课程文献中心 更多>>

关键词： 主手   运动学分析   主从映射   卡尔曼滤波  

摘要： 为了实现手术机器人的主从控制,设计了一款基于多传感器的六自由度主手,包含手臂机构与手腕机构,其结构简单、操作灵活,具有较高的控制精度。建立了主手运动学模型并进行了工作空间分析,阐述了主手的主从映射策略。采用卡尔曼滤波方法消除了操作者手部抖动对主手信号采集的影响。最后搭建了实验平台,基于主手实现了对虚拟机器人的控制。

关键词： 柔索驱动并联机器人   索杆高度可变   正逆运动学模型   动力学模型   静力学工作空间  

摘要： 柔索驱动并联机器人是并联机构中的一种特殊柔性机构,通过使用柔索代替刚性杆驱动末端执行器,其综合了柔性机器人和并联机器人两方面的优点。研究了一种索杆高度可变的3自由度欠约束并联机器人,根据矢量闭环原理,建立该机器人的逆运动学模型;根据柔索的长度,推导该机器人的正运动学模型;采用拉格朗日公式,建立该机器人的动力学模型;利用Monte-Carlo方法,研究该机器人的静力学工作空间;给定末端执行器的运动轨迹,通过机器人的逆运动学模型得出3根柔索的期望长度,以3根柔索的期望长度作为实验输入,得到3根柔索的实验长度曲线和拉力曲线以及机器人的正运动学轨迹。实验结果验证了该机器人的正逆运动学和动力学模型的正确性以及工作空间的有效性。

关键词： 液体火箭发动机   全自由度调整环   参数提取   加工工艺  

摘要： 为实现液体火箭发动机装配自动化,某液体火箭发动机主涡轮泵和推力室自动化对接装配过程中采用三维光学测量构建全自由度调整环。通过处理三维模型,结合加工和检验过程,制订了调整环参数提取标准,解决了参数提取的技术难题,实现了全自由度调整环逆向加工应用。同时,为提升调整环的产能,优化了加工工艺方案,构建了适用于小批量生产的调整环生产单元布局,降低了全自由度调整环加工时的设备需求种类数量,大幅提高了单件调整环的加工效率。

关键词： 振动式采收机   旋轮线轨迹   5R机构   激振轨迹   激振杆布局   加速度传递效率  

摘要： 振动式采收是一种高效的林果机械化采收形式。在现有的激振形式中,非圆周激励可以使果树产生有效的振动,实现整体采收效果。为进一步提高果实的采收效率,针对非圆周激励中不同类型旋轮线轨迹进行深入研究。通过SolidWorks、ANSYS、ADAMS等软件建立果树柔性体模型。将不同轨迹参数的旋轮线位移载荷导入ADAMS,施加于果树模型激振点。比较不同轨迹的旋轮线位移载荷下果树模型的振动响应,确定3支线1号外旋轮线轨迹E为最优激振轨迹。根据最优激振轨迹,设计了由平面5R并联机构驱动的二自由度树冠振动装置。以油茶树为激振对象,确定频率6 Hz、振幅90 mm为激振参数,设计并搭建样机进行试验。试验结果表明,7×7交错分布的激振杆布局方式的激振效果最优,该布局下树冠平均合成加速度响应为22.38 m/s^(2),激振加速度传递效率为77.63%,验证了二维激振轨迹的有效性。

关键词： 根因分析法   血液透析   自体动静脉内瘘   并发症  

摘要： 目的探讨根因分析法优化自体动静脉内瘘患者管理中的应用效果。方法选取北京市某三级甲等医院血液净化中心2020年3月至2022年3月180例血液透析患者为研究对象,其中2020年3月至2021年2月血液透析患者实施常规护理为对照组;2021年3月至2022年3月血液透析患者为干预组采用根因分析法分析自体动静脉内瘘不良事件发生的原因,通过优化管理措施、设计动静脉内瘘警示环对自体动静脉内瘘患者进行管理。结果干预组患者动静脉内瘘并发症发生率低于对照组(P<0.01),自体动静脉内瘘护理能力高于对照组(P<0.01)。结论应用根因分析法制订管理措施有效降低了自体动静脉内瘘患者并发症,提高了患者静脉内瘘自我护理能力。

关键词： 破冰船   扩展多面体   离散元   主机功率   冰阻力  

摘要： 冰阻力是冰区船舶航行过程中的重要影响因素,对船舶航行性能及航行安全带来严峻挑战。该文采用扩展多面体离散元方法建立冰船动力作用过程的三维离散元方法,基于船舶推进功率与推进力间近似关系,将螺旋桨推力、冰载荷、舵力及水动力等载荷分开考虑,开展恒功率破冰船六自由度非线性操纵直航冰阻力及运动响应计算。为验证该离散元方法的可靠性,对比了碎冰区DUBROVIN及平整冰区LINDQVIST冰阻力公式计算结果。基于船舶在不同主机推进功率及复杂冰况下的直航冰阻力计算结果,展开对船舶破冰航速的影响因素分析。在此基础上,给出了船舶垂荡、横摇、纵摇等冰区船舶运动响应模拟结果和极地船舶运动响应预报结果,最后对碎冰及平整冰区船舶冰阻力及运动响应展开了对比分析。该方法可有效计算船舶冰阻力,其模拟结果可为冰区船舶运动响应及航行安全预警提供重要参考。

