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关键词： 工业机器人   轨迹规划   B样条曲线   弦长参数法   端点导矢  

摘要： 为降低工业机器人工作过程中的振动与冲击,减少磨损以延长使用寿命,课题组以某公司SCARA 4自由度机器人为研究对象,采用5次非均匀B样条曲线对其关节空间进行轨迹规划研究。利用弦长参数法和平均值法选取节点,将离散路径点作为型值点反解出B样条控制点;在端点处进行运动约束,通过指定的端点导矢,在MATLAB中进行仿真实验,并与5次多项式函数插值进行对比分析。分析结果显示:5次非均匀B样条插值出的机器人运行轨迹平稳连续,且各关节速度、加速度以及加加速度轨迹曲线亦光滑连续无突变。该插值方法可有效提高机器人工作的平稳性,非常适合于精确抓取和搬运领域。

关键词： 多自由度   波浪能装置   参数共振   抑制方法  

摘要： 基于势流理论建立了由浮体、管状承载结构和3个动力输出(PTO)机构组成的多自由度轴对称型波浪能转换装置的时域仿真模型。其中管状承载结构上端与固定平台之间采用万向接头连接,在纵摇和横摇铰接轴处分别与纵摇和横摇方向的PTO机构相连,分别用于俘获浮体纵荡和纵摇方向及横荡和横摇方向的能量,垂向PTO机构用于俘获浮体沿管状承载结构滑动方向的能量。数值仿真结果表明:对垂向PTO施加阻尼力以俘获波浪能时,导致在波浪周期为纵/横摇固有周期一半附近区域会发生大幅值的参数共振现象,并造成垂向PTO机构的波能俘获宽度比下降。对垂向PTO施加阻尼力,且对纵摇PTO和横摇PTO施加超过阈值的等值PTO阻尼系数时,则参数共振现象可得到有效抑制。

关键词： 肾透析   动静脉瘘   超声检查   通路流量  

摘要： 目的探讨应用超声稀释法及彩色多普勒超声监测的动静脉内瘘(arteriovenous fistula,AVF)血流量与AVF丧失功能(失功)的关系。方法采用双向队列研究方法,选取2018年1月1日至2020年7月31日在北京大学第一医院使用AVF进行维持性血液透析的成年患者为研究对象。采用超声稀释法和彩色多普勒超声(测量肱动脉及头静脉)检测AVF血流量,依据基线超声稀释法测量的AVF血流量(Qa)将患者分为低Qa组(<500 ml/min)、正常Qa组(500~1500 ml/min)和高Qa组(>1500 ml/min)。收集患者临床资料和实验室检查结果并进行组间比较。入选者入组后第1年每3个月进行1次Qa监测,随访终点事件定义为AVF失功或患者死亡,随访截止日期为2022年7月31日。采用线性回归分析评价Qa变化趋势,Fine-Gray竞争风险模型估算AVF失功的累积发生率,Cox比例风险回归模型评价基线Qa、肱动脉及头静脉血流量以及Qa变化趋势与AVF失功的相关关系。结果共163例维持性血液透析患者入选该研究,年龄(57.0±13.7)岁,男性110例(67.5%),中位随访时间45(22,53)个月,其中44例(27.0%)患者发生AVF失功,29例(17.8%)患者死亡。基线Qa、肱动脉或头静脉血流量<500 ml/min以及Qa呈下降趋势患者的AVF失功累积发生率高于基线正常和高血流量及Qa呈上升趋势患者(Gray′s检验,均P<0.05)。经校正年龄、性别、内瘘龄、是否合并糖尿病及血管狭窄病史等因素后,多因素Cox回归分析结果显示,基线Qa<500 ml/min(HR=3.508,95%CI 1.382~8.905,P=0.008)、基线肱动脉血流量<500 ml/min(HR=2.413,95%CI 1.058~5.503,P=0.036)及Qa呈下降趋势(HR=2.498,95%CI 1.241~5.027,P=0.010)与AVF失功风险增加独立相关。结论基线AVF低血流量及血流量呈下降趋势的患者发生AVF失功的风险显著增加,肱动脉可作为彩色多普勒超声监测AVF血流量的优先选择部位。

关键词： 消防水炮   多自由度空间炮   灭火角度   作战效能  

摘要： 目前一线消防救援队伍普遍配发的常规移动消防炮必须固定在地面,且通常情况下只能在一个平面内实施灭火,面对复杂多样的警情,普通移动炮灭火角度无法满足火场实际需要。从普通移动炮火场处置过程中所普遍存在的局限性入手,通过设定不同规格的夹具及预设平台,保证消防救援队伍能够在处置现场及时建立安全的水枪阵地,保证消防炮射流能够触及火场的各个角落,最大限度保证了各类灭火战斗行动的高效完成。

