基于足底压力和卷积长短期记忆神经网络的前交叉韧带断裂智能辅助诊断

1

作者 李玳 王天牧 +5 位作者 张思 秦跃 谢福贵 刘辛军 聂振国 黄红拾 《北京大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期109-117,共9页

提出一种基于卷积长短期记忆神经网络的深度学习模型PressureConvLSTM,用来提取行走过程中足底压力的空间特征和时序特征,并进行步态分类。通过对前交叉韧带断裂患者的足底压力数据分析,实现智能辅助诊断。结合临床数据的实验结果表明,P... 提出一种基于卷积长短期记忆神经网络的深度学习模型PressureConvLSTM,用来提取行走过程中足底压力的空间特征和时序特征,并进行步态分类。通过对前交叉韧带断裂患者的足底压力数据分析,实现智能辅助诊断。结合临床数据的实验结果表明,PressureConvLSTM模型对前交叉韧带断裂的辅助诊断,能够达到95%的预测准确度;与卷积神经网络等其他模型相比,准确度得到大幅度提升。 展开更多

关键词 智能诊断 前交叉韧带断裂 足底压力 深度学习 卷积长短期记忆神经网络

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一种新型虚拟中心并联机构的误差灵敏度分析 被引量：11

2

作者 谢福贵 刘辛军 陈禹臻 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第17期85-91,共7页

采用基于空间误差矢量链的误差建模方法,对一种新型虚拟中心并联机构进行了误差建模,获得各几何误差参数与终端输出误差参数之间的映射函数,在所建立的误差模型的基础上,分析各几何误差参数对终端输出误差参数的局部灵敏度系数和全局灵... 采用基于空间误差矢量链的误差建模方法,对一种新型虚拟中心并联机构进行了误差建模,获得各几何误差参数与终端输出误差参数之间的映射函数,在所建立的误差模型的基础上,分析各几何误差参数对终端输出误差参数的局部灵敏度系数和全局灵敏度系数,并将相应的误差灵敏度以图谱的形式直观的展现出来,通过对相应的分布图谱进行分析,得出各关键几何参数对该虚拟中心并联机构输出精度的影响程度,从而有效地指导机械设计阶段各零部件的公差等级的选择以及控制阶段系统输出误差的限定。 展开更多

关键词 误差建模 虚拟中心并联机构 误差灵敏度

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高灵活度五轴联动混联铣床的机构设计方法及应用

3

作者 谢福贵 汪劲松 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期24-24,共1页

在具有典型复杂空间自由曲面零部件的加工领域中，五轴联动混联铣床因其独特的结构形式和运动学特性而占据一定优势。本文以该类铣床为研究对象，根据典型应用需求，总结了混联铣床并联模块的自由度形式需求，针对原理构型综合和设计、... 在具有典型复杂空间自由曲面零部件的加工领域中，五轴联动混联铣床因其独特的结构形式和运动学特性而占据一定优势。本文以该类铣床为研究对象，根据典型应用需求，总结了混联铣床并联模块的自由度形式需求，针对原理构型综合和设计、冗余并联机构的性能分析与评价、参数优化设计等问题展开深入理论研究，将构型综合所得新型并联机构应用于五轴混联构型的设计中，进而开发了试验样机，并将铣床样机应用于铣削加工之中。旨在通过理论研究及应用试验促进少自由度并联机构的应用和五轴联动混联铣床的发展。主要内容如下： 展开更多

关键词 少自由度并联机构 典型应用 五轴联动 设计方法 铣床 混联 灵活度 空间自由曲面

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五轴数控机床空间定位精度改善方法研究现状 被引量：68

4

作者 李杰 谢福贵 +2 位作者 刘辛军 梅斌 董泽园 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期113-128,共16页