关键词： 自由度   运动求交   约束求并   螺旋理论   图谱法   过约束  

摘要： 过约束的存在是导致机构实际自由度和计算自由度出现不一致的根本所在,针对这个问题提出一种综合运动求交与约束求并的自由度分析方法。首先,借助数学符号描述机构的运动特征和约束特征,明确分支和动平台相关参数的表示形式,阐述自由度分析求解的基本步骤;其次,基于图谱法的线图元素清晰、直接的表达机构运动和约束的关系,从避开过约束的角度提出基于运动求交的机构自由度直接分析方法;然后,面向多自由度分支组成的并联机构,将过约束视作一般约束,提出基于约束求并的机构自由度间接分析方法;最后,建立综合运动求交与约束求并的机构自由度分析方法,并通过两种典型的机构算例验证了其应用于复杂机构自由度分析的高效性和实用性。该自由度分析方法统一两种思路的表达形式,计算简单,逻辑严谨,不仅为含过约束机构的自由度求解提供了思路,也为后续的机构综合研究提供了参考。

关键词： 概率密度函数方法   大涡模拟   粒子追踪   曲线坐标   超声速燃烧  

摘要： 输运型概率密度函数(PDF)方法能够精确求解湍流/化学反应相互作用,有望为超燃冲压发动机中复杂的超声速湍流燃烧模拟提供可靠的计算模型。目前超声速流中的概率密度函数方法研究大多局限在简单构型下,严重限制了其在实际超声速燃烧问题中的应用。本文旨在发展基于多块结构网格的曲线坐标概率密度函数方法,使其能适用于具有复杂构型的实际超声速燃烧问题模拟。推导了曲线坐标下的概率密度输运方程和随机微分方程,建立了一般曲线坐标系下的概率密度函数方法及其数值求解框架。提出了多块结构网格下的曲线坐标粒子追踪方法,通过多块网格间的拓扑信息进行粒子局部坐标转换与通信,解决了曲线坐标下粒子局部坐标与全局坐标不一致的问题,成功实现了粒子在全局网格的连续追踪。在一维激波管和二维时间混合层中,通过与精确解和直接数值模拟结果的对比,初步验证了该方法和模型的准确性。进一步在二维圆柱绕流和三维球头绕流算例中,测试了其处理复杂构型的能力。最后开展了典型的超声速同轴射流火焰的数值模拟,与实验结果进行了定量对比。结果显示预测的反应组分与实验符合较好,全面验证了一般曲线坐标系下的概率密度函数方法在实际超声速燃烧问题中的适用性和准确性。

关键词： 并联骨折外固定支架   静刚度建模   多目标优化  

摘要： 传统的下肢骨折治疗方案普遍存在复位精度差、易造成二次创伤与并发症、延迟愈合等局限性.随着现代医学和机器人学的交叉融合,基于六自由度并联机构的微创骨折复位与固定技术得到广泛关注和应用.现有六支链并联骨折外固定支架普遍存在术前CT扫描易造成伪影、影响骨折复位轨迹规划的不足.针对上述问题,本文设计了一种三支链六自由度并联外固定支架3-SPRP.由于此支架用于人体下肢骨折的复位与固定,为了满足外固定支架的轻质量高刚度需求,本文开展了将支架质量与刚度均视为优化目标的多目标优化设计.首先,采用闭环矢量法建立3-SPRP并联外固定支架的位置逆解模型,基于瞬时旋量建立运动/力映射模型;其次,采用半解析建模法建立3-SPRP并联外固定支架的静刚度模型,对比理论刚度模型与有限元仿真模型在6个典型位姿下的各向线刚度,验证支架刚度模型的准确性;最后,以瞬时变形能为刚度指标,将3-SPRP并联外固定支架的刚度与质量均视为优化目标,开展多目标优化计算,定义最小距离法确定支架刚度与质量的最佳匹配关系.优化后整机质量约为0.889 kg,相较于优化前仅增加24 g,而各向线/角刚度值普遍提升50%左右,表明3-SPRP并联外固定支架的刚度优化设计的有效性.上述工作将为后续三支链六自由度并联骨折外固定支架的物理样机制造与实验研究提供理论基础.

关键词： 设计原则   PLC控制   多自由度   移动机械手   教学设备  

摘要： 本文对基于PLC控制的多自由度机械手教学设备进行设计研究。该教学设备由可移动基座、腰部、前臂、后臂、手腕、夹持器、PLC控制部分组成。该教学设备可实现移动、夹持等功能演示。