刘攀
- 作品数：10 被引量：34H指数：4
- 供职机构：哈尔滨工程大学机电工程学院更多>>
- 发文基金：国家教育部博士点基金国家自然科学基金黑龙江省自然科学基金更多>>
- 相关领域：自动化与计算机技术更多>>
- 绳索牵引并联康复机器人的建模与控制被引量：15
- 2009年
- 针对在康复训练过程中如何协调控制患者的骨盆运动轨迹问题,设计了一种绳索牵引并联康复机器人.在对机器人进行运动学和静力学分析的基础上,利用牛顿—欧拉法建立了机器人的动力学方程.在给出力分解模型的基础上,提出了一种力/位并行控制策略:位置环和力环分别用于实现患者骨盆运动轨迹和绳索张力大小的控制.最后对机器人控制系统进行了仿真分析,仿真结果表明,该控制策略不仅能满足对轨迹跟踪要求,而且具有很好的鲁棒性.
- 张立勋刘攀王克义张今瑜
- 关键词：康复机器人
- 基于绳索牵引的航天员机能训练机器人虚拟重力控制被引量：4
- 2010年
- 为了解决在微重力条件下长期生活的航天员的运动机能下降、肌肉萎缩和肌力衰退等问题,提出了一种基于绳索牵引的柔性Stewart式航天员机能训练机器人机构模型.在对机器人系统进行力学分析的基础上,提出了一种基于单绳索力闭环的准闭环虚拟重力控制策略,并在实验样机上进行了虚拟重力控制模拟实验.研究结果表明,该控制策略是可行的,可以在人体运动过程中实现虚拟重力加载控制.该研究为在微重力环境下通过机器人实现虚拟重力加载控制奠定了理论基础.
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- 3自由度绳索牵引并联机器人的工作空间分析被引量：2
- 2008年
- 给出了所设计的平面1R2T三自由度绳索牵引机器人模型,建立了其运动学的逆解模型。在对机器人进行可达工作空间分析的基础上,提出了一种基于矢量封闭原理的可控工作空间;同时在MATLAB环境下采用Monte-Carlo方法对可达工作空间和可控工作空间进行了仿真。仿真结果表明机器人的可控工作空间都落在可达工作空间范围内,验证了可控工作空间分析方法的可行性。该方法也适用于多自由度的绳索牵引并联机器人。
- 张立勋刘攀张晓超
- 关键词：并联机器人工作空间分析
- 绳索牵引骨盆康复机器人的骨盆刚度分析及骨盆运动轨迹规划研究被引量：2
- 2008年
- 针对绳索牵引骨盆康复机器人的骨盆刚度控制以及骨盆运动轨迹规划进行了研究。通过建立欠约束1R3T 绳索牵引骨盆康复机器人的力学模型,解出了绳索拉力的表达式,并分析拉力解中零空间拉力部分对骨盆刚度的影响,得出控制绳索拉力能够实现对骨盆的刚度控制,为以后实现柔顺性控制提供了理论依据;基于凸集理论分析了骨盆不同位姿所属空间性质的不同,依此对牵引绳索进行合理布置,以保证骨盆在规划运动空间内的刚度完全可控,并基于矢量封闭原理和绳索拉力平衡对工作空间进行分析;通过 MATLAB 仿真证明了骨盆规划轨迹中绳索牵引的可控性,得出了骨盆位姿及绳索长度的变化规律,分析了骨盆位姿对绳索长度影响的原因。其规划结果可为该机器人运动控制的研究提供依据。
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- 关键词：康复机器人刚度
- 人体骨盆位姿模拟机构的运动学分析及仿真
- 2009年
- 根据人体骨盆的运动规律,设计了一种4自由度人体骨盆位姿模拟机构。建立了人体骨盆位姿模拟机构的正运动学模型和逆运动学模型,并推导出了机构的雅可比矩阵。基于机构的运动学模型建立了仿真模型,并采用MATLAB/Simulink对人体骨盆位姿模拟机构进行了仿真分析。仿真结果表明:该机构方案是可行的,能够模拟人体骨盆的运动规律。同时仿真结果也验证了运动学模型的正确性。
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- 关键词：运动学模型
- 三自由度绳牵引平面并联机器人力/位控制研究被引量：4
- 2008年
