张建华 作品数:57 被引量:337 H指数:10 供职机构: 河北工业大学机械工程学院 更多>> 发文基金: 河北省自然科学基金 国家自然科学基金 国家高技术研究发展计划 更多>> 相关领域: 自动化与计算机技术 机械工程 金属学及工艺 理学 更多>>
酒醅抓取机械臂轨迹规划研究 被引量:1 2022年 酒醅出料工作是酿酒业生产环节中的必要工序,利用机械臂实现其自动化工作的难点包括工作空间狭长、酒醅形态松散易洒落。工作空间狭长,抓取末端需要进行多次抓取;易洒落,需要保证抓取末端的密闭性和抓取后运动过程中抓取末端姿态的可控性等。针对出料工作需要多次抓取的问题,提出了一种关节划分策略。依据关节重要性,划分关节类型并选择合适次数的轨迹规划算法;在满足机械臂运行性能的前提下,降低了每次抓取规划的计算难度。针对抓取末端的密闭性要求,设计了一种可以保证底部密闭的抓取末端。针对运行过程中对姿态可控性的要求,建立姿态调整模型,提高了机械臂基于关节空间下运动规划时末端姿态的可控性。 刘璇 吴兆敏 王唱 张建华关键词:关节空间 基于运动相对性的六足机器人机体运动规划 被引量:5 2015年 将处于支撑相的六足机器人视为时变的并联机构进行运动学分析,给出了姿态给定情况下机体工作空间的确定方法及边界方程。在此基础上基于运动相对性原理,提出将机体的运动规划转化为足端轨迹规划的方法,从而简化机体运动规划中逆解的求取问题,并通过仿真与实验进行了验证。结果表明:六足机器人在支撑相内机体的工作空间为至多是支撑腿条数个空心球体的交集,利用运动相对性原理对支撑相内机体的运动规划问题进行转化简便、可行。 李满宏 张明路 张建华 张小俊关键词:六足机器人 计及悬架和路面扰动下的轮式悬架移动机械手动力学研究 被引量:1 2013年 对轮式悬架移动机械手进行动力学研究。综合考虑移动载体的线弹性-阻尼悬架和不平路面等工况,结合轮式悬架移动机械手的约束方程,提取了系统独立坐标变量和关联坐标变量,构建出包含构件坐标变量的轮式悬架移动载体的驱动力模型,建立了轮式悬架移动机械手动力学模型,采用数值仿真对比研究了不同载体移动速度、不同线弹性-阻尼悬架和不同路面对动力学模型的影响。研究结果表明,载体的移动速度对其沿垂直方向的波动的中心位置影响大,悬架刚度和路面扰动对移动载体沿垂直方向的波动范围、移动载体的倾角变化范围、移动载体的驱动力的变化范围均有影响。 李蕊 张明路 孙凌宇 张建华 张小俊关键词:悬架 移动机械手 动力学 六足仿生机器人并联运动学分析 被引量:4 2015年 对六足仿生机器人进行并联运动学分析,机器人腿部具有三个关节,根关节、髋关节和膝关节。六足机器人采用三角形步态,当处于三足支撑阶段时机体为3-UR并联机构,利用旋量理论和指数积方法建立其正运动学模型,利用消元方法建立其逆运动学模型,得到该并联机构的显示逆解。利用运动学正解和逆解的关系验证了运动学模型的正确性。 于常娟 张明路 张建华 刘庆玲关键词:机器人 运动学 并联 旋量理论 自动聚焦系统研究 被引量:1 2011年 为了准确地确定聚焦平面位置,对自动聚焦技术中聚焦区域选择、聚焦评价函数的确定和搜索策略等关键部分进行了研究.针对聚焦区域,以一阶矩值为聚焦窗口中心,由具体处理的图像分辨率与图像内容决定聚焦区域范围;针对简单图片序列与复杂图片序列,对各种聚焦评价函数进行了仿真与验证;提出了一种改进的爬山法,充分利用聚焦评价函数指标陡峭区宽度与局部极值因子,同时设置两个搜索斜率阈值,为自适应修正搜索步长奠定了较好的基础.结果表明:Laplace聚焦评价函数与SML聚焦评价函数各方面性能优于其他聚焦函数;本文提出的搜索方法可以准确地搜索到焦平面的位置,可为后续基于图像分析操作的工业化与自动化奠定良好的基础. 