位移场,给出启裂点的分布状况。数值分析表明:连杆裂解的塑性区只存在于裂纹区裂尖附近,启裂点不唯一且沿连杆厚度方向散布在裂尖,但启裂率先发生在中部裂纹区的最大主应力峰值域,并向上下表面和外轮廓扩展。启裂点散布以及裂纹扩展路径不同极易造成裂纹交汇异常,并导致裂解过程中的爆口、断裂面台阶等裂解缺陷。 展开更多
关键词 内燃机 连杆裂解 数值模拟 裂纹区 启裂 最大主应力
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人–机器人技能传递研究进展 被引量:17
13
作者 曾超 杨辰光 +1 位作者 李强 戴诗陆 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第10期1813-1828,共16页
人–机器人技能传递(Human-robot skill transfer, HRST)是指人将操作技能传授给机械臂使得机器人具备类人化的作业能力,以达到高效示教编程的目的.相对于传统的机器人编程技术,人机技能传递具有高效率、低成本、不依赖机器本体平台等... 人–机器人技能传递(Human-robot skill transfer, HRST)是指人将操作技能传授给机械臂使得机器人具备类人化的作业能力,以达到高效示教编程的目的.相对于传统的机器人编程技术,人机技能传递具有高效率、低成本、不依赖机器本体平台等显著优点,是人–信息–机器人融合系统(Human-cyber-robot-systems, HCRS)中重要环节之一,应当给予足够的重视.本文首先介绍了人机技能传递技术的研究背景,接着简述了该技术在人机接口、建模、仿生自适应控制等方面的发展现状,并对未来的研究方向做出了展望. 展开更多
关键词 技能传递 运动建模 仿人控制 人机交互
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面向熔岩管探测的星球子车及其参数化设计方法研究 被引量:1
14
作者 黄澜 于兆玮 +4 位作者 丁亮 杨怀广 高海波 邓宗全 杨辰光 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期19-34,共16页
星球熔岩管是进入星球地下的捷径,具有较高的科学探测及资源勘探价值。提出了一种新型系绳星球熔岩管探测子车,并开展其参数化设计研究。面向熔岩管管口大坡度斜坡绳索释放回收问题以及熔岩管内探测车转向问题对系绳轮式移动机构进行了... 星球熔岩管是进入星球地下的捷径,具有较高的科学探测及资源勘探价值。提出了一种新型系绳星球熔岩管探测子车,并开展其参数化设计研究。面向熔岩管管口大坡度斜坡绳索释放回收问题以及熔岩管内探测车转向问题对系绳轮式移动机构进行了构型设计。基于地面力学理论,考虑三轮移动系统在熔岩管口周围及管底堆积区松软地形内移动能力,以及探测车在崎岖硬质熔岩管内壁中的几何通过性、平稳性和抗颠覆性等因素对系绳三轮移动系统进行了参数优化设计。在模拟外星球地表环境中的仿真和试验结果表明,使用提出的优化设计方法设计出来的星球车完全满足预定的技术要求,相比于参数优化之前具备更强的移动性能,并可为四轮、六轮等多轮星球车参数化设计提供有益借鉴。 展开更多
关键词 熔岩管探测 星球子车 参数化设计 多轮移动系统 地面力学
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长空千里眼 为国戍海天 空警500预警机首飞纪念暨中国特种机事业发展十年
15
作者 杨辰光 《环球飞行》 2023年第1期30-41,共12页
2012年12月29日,由航空工业自主研制的新一代国产预警机空警500在陕西汉中城固机场成功首飞,标志着中国预警机研制和战略预警体系建设取得重大阶段性成果。党的十八大以来,在以习近平同志为核心的党中央坚强领导下,航空工业着力发展以... 2012年12月29日,由航空工业自主研制的新一代国产预警机空警500在陕西汉中城固机场成功首飞,标志着中国预警机研制和战略预警体系建设取得重大阶段性成果。党的十八大以来,在以习近平同志为核心的党中央坚强领导下,航空工业着力发展以预警机为代表的中国特种机事业,预警指挥机、反潜巡逻机. 展开更多
