欠驱动

摘要： 为帮助脑卒中患者进行手部康复训练,设计了一种欠驱动连杆滑槽外骨骼。从手部运动机制和康复理论出发,在结构设计、驱动设计、控制系统设计中,进行静力学与正逆运动学分析,并进行仿真和样机实验验证,研制了基于直线电机和连杆滑槽结构的外骨骼。该外骨骼在使用驱动少、结构轻便的情况下能支持手部多个自由度的运动,提高患者穿戴该外骨骼的舒适度。

摘要： 提出了一种基于全球定位系统(GPS)和惯性测量单元(IMU)的欠驱动无人水面艇(USV)动力定位方法。先根据技术要求设定一个动力定位半径,再通过全球定位系统(GPS)和惯性测量单元(IMU)获取USV的位置与航向,计算出偏差距离和航向偏差角作为控制变量输入控制器中;当偏差距离大于或等于前述动力定位半径时根据不同的航向偏差角制定不同的运动规则,调整USV的动力输出,使USV回到动力定位区域,反之则停止动力输出。仿真实验、实际水面实验和2019中国无人船公开赛的比赛结果验证了所述动力定位方法的实用性和鲁棒性。

摘要： 针对目前坛装酒生产企业中对酒坛的包装、码垛、泥封等工作任务都是由工人独立完成,存在生产效率低、劳动强度大等特点,设计一种基于仿生学原理的仿生机械手代替人工完成对酒坛的抓取并完成相应的生产工作。首先,基于酒坛的抓取要求,采用模块化的思想进行确定仿生机械手的抓取方案;然后,利用SolidWorks软件建立仿生机械手模型,并建立相应的运动学方程;最后,应用MATLAB软件对机械手整体模型进行运动仿真分析,以验证机械手抓取酒坛的可行性与稳定性。实验结果表明,机械手的设计合理,满足实际生产需求,为酒坛抓取提供了一种可行的抓取装置。

摘要： 针对目前仿生手指夹持范围有限而影响抓握大型物体的问题,设计了一款基于欠驱动具有四指侧摆运动能力的新型仿生假手。手指的内收外展功能由连杆机构实现,可实现了更大的抓取范围及灵活度;拇指处设有转向机构,可实现拇指的侧摆,配合其他手指完成外展和内收等动作。通过仿真软件Matlab和Adams进行手指运动学分析,仿真结果表明该机构运动稳定,能够很好完成手指屈伸运动,且手指的侧摆角度范围符合人体结构特征工况,验证了设计的合理性。研究结果为智能仿生假手的结构设计提供了新思路。

摘要： 水下仿生机器人具有高效率、高机动性、低噪声等优点,针对仿生机器鳗鱼存在设计复杂、控制难度大等问题,该文提出了一种新型欠驱动机器鳗鱼的控制方法。首先,基于主动加被动的仿生机构推进原理,设计了两段主动体与两段被动顺从体相结合的机器鳗鱼仿生机构;然后,在仿真环境中进行建模,利用深度强化学习算法进行数据收集和训练,选择表现良好的神经网络在仿真环境中进行控制测试,从而得到机器鳗鱼的控制函数;最后,通过对比实验,验证了该文设计方法的可行性以及控制函数的有效性,实现了对机器鳗鱼的控制。

摘要： 本项目是用于采摘水果的机械手,尤其用于采摘苹果。 该方法的设计目的在于提高苹果采集过程中的采摘效果,节省成本。 在果品采集过程中易发生机械设备伤害,而机械设备伤害会导致微生物入侵,是烂果的主要因素,一年的损失约数百亿人民币。 由于机器手臂是和果蔬直接接触,所以设计一个既轻便易用又对果蔬伤害较小的机器手变得尤为重要。

摘要： AUV系统运动模型是进行导航和控制的前提。针对六自由度欠驱动AUV系统,首先建立AUV系统数学坐标模型,并对体坐标系和大地坐标系下的运动方程进行转换;然后将AUV系统视为刚体,各种水动力、阻力、浮力、推进力和环境干扰等视为外力,建立运动学模型;接着根据动量和动量矩推导出系统的动力学方程;最后对建立的系统模型在姿态、航向速度和深度等方面进行控制,验证所建立模型的正确性和实用性。

摘要： 针对市场上灵巧手结构复杂、体积大等弊端,设计了具有欠驱动的三指智能灵巧手,实现一个电动机控制2个关节运动。可分别控制3根手指,能够适应异形物体抓取,机械自锁的结构可提高抓取可靠性。灵巧手内部集成多种传感器,可测量指尖力矩和关节运行角度,通过软件算法实现掉落感知、防脱落、防碰撞和人机协作等功能。在硬件方面设计了驱控一体板卡,大大缩小了灵巧手体积。经过两代样机研制,验证了智能三指灵巧手功能的可靠性。