关键词： 逆运动学   五自由度机械臂   轨迹规划  

摘要： 由于四杆机构的存在,限制了机械臂相应关节处的运动空间,增加了五自由度串联机械臂在逆运动学求解过程中的复杂度。针对这一特殊的五自由度串联机械臂问题,提出使用几何法进行串联机械臂的逆运动学求解。根据机械臂末端期望的位姿,采用针对轨迹规划的几何法逆向求解,确定对应关节变量的唯一解,并通过Robotics Toolbox工具箱仿真验证几何求解方法的正确性,解决了运动的可行性。

关键词： 计算自由度   结构力学   平面杆件体系   几何构造分析  

摘要： 计算自由度在结构力学研究和教学以及工程设计中都具有非常重要地位.在介绍平面杆件体系的自由度和约束基础上,概述了计算自由度的算法,并针对计算自由度的不同取值范围,以实例分析了体系的几何构造.结果表明,计算自由度可反映体系的几何构造特征,特别是在结合体系多余约束情况下能判断几何构造的不变性.

关键词： 多自由度   波浪能装置   参数横摇   参数纵摇   参数激励   数值模拟  

摘要： 为了研究多自由度波浪能装置的参数激励运动及其对波能俘获能力的影响,利用势流理论建立多自由度轴对称型波浪能装置的频域和时域仿真模型,将垂向动力输出(PTO)机构安装在PTO管内,使浮体在波浪作用下沿管滑动.纵、横摇铰接轴分别连接PTO机构,PTO阻尼力矩与纵、横摇角速度成正比.设垂向PTO阻尼力与浮体沿管滑动速度成正比,为了评估参数激励运动,仅在时域模型中将垂向PTO阻尼力分解到垂向和水平方向时保留非线性项.结果表明,垂向PTO阻尼力是装置产生参数激励运动的主要原因.产生参数激励运动时,垂向PTO俘获的波浪能降低,参数激励运动的周期范围随波高、垂向PTO阻尼系数的增大而变宽.随浪工况,垂向和纵摇PTO均连接PTO阻尼时,若纵摇PTO阻尼力矩系数较小,则参数纵摇和参数横摇同时发生;反之,若纵摇阻尼力矩系数较大,参数纵摇受抑制,但会产生大幅值参数横摇;若要完全抑制装置的参数共振,纵摇和横摇PTO均须设置适当大小的PTO阻尼.

关键词： 七自由度机械手   冗余机械手   无迹卡尔曼滤波   逆运动学   闭环框架  

摘要： 针对七自由度冗余度机械臂逆运动学求解问题,提出一种求解逆运动学的新方法。采用闭环模型建模的多维序列处理方法,将无迹卡尔曼滤波算法作为递推算法对机械臂实时状态进行估计,输入向量由前向模型的输入序列和反馈模型中的测量输出序列组成,建立具有闭环框架的七自由度冗余机械手逆运动学的状态空间模型,降低了计算的复杂度。与传统雅可比矩阵的伪逆计算方法对比分析,结果表明:所提方法具有较高的位置误差精度和计算效率,在末端执行器的轨迹中加入噪声,显示所提方法具有较好的收敛性能,通过实验表明该方法具有一定的通用性和可靠性。

关键词： 海洋石油平台   三自由度机械臂   结构设计   运动学分析  

摘要： 该文针对海洋石油平台作业中的实际需求,设计了一款三自由度机械臂,其动作灵活、动作空间占用低。首先,从平移变换、旋转变换分析了三自由度机械臂的空间坐标变换关系。其次,给出了三自由度机械臂的结构设计和关键参数,进而进行了运动学分析并给出了D-H关系表。最后,在MATLAB环境下进行了三自由度机械臂的作业轨迹规划仿真试验,试验中3个关节的旋转角度被准确计算,三自由度机械臂末端的加速度变化曲线、速度变化曲线、位移变化曲线均有效完成了预期动作并且状态平稳,充分证明了该文设计的有效性和合理性。

关键词： 快速扩展随机树(RRT)   ROS   机械臂   路径规划  

摘要： 针对七自由度机械臂路径规划问题提出了一种改进的RRT算法,该算法在RRT算法的基础上加入了双向搜索、贪婪思想、动态步长和新节点生成等优化策略,缩短了算法运行时间以及路径长度。在ROS下将RRT算法与改进的RRT算法进行仿真对比实验,结果表明,改进的RRT相对于RRT算法规划时间缩短了65.1%,路径长度缩短了50.6%,成功率提高了4.0%,达到了预期效果。