关键词 航空工业 阶段性成果 预警机 反潜巡逻机 陕西汉中 首飞 自主研制
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人机混合智能专题简介 被引量:12
16
作者 李智军 石光明 +1 位作者 杨辰光 Antonio BICCHI 《中国科学:信息科学》 CSCD 北大核心 2019年第5期646-648,共3页
人工智能这一概念自1956年被首次提出以来,几经起落,近几年重新焕发了勃勃生机,对社会、产业和国防产生越来越重要而广泛的影响.针对当前人工智能面临的挑战性问题--要解决问题的不确定性、脆弱性和开放性,中国国务院批准和印发了《新... 人工智能这一概念自1956年被首次提出以来,几经起落,近几年重新焕发了勃勃生机,对社会、产业和国防产生越来越重要而广泛的影响.针对当前人工智能面临的挑战性问题--要解决问题的不确定性、脆弱性和开放性,中国国务院批准和印发了《新一代人工智能发展规划》,抢抓人工智能发展的重大战略机遇,构筑中国人工智能发展的先发优势,加快建设创新型国家和世界科技强国. 展开更多
关键词 混合智能 人工智能 创新型国家 不确定性 国务院 中国
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基于函数逼近技术的双机械臂自适应阻抗力控制
17
作者 许泽军 马宏宾 +1 位作者 杨辰光 李江平 《系统科学与数学》 CSCD 北大核心 2014年第12期1547-1564,共18页
为提高机器人的智能性与灵活性,文章将人的示教引导作用引入到机器人控制系统中来,通过设计具有适应性的人机交互控制策略,使机器人能在人的引导下,智能地配合操作人员完成指定的任务.这种基于人机交互策略思想所设计的机器人,克服了早... 为提高机器人的智能性与灵活性,文章将人的示教引导作用引入到机器人控制系统中来,通过设计具有适应性的人机交互控制策略,使机器人能在人的引导下,智能地配合操作人员完成指定的任务.这种基于人机交互策略思想所设计的机器人,克服了早期机器人仅能按照预先设定好的程序来完成指定动作序列的弊端,拓宽了机器人的使用范围,为了实现上述目标,文章设计了一个双臂机器人在操作人员引导下移动物体的实验.在实验中,机器人的主动臂直接由操作人员通过力/触觉反馈设备进行控制,从动臂能够自动调整其运动状态以配合主动臂的运动,最终,物体在两臂的夹持下,按照主动臂的运动轨迹移动.文章采用了一种基于函数逼近技术(Function Approximation Techniques-FAT)的自适应阻抗力控制器并将其应用到上述实验中从动臂的运动控制,在仿真实验中,通过与PD(比例微分)+前馈补偿控制器的结果比较,验证了所设计的基于FAT的自适应控制器具有较好的控制效果。 展开更多
关键词 自适应控制 人-机器人交互 阻抗力控制 iCub机器人 运动控制
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航空工业国企开放日 揭秘中国特种机事业发展这十年
18
作者 郭美辰 杨辰光 《环球飞行》 2023年第1期28-29,共2页
在空警500预警机首飞十周年之际,2022年12月30日,航空工业举行“大国顶梁柱奋进新征程”国企开放日暨2022年航空工业媒体座谈会,由新华社、人民日报、中央广播电视总台等十余家媒体组成的中央媒体采访团“云端”走进位于秦岭脚下的航空... 在空警500预警机首飞十周年之际,2022年12月30日,航空工业举行“大国顶梁柱奋进新征程”国企开放日暨2022年航空工业媒体座谈会,由新华社、人民日报、中央广播电视总台等十余家媒体组成的中央媒体采访团“云端”走进位于秦岭脚下的航空工业陕飞,深入了解被誉为“长空千里眼”的预警机及中国特种飞机发展进阶之路。 展开更多
关键词 航空工业 开放日 国企 特种飞机 人民日报 预警机 媒体 新征程
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