摘要： 自主控制是航天器控制系统设计追求的一个重要目标.针对在有限配置资源下如何最大程度提高控制系统中执行机构的控制能力这一问题,提出了一种基于故障及欠驱动情况的反作用轮配置优化方法,该方法综合考虑了反作用轮在正常、故障及欠驱动阶段的控制能力.首先,根据反作用轮配置优化的目的对简洁的4轮装反作用轮进行配置优化问题的描述;其次,根据反作用轮在整个寿命阶段可能发生的故障情况,对4轮装反作用轮在故障阶段的控制能力进行具体的分析;然后,根据其在每个故障阶段的控制能力建立反作用轮配置优化模型,从而求解出反作用轮在整个寿命阶段下的最优配置;最后,利用该方法对一工程实例进行配置解析,并针对可能发生故障的3种工作阶段进行仿真验证.仿真结果表明,本文所提出的配置优化方法能够有效实现航天器的自主运行,证明该方法可行和有效,具有一定的工程应用价值.

摘要： 针对太空狭小复杂的环境,提出一种基于绳索欠驱动的连续型机械臂,可降低驱动数量,适当降低控制难度,减小空间操作机械臂的体积和质量,同时可实现较大臂长.开展连续型机械臂的运动学分析与仿真,利用蒙特卡洛法得到连续型机械臂的工作空间;通过运动学映射关系,得到驱动绳索的控制位移量;通过力学分析得到驱动绳索的拉力,为后续试验提供了控制基础.

摘要： 主要针对欠驱动机器人的几何路径轨迹跟踪问题进行了研究,控制目标为使机械臂末端从初始位置沿着特定轨迹运动到期望位置.建立了操作空间下及路径坐标系下的系统动力学方程．动力学方程中关节角度变量用路径参数变量代替,即在控制过程中只需对路径参数变量进行控制.对每个路径参数变量设计相应的控制规律,在驱动力矩受限情况下,利用控制规律相互切换的思想,当其中一个参数不易受控时切换到另外一个控制律,最终实现了轨迹跟踪的操作任务.最后以平面3R欠驱动机器人为例进行仿真实验,仿真结果验证了方法的有效性.

摘要： 本文研究了带有欠驱动关节平面三自由度杆的非完整运动规划问题.该系统中欠驱动杆的动力学约束是二阶非完整的,通过控制欠驱动关节的加速度,并考虑撞击中心的运动,欠驱动杆可产生三种不同形式的运动.从而建立一种开环运动规划方法,实现系统从一种初始状态到另一种目标状态的运动规划.仿真试验验证了该方法的有效性与可行性.

摘要： 研究了欠驱动VTOL(垂直上升和垂直着陆)空间飞行器在各种输入耦合时的非线性跟踪控制问题.VTOL空间飞行器是具有三个自由度,两个控制输入的欠驱动系统.首先,通过控制输入和坐标变换,系统的动力学方程被变换成二阶链式形式.其次,利用后推法(backstepping)的思想推导出保证系统渐近收敛于给定轨迹的时变反馈控制规律.该方法将系统分解为低阶子系统来处理,利用中间虚拟控制变量和部分Lyapunov函数简化了控制器的设计.仿真结果证明了所设计控制器的有效性.

摘要： 采用欠驱动自适应原理研制了与成年人手大小相仿的五指残疾人假手，所设计的假手结构简单，重量轻，适应性强，它既可以作为残疾人假手，也可以应用于仿人形机器人末端操作器。根据虚功原理建立了3自由度欠驱动手指的准静力学模型,并应用该模型分析了食指的受力情况。

摘要： 在系统总角动量不为零的前提下,仅带两个飞轮的航天器无法实现三轴姿态稳定控制.本文首次提出在系统总角动量不为零时,存在最大程度姿态稳定形式为航天器本体三轴角速度稳定,同时航天器的某一体轴指向任意给定惯性方向。利用一种新的姿态描述形式推导出了角速度为零时航天器的目标姿态,然后基于线性化后的系统设计了LQR控制器.数值仿真表明姿态稳定方案的可行性和控制方法的有效性.

