基于噪声卷积调制的SAR多区域灵巧干扰方法

针对传统噪声卷积干扰存在的压制区域位置在方位向上不能灵活控制的缺陷,提出一种基于噪声卷积调制的SAR多区域灵巧干扰方法。该方法对截获信号进行距离向移频、方位向移相以及与噪声模板的卷积调制处理,以控制压制区域的位置;后对截获信号进行不同频率、相位的噪声卷积调制处理,以控制压制区域的数量。理论和仿真结果表明,所提方法实现了压制区域位置在方位向、距离向上的灵活控制,并实现了单一干扰机对多个待掩护区域的干扰,提高了干扰增益,干扰效果较好,对实际工程应用具有一定的参考价值。

机器人灵巧手研究综述

机器人灵巧手可以模仿人类动作,完成复杂场景下的多种任务。机器人灵巧手的研究是开发智能人形机器人的关键技术之一。以机器人灵巧手的研究历程为核心,阐述了多指灵巧手的研究现状,分析了灵巧手的演化过程和研究进展。从自由度数目、驱动方式、机械传动方式和传感技术等方面探讨了灵巧手分类和特征,展望了灵巧手未来的发展趋势。

欠驱动灵巧手的优化设计及仿真分析

传统欠驱动机械手的运动空间相对固定、操作功能单一,对抓取物没有较强的自适应性,为此设计一种新的连杆式欠驱动灵巧手机构,并进行设计优化和仿真抓取实验。阐述了该灵巧手的整体机构设计及工作原理,其可实现包络和指尖两种抓取模式。根据手指的几何尺寸采用协同耦合方式设计手掌尺寸,利用可变手掌协同手指抓取,提高了灵巧手在抓取形状复杂和不同尺寸物体时的自适应性。基于虚功原理建立灵巧手单指各关节的接触力模型,针对抓取过程中存在的抓取力不足及抓取不稳等问题,使用NSGA-II优化算法对单指机构的杆长进行尺度综合。利用建立的虚拟样机进行仿真抓取实验,结果表明,该灵巧手具有较强的自适应性,能够稳定抓取多种形状和尺寸的物体。

多阶段联合的SAR图像灵巧压制干扰检测方法

合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)灵巧压制干扰将普通噪声干扰和转发式干扰技术相结合,不仅对干扰功率要求变低,还能够灵活控制干扰区域的形状、位置、能量和面积等,这对SAR图像解译的准确性造成较大影响。针对灵巧压制干扰形态多变、干扰特征鉴别性能受限,导致干扰难以被感知和检测的问题,本文提出一种多阶段联合的压制干扰检测方法。首先在分析灵巧压制干扰特性的基础上提取适用于干扰检测的灰度、尺寸和Gabor纹理等关键特征;然后采用分阶段处理方法提高检测效率,实现对不同面积、不同形状压制干扰的有效检测。实验结果表明,与改进CFAR算法、PCA等方法相比,关键特征组合能够提高干扰检测精度,分阶段方法能够提高干扰检测效率。

基于PSO算法优化模糊PID控制器的灵巧手抓取控制研究

随着仿生学的进展,机器人领域中五指灵巧手作为主要执行机构的重要性不断增强。然而,在抓取过程中,五指灵巧手常常面临内部作用复杂、速度缓慢和效率低等问题。为了应对这些挑战,该文提出了一种基于角度闭环模糊自适应控制算法。该算法采用模糊策略来推断灵巧手关节角度偏差与控制器参数之间的关系,并制定相应的模糊规则。通过实时调整控制器参数,该算法能够提高系统的稳定性和抓取效率。此外,通过建立ADAMS模型和相应的闭环控制系统,以提高实验过程的可视化程度。实验结果表明,通过采用粒子群算法(Particle Swarm Optimization Algorithm)优化模糊自适应PID算法并改进系统参数,相较于传统的PID算法,可以显著减少灵巧手在抓取过程中的关节抖动,并展现出更好的手指指尖接触力控制性能。

可侧摆腱驱五指灵巧手的设计与仿真

为了实现五指灵巧手对多种物体稳定抓取的目的,针对灵巧手结构复杂、成本高等问题,提出了一种基于蜗轮蜗杆驱动的手指侧摆方案,设计了一种以腱绳作为传动方案的仿人型五指灵巧手,具有驱动简单、质量轻、成本低等优点;利用D-H法建立了灵巧手指的运动学模型;且利用MATLAB的机器人工具箱,分析了手指的工作空间;利用ADAMS软件创建五指灵巧手的虚拟模型,分析了此单腱欠驱动灵巧手设计的有效性和抓取可行性。

