刘芬 作品数:46 被引量:72 H指数:5 供职机构: 天津工业大学 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 天津市自然科学基金 河北省科技计划项目 更多>> 相关领域: 自动化与计算机技术 金属学及工艺 文化科学 机械工程 更多>>
基于观测器的微创机器人从操作臂零力控制方法 2025年 针对现有的微创外科手术机器人因从操作臂关节内部阻力和其自身重力而导致医生术前调整困难,且存在一定安全隐患的问题,提出了一种基于柔性关节动力学模型和龙伯格状态观测器的零力控制方法。首先,建立了包括摩擦和关节柔性在内的从操作臂动力学模型,通过最小二乘法辨识了动力学模型参数。其次,为快速准确获得关节速度和加速度,建立了柔性关节等效状态空间模型,并设计了龙伯格观测器。最后,进行了相应的仿真和零力控制助力调整实验,结果表明,所提出的零力控制方法有效,能够补偿调整过程中的大部分阻力,提高了术前调整效率,并保障了术前操作安全。 桑宏强 路炜 刘芬 黄芳关键词:微创手术机器人 柔性关节 一种直线伸缩机构 本发明涉及一种直线伸缩机构,特别适用于高低温视场遮挡装置中的直线伸缩机构,包括伸缩杆组件、伸缩杆紧固件、遮挡盘连接件和传动轴连接件四部分;所述伸缩杆组件包括杆件一、杆件二和杆件三,杆件一嵌入杆件二之中,杆件二嵌入杆件三之... 桑宏强 刘玉兵 杨世明 刘芬 于佩元 游宇嵩文献传递 一种具有远程中心运动的新型自动前列腺活检机器人 本发明公开了一种具有远程中心运动的新型自动前列腺活检机器人,主要涉及前列腺活体组织检查领域,解决前列腺活体组织检查时创伤大、易感染的问题,所述定位模块安装在机器人固定模块上;所述成像模块安装在定位模块上;所述姿态调整模块... 桑宏强 韩帅 金国光 张新建 刘芬 任奎源 杜南星 刘玉兵文献传递 一种六自由度丝传动微创手术器械的设计 被引量:5 2017年 为了更好地满足微创手术器械对运动灵活性和工作空间的要求,设计了一种六自由度丝传动微创手术器械。此手术器械的6个自由度包括:肩关节偏转自由度、肘关节俯仰自由度、腕关节俯仰自由度、自转自由度、指关节偏转自由度和手指的开合自由度。本微创手术器械在手指部分设计了快换手指,可以有效的节约在手术过程中更换手术器械的时间,同时减少了手术器械的成本。在手术器械结构设计的基础上对手术器械进行了运动学和工作空间分析。最后进行了运动学仿真,通过比较Solid Works仿真和MATLAB运算中得到的三维空间手术器械末端运动轨迹,验证了手术器械结构的合理性和运动学的正确性。 桑宏强 常丽敏 刘芬 杨铖浩 许丽萍关键词:手术器械 运动学分析 微创手术机器人主操作手设计与优化 被引量:1 2024年 主操作手作为机器人辅助微创外科手术中人机交互的唯一接口,提高其灵活性和紧凑性,对手术效果具有重要意义。设计了一款8自由度(Degree Of Freedom,DOF)串联型主操作手,其能够实现位置、姿态和开合力矩输出。采用改进的D-H参数法和解析法,分别建立了主操作手正运动学和逆运动学模型,并通过蒙特卡洛法分析了主操作手工作空间,验证了其设计要求;求解了主操作手雅可比矩阵,基于全局灵巧度指标和工作空间利用率指标,定义了主操作手的综合性能指标;利用遗传算法对主操作手的关键连杆尺度参数进行了优化。结果表明,优化后主操作手的综合性能指标相对于优化前提高了18.41%;主操作手在满足工作空间设计要求的基础上,机构更加紧凑且具备了良好的运动性能。 刘芬 宋立强 黄芳 韩瑞 桑宏强关键词:运动学 参数优化 一种带有重力补偿的直驱主操作手 本发明公开一种带有重力补偿的直驱主操作手,涉及机器人技术领域,包括:支架;第一机械臂的第一端与支架铰接,支架上固设有用于驱动第一机械臂转动的第一电机;第二机械臂一端与第一机械臂的第二端铰接,支架上固设有用于驱动第二机械臂... 桑宏强 韩瑞 黄芳 张帅 刘芬基于工件的加工与检测集成系统研究 2009年 以加工中心在线检测技术为主体,针对目前数控机床专用化程度逐步提高的趋势,提出了针对具体工件开发专用数控加工与检测集成系统的概念。系统对工件的基本几何特征进行规划,建立了基本几何量的检测宏程序库并可针对具体工件自动形成检测加工程序。 桑宏强 刘丽冰 刘芬 部云超关键词:在线检测 数据接口 2N条丝驱动N个自由度机器人运动学的回路分析方法 本发明公开了一种2N条丝驱动N个自由度机器人运动学的回路分析法,能够用回路矩阵和电机驱动空间等效半径矩阵快速描述丝传动机器人关节空间和电机驱动空间之间的运动学映射关系。通过观察丝传动机器人的平面传动原理图可直接列写回路矩... 桑宏强 周莹 刘芬 杨铖浩 贠今天 许丽萍 陈发 常丽敏文献传递 一种用于微创手术的六自由度丝传动手术器械 本发明公开了一种基于微创手术机器人丝传动新型手术器械,手术器械本身是六自由度,联合装载手术器械的直线伸缩机构,达到七个自由度,可完成微创手术过程中所需要的手术操作。手术器械包括四部分:手术器械动力接口部分,手术器械主体连... 桑宏强 常丽敏 刘芬 贠今天 杨铖浩 陈发波浪滑翔器纵向阻力系数的数值模拟 2023年 为了更好地对波浪滑翔器航行性能进行预报,本文采用ICEM网格生成工具生成不同水翼俯仰角下的水下牵引机混合网格,并基于RANS法的CFD商业软件ANSYSFLUENT对垂直面斜航运动进行模拟,以计算在不同攻角和水翼俯仰角下的水下牵引机平移阻力系数,通过高阶多项式模型的曲面拟合对计算结果进行分析,将获得的系数以表格形式呈现。此外,使用动网格技术对纯俯仰运动实验进行数值模拟,以获取水下牵引机的旋转阻力系数。计算结果表明,水下牵引机在大部分工况下均能产生正的前向推力,除了在垂荡运动方向变换外,水翼俯仰角正负变换的滞后性也可能导致出现负推力。这些系数可以预测水下牵引机运动时产生的水动力和水动力力矩,用于后续波浪滑翔器的运动仿真。 桑宏强 孙晨宇 孙秀军 刘芬关键词:计算流体力学