考虑关节弹性的冗余度机器人具有最小关节力矩的轨迹规划

针对考虑关节弹性的冗余度机器人具有最小力矩的轨迹规划问题进行了研究，提出了可用于实时控制的规划算法，并给出了平面３Ｒ机器人的仿真实例。

考虑关节弹性的柔性机械臂系统动力学方程的确定

以双柔性机械臂系统为例,研究其在重力平面内运动,且考虑关节弹性的动力学问题,建立了独立坐标形式的拉格朗日方程.去掉弹性效应后,运动方程可退化为刚性连杆模型下的结果.

小夹板超关节弹性固定治疗前臂双骨折疗效观察

目的观察小夹板超肘、腕关节弹性固定治疗前臂双骨折的疗效。方法将 60例前臂双骨折患者随机分为 3组 ,A组 (治疗组 ) :小夹板超肘、腕关节弹性固定 ;B组 (对照组 ) :邹氏两块超宽夹板掌、背侧固定 ;C组 (对照组 ) :张氏 4块夹板常规固定法。观察比较骨折整复固定后到临床愈合 3组的疗效 ,并作统计学处理。结果A组固定疗效优于B、C两组 ,均有显著性差异 (P <0 .0 5 ) ,B、C两组没有显著性差异 (P >0 .0 5 )。结论小夹板超关节弹性固定治疗前臂双骨折疗效优于传统夹板固定。

冗余度分解对冗余度机器人关节弹性变形的影响

当机器人高速运动时，由于关节弹性而产生的末端变形将会影响机器人的跟踪精度．本文以具有弹性关节的冗余度机器人为对象，就冗余度分解对机器人关节弹性变形的影响进行了研究．首先，以关节弹性变形为性能指标，提出了冗余度分解的常量权系数法．然后，在此基础上又进一步提出了两种改进方法，即变量权系数法和切换法．前者是利用变量权系数自动地调整角加速度对总目标函数的影响程度；而后者是利用门槛函数来实现不同的冗余度分解法间的相互切换．同时，还给出了利用这两种改进方法获得关节弹性变形最优解的必要条件．最后，本文以平面３Ｒ机器人为例进行了仿真研究，并将不同方法做了比较．研究结果表明，这两种改进方法具有良好的全局特性．

直接驱动机器人关节弹性稳定性分析

针对直接驱动机器人的特殊性 ,用 Lagrangian方法推导了考虑关节弹性的直接驱动机器人动力学模型 ,导出了其奇异摄动形式 。

小夹板超关节弹性捆扎治疗肱骨干骨折54例

采用小夹板超关节弹性捆扎治疗肱骨干骨折 5 4例 ,并与传统的夹板固定方法治疗的 38例进行比较 ,结果治疗组在临床疗效、夹板松动情况、骨折断端稳定性方面均明显优于对照组 (P <0 .0 5 ) ,说明小夹板超关节弹性捆扎更符合临床需要。

下胫腓关节弹性钩钢板内固定治疗下胫腓联合损伤

目的探讨下胫腓关节弹性钩钢板内固定治疗下胫腓联合损伤的临床疗效。方法采用下胫腓关节弹性钩钢板内固定治疗下胫腓联合损伤27例。结果27例均获得随访6～18个月，疗效满意。末次随访时疗效按Baird-Jackson评分系统进行评定：优23例，良4例。结论下胫腓弹性钩钢板设计合理，符合下胫腓关节的解剖生理特点，固定可靠，可早期功能锻炼。

具有弹性关节的两协调冗余度机器人的关节轨迹规划

本文针对考虑关节弹性的两冗余度机器人协调操作中的关节轨迹规划问题进行了研究．提出了最小力矩法和最小变形法两种最优规划策略，并利用这两种方法对两个考虑关节弹性的平面３Ｒ机器人抓持同一刚体的协调操作进行了仿真分析．

弹性基和弹性关节空间机器人的自适应鲁棒抗扰控制及振动抑制

研究不确定弹性基和弹性关节空间机器人的抗扰运动控制及基座和关节弹性振动同步抑制问题.在对基座和关节弹性进行等效线性弹簧假设的基础上,建立了弹性基和弹性关节空间机器人的动力学方程,并推导了基于等效刚度思想的奇异摄动慢、快变子系统.对传统参数自适应控制律进行σ修正并与鲁棒抗扰控制相结合,对不确定参数和有界外部扰动影响下的慢变子系统提出了基座姿态和臂杆关节刚性运动轨迹跟踪的改进自适应鲁棒抗扰控制方案.使用高增益线性状态观测器对快变高阶量进行实时观测,针对快变子系统设计了基座和关节弹性振动同步抑制的改进最优控制方案.仿真示例分析,表明了所提混合控制方案在空间机器人抗扰运动控制及振动抑制上的有效性.