摘要： 本文根椐欠驱动和耦合原理设计了仿人假手的手指。该手指包含三个关节，通过一个电机的驱动可以实现对物体的包络。同时还分析设计了中指、无名指和小指的三指联动机构，该机构使这三指在一个电机驱动的情况下，能够包络形状比较复杂的物体。通过实验证明，该手指和三指联动机构在抓握时有很强的自适应能力，能够实现对复杂物体的包络和力量抓握。

摘要： 本文基于欠驱动和耦合原理设计了一个和人手相似的、五指的、具有多感知功能的生物机电一体化假手。其中，拇指和食指分别由一个电机驱动，其余三个手指由一个电机驱动。该多自由度手共有13个关节组成。通过一个电机驱动，拇指可以在抓握时沿一锥面运动，这在外观上具有相当的优越性。通过一个电机的驱动和弹簧的传动，中指、无名指和小指可以包络形状比较复杂的物体。并且在设计中充分考虑了假手的外形美观，并进行了手套的设计。在假手的控制方式上，其抓握既可以通过蓝牙无线传输方式由语音信号控制，又可以像现有的很多假手一样由肌电信号控制。通过实验证明，该假手在抓握时有很强的自适应能力，并且能够实现对复杂物体稳定的包络、精确抓握和力量抓握。

摘要： 摆长时变的龙门吊车负载定位控制问题涉及小车位置和摆长位置的伺服控制及吊车负载的防摆控制,对此,本文给出一种部分非线性解耦的控制方法;对直接驱动的小车位置和摆长位置部分,基于精确线性化和全状态反馈的方法设计控制器,保证其伺服性能;对欠驱动的负载摆动部分通过对小车位置控制器的再设计,保证其有效消摆.仿真实验证明了该方法的有效性.

摘要： 本实用新型涉及LED驱动电源的输入欠压过压保护电路及LED驱动电源。该保护电路中电压采样电路的输入端连接电压输入端VIN，电压采样电路的第一输出端连接欠压保护开关电路的输入端，欠压保护开关电路的输出端连接PWM控制芯片U1的电流检测引脚；电压采样电路的第二输出端连接过压保护开关电路的输入端，过压保护开关电路的输出端连接PWM控制芯片U1的电流检测引脚。欠压保护开关电路和过压保护开关电路根据电压输入端VIN的输入电压进行导通和断开，进而PWM控制芯片U1控制DC/DC变换电路的输出。本实用新型的LED驱动电源在一定的输入电压范围内工作，使LED驱动电源在出现异常时让电源停止工作，从而保护LED驱动电源及整个电子产品的安全，提高可靠性。

摘要： 本发明涉及拟人机器人技术领域，提供了一种刚柔耦合欠驱动手指及三指欠驱动机器人手，主要包括手指支撑架、第一指节、第二指节和第三指节依次可转动连接，第二指节与第三指节构成四连杆机构；第一拉簧分别与手指支撑架和第一指节相连；第二拉簧分别与第一指节和第二指节相连，第二拉簧的弹性系数大于第一拉簧；柔性带的第一端与第二指节相连，柔性带的第二端与牵拉机构相连。本发明通过柔性带的牵拉运动实现手指的弯曲与伸展，并且柔性带直接与物体进行接触抓取，由于柔性带本身的柔顺特性，可以保证柔性带与物体能够形成较大的接触面积，提高了抓取不同形状、软硬及大小物体的自适应能力。

摘要： 本发明涉及一种具有侧向自由度的欠驱动双足机器人多模式欠驱动弹性脚。用于解决在三维欠驱动双足机器人行走过程中出现的侧向偏转问题，保证机器人行走过程中的侧向平衡，起到了缓冲的作用。本发明主要由上、下两平板(5，11)组成，在上、下两平板(5，11)之间的内外两侧装有两个同类型的弹簧机构，其中的外侧弹簧(9)的弹性系数小于内侧弹簧(15)的弹性系数，在下平板(11)上安装有滚轮机构，并在下平板(11)的后面和踝关节上方小腿(1)之间安装一弹簧，在弹性脚的下平板(11)上装有接触开关，弹性脚的踝关节与小腿(1)相连处为点足接触。

摘要： 具有形状自适应的欠驱动机械手指装置及高欠驱动机械手指装置，属于拟人机械手指装置技术领域。包括第一指节、欠驱动关节和第二指节；欠驱动关节包括主动滑块、关节齿轮轴、齿条、弹簧；关节齿轮轴设置在第一指节和第二指节之间并与第二指节固接；主动滑块镶嵌在第一指节中，齿条固接在主动滑块上并与关节齿轮轴上的齿轮啮合；弹簧设置在第一指节与主动滑块之间。该装置可以作为机器人拟人手的一个手指或手指的一部分，也可以串联起来构成高形状适应性和高欠驱动的手指，用以实现机器人拟人手以较少驱动器驱动较多的手指关节自由度，并具有抓取不同形状、大小物体的自适应性，该装置结构简单、可靠，体积小、重量轻，仅需较低的控制系统要求。