五轴数控机床空间定位精度受机床静、动态误差的综合作用,是影响工件加工质量的重要指标。综述了基于不同误差源数值特征描述的几种主流误差建模方法,分析与建模方法对应的几种误差灵敏度分析方法的特点。根据五轴数控机床的构成,分别... 五轴数控机床空间定位精度受机床静、动态误差的综合作用,是影响工件加工质量的重要指标。综述了基于不同误差源数值特征描述的几种主流误差建模方法,分析与建模方法对应的几种误差灵敏度分析方法的特点。根据五轴数控机床的构成,分别对平动轴和转动轴的误差检测和误差辨识方法进行了综述和分析。根据动、静态误差类型的不同,总结了现有几种主要误差补偿方法的特点。最终,综合误差建模、误差灵敏度分析、误差检测和辨识以及误差补偿五个方面,系统性地分析了现有五轴数控机床空间定位精度改善方法中尚需解决的问题,探讨了五轴数控机床空间定位精度改善方法未来的发展方向。 展开更多

关键词 五轴数控机床 定位精度 误差建模 误差辨识 误差补偿

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当前中国机构学面临的机遇 被引量：47

5

作者 刘辛军 谢福贵 汪劲松 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第13期2-12,共11页

工业4.0以及智能制造是工业发展的必然趋势,但它们的发展必然是要建立在单元化装备尤其是机器人和高端制造装备的高品质基础之上的。近两年,机器人高调卷土重来,市场前景巨大;高端制造装备尤其是高档数控机床在我国需求依旧迫切。但不... 工业4.0以及智能制造是工业发展的必然趋势,但它们的发展必然是要建立在单元化装备尤其是机器人和高端制造装备的高品质基础之上的。近两年,机器人高调卷土重来,市场前景巨大;高端制造装备尤其是高档数控机床在我国需求依旧迫切。但不管机器人还是高档数控机床在我国的发展仍然不容乐观,它们仍然低迷的共同特征是所必需的基础元器件和数控系统依赖舶来品,受制于人,关键功能部件例如摆角头、高性能减速器(例如RV减速器)等制造技术缺失,导轨、丝杠等部件可靠性和性能保持性不足。尤其是,由于结构原理以及实现技术的原因,摆角头和高性能减速器均是串联式高端机床和机器人的核心功能部件,极大地决定了机床和机器人的功能和性能,也是机床和机器人行业能否达到和赶超世界先进水平的重要屏障。机构学是装备结构设计的基础学科,机构创新是装备创新的根本,在我国机床与机器人需要跨越式发展的当前,机构学领域担负着重要的创新责任。结合机床与机器人的结构、功能和应用特点,分析和探讨我国机构学在现阶段面临的机遇,为我国机构学者的研究与工业界对高端装备的需求实现有效结合提供参考。 展开更多

关键词 机器人 高端制造装备 高档数控机床 基础元器件 关键功能部件

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并联机构中运动/力传递功率最大值的评价 被引量：43

6

作者 陈祥 谢福贵 刘辛军 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期1-9,共9页

并联机构的本质作用之一是在机构的输入端和输出端之间传递运动和力。对并联机构的性能分析需要从该本质功能出发,考虑机构运动和力的传递特性。在螺旋理论中,当运动旋量和力旋量进行互易积运算时,其结果表示该力在运动方向上的瞬时传... 并联机构的本质作用之一是在机构的输入端和输出端之间传递运动和力。对并联机构的性能分析需要从该本质功能出发,考虑机构运动和力的传递特性。在螺旋理论中,当运动旋量和力旋量进行互易积运算时,其结果表示该力在运动方向上的瞬时传递功率。结合能效系数法,可将瞬时传递功率和可能的最大传递功率之比定义相关的评价指标,用以分析并联机构的运动/力传递特性。该指标能否实用的关键问题之一是如何理解和求解可能的传递功率的最大值。根据并联机构中可能存在的不同形式的运动旋量和力旋量的组合,将功率最大值的求解问题分为五种情况,对每种情况的计算模型进行详细的推导与解释,尤其是当刚体的力和运动均为浮动的旋量(力旋量/运动旋量)时,提出改进后的特征点法,建立有效的求解模型。此外,以三个常见的并联机构为例,对机构中运动/力传递功率的最大值进行求解,以进一步说明所提计算模型的合理性和实用性。 展开更多