李丽宏 张明路 张建华 魏智关键词:自动聚焦系统 一种快速精确的摄像机标定方法 2017年 摄像机标定是由二维图像获取三维空间信息过程中的重要步骤,是计算机视觉领域的研究热点。文中通过改进摄像机数学模型,提出一种快速精确的摄像机标定方法。该方法以平面标定法为基础,同时引入径向畸变和切向畸变以提高标定精度。在此基础上结合Open CV库,在Visual Studio 2015开发环境下实现了摄像机标定,并进行了实验验证,实验结果表明该方法具有较高的标定精度,计算速度快,过程稳定。 曹建锋 张建华 刘璇关键词:摄像机标定 OPEN CV STUDIO 透镜畸变 血管介入机器人导管递送力实时检测系统研究 2022年 针对血管介入手术机器人导管递送力检测问题,提出一种基于应力应变原理的导管递送力实时检测方法。首先,对导管递送力在介入机器人从端内部的传递过程进行了分析与建模,并得出导管递送力检测系统设计原则;其次,基于应力应变原理,设计了一种集成于介入机器人从端内部传动轴的扭矩传感器,并建立了数据采集与处理系统;再次,采用ATI高精度扭矩传感器搭建实验平台,对传感器进行了标定与校准实验;最后,进行了理想静/动态条件下的传感器测试实验,以及基于人体真实计算机断层扫描(CT)数据血管模型的模拟导管递送测试实验。结果表明,所设计的传感器系统在理想静态条件下平均相对检测误差为1.26%,理想动态稳定条件下平均相对检测误差为1.38%,可实现导管递送力高精度在线检测,对提高介入机器人手术安全性具有重要意义。 李辉 周浩 赵岩 张建华 张天晶关键词:血管介入 介入机器人 力反馈 基于二阶前馈外力观测器的机械臂碰撞策略 被引量:3 2019年 针对人机协作过程中的安全问题,提出基于改进广义动量的外力观测器进行外力检测的方法。建立了外力干扰下的简化柔性关节机械臂动力学模型,通过受力分析证实模型能够识别发生碰撞时的机器人关节等效外力。设计了一种二阶前馈外力观测器用来检测外力,并依据观测器的观测值设定了动态阈值,当观测值超过动态阈值的限定范围时,控制系统即认为碰撞发生,为保证操作人员和机器人的安全,将立刻切换到碰停模式,实现不同运动速度下的安全反应。通过UniversalRobot5(UR5)轻量机械臂实验平台,验证了外力观测器和动态阈值的有效性与可行性。 张建华 蔡灿 刘璇 张明路关键词:机械臂 碰撞检测 动态阈值 基于KPCA的膝关节多模式连续运动估计 2023年 为了实现不同运动模式下膝关节连续运动的有效估计,提出一种基于核主成分分析(KPCA)的下肢膝关节连续运动估计方法。首先,融合多维表面肌电信号时域特征获取不同运动模式下较为全面的运动信息;其次,采用KPCA方法进行肌电特征降维,获取与该类运动模式最为相关的主成分向量,并基于反向传播神经网络实现不同运动模式下膝关节连续运动的有效估计;最后,对5个实验对象的4种运动模式进行实验验证。结果表明该方法不仅可有效估计不同运动模式下膝关节连续运动角度,相对于PCA算法估计精度也有明显提高。 张建华 王豪 李克祥 王唱关键词:表面肌电信号 核主成分分析 硬脆材料磨削力建模研究现状与展望 被引量:2 2014年 硬脆材料由于其高硬度、高强度等良好力学性能和物理特性,在国防、机械等领域都有广泛的应用前景。硬脆材料磨削过程主要由塑性变形去除和脆性断裂去除组成,其加工机理分析相对塑性材料磨削过程较为复杂。磨削力作为磨削加工机理研究基本特征参数,与加工表面质量、砂轮耐磨性和材料脆性或者塑性去除的预测等均有紧密联系。本文对硬脆材料磨削力建模进行总结,并针对硬脆材料磨削力研究存在的问题,提出了硬脆材料磨削力研究的方向。 张建华 张硕 赵岩 魏智关键词:硬脆材料 磨削力 单颗磨粒