外骨骼可以解决传统无人设备不能适应复杂环境的问题,将人体的运动敏捷性与机器的动力持久性相结合,提升野外工作人员的工作效率。查阅国内外相关研究的文献和资料,从中总结出外骨骼设计特点及需要研究解决的问题。作为运动辅助型外骨骼设备应该具有对人体运动快速跟随能力,以及在不改变人体运动状态的前提下给人体提供辅助动力的能力。对人体下肢的生物力学模型及运动学模型进行分析,得出了人体下肢的运动规律,通过分析讨论给出外...
作者:路晨曦; 张文志; 陈福民 期刊:《机械传动》 2020年第03期
为研究球形容器上双轮式机器人的运动控制问题,分析了机器人在球面上的运动特点。在机器人中心点处做切平面和法平面,将三维环境中机器人的运动分解并投影在二维坐标平面内进行运动描述,得到了球面上机器人的运动轨迹及速度,进而建立了机器人在球面上运动的数学模型。对运动学模型进行离散化,并在Matlab中进行仿真。仿真结果验证了模型的可行性,仿真过程的图形直观形象地显示了机器人的运动状态,这为机器人的运动规划提供了理论帮...
作者:丁宇; 杜玉晓; 黄修平; 卢冠雄; 曾春苗; 王洽蓬; 牛浩阳 期刊:《自动化与信息工程》 2019年第01期
双足机器人能够在不同地形行走,而稳定的步态是其适应不同地形的前提。首先,结合地形特点和机器人位置,计算稳定的动作,即在机器人行走之前完成动作预规划;然后,通过构建运动学模型、设计姿态、稳定性判断等步骤完成步态规划;最后,通过实验验证此算法可行。
作者:肖川 期刊:《山东交通学院学报》 2019年第04期
为了准确估计汽车的横向速度,利用七自由度汽车动力学模型、汽车运动学方程和Duoff非线性轮胎模型,建立包含噪声统计特性的汽车离散化动力学和运动学方程,提出2种方程联合的汽车状态联合估计算法。基于球面单形径向容积卡尔曼滤波(spherical simplex-radial cubature kalman filter,SSRCKF)和汽车动力学方程估计汽车的纵向速度和横向速度,以该纵向速度为量测输入,用容积卡尔曼滤波(cubature kalman filter,CKF)和运动学方程更精确...
作者:陈淼; 聂飞龙; 刘嘉辉; 张氢; 秦仙蓉; 孙远韬 期刊:《数学的实践与认识》 2019年第16期
为探究运动员跳水完成动作时间与体型的关系,根据角动量守恒原理建立了跳台跳水的运动学模型.首先利用欧拉角描述人体的姿态参数,随后结合旋转矩阵推导各姿态角速度之间的关系;将人体分为9部分,分别计算各动作下的转动惯量;利用微元分析法求解人体姿态参数进而得到运动员完成翻腾转体等动作的完成时间.该运动学模型的建立与分析为跳水动作难度系数的设置提供了参考,为具有腾空类体育动作的运动学参数计算提供了方法.
作者:王健; 于蓬; 王金波; 彭欣 期刊:《山东交通科技》 2019年第05期
针对某款车型的自动垂直泊车问题进行了研究。首先建立汽车倒车过程运动学模型,根据实测参数以及碰撞约束条件,推导垂直泊车的极限起始位置。然后基于模糊控制理论,建立基于驾驶员泊车经验的垂直泊车转向模糊控制器。进一步考虑实际泊车过程中传感器信号等噪声干扰的影响,对运动学模型进行卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter,EKF)优化。最后基于优化后的运动学模型进行了垂直泊车转向模糊控制仿真分析。仿真结果表明,结合扩展卡尔...