椭球型果蔬柔性采摘灵巧手设计

为提高采摘灵巧手的作业通用性、减少采摘过程中夹取损伤现象,设计一种椭球型果蔬气动柔性采摘灵巧手。对手指部件进行有限元分析,对比手指尺寸和指尖推力间的关系,分析手指性能,并对该灵巧手进行硬件选型和电路设计,开发控制系统,制作气动采摘灵巧手样机,进行功能测试。灵巧手总重1 kg,小巧灵活,手指张开时间为2 s,40 kPa气压输入下夹爪闭合时间为3s。搭载试验平台,进行采摘试验。试验表明,三种椭球型果蔬进行采摘作业的采摘成功率在92.5%以上,采摘损伤率低于7.5%,该灵巧手具有一定的通用性,具有高成功率和低损伤特点。

波形梁护栏安全抓取灵巧手设计

针对高速公路护栏板安装过程机械化的需求,设计一种气动-磁吸附联合作用的灵巧机械手。该装置由手指式夹持机构和提升翻转手腕两部分组成,通过优化配置磁吸附模块和气动执行机构,实现对护栏板的容差适应,在电磁铁将护栏板提起的同时,机械卡爪也将护栏板抓紧,达到双重保障,通过反复测试实验,验证了该手爪能够保障护栏板操作过程的抓取安全与运动灵活。

让教育在真实、灵活的情境中发生——“灵巧劳动”课程的校本探索

劳动教育在学校教育中发挥着基础性、关键性作用。学校充分发挥劳动教育的育人价值,精心研磨富有特色的“灵巧劳动”课程,结合“日常生活劳动、生产劳动、服务性劳动”三大板块优化劳动实践,将劳动教育的理念和实践形式与其他“四育”有效融合,并形成“3+4+N”评价体系,多方面提升学生劳动素养。

基于ADAMS的机器人灵巧手建模与仿真

为由于传统的末端夹持工具无法满足复杂应用场景,通过SolidWorks软件设计了一款仿人手的机械夹持末端,将机械手的三维模型导入到ADAMS软件中进行基础的仿真测试,通过简单的捏取动作捕捉其基本特性。仿真测试结果表明,在实验条件下机械手能够正常完成预定动作,为仿人手的五指灵巧手应用于实际生活提供参考。

基于腱绳驱动的仿人灵巧手

针对仿人灵巧手依赖复杂驱动传动机械结构和控制方法,以及缺乏灵活性、适应性的问题,结合对人手结构与功能的分析,设计了一种仿人灵巧手。从灵巧手的传动和结构两个方面出发,利用柔性腱绳在扭绞过程中的缩短效应作为灵巧手的驱动方案,并研究灵巧手在腱绳传动下的结构设计,通过耦合机构设计实现手指的灵巧抓持。对手指的运动学、静力学进行推导,完成手指工作空间计算。最后进行了不同尺寸物体的抓持试验。结果表明,所设计的仿人灵巧手可在设计范围内对典型形状物体完成稳定、可靠的抓持,并为后续灵巧手抓取控制打下基础。

基于轨迹条件灵巧度的机械臂规格优化设计

文章基于轨迹条件灵巧度,对机械臂的规格进行了优化设计.通过遗传算法进行迭代优化,得到了最优的机械臂规格,使得机械臂在执行轨迹时具有更高的灵巧度和全域灵巧度.实验结果表明,经过优化的机械臂能够更加稳定和精确地执行轨迹任务,提高了工作效率和质量.

之江同心·科学家+企业家圆桌会议暨灵巧手标准筹备会顺利召开

为深入追踪灵巧手产业发展趋势,以标准推动企业形成发展合力,支撑产业高质量发展,全国信标委人工智能分委会人形机器人(具身智能)工作组联合组长单位上海人工智能研究院联合浙江省新昌县政府,于2024年5月30日举行“之江同心·科学家+企业家圆桌会议暨灵巧手标准筹备会”。来自高校及灵巧手企业的30余位专家参会。

柔性灵巧手的控制系统设计与仿真

针对软体机器人容易侧弯、刚度低、安全性差等问题,以三自由度软体驱动器为基础设计了一种具有上下弯曲和左右侧摆功能的柔性灵巧手,在此基础上建立了柔性灵巧手位姿方程,接着在分析了手指抓持策略后,提出并建立了一种灵巧手指力/位置控制系统,然后利用Simulink对控制系统进行仿真,最后完成实验验证。结果表明:灵巧手指力/位置控制系统满足实际力学特性要求,并且控制器参数中比例调节系数为7.5,积分调节系数为10000,微分调节系数为0时,系统具备最佳的控制性能。

