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关键词： 机械臂   体感交互技术   人体姿态传感器   自由度  

摘要： 针对传统机械臂成本高、操作难度大及人机交互受限等弊端,设计了一种以体感交互技术为媒介,兼具通用性强且便于携带的体感机械臂实验教学平台。该平台以ARM+人体姿态传感器+5个舵机+通信模块为核心,构建了五自由度智能机械臂架构;系统分为控制端和执行端,控制端通过人体姿态传感器采集并解析人体手臂姿态信息,执行端根据控制端采集到的信息驱动舵机完成机械臂跟随人体手臂姿态的对应操作。该教学平台已应用于“机器人课程设计”实验教学中,能满足学生综合运用传感器检测技术、嵌入式系统开发等实验需求。

关键词： 波浪补偿机构   绳牵引并联机构   工作空间求解   奇异位姿消除   摆动抑制   缩比样机实验  

摘要： 进行海上并靠补给时,由于风浪等因素,补给船和被补给船会发生晃动,造成补给物资摆动的同时,也会给补给过程带来如货物碰撞等危险因素,使用波浪补偿机构可最大程度消除两船相对运动给补给过程带来的影响,对货物下放姿态要求较高的弹药等军事物资补给,更是要求波浪补偿机构具有六自由度补偿能力。目前国内波浪补偿机构研究主要集中于横摇、纵摇和升沉方面,六自由度波浪补偿机构的研究较少,立足于这一现状,本文基于已有研究,对六自由度绳牵引并联波浪补偿机构进行结构设计与参数优化。通过补偿原理与抗摆能力分析,证明了机构在四级海况下可具有足够的补偿能力与抗摆能力。基于此,在补偿需求和抗摆能力约束下对机构多组参数进行仿真优化,并通过缩比样验证参数优化后机构的相关性能。对设计中需解决的工作空间求解、奇异位姿消除和机构摆动抑制三个主要问题深入分析,并提出相应解决方法,研究成果可用于指导相关机构参数设计。本文主要工作如下: (1)总结目前波浪补偿机构相关性能研究现状,得出六自由度绳牵引并联波浪补偿机构设计中需要考虑的三个关键问题,分别进行原理分析并对每一问题提出解决思路。通过绳牵引并联波浪补偿机构运动补偿原理与抗摆能力分析,证明了当机构参数设计合理时,可在四级海况下具有足够的波浪补偿能力与抗摆动能力,为后续机构参数优化奠定基础。 (2)提出工作空间求解策略与截面法单因素仿真,使用Matlab编程求解不同参数机构的工作空间。该方法通过对绳牵引并联机构工作空间不同取点方式的分析,证明了在进行工作空间仿真、优化机构参数时,可只求解工作空间内最大截面。相较于现有解析法和数值法等工作空间求解方法,截面法单因素仿真不仅计算量小,且仿真所得图形变化规律更为明显,该方法为后文机构参数优化奠定了仿真基础。 (3)以增大工作空间范围为目的,在补偿能力要求下,优化机构各参数,得出目标参数最优解或最优解范围;在抗摆需求约束下进一步优化机构参数,得到所有目标参数确定值。通过案例仿真求解得知机构动平台在横荡、纵荡和升沉方向最远分别可达±5.24066 m、±4.98858 m、-0.0699631 m,旋转自由度可补偿范围为±45°×±15°×±5°,平移自由度可补偿范围为±3.6m×±2m×±3m,横荡与纵荡抗摆角度极值为±21.6°和±16.4°;对比分析后得知参数优化后的机构不仅补偿范围更加合理,且具有足够抗摆动能力,结合缩比样机实验,验证了仿真结果的准确性以及机构设计的有效性。

关键词： 空间多自由度   激光定位模型   垂直电梯轿厢   井道壁   距离视觉检测   卡尔曼滤波  

摘要： 为有效检测垂直电梯轿厢与井道壁距离，提出基于空间多自由度激光定位模型的垂直电梯轿厢与井道壁距离视觉检测方法。将激光跟踪仪、插入惯性单元的六自由度激光标靶，分别布置于井道壁、垂直电梯轿厢合适位置。应用光电传感装置，通过执行相应计数操作，获取棱镜到激光跟踪仪坐标原点的距离，有效检测垂直电梯轿厢与井道壁距离，测量结果与实际间距基本一致，能够有效实施电梯安全预警，可显著提升电梯安全性能。

