吴宝元 作品数:19 被引量:104 H指数:6 供职机构: 中国科学技术大学信息科学技术学院自动化系 更多>> 发文基金: 国家高技术研究发展计划 国家自然科学基金 国家科技重大专项 更多>> 相关领域: 自动化与计算机技术 机械工程 自然科学总论 更多>>
多维加速度场中六维力传感器惯性耦合特性研究 被引量:12 2008年 六维力传感器的特殊结构决定了各维间耦合存在的必然性,在多维加速度场六维力测试环境中,传感器惯性质量分布又加重了耦合的程度。本文针对多维加速度场中六维力传感器惯性耦合效应,建立传感器力学解析模型和弹性体的应力—应变关系,采用有限元方法(FEM)仿真,分析了多维加速度场中惯性力学特点与耦合效应本质特征,为加速度场中六维力传感器主动设计和惯性耦合补偿提供理论参考依据。 吴宝元 吴仲城 申飞关键词:六维力传感器 FEM 可穿戴型助力机器人动力学分析与仿真 被引量:5 2009年 利用拉格朗日方程及ADMS仿真软件对可穿戴型助力机器人进行了动力学分析与仿真。助力外骨骼是一个复杂的动力系统,由多个关节和多个连杆组成,具有多个输入和多个输出,助力机器人动力学是分析其运动和作用力之间的关系,仿真结果可用于选择适当尺寸的传动机构、电机转矩及是否需要重新设计机械结构。 陈峰 卞丽琴 吴宝元关键词:助力机器人 动力学 拉格朗日方程 支持笔交互的手写设备设计与实现 被引量:7 2012年 针对目前常用手写设备存在的信息获取不全面问题,提出了一种支持笔交互的手写输入设备;该设备不仅可以获得笔交互过程静态轨迹的信息,而且还可以全面获取手写动态信息,特别是手写多维力信息;整个系统由传感器模块,数据测量模块、主控系统模块和显示模块组成;分析了各个模块的工作和设计原理,并给出具体的实现结构框图;讨论了系统的优化设计,以提高系统的性能;实验部分通过设计一个简单的笔迹显示程序验证了笔交互设备的性能,结果表明,设计的笔交互设备能够实现对笔交互过程手写全力信息的获取,并提供了一种自然的交互效果。 罗健飞 吴宝元 申飞 吴仲城关键词:笔式交互 手写输入 应变式多维力传感器结构优化设计方法研究 被引量:12 2010年 多维力传感器的结构决定了其精度及静、动态性能指标,对应变式多维力传感器弹性体结构耦合误差传递的原因进行了探讨,对比分析了传感器特性矩阵的目标优化函数的选择与优化方法、有限元法以及正交设计与极差分析法在传感器结构优化设计中的运用,提出了综合优化设计的思想,结合实例分析并阐述了该方法的实用性和有效性。 吴宝元 申飞 吴仲城关键词:弹性体 有限元法 正交设计 复杂环境下仿人机器人有效支撑区域的感知 被引量:4 2010年 当前主流的仿人机器人都采用ZMP(zero moment point)理论作为稳定行走的判据。实时ZMP点落在支撑足与地面接触形成的多边形支撑区域内是仿人机器人实现稳定步行的必要条件。因此实现仿人机器人在复杂现实环境中稳定行走,必须要求机器人足部感知系统提供足够丰富的地面环境信息,从而可以准确获取支撑区域的形状以实现基于实时ZMP点的稳定控制。文中将柔性阵列力传感器应用于仿人机器人足部感知系统,提出了获取仿人机器人支撑区域形状的方法,而且通过实验验证了其可行性。 任阳 吴宝元 申飞 吴仲城 钱昌忠关键词:仿人机器人 零力矩点 一种面向仿人机器人的传感器标准化接口模块 被引量:3 2011年 针对未来机器人感知系统部件模块化、标准化的发展趋势,研究了基于IEEE1451机器人传感器标准化接口模块的设计思路,讨论了标准化接口模块的硬件体系结构和软件设计方法,给出了接口模块网络通信接口应用层协议的详细定义、接口模块TEDS的设计、基于XML的TEDS表达和处理流程,提出标准化接口模块软件设计采用组件化策略并定义了6种用户接口组件.最后以仿人机器人足部感知系统为实例证明了本方法的可行性. 任阳 吴宝元 罗健飞 吴仲城关键词:仿人机器人 传感器 IEEE1451 ADXL203型双轴加速计在机器人足部感知系统中的应用 被引量:3 2012年 仿人机器人要实现在复杂环境下稳定行走,仅仅依靠地面反力信息远不能满足应用要求,此时足部的倾角信息显得更为重要。脚面倾角可以反映地面倾斜状态,是仿人机器人稳定控制的一个重要依据。利用ADXL203双轴加速度传感器与DSP(TMS3202811)实现对倾角信息的实时高速采集与处理,并通过实验证明了倾角传感器在机器人足部感知系统中是可行的。 申海义 吴宝元 任阳 申飞 吴仲城关键词:仿人机器人 倾角 加速度 加速度场离心试验用一体化大量程六维力传感器的研制 被引量:1 2011年 鉴于离心式加速度场模拟试验系统的需要,研制了一种大量程六维力传感器。在力传感器传统设计方法基础上,重点分析了传感器结构优化、材料选型、加工工艺、惯性耦合补偿等控制环节的影响。利用有限元方法对所设计的六维力传感器维间耦合、加速度场惯性效应耦合及输入输出关系进行仿真分析;借助相应的标定系统,实现六维力耦合效应的标定测试和耦合矩阵的获取,基于标定误差矩阵建立六维力传感器惯性效应补偿;静/动态实验结果表明所设计的大量程六维力传感器完全满足大加速场下力测试精度和稳定性要求。 吴宝元 申飞 任阳 吴仲城关键词:离心试验 传感器信号接口标准符合性测试研究 2012年 传感器信号接口标准是我国物联网标准体系的重要组成部分,专注于研究实现传感器互换性、互操作性功能所涉及的接口问题;标准定义了数据描述文件作为接口信息的载体,并规定了两种表述格式:XML格式和二进制格式。而标准符合性测试是标准顺利实施和产业化的重要手段;围绕数据描述文件的内容与格式,对信号接口标准的符合性测试方法进行了系统研究:XML格式的测试包括形式测试与有效性测试;二进制格式的测试包括结构测试与枚举测试;在此基础上,设计并实现了相应的测试平台,实验表明,平台可以实现错误查找、错误提示功能,满足符合性测试需求。 董京京 吴宝元 申飞 吴仲城关键词:传感器 符合性测试 基于多传感器集成的仿人机器人足部感知系统 被引量:2 2011年 足部是仿人机器人本体支撑的基础,也是唯一与地面接触并发生相互作用的主要部件,其各种地面信息获取能力是机器人实现仿人的自然性稳定行走控制的关键。基于六维力传感器、惯量测量单元和柔性触觉阵列传感器,设计了一种新型仿人机器人集成化足部感知系统(IPFS),具备对各种地面环境识别和足部姿态获取、足底与外界接触位置的实时感知和估计、有效支撑区域、地面反力以及姿态等信息的感知能力。实机实验结果表明足部感知系统较好地满足仿人机器人理论化和实用化需求,为促进仿人机器人理论研究、控制技术、仿生步态规划及其体系结构的创新提供了实验研究平台。 申飞 吴宝元 罗健飞 任阳 吴仲城关键词:仿人机器人 六维力传感器