摘要： 本发明涉及爬行机器人技术领域，具体地说是一种单电机驱动的绳驱式欠驱动攀爬机器人，其中前轮组件设于底盘前端，底盘后端设有辅助轮，侧肢节分设于底盘两侧，单电机驱动机构设于底盘上，且单电机驱动机构设有输出轴，所述输出轴前端通过前轮离合器与蜗杆相连，在前轮组件上设有蜗轮，且蜗杆与所述蜗轮啮合，输出轴后端通过抱持离合器与侧肢节驱动轴相连，侧肢节分别通过钢丝驱动，且所述钢丝缠绕于侧肢节驱动轴上，前轮离合器内设有前轮离合弹簧连接输出轴和蜗杆，抱持离合器内设有抱持离合弹簧连接输出轴和侧肢节驱动轴，所述前轮离合弹簧和抱持离合弹簧旋向相反。本发明利用单电机驱动机器人行走和抱持，结构大大简化且自适应能力强。

摘要： 本发明涉及指根节和指尖节协同驱动的柔性欠驱动机械手，包括上座板和底座板，两者之间通过导向联结杆固定成整体，上座板上间隔安装两个丝杠轴伺服电机，两个丝杠轴伺服电机的丝杠分别通过丝杠螺母座连接中空指尖驱动板和指根驱动板，中空指尖驱动板和指根驱动板各安装有两个直线轴承，四个直线轴承中分别固定所述四根导向联结杆；还包括柔性手指，其头部固定安装在中空指尖驱动板上，中部通过指根铰链座与底座板连接，尾部通过弯杆铰链座与所述指根驱动板连接，两个丝杠轴伺服电机通过丝杆螺母机构将旋转运动转化为直线运动，分别驱动柔性手指指根节、指尖节转动，可靠抓持状态尺寸各异的物体、抓取范围广，具有柔性自适应的效果。

摘要： 本申请公开了一种欠驱动手指及欠驱动多指手抓取系统，属于欠驱动手指技术领域。包括手指基座，手指基座设置有第一驱动机构，第一驱动机构带动与其连接的中间指节、驱动中间指节沿手指基座的宽度方向转动；中间指节内设置有传动机构，第一驱动机构通过传动机构带动与传动机构连接的末端手指、驱动末端手指沿中间指节的宽度方向转动。实现了欠驱动手指狭小空间的紧凑结构设计，提升精度和可靠性，抓取效果好；欠驱动手指均通过手指旋转轴与上盘螺纹链接，降低了结构的复杂性，电气信号线通过手指基座和手指旋转轴的过线孔进行模块间的连接。解决了现有技术中存在的“传动机构难以实时预紧、刚性差、实际抓取效果差，难以完成高质量抓取”的问题。

摘要： 本发明涉及拟人机器人技术领域，提供了一种刚柔耦合欠驱动手指及三指欠驱动机器人手，主要包括手指支撑架、第一指节、第二指节和第三指节依次可转动连接，第二指节与第三指节构成四连杆机构；第一拉簧分别与手指支撑架和第一指节相连；第二拉簧分别与第一指节和第二指节相连，第二拉簧的弹性系数大于第一拉簧；柔性带的第一端与第二指节相连，柔性带的第二端与牵拉机构相连。本发明通过柔性带的牵拉运动实现手指的弯曲与伸展，并且柔性带直接与物体进行接触抓取，由于柔性带本身的柔顺特性，可以保证柔性带与物体能够形成较大的接触面积，提高了抓取不同形状、软硬及大小物体的自适应能力。

摘要： 本发明涉及一种具有侧向自由度的欠驱动双足机器人多模式欠驱动弹性脚。用于解决在三维欠驱动双足机器人行走过程中出现的侧向偏转问题，保证机器人行走过程中的侧向平衡，起到了缓冲的作用。本发明主要由上、下两平板(5，11)组成，在上、下两平板(5，11)之间的内外两侧装有两个同类型的弹簧机构，其中的外侧弹簧(9)的弹性系数小于内侧弹簧(15)的弹性系数，在下平板(11)上安装有滚轮机构，并在下平板(11)的后面和踝关节上方小腿(1)之间安装一弹簧，在弹性脚的下平板(11)上装有接触开关，弹性脚的踝关节与小腿(1)相连处为点足接触。

摘要： 本发明请求保护一种绳线驱动型的欠驱动仿生五指机械手的自适应性装置，包括一镂空手掌，还包括：手指牵引线绳、滑轮、滑块、直线导轨及滑块驱动线，所述镂空手掌内部的上下底面均设置有平行的导轨固定槽，用于放置并且固定直线导轨，直线导轨分为上导轨和下导轨，所述滑轮可滑动的设置于上导轨和下导轨之间，所述上导轨和下导轨上还分别设置有用于安装滑块的凹槽，滑轮设置于两个滑块之间，所述每个滑轮上设置有两根手指牵引线绳，用于控制两个手指进行弯曲，滑块驱动线与滑块相连接，用于牵引滑块在直线导轨上运动。本发明专利采用简单、低成本动滑轮系统，即可有效保证欠驱动机械手的自适应性。