关键词 并联机构 运动 力传递 传递功率最大值 特征点法

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机电-刚柔耦合特性作用下线性进给系统动力学分析 被引量：9

7

作者 李杰 谢福贵 +3 位作者 刘辛军 刘大炜 李福华 姜忠 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第17期60-69,共10页

动力学特性是影响进给系统动态误差的关键因素。机电-刚柔耦合特性作用下动态误差的产生机理尚未得到系统性阐述,这使得进给系统动力学优化和动态误差抑制研究依然存在一定盲区。考虑线性进给系统的集中柔性和分布柔性特征,构建了进给... 动力学特性是影响进给系统动态误差的关键因素。机电-刚柔耦合特性作用下动态误差的产生机理尚未得到系统性阐述,这使得进给系统动力学优化和动态误差抑制研究依然存在一定盲区。考虑线性进给系统的集中柔性和分布柔性特征,构建了进给系统的机电-刚柔耦合动力学模型,通过数值仿真讨论了进给系统对阶跃信号和正弦信号的响应特性,分析了线性进给系统动态误差的产生过程及各类因素对动态误差的影响规律。所构建的机电-刚柔耦合动力学模型能够系统性地阐述动态误差的产生过程,可为直线进给系统动力学优化设计以及动态误差抑制研究奠定理论基础。 展开更多

关键词 进给轴 机电耦合 刚柔耦合 动力学特性 三环控制

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伺服冲床主传动机构构型及运动学优化设计 被引量：13

8

作者 周艳华 谢福贵 刘辛军 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期1-7,共7页

伺服冲床是一种高速高频高精的新型板材冲压机床,其主传动机构构型、尺寸、性能直接影响冲床的精度、效率、冲压力等主要工作性能参数。通过分析现有机构构型,对伺服冲床主传动机构进行构型设计,并分析两种不同类型的机构特点。总结目... 伺服冲床是一种高速高频高精的新型板材冲压机床,其主传动机构构型、尺寸、性能直接影响冲床的精度、效率、冲压力等主要工作性能参数。通过分析现有机构构型,对伺服冲床主传动机构进行构型设计,并分析两种不同类型的机构特点。总结目标函数法和性能图谱法两种优化方法的特点及适用情况,提出基于目标函数法的冲床主传动机构优化目标函数,并采用两种优化设计方法分别对两类主传动机构进行尺度综合,验证了不同类型机构的特点。该研究对伺服冲床主传动机构构型及优化设计提供了思路及方法。 展开更多

关键词 伺服冲床 主传动机构 机构构型 优化设计

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引入注意力机制的后交叉韧带断裂的智能辅助诊断

9

作者 李玳 王天牧 +4 位作者 张思 谢福贵 刘辛军 聂振国 刘振龙 《中国运动医学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2022年第11期833-840,共8页

目的:通过分析行走过程的足底压力数据,研究足底压力信息与后交叉韧带断裂的映射关系,从而实现借助足底压力对后交叉韧带断裂进行快速、准确的智能辅助诊断。方法:回顾性研究了北京大学第三医院2015至2017年收治的69名单纯左侧后交叉韧... 目的:通过分析行走过程的足底压力数据,研究足底压力信息与后交叉韧带断裂的映射关系,从而实现借助足底压力对后交叉韧带断裂进行快速、准确的智能辅助诊断。方法:回顾性研究了北京大学第三医院2015至2017年收治的69名单纯左侧后交叉韧带断裂患者、69名单纯右侧后交叉韧带患者,以及63名健康志愿者在行走过程中的足底压力数据。通过归一化等方法对足底压力信息进行预处理,然后通过引入注意力机制,采用自注意力结构,建立深度神经网络模型,实现对足底压力信息中隐式信息的特征编码与提取,并基于完整步态过程中足底压力最大值特征,对膝关节后交叉韧带断裂做出智能辅助诊断。结果:在数据处理后,得到1208段单纯左侧后交叉韧带断裂、1096段单纯右侧后交叉韧带断裂,以及964段健康人的足底压力数据,随机选择90%作为训练集,10%作为测试集。经过训练的神经网络在测试集上,对单侧后交叉韧带断裂的预测精度达到了92.02%。在测试集上,模型的曲线下面积(AUC)值达到了0.9820,显著高于使用传统卷积神经网络(CNN)方法得到的88.50%的预测精度和0.9218的AUC值。在可解释性方面,通过对训练过程的足底压力分布梯度进行可视化操作,可以观察到所提出的神经网络准确地提取了足底压力的边缘特征和重点压力特征区域。结论:借助采用了注意力机制的深度神经网络,能够有效地提取行走过程中足底压力信息的空间和时序特征,最终实现对后交叉韧带断裂的辅助智能诊断。这种基于人工智能的诊断方法具备显著的临床应用与研究价值。 展开更多

