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关键词： 风洞试验   支撑   绳牵引并联机构   刚性并联机构   大迎角   固有频率  

摘要： 为满足先进飞行器研制对大迎角多自由度耦合运动试验的要求,急需发展新型风洞模型支撑技术。重点研究了刚、柔两种典型六自由度并联支撑机构的大迎角运动特性。首先建立一种横式6-PUS刚性并联机构,根据运动学模型和约束条件,求解飞机模型的位置和姿态运动空间,并推导其刚度矩阵;针对一种八绳牵引并联支撑机构,利用凸多边形算法求解动态运动空间;对比分析两种机构的运动空间和固有频率,结果表明两种支撑机构均能实现较大范围的六自由度运动,但绳系支撑的横向位置空间更大,在俯仰方向也更具优势,且在大迎角下仍具有较大的固有频率;最后以大迎角运动实验为例,验证了绳牵引并联支撑方式的有效性。

关键词： 三角柱   风致振动   攻角   双自由度   尾流结构  

摘要： 结构的风致振动现象在自然界和工程应用中极其常见,本文针对等边三角柱风致振动问题,采用二维非稳态数值方法研究了不同来流攻角对振动响应的影响。结果表明,三角柱在低攻角下垂直流向的振幅极低且随折减速度U*的增加变化不大;当攻角α_(0)≥40°时,三角柱垂直流向振幅随U^(*)的增加而上升,可观察到初始分支和上部分支。除α_(0)=10°外,三角柱振动折减频率f_(y)^(*)随U^(*)的增加先缓慢上升(3≤U^(*)≤8),后稳定于1.0附近,并可捕捉到频率锁定现象。α_(0)=40°时,随着U^(*)的增加三角柱尾迹由双列涡街向单列涡街的转变。

关键词： 起背机构   八杆机构   参数优化   Adams软件   有限元分析  

摘要： 为提高可分离式护理床椅的舒适性与稳定性,设计了一种新型单自由度八杆起背机构。首先,结合人机工程学,以背部滑移量及滑移速度为参数,验证了腰背结合型背板相比传统单板型背板的起背运动更加符合舒适性的要求;其次,建立起背机构的运动学模型,并基于Adams软件对机构进行参数化建模,分析了各部件对起背过程中背板最大角加速度变化的灵敏度,以背板角加速度最大值最小为目标对机构关键尺寸进行了优化;然后,根据优化结果,应用SolidWorks建立机构的三维模型,并使用Adams与Workbench联合仿真,验证了机构的强度合理性;最后,制作实物样机,验证了机构的可行性。

关键词： 北斗卫星导航系统   姿态监测   六自由度   FPSO  

摘要： FPSO是海上石油开发的关键设施,基于安全生产需求,需对其船体六自由度进行连续准确的监测和预警。文章综合考虑船体特征与防爆、可靠性要求,基于北斗高精度定位技术,设计了一套FPSO六自由度监测系统。目前已开展初步试用,功能的完备性和精度均达到了设计要求,与以往同类系统比较,定位、测姿精度有了显著提高。

关键词： 口腔机器人   手术   移动路径   控制   自由度  

摘要： 口腔手术机器人是口腔医学的智能体工具,为了提高口腔机器人手术中移动路径自动控制水平,提出基于视觉感知和运动学模型规划的口腔机器人手术中移动路径控制方法。构建口腔机器人手术中移动的运动学规划模型,采用视觉伺服控制的方法提取口腔机器人手术中移动过程中的视觉特征参数,采用神经网络学习方法实现对口腔机器人手术中移动过程中的路径空间参数捕获和避障参数拟合,采用路径边缘引导的方法,结合目标点测距和视觉特征点匹配方法,实现对口腔机器人手术中移动路径的自适应控制和空间移动规划设计。测试结果表明,采用该方法口腔机器人手术中移动路径控制的环境适应性较强,控制鲁棒性较高,提高了口腔机器人手术过程中的精准性。

关键词： 铁路机车   齿轮传动   虚位移原理   谐波转矩   黏着系数  

摘要： 牵引电机谐波转矩对由牵引电机、齿轮传动、轮轨接触等组成的铁路机车传动系统动态载荷、振动噪声等动态特性有着重要影响。本文基于国内某交流电力机车牵引电机的结构参数和功能特点,通过虚位移原理获得了脉动谐波转矩,并将其作为激励输入到建立的考虑齿轮传动系统动态啮合的车辆-轨道垂-纵耦合动力学模型中,研究了牵引电机谐波转矩对机车传动系统动态特性的影响规律。研究结果表明,谐波转矩会加剧传动系统齿轮动态啮合力和动态传递误差的幅值波动,从而进一步导致轮轨动态相互作用力波动程度加剧,但受轴重转移影响,轮轨黏着系数均方根值增载位轮对小于减载位轮对,且增载位轮对受谐波转矩影响较小,而减载位轮对受谐波转矩影响较大。

关键词： 六自由度机器人   运动参数标定   定位精度   参数辨识  

摘要： 针对六自由度机器人定位精度问题,在机器人运动学误差模型的基础上提出运动学参数标定方法。通过Levenberg-Marquardt算法实现机器人运动学参数偏差的预辨识,将这些辨识的参数偏差的次优值定义为初始个体分量的中心值,并利用差分进化算法完成精确的辨识,进而获得机器人运动学参数的较优值。为验证所提方法的有效性,采用激光跟踪器和数值模拟的方法进行了运动参数标定的实验研究,结果表明:所提出的运动学参数标定方法能显著提高六自由度机器人的定位精度。

关键词： 六自由度   超短基线   目标声模拟   定位计量装置   功能测试  

摘要： 该文基于4-DoF空间至6-DoF空间量值传递数学模型和目标声信号模拟技术,设计并研制了6-DoF水下超短基线定位计量装置。该装置由消声水池、水池4-DoF测控系统、4-DoF扩展安装装置、目标模拟声信标机、水听器、数据控制器,以及标准钢卷尺、万能角度尺、声速剖面仪等标准器具构成,具有6-DoF水下定位计量能力,同时解决了小尺度水池中大定位距离的定位计量问题。经测量不确定度分析评定得出,该装置的相对合成标准不确定度为0.34%,测试试验验证了装置各项功能和工作的稳定性,且装置满足《超短基线水声定位仪(JJG(交通)152-2020)》计量检定要求。该装置在声呐系统计量实验课程建设、实验教学、高校计量认证等方面具有示范辐射作用。

关键词： 机械臂   运动学   人机映射   遥操作   NMPC  

摘要： 本研究提出了一种基于六自由度机械臂的遥操作人机系统,旨在设计一种不依赖穿戴设备且直观易用的操控方式。该系统使用KinectV1摄像头及UR3机械臂,以Microsoft骨骼识别库作为基本的人体姿态识别方法,通过人体手臂与机械臂关节的映射,实现机械臂实时追踪人体手臂动作的任务。同时,采用非线性模型预测控制(NMPC)算法对机械臂运动控制进行优化,并设定模糊规则来实现NMPC参数的自适应调整。实验结果表明,在NMPC的优化作用下,机械臂在x及z两个平动方向的平均位移误差和3个转动方向的平均旋转误差以及关节角变化量平均误差都有了显著的降低。测试结果也表明,机械臂整体动作跟随效果良好,验证了本文提出的映射规则和运动学模型的准确性,以及模糊NMPC控制器的有效性。