关键词： 腹腔镜   规范化培训   多自由度手术器械   基础教学  

摘要： 目的探讨一种新型腹腔镜多自由度手术器械在外科基本技能培训中的应用效果并分析其学习曲线。方法收集2023年1—10月在解放军总医院腹腔镜外科医师培训基地接受培训的50名学员的教学记录信息。在培训前按照随机数字表法将50名学员随机分为常规器械组和新型器械组, 每组25名。根据研究设计进行"精准夹豆-梅花桩夹豆-套圈定位-双手穿线-缝合打结"5个模块的培训, 训练完成后进行考核, 记录每个模块的完成时间。两组学员培训前后完成操作时间的变化比较采用倍差(DID)法进行统计分析, 学习曲线的拟合分析采用累积求和法。结果培训前, 两组学员完成5个模块所需时间的差异均无统计学意义(P值均>0.05);培训后, 两组学员完成5个模块的时间均较培训前缩短[精准夹豆:(63.7±9.3)s比(85.4±18.2)s, t=2.38, P=0.035;梅花桩夹豆(45.2±6.8)s比(103.1±57.2)s, t=8.77, P=0.047;套圈定位:(78.5±19.1)s比(126.2±26.3)s, t=6.96, P=0.019;双手穿线:(63.3±21.2)s比(105.8±27.9)s, t=3.43, P=0.015;缝合打结:(160.2±79.5)s比(228.9±96.6)s, t=4.58, P=0.008];新型器械组学员完成5个模块所用次均操作时间均短于常规器械组(精准夹豆DID值为37.66, t=2.43, P=0.007;梅花桩夹豆DID值为58.42, t=3.03, P=0.013;套圈定位DID值为28.33, t=2.83, P=0.031;双手穿线DID值为48.89, t=2.10, P=0.042;缝合打结DID值为54.78, t=3.57, P=0.012);在梅花桩夹豆、套圈定位和缝合打结模块学习曲线中, 新型器械组达到熟练所需的课时均少于常规器械组(梅花桩夹豆:第3学时比第4学时;套圈定位:第4学时比第5学时;缝合打结:第3学时比第5学时);在精准夹豆和双手穿线模块, 常规器械组和新型器械组均在第5学时跨越学习曲线, 但是两组的曲线斜率的差异有统计学意义(精准夹豆:t=-2.85, P=0.004;双手穿线:t=-2.66, P=0.008)。结论新型腹腔镜多自由度手术器械在腹腔镜培训教学可以提升学习效果、缩短学习曲线, 表现出了较好的应用效果, 具备了一定临床试用的潜在可能。

关键词： 外语文学   自由度   原则性   《飞鸟集》  

摘要： 本文以泰戈尔的著名作品《飞鸟集》的不同翻译版本为研究对象，探讨了外语文学作品翻译的自由度与原则性问题，并通过对《飞鸟集》几个不同译本的对比，从语言选择、文化调适和情绪表达三个方面，探讨了“原则”对于保留原作价值与风格的重要意义。

关键词： 探水钻杆   受力分析   振动   参数化模型  

摘要： 多自由度阻尼的振动系统广泛存在于钻杆钻进系统中，选取钻杆作为关键研究对象并且每个零件都包含有一定的阻尼特性，能够实现对外界干扰的有效抵抗。当外部环境中的振动或冲击波作用于这些系统中时会产生振动，这种振动不仅会影响到单一元件的动态特性，而且会引起整个结构的共振。为了深入理解和分析这类振动系统，文中采用拉格朗日方程建立钻杆钻进系统的数学模型，进而描述系统各部件随时间的位移、速度和加速度等动态特性。基于MATLAB/Simulink仿真软件，运用状态空间方法进行了更为细致的建模工作。在模拟过程中能够精确地控制系统状态的变化，从而更好地捕捉到各种动态行为的细节。通过这种方式获得的数据，不仅揭示了系统内各元件在外部激励下的响应规律，也为后续的性能评估提供了有力的理论依据。仿真结果显示出，外部激励的幅值及其作用点的位置对于系统的动态响应有着显著的影响，特别是那些直接承受外部激励作用的元件，所受到的冲击尤为强烈。综上所述，通过对钻杆钻进系统的多自由度阻尼振动系统进行建模和仿真分析，不仅加深了对钻进作业中振动系统的理解，而且还为提高钻进效率和安全性提供了重要的技术支持。