关键词 智能诊断 后交叉韧带断裂 足底压力 注意力机制 特征感知

原文传递

一种轻量化五轴全并联加工机器人研发与应用 被引量：1

10

作者 解增辉 梅斌 +2 位作者 毕伟尧 谢福贵 刘辛军 《物联网学报》 2021年第3期10-20,共11页

航空结构件、涡轮叶片等具有空间自由曲面特征的复杂零件是国防、航空航天、能源等领域装备的核心零件,通常具有材料去除率大、尺寸精度和表面质量要求高的特点。传统的串联式五轴加工中心在加工此类零件过程中会面临刀具过极点自动回... 航空结构件、涡轮叶片等具有空间自由曲面特征的复杂零件是国防、航空航天、能源等领域装备的核心零件,通常具有材料去除率大、尺寸精度和表面质量要求高的特点。传统的串联式五轴加工中心在加工此类零件过程中会面临刀具过极点自动回转和驱动轴动态响应速率不匹配两个问题。针对上述问题,从加工装备构型角度出发,充分利用并联机器人在结构紧凑性、刚度、运动灵活性、动态响应速率等方面的优势,开发了兼具姿态耦合运动和驱动轴动态响应速率匹配特点的轻量化五轴全并联加工机器人,并开展了其优化设计、运动控制、精度保证等关键技术研究,实现了复杂曲面零件的高效高质量加工,最后在航空工业成都飞机工业(集团)有限责任公司进行应用验证。 展开更多

关键词 五轴并联加工机器人 轻量化 姿态耦合运动 应用验证

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高灵活度五轴联动混联铣床的机构设计方法及应用 被引量：1

11

作者 谢福贵 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第14期88-88,共1页

在具有典型复杂空间自由曲面零部件的加工领域中,五轴联动混联铣床因其独特的结构形式和运动学特性而占据一定优势。本文以该类铣床为研究对象,根据典型应用需求,总结了混联铣床并联模块的自由度形式需求,针对原理构型综合和设计、冗余... 在具有典型复杂空间自由曲面零部件的加工领域中,五轴联动混联铣床因其独特的结构形式和运动学特性而占据一定优势。本文以该类铣床为研究对象,根据典型应用需求,总结了混联铣床并联模块的自由度形式需求,针对原理构型综合和设计、冗余并联机构的性能分析与评价、参数优化设计等问题展开深入理论研究,将构型综合所得新型并联机构应用于五轴混联构型的设计中,进而开发了试验样机,并将铣床样机应用于铣削加工之中。旨在通过理论研究及应用试验促进少自由度并联机构的应用和五轴联动混联铣床的发展。 展开更多

关键词 少自由度并联机构 典型应用 五轴联动 设计方法 铣床 混联 灵活度 空间自由曲面

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机器人化装备测量-加工一体化技术现状及展望

12

作者 王卓群 谢福贵 +1 位作者 解增辉 刘辛军 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期118-128,共11页