作者:陈皓; 何杰; 马凯; 黄琴 期刊:《电子设计工程》 2019年第24期
本文研究典型应用场景下电力现场作业的超宽带精确定位,提出一种基于BP神经网络补偿卡尔曼滤波的UWB精定位算法。首先在某段时间内利用定位系统测得全部采样时刻的初始观测解,得到初始观测解集;其次根据卡尔曼滤波器的状态方程,初始观测解集输入卡尔曼滤波器;最后用BP神经网络补偿卡尔曼滤波,在最小均方误差下求得定位系统的二维状态向量的估计值。通过仿真表明:该补偿算法在原卡尔曼滤波算法上提升了定位精度。
作者:王立玲; 董力元; 马东; 刘秀玲; 王洪瑞 期刊:《机床与液压》 2019年第21期
针对非完整轮式移动机器人运动中普遍存在的速度饱和约束,提出一种全局渐进稳定的反馈跟踪控制器。基于状态反馈构造新的虚拟控制量,利用Lyapunov定理构造运动学控制律;利用移动机器人速度饱和约束和受限控制参数实现其有界速度控制;进行了相应的稳定性分析。与不考虑速度饱和约束的控制器进行了仿真对比,结果表明:其实际轨迹更能平滑逼近其参考轨迹,提高了轨迹跟踪的精度。
作者:葛卫京; 杜东方 期刊:《装备制造与教育》 2016年第04期
本文以典型的具有两个旋转轴的正交五轴联动机床为例,利用机构运动学原理建立了一种机床的通用运动学模型,即:四个正交旋转轴和三个正交平移轴。通过齐次变换矩阵和正、逆运动学分析,得到了NC数据的完整的表达式,实现了刀位数据CL和NC数据之间的相互转换,为相应数控机床的刀位数据后置处理程序的开发提供了统一的空间坐标变换基础。
作者:冯德军; 韦鉴峰 期刊:《中国高新科技》 2017年第08期
文章根据轮式移动机器人具有非完整约束的特点,建立了全局坐标系下用直角坐标表示的非完整轮式移动机器人的位姿模型,基于位姿模型基础上对轮式移动机器人的运动学模型进行研究,提出了一种非线性状态反馈轨迹跟踪控制律,并设计移动机器人跟踪轨迹控制器,最后通过Matlab/Simulink仿真实验模块实现控制算法。
本文通过研究鱼类的游动推进机理、鱼类仿生学基础、鱼类运动学模型,阐述了以科加新月形尾鳍推进模式为理论基础,建立一种简化的仿生机器鱼运动推进模型。
作者:曹连民; 张震; 孙士娇; 郭徽; 张亚珠; 韩松松 期刊:《煤炭技术》 2018年第06期
针对截割头的钻进和摆动(以左右摆动为例)2种工况,在截割路线和位置移动变化等运动特性易于被直接表述的固定和动态空间坐标系中建立相应的运动学数学模型,分析得到速度、加速度等相关参数的影响因子。在此基础上,运用MATLAB仿真软件对截割头运动学特性进行了模拟仿真分析,对仿真结果进行整合分析,得出与实际工况条件相符的截齿运动轨迹、速度、加速度及合速度变化曲线,确定截割头向前掘进的合理速度值。
作者:周均; 徐进; 李芹英 期刊:《智能制造》 2005年第07期
一、概述 虚拟样机技术综合了多种先进方法和技术,因其在缩短产品的研发周期、降低成本以及提高企业效率等方面起到了明显推动作用而得到快速发展.从我国目前的情况来看,虚拟样机技术主要在汽车制造业和武器装备制造业中应用较为广泛,但也只停留在初步应用阶段.在其他的行业应用较少,主要是在专业研究机构和高校研究机构中应用.虚拟样机技术在一些较发达国家,如美国、德国和日本等已得到广泛应用,应用于汽车制造业、工程机械、航空...
车辆在行驶过程中由于受车载、路况、车体运动状态、环境变化等因素影响,使得通过建立数学模型来精确描述车辆动态过程变得非常困难,导致传统基于模型的控制方法难以适应车辆行驶过程中复杂的动态变化因素。针对车辆的动态目标位置跟踪特点,通过构建车辆动态目标位置的运动学模型,采用自适应预测控制方法(Model-free Adaptive Predictive Control, 简称MFAPC)研究车辆弯道保持系统中的动态目标位置跟踪问题,并基于MFAPC方...