一种具有良好灵巧性和触觉估计的三指机械手

针对传统三指机械手存在灵巧性较低、抓取姿态偏少且绝大多数难以获得较完整触觉估计的弊端,设计了一种基于滑块-摇杆机构的三指机械手。滑块-摇杆机构用于实现中节指骨和远节指骨的耦合运动,具有指尖力随手指弯曲程度增加而增大的特点,有利于三指机械手的稳定抓取;提出与传统偏航-俯仰型不同的翻滚-俯仰型掌指关节结构,用于手指的屈伸与转动,可丰富三指机械手的抓取姿态,提高其灵巧性;三指机械手整体结构设计便于触觉传感器及角度传感器的安装及走线,通过建立运动学模型,可获得所有触觉力的详细空间分布(位姿)信息,实现三指机械手的良好触觉估计。抓取姿态及抓取力实验证明,三指机械手具备良好的抓取性能及较高的实用价值;触觉估计实验证明,三指机械手可为未来机械手的精确控制提供充分的触觉信息。

仿人灵巧手的稳定抓取方法研究综述

作为引领新一轮科技革命和产业变革的重要抓手,人形机器人通过集成具有类人抓取能力的仿人灵巧手,有望在工业生产、家庭服务、反恐排爆等不同应用场景中辅助或代替人类进行精细、复杂的作业。针对不同应用场景下的仿人灵巧手稳定抓取方法研究展开综述,梳理不同结构仿人灵巧手稳定抓取构型的实现形式,总结仿人灵巧手基于外部传感/本体传感的接触状态分析与估计方法,归纳仿人灵巧手在与物体发生全局相对运动/局部相对运动下的抓取状态检测与识别方法,给出常用的仿人灵巧手稳定抓取控制策略。分析仿人灵巧手在接触、抓取过程中上述方法的应用优势及不足,讨论软体材料、动态场景等因素影响下仿人灵巧手稳定抓取方法研究面临的挑战,并展望了其研究趋势及在人形机器人上的应用。

基于轨迹灵巧度的机械臂尺寸优化

提出一种基于轨迹灵巧度指标的机械臂尺寸优化方法,能够提高机械臂在指定轨迹上的运动灵活性。在运动学分析、雅可比矩阵求解和笛卡尔空间轨迹规划的基础上,以轨迹条件数与轨迹条件数波动系数加权值为灵巧度指标,采用遗传算法对机械臂尺寸进行了优化。优化结果显示:优化后机械臂轨迹灵巧度提高了17.5%,同时机械臂全域灵巧度提高了11.0%。

腱绳驱动仿人灵巧手运动分析

针对在极端环境下代替人工进行作业的需求,文中设计了一种由腱绳驱动的灵巧手作为高效机器人末端执行器。通过效仿人体骨骼设计,由手掌中的微型电动机转动带动腱绳驱动灵巧手关节转动。对灵巧手分别进行了正逆运动学分析,采用D-H参数法,得到手指末端的位置信息;利用解析法求解雅克比矩阵;进行动力学分析,得出灵巧手控制的基础条件;运用蒙特卡罗法将各手指运动学方程推导计算结果可视化为手指运动空间,结果验证了运动学分分析的正确性,可为灵巧手智能化控制的发展提供参考。

一种改进抽样函数自适应滤波的抗灵巧噪声干扰方法

在灵巧噪声干扰环境中,线性调频脉冲压缩体制的机载雷达对目标回波形成极好的压制性和欺骗性干扰效果,导致常规的抗干扰措施无法在时域及频域分离干扰和目标回波。针对此问题,提出了一种改进抽样函数自适应滤波的干扰抑制方法。该方法首先通过差拍处理,将信号中的二次调制项消除,使信号和干扰在频域实现解耦分离。然后采用一种改进抽样函数的变步长滤波算法,滤除解耦后的回波信号分量,最后对消解耦前后的干扰分量,通过逆差拍处理恢复目标回波信号。所提出的差拍处理方法可在频域上有效分离目标回波和灵巧噪声干扰,并通过改进的抽样函数调节步长,使解耦前后的干扰实现有效的对消。仿真结果表明,采用该方法可有效地对回波信号分量滤波,干扰分量对消效果明显,并能在信干比较低的环境下仍具有良好的鲁棒性。

一种仿人形五指灵巧手的运动学封闭解与仿真研究

针对一种复杂结构的仿人灵巧手,利用几何分析方法建立了灵巧手的运动学解析模型,并借助数值仿真软件对建立的模型进行了分析与验证。该灵巧手具有五个独立活动的手指,每根手指的指关节通过连杆机构耦合,由直线伺服电机驱动完成手指的运动。论文通过分析手指驱动机构的几何关系对指间关节解耦,求解灵巧手的正逆运动学封闭解;基于Adams仿真软件,建立灵巧手的运动学仿真模型,仿真结果表明,求解的灵巧手运动学解析模型正确、有效,并在此基础上分析了五指灵巧手的工作空间。