面对非结构化的加工场景以及多品种小批量复杂构件的定制化加工需求,机器人化装备需具备感知待加工件和加工场景的能力,对测量技术与加工技术的深度融合需求迫切,但目前尚无成熟的技术体系。本文围绕测量-加工一体化技术所涉及的测量数... 面对非结构化的加工场景以及多品种小批量复杂构件的定制化加工需求,机器人化装备需具备感知待加工件和加工场景的能力,对测量技术与加工技术的深度融合需求迫切,但目前尚无成熟的技术体系。本文围绕测量-加工一体化技术所涉及的测量数据获取、加工特征提取、加工方案生成和末端闭环控制4项关键技术进行综述,总结了测量-加工一体化技术的现状与面临的技术挑战,对测量-加工一体化技术在构建跨尺度测量场、优化数据驱动方式、集成多功能测量、拓展智能化应用等方面的发展趋势进行了分析和探讨。 展开更多

关键词 测量-加工一体化 机器人化装备 智能化加工 跨尺度测量

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面向智能制造的通用分布式四域数字孪生系统 被引量：4

13

作者 刘志峰 张月泽 +3 位作者 杨聪彬 黄祖广 张彩霞 谢福贵 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS CSCD 2022年第1期209-225,共17页

针对离散制造车间面临加工产品多样、数据服务计算实时性要求高、制造设备多导致难以实时反馈补偿的问题,依靠数字孪生虚拟与物理同步的特点,构建满足大量需求的高可用、高性能、高并发数字孪生参考模型。建立面向虚拟与物理模型多终端... 针对离散制造车间面临加工产品多样、数据服务计算实时性要求高、制造设备多导致难以实时反馈补偿的问题,依靠数字孪生虚拟与物理同步的特点,构建满足大量需求的高可用、高性能、高并发数字孪生参考模型。建立面向虚拟与物理模型多终端实时交互模式及信息时效分级规则,提出多终端虚拟交互模型,最终形成一种泛化性分布式计算服务数字孪生系统。并通过机床箱体加工线作为实际案例,验证本数字孪生系统,实现针对物理请求、实时响应、信息反馈、迭代演进的全闭环制造过程数字孪生平台,为之后的工厂数字孪生系统提供案例指导。 展开更多

关键词 数字孪生 分布式系统 多终端交互 容器编排系统

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行为机构学与高端装备创新设计

14

作者 刘辛军 于靖军 +2 位作者 谢福贵 赵慧婵 孟齐志 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第19期202-212,共11页

近年来,科技的迅猛发展对高端装备以及各类机器的环境适应性、交互能力等提出了更高要求,一类新的机构学研究方向——基于“交互特性”的行为机构学研究呼之欲出且迫在眉睫。在尝试阐述行为机构学内涵的基础上,重点展望行为机构学的6个... 近年来,科技的迅猛发展对高端装备以及各类机器的环境适应性、交互能力等提出了更高要求,一类新的机构学研究方向——基于“交互特性”的行为机构学研究呼之欲出且迫在眉睫。在尝试阐述行为机构学内涵的基础上,重点展望行为机构学的6个重点研究方向和两大核心科学问题,其中重点研究方向包括机构与机器的行为学基础与表征方法、适应性机构学理论、超材料/超结构、面向群体/群智行为的机构综合理论与技术、人-机器人共融的机构学基础、面向性能保障与增强的其他行为机构学基础等。通过对航空航天领域复杂加工、太空深海探测等几个典型应用场景的示例枚举,展现行为机构学研究潜在重要的科学与工程价值,行为机构学对高端装备的创新设计和应用可起到重要支撑作用。 展开更多

关键词 行为机构学 仿生机构 共融机器人 创新设计

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一种大型复杂构件加工新模式及新装备探讨 被引量：33

15

作者 谢福贵 梅斌 +2 位作者 刘辛军 张加波 乐毅 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第19期70-78,共9页