- 针对三自由度平面绳牵引并联机器人在如何保持一定绳张力的条件下实现位置控制的问题进行了仿真研究。利用牛顿-欧拉法建立了机器人的包括电机在内的动力学方程。考虑到系统正常工作时绳需要具有一定的张力,给出了力分解模型,提出了一种力/位并行控制策略:力回路用于控制绳的张力大小,位置回路用于实现末端轨迹跟踪。最后对机器人控制系统进行了仿真分析,仿真结果表明,该控制策略不仅能够解决绳的张力问题,而且满足对轨迹跟踪要求。
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- 关键词：并联机器人
- 绳牵引康复机器人的工作空间分析与运动学研究被引量：1
- 2009年
- 针对在康复训练过程中如何协调控制患者的骨盆运动轨迹问题,设计了由4根绳牵引的3自由度绳牵引并联康复机器人。基于力/位混合控制的思想,给出了一种基于矢量封闭原理和特定的力/力矩条件的可控工作空间分析方法;用影响系数方法建立了绳牵引康复机器人的运动学方程,得出骨盆运动与绳运动的映射关系;并采用Matlab软件和Simulink工具对骨盆在步态运动过程中的运动轨迹进行了仿真研究。结果表明:该工作空间分析方法可以直观地判断绳牵引康复机器人的机构参数是否满足设计目的要求,绳的速度值和加速度值与骨盆的速度值和加速度值是同数量级的。
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- 关键词：绳牵引康复机器人运动学
- 绳索牵引康复机器人运动误差及仿真分析被引量：2
- 2008年
- 绳索牵引康复训练机器人具有柔顺性好的特性,满足人与机器人在同一物理空间时安全性的要求.通过绳索牵引控制骨盆的运动规律,使其与下肢步态运动相协调,同时提高受训者稳定能力.为满足训练效果,需保证骨盆运动精度,由此分析了绳索牵引康复机器人影响骨盆运动精度的因素,即绳索本身的弹性和绳索过轮的半径.依建立的绳索牵引康复机器人模型,得到绳索拉力的表达式,导出系统正逆运动学和动力学方程.分析了在弹性范围内绳索具有的拉伸刚度,明确其对骨盆运动精度的影响;通过不同位置时绳索变化量的方法证明了绳索过轮半径对骨盆运动精度的影响.利用MATLAB的建模仿真,分析了2个因素对骨盆运动精度的不同影响规律,提出了改进方法,得出减重外力对垂直轴加速度误差的影响.该分析为骨盆的控制做准备,同时具有普遍性,可为其他绳索牵引系统提供参考作用.
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- 关键词：康复机器人
- 绳索牵引康复机器人的动力学建模与控制被引量：7
- 2009年
- 针对在康复训练过程中如何协调控制患者的骨盆运动轨迹问题,设计了由4根绳索牵引的三自由度绳索牵引并联康复机器人.基于力/位混合控制的思想,利用牛顿-欧拉法建立了绳索牵引康复机器人的动力学模型.以轨迹控制为目标,用计算力矩法设计了基于刚性模型的位置控制器,就绳索的刚度对机器人系统性能的影响进行了仿真分析;以刚度控制为目标,推导了机器人系统的刚度矩阵,并对康复机器人进行了仿真验证.理论分析和仿真结果表明,系统的刚度与绳索的张力有关,调整绳索的内张力可以改变系统刚度,实现对机器人系统的柔顺性控制.
- 刘攀张立勋王克义张今瑜
- 关键词：康复机器人动力学建模
- 绳索牵引康复机器人样机的研制及实验研究
- 2010年
- 针对在康复训练过程中如何协调控制患者的骨盆运动轨迹的问题,研制了由4根绳索牵引的三自由度绳索牵引并联机器人样机,用来实现对患者骨盆平面运动轨迹的控制。建立了机器人的动平台力学平衡方程,在此基础上分析了机器人系统的刚度问题,提出了一种力/位并行控制策略——位置环和力环分别用于实现机器人动平台运动轨迹和绳索张力大小的控制,并对此策略进行了实验验证。实验结果表明,机器人的力/位控制策略是可行的,可以通过调整绳索的内张力来改变系统刚度,实现对机器人系统的柔顺性控制。
- 刘攀张立勋王克义万晓正
- 关键词：康复机器人