作者:邓铭哲; 何登发; 李英强; 张煜颖; 张旭亮 期刊:《地质科学》 2018年第01期
华南板块北侧大巴山构造带和内部雪峰山构造带的关系是华南板块陆内构造变形研究的重要内容。香龙山背斜位于大巴山构造带和雪峰山构造带之间,记录了两构造带相互复合、相互协调的重要信息。为研究香龙山背斜的几何学、运动学特征,分析其形成机制,本次研究利用香龙山地区最新的地震剖面,结合地质图分析、浅表地质剖面绘制等手段,取得了如下结论:1)香龙山背斜为-短轴状背斜,背斜具有较为宽阔、平坦的顶部和较短的两翼,其西...
作者:吕恩利; 韦鉴峰; 王昱; 赵俊宏; 王飞仁; 刘妍华 期刊:《农业工程学报》 2018年第13期
为实现畜牧养殖环境全方位监测,开发了可实现轨迹跟踪的自主移动监测平台。以具有非完整约束特性的自主移动平台为研究对象,研究其轨迹跟踪问题。在平台的结构基础上,通过建立其运动学模型及误差模型,提出基于Lyapunov函数和反推(Backstepping)时变状态反馈控制方法的轨迹跟踪算法,实现自主移动平台转向轮转角和行驶速度的控制。仿真和试验表明:所提出的控制算法能使该平台较好的收敛于期望轨迹,当跟踪期望轨迹稳定后,控制参数...
作者:任伟; 江明; 孙龙龙; 王飞 期刊:《新乡学院学报》 2019年第03期
针对SCARA机器人在轨迹规划中存在轨迹不平滑和加速度不连续等问题,研究了其运动学建模和轨迹规划问题。采用D-H参数法和解析法构建了机器人正向和逆向运动学模型。分析了三次多项式插值算法与五次多项式插值算法的特点,在关节角度变化、速度变化和加速度变化的轨迹规划方面对这两种插值算法进行了比较。利用五次多项式插值算法研究了点对点(PTP)的轨迹规划问题。通过Robotics Toolbox工具箱仿真验证了建模方法的正确性。通过生成...
作者:王博; 黎柏春; 杨建宇; 于天彪; 王宛山 期刊:《哈尔滨工程大学学报》 2019年第02期
为了提高工业机器人的交互性,进行了构建具有三维可视化环境的人机交互系统研究。本文以6R机器人为对象建立了机器人运动学模型,利用矢量积方法推导了雅克比矩阵,为仿真和监控数据的可视化奠定了基础。给出了可视化环境的实现方案,设计了编译控制指令和仿真的算法流程,并以JOpenShowVar作为网络通信开发包设计了监控的通信结构。开发实现了机器人的仿真和监控系统,并进行了实验验证。实验结果表明该系统具有形象直观的人机交互环境...
针对机器视觉应用于公路复杂构造物检测时图像采集质量低、适应性差等问题,提出了一种基于机器人技术的空间位姿调整方案,研究了智能检测机械手的结构设计、数学建模等。基于复杂表面检测系统工作原理及关键技术,对机械手的总体结构、基座、工作平台及运动分支等进行了详细设计;面向应用需求建立了包含相机安装参数的智能机械手位姿补偿模型,基于各运动分支连杆参数建立了机械手运动学模型,给出了各主动输入量的数学表达式;通过数...
作者:周均; 徐进; 李芹英 期刊:《轻型汽车技术》 2005年第06期
本文首先运用ADAMS/View建立了整车运动学模型及动力学模型。模型验证成功之后,以制动性分析为例,对整车进行动力学分析。通过分析仿真结果,可以较全面的评价和预测整车的动力性能。同时提出对该软件的二次开发,通过开发新模块,以提高工作效率,缩短开发周期和降低成本。