大型复杂构件是航空航天、能源、船舶等领域装备的核心结构件,此类构件通常具有尺寸大、形状复杂、刚性弱等特点。传统"分体离线加工-在线检测"模式存在工艺不稳定、过程复杂、柔性差、周期长等问题,以龙门式多轴数控机床加... 大型复杂构件是航空航天、能源、船舶等领域装备的核心结构件,此类构件通常具有尺寸大、形状复杂、刚性弱等特点。传统"分体离线加工-在线检测"模式存在工艺不稳定、过程复杂、柔性差、周期长等问题,以龙门式多轴数控机床加工为代表的"包容式"加工模式,难以适应大型复杂构件的高效高质量加工制造需求。提出一种基于移动式和吸附式机器人的多机协同原位加工新模式,通过多机器人系统自主寻位、精确定位加工与加工质量原位检测,实现大型复杂构件多安装面并行铣削、制孔与打磨等作业。多机器人系统包括移动式混联机器人、吸附式并联机器人、移动式串联铣削机器人、移动式双臂加工机器人和移动式打磨机器人。构建多机协同原位加工模式,需要揭示多机器人协同原位加工行为与大型弱刚性结构件质量控制的交互机理,面临着本体、测量、工艺和集成四个方面的挑战,需要设计高灵活、高刚度的移动式和吸附式加工机器人,解决移动机器人自主准确寻位和超大结构件原位高精检测难题,攻克加工变形误差在线补偿和振动抑制技术,通过集成实现多机协同高效高精加工,为大型复杂构件的高效高质量制造提供创新技术及装备,并实现此类构件制造核心技术及装备自主可控。 展开更多

关键词 大型复杂构件 多机协同原位加工 移动式混联机器人 吸附式并联机器人

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基于时变特性的数控机床综合误差建模方法 被引量：8

16

作者 李杰 刘辛军 +2 位作者 谢福贵 李卫东 朱绍维 《科技导报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期65-70,共6页

以立式B-A摆头五轴数控机床为例,根据机床误差元素的时变特性,研究一种能够反映静、动态综合误差的数控机床误差建模方法。将动态误差表达为与运动单元速度、加速度相关的傅里叶级数形式,并与静态误差结合,将运动副误差元素表达为静态... 以立式B-A摆头五轴数控机床为例,根据机床误差元素的时变特性,研究一种能够反映静、动态综合误差的数控机床误差建模方法。将动态误差表达为与运动单元速度、加速度相关的傅里叶级数形式,并与静态误差结合,将运动副误差元素表达为静态误差矩阵与动态误差矩阵的复合形式,利用多体系统理论构建了静、动态误差与刀具轨迹误差的映射关系模型。理论分析表明,基于时变特性的综合误差建模方法考虑了运动学、动力学两方面的影响因素,可以更准确地反映机床高速、高精加工过程产生的实际误差,从而为数控机床的误差补偿及控制参数整定奠定一定的理论基础。 展开更多

关键词 数控机床 误差建模 动态误差 误差补偿 控制参数整定

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现代科技创新研究模式探讨 被引量：3

17

作者 刘辛军 谢福贵 +2 位作者 杨迪 解增辉 孟齐志 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期1-10,共10页

科技创新是人类社会生产力发展的源泉,是社会进步的重要动力,开展科技创新方法论研究并探索科技创新研究模式,对于推动科技进步具有重大意义。基于古典哲学思想和辩证唯物主义方法论,探讨一种以揭示规律、创造发明、改造世界为指导思想... 科技创新是人类社会生产力发展的源泉,是社会进步的重要动力,开展科技创新方法论研究并探索科技创新研究模式,对于推动科技进步具有重大意义。基于古典哲学思想和辩证唯物主义方法论,探讨一种以揭示规律、创造发明、改造世界为指导思想的科技创新研究模式,表现为“寻其道、谋其术、求其魂、索其变、用其精”的辩证统一过程。在该模式的指导下,围绕航空航天等重点领域大型复杂构件的高效高质量加工重大需求,开展了科技创新研究实践,研制了移动式混联机器人并应用于此类大型复杂构件的原位柔性加工中。实践结果表明,该科技创新研究模式遵循了辩证唯物主义思想,在科技创新实践中是有效的,可作为科技创新的一种模式。 展开更多