弹性关节柔性操作臂的频率及振型特性分析

为了研究柔性操作臂关节弹性对频率及振型的作用机理,建立了柔性操作臂的弹性约束模型。根据弹性约束模型,得到了弹性关节柔性操作臂的频率方程及振型函数。采用数值方法,对弹性关节柔性操作臂的前三阶频率及振型特性进行了分析。结果表明:关节的弹性对柔性操作臂的频率及振型具有明显的影响,将关节视为理想刚性约束会产生明显的误差;由灵敏度分析可知,线性约束对频率的影响大于扭转约束,且高阶频率段表现较为明显;扭转约束对振型的影响比线性约束更为显著,随着扭转约束的增大,振型发生改变,且高阶振型表现较为明显。通过实验对建立的弹性约束模型进行验证,实验结果表明,所建立的弹性约束模型能够合理地表征关节的弹性约束作用,分析结果更接近实际情况,误差较小。

具有弹性关节的柔性杆机械手动力学方程及其数值模拟

以单杆柔性机械手为例，提出建立具有弹性关节的柔性机械手动力学方程的新方法，并将这种方法与刚度矩阵法对指端误差的影响进行比较。此法可推广到具有弹性关节的柔性多杆机械手中。

基于有限元法对橡胶弹性关节的设计分析

介绍了橡胶弹性关节的3种常用设计方案和结构特点;以粘结型橡胶弹性关节为例,分析了影响其刚度性能的主要结构和胶料参数;使用非线性有限元软件MSC.MARC2003对2个实例进行了计算,定性分析了不同参数对橡胶弹性关节各向刚度性能的影响。

弹性关节机器人的动力特性研究

本文通过直接建立弹性关节机器人的动力学方程并对它线性化得到了线性化的动力学方程,在此基础上研究该方程的简化形式,简化条件和弹性关节机器人的固有动力特性。

弹性关节机器人的控制

本文综述了近年来国外关于弹性关节机器人控制的研究成果,重点介绍了基于奇异摄动模型的组合控制和反馈线性化控制以及自适应控制和学习控制等方法.最后讨论了弹性关节机器人运动方程的能控性、状态观测和弹性参数估计等问题.

弹性关节冗余度机器人轨迹规划的一种新方法

对于大多数工业机器人来讲 ,由传动系统、谐波减速器和伺服系统产生的关节弹性是机器人弹性的主要来源。当机器人高速运动时 ,由于关节弹性而产生的末端变形将会影响机器人的跟踪精度。并针对弹性关节冗余度机器人提出了一种使关节弹性变形极小化的轨迹规划新方法。该方法同时考虑了关节加速度和关节速度对关节弹性变形的影响 ,在保证关节弹性变形极小化的同时 ,也使关节加速度和关节速度明显减小。平面 3R机器人的仿真研究表明 。

整体弹性关节微型机器人的力学平衡方程

介绍了整体弹性关节三自由度平面并联微型机器人传动力学的正、反解问题的建模过程 .整体弹性关节机构由于受运动范围的限制故常在低速下使用 ,其动力学问题便成了弹性静力平衡问题 .然而其高度非线性和偶合性 ,使正解模型较为复杂 ,一般没有封闭解 .文中采用Newton -Raphson迭代法介绍正解问题的求解过程 ,并利用Matlab 6 .1编程 。

弹性关节空间机械臂级联智能滑模控制

谐波减速器和力矩传感器等柔性元件因其独特性能而广泛应用在空间机器人关节系统中,以获取高减速比.但同时这些柔性元件的存在为空间机械臂系统引入了关节柔性,使得对其稳定控制变得更为复杂.基于此,文中讨论了基于自适应回归小波神经网络(Self-RecurrentWaveletNeuralNetworks,SRWNN)的弹性关节空间机械臂系统动力学建模及级联智能滑模控制.首先,利用级联系统理论及第二类拉格朗日方法推导出了由外环刚性臂子系统和内环关节电机转子子系统组成的系统级联动力学模型;其次,为两个子系统分别设计了内、外环自适应滑模回归小波神经网络控制.外环控制算法以期望轨迹为控制量,而其控制信号作为抑制弹性关节振动的内环控制算法的控制量,整个控制系统由内、外环控制系统叠加而成;而后,基于Lyapunov稳定性理论证明了整个控制系统的稳定性并设计了自适应回归小波神经网络的各权值参数在线学习算法.所提的控制算法有效地消除了模型不确定的影响,避免了复杂的求导计算和角加速度可测的要求,同时,控制系统设计过程中未涉及惯常奇异摄动双时标分解操作,在理论上适合任意大小的关节柔性刚度.最后,系统对比仿真试验证明了所提的级联智能控制算法优于惯常基于奇异摄动法和基于柔性铰补偿奇异摄动法的控制方案.

基于非线性级联系统的弹性关节空间机器人新型滑模控制

研究了双臂弹性关节空间机器人的改进型非线性干扰观测器(nonlinear disturbance observer,NDO)设计、新型自适应动态终端滑模控制和弹性振动抑制问题。首先,考虑空间机器人的关节弹性,基于非线性级联系统的结构建立弹性关节空间机器人模型,分为外环机械臂动力学和内环关节动力学,具有渐近稳定性。针对外环机械臂动力学模型,设计基于改进型NDO的新型自适应动态终端滑模控制算法。针对内环关节动力学模型,设计力矩反馈控制算法来抑制弹性关节振动。本文提出的基于非线性级联系统的自适应动态终端滑模控制算法具有良好的动态特性及较强的鲁棒性,可在关节柔性刚度较小情况下,快速完成弹性关节振动抑制,实现空间机器人轨迹的精确跟踪。系统仿真试验证明了本文控制算法的正确性。

整体弹性关节刚度系数的计算

导出了整体弹性关节旋转和拉伸刚度系数的计算公式,为微型或纳米运动机构设计及其动力学研究提供了基本工具。

多尺度法在时滞弹性关节机械臂非线性振动问题中的应用

针对非线性弹性关节机械臂,研究传动过程中的时滞效应对机械臂系统周期振动的影响.本文改进了具有弹性关节的非线性机械臂动力学模型,引入时滞参数,应用多尺度法,得到系统的近似解析解,考察了时滞对机械臂系统周期运动的影响规律.数值软件计算结果表明解析解与数值解具有较好的吻合度.从而验证了本文多尺度方法的有效性和正确性.