关键词 科技创新模式 辩证唯物主义 古典哲学 移动式混联机器人 创新研究实践

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浅析当前基层国土资源执法监察的相关问题 被引量：2

18

作者 谢福贵 《才智》 2010年第27期240-240,共1页

中央提出"保发展、保增长、保红线"战略。然而经济的高速发展必然使调整经济杠杆手段之一的土地高速紧张,带来用地需求的急速增长,而保红线又成为经济高速发展的严重障碍。

关键词 国土资源执法 执法监察工作 用地手续 集体土地流转 伊通满族自治县 以租代征 乱占耕地 用地单位 管

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高速高负载并联机器人设计 被引量：2

19

作者 孟齐志 谢福贵 +2 位作者 刘辛军 袁馨 薛龙 《清华大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期416-426,共11页

食品和日化等领域存在大载荷桶装或袋装产品的两移动自由度搬运和装箱作业,降低了机器人自由度要求,但在机器人负载能力上提出了新的挑战。如何在构型综合层面实现机器人从无到有?如何在性能评价层面保障机器人从有到优?上述问题是研发... 食品和日化等领域存在大载荷桶装或袋装产品的两移动自由度搬运和装箱作业,降低了机器人自由度要求,但在机器人负载能力上提出了新的挑战。如何在构型综合层面实现机器人从无到有?如何在性能评价层面保障机器人从有到优?上述问题是研发高性能高速并联机器人的两大核心难题。该文围绕高速并联机器人的闭环支链优势特征,提出支链间耦合策略,建立了基于耦合策略的线几何图谱化高速并联机器人构型综合方法,实现了闭环支链型高速并联机器人构型设计;针对所设计的功能相同、结构近似的不同机器人构型,基于功率系数概念提出构型优选指标TSI (type selection index),实现了高速并联机器人的构型优选;根据上述研究指导了样机研发,并开展了实验研究与应用验证,测试表明:所研发的TH-UR2并联机器人具备高速高负载品质,在50 kg负载下其标准行程周期可达1.76 s,满足应用需求。 展开更多

关键词 高速并联机器人 高负载并联机器人 构型综合 闭环支链 性能评价 构型优选

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大型构件机器人原位加工中的测量方案概述 被引量：2

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作者 何雨镐 谢福贵 +1 位作者 刘辛军 张旭 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第14期1-14,共14页

面向大型构件的加工方案中,以加工机床为代表的“包容式”加工模式和传统的“分体加工”模式已无法满足高柔性、高效率以及加工质量稳定性和一致性的要求。移动机器人具有轻量化、模块化、灵活性高等优点,为大型复杂构件的高效高精原位... 面向大型构件的加工方案中,以加工机床为代表的“包容式”加工模式和传统的“分体加工”模式已无法满足高柔性、高效率以及加工质量稳定性和一致性的要求。移动机器人具有轻量化、模块化、灵活性高等优点,为大型复杂构件的高效高精原位加工提供了一种有效的解决方案。移动机器人原位加工过程通常包含自主寻位、精确定位加工与加工质量原位检测三个阶段,将机器人通过自主寻位引导至待加工位置,并精确定位加工,在加工完成后进行原位检测以缩短生产周期。围绕上述过程,对大型构件机器人原位加工中基于视觉和基于激光的测量方案进行综述。在移动机器人的定位导航中,基于视觉和基于激光的测量系统分别因其成本低和数据密度大而得以应用;精确确定刀具与工件的相对位置中,双目视觉相关理论与应用都较成熟,激光跟踪仪也表现出应用潜力;零件表面质量的原位检测中,基于激光技术的检测系统检测效率、精度高,是该过程的理想选择。但现有测量方案仍面临诸多挑战,且单一测量方法难以满足多变的测量需求,随着人工智能理论的发展,多测量手段集成是大型构件机器人原位加工中测量方法的发展趋势。 展开更多

关键词 移动机器人 原位加工 自主寻位 精确定位 表面质量检测

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