绳驱动仿生软体机械臂结构设计与弯曲特性仿真

提出了一种基于绳驱动的波纹状软体仿生机械臂,机械臂本体由软体硅胶制成,具有高灵活性、较好的环境适应性及人机交互安全性等特点.该机构通过利用柔顺机构学原理将软体机械臂设计为波纹状,既优化了机械臂受到绳驱动时的弯曲特性,又兼具圆柱型软体机械臂的承载性能.相比传统的刚性机械臂,软体机械臂没有任何刚性关节,因此引入了分段恒曲率假设对其定义,结合软体机械臂特点利用有限元分析软件进行仿真分析,验证了其在驱动绳不同长度变化量下的弯曲特性及受力情况.     

4种不同藻类与鲍混养的初步试验

在实验室条件下,通过设置盘鲍单养,以及与浒苔、石莼、绳江蓠、真江蓠4种不同藻类混养的实验模式,分析不同藻类对盘鲍养殖池中水质的净化效果.实验结果显示,4种藻类和盘鲍混养都可以有效地吸收盘鲍养殖池中的营养盐.4种藻对NH+4-N、NO-2-N、NO-3-N、PO-4-P的吸收率,分别为,浒苔组:85%、71%、72%、72%;石莼组:96%、76%、68%、88%;绳江蓠组:90%、80%、82%、90%;真江蓠组:91%、86%、81%、92%.各混养组盘鲍的生长速度相对盘鲍单养组也有一定的提高,其中浒苔组的体重增长率为24.4%,石莼组为40.0%,绳江蓠组为28.0%,真江蓠组为36.5%.综合4种藻类对水质的净化效果和对盘鲍生长速率的影响,认为石莼和真江蓠与盘鲍混养的效果比较好.     

生物绳-湿地植物复合人工湿地深度净化微污染水体的试验

采用新型生物绳填料和凤眼莲组成的复合折流式人工湿地对罗时江微污染河水进行深度净化处理试验,以提高出水水质, 并在水力停留时间为24 h 的条件下研究该人工湿地对化学需氧量(chemical oxygen demand,CODMn)、总氮(total nitrogen, TN)、NH⁺₄ -N 和总磷(total phosphorus, TP)的处理效果. 结果表明, 有生物绳和凤眼莲的装置A 和仅有生物绳的装置B 的人工湿地系统对CODMn 的平均去除率分别为24.89% 和22.02%; 对TN 的平均去除率分别为40.80% 和40.73%; 对NH⁺₄  -N 的平均去除率分别为73.82% 和69.42%; 对TP 的平均去除率分别为47.83% 和39.76%. 罗时江河水原为VIV 类水质, 净化处理后的出水基本能达到《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002) ⅢⅡ 类水质标准.     

浅析电梯钢丝绳断丝原因及改进措施

目前,电梯的应用十分广泛的同时,电梯安全问题也引起人们的普遍关注。钢丝绳是影响到电梯安全的重要部件,钢丝绳断丝、断股现象严重影响到电梯的使用安全。本文对电梯断丝原因进行了综合分析,从钢丝绳设计及选型、安装、日常维护管理等方面进行分析,提出了改进措施,旨在减少电梯事故的发生。     

关节镜下髌韧带和腘绳肌腱重建前交叉韧带的术后康复疗效对比

探讨分别采用自体髌韧带和自体腘绳肌腱作为移植物进行前交叉韧带重建术,术后的康复训练对患者产生的康复疗效的对比.由回顾自2007年6月至2008年10月因前交叉韧带(ACL)断裂行关节镜下韧带重建术的患者20例;移植物分别采用自体髌韧带和自体腘绳肌腱;所有手术均由同一组医生完成.术前和术时检查数据表明两组患者间各项指标无显著性差异,具有可比性.术后这些患者全部在解放军总医院第二附属医院康复科进行康复训练,康复时间均为三个月以上,术后三个月进行康复评定,主要检查关节稳定性、活动度、日常活动和运动能力恢复情况.膝关节功能用Lysholm膝关节评分法评定,术后康复三个月后髌韧带组和腘绳肌腱组Lysholm评分无显著性差异(P>0.05),关节活动度的恢复两组也无明显差异(P>0.05),恢复均良好.但是髌韧带的膝前疼痛比例(60%)比腘绳肌腱的膝前疼痛比例(10%)高.说明关节镜下采用自体髌韧带和自体腘绳肌腱重建前交叉韧带的康复疗效无明显差异,但采用髌韧带重建的术后并发症较多,所以对于两者不同移植物,在康复过程中要有着重点.     

闭环结构的降维违约修正方法

为了解决工程问题中普遍存在的闭环结构动力学仿真约束违反问题,提出了降维违约修正方法.令闭环结构中两个体的一组运动参数为冗余变量,根据位移级、速度级、加速度级约束方程,将其由闭环中其他体的运动参数表示,从而使方程数与变量数相等,进而采用成熟的积分方法求得动力学方程的数值解.对含闭环结构的弹性绳多体系统和六体系统进行了动力学仿真.以拉格朗日建模方法和多体系统离散时间传递矩阵法的计算结果作为参考,通过与反馈控制法的比较,证明了降维违约修正方法的有效性.     

6自由度绳牵引并联起重机器人的研究进展

阐述绳牵引并联机器人的优点及应用领域,介绍基于矢量封闭原理,按绳的根数与末端执行器自由度数之间关系的绳牵引并联机器人的分类方法.指出每类机器人都可作为起重机器人用于货物吊装,以及在机构类型为欠约束的,由3根绳牵引的6自由度并联起重机器人的每个支链上加上1个移动自由度的杆支撑机构,从而产生新型6自由度机器人系统的概念.研究该类机器人机构构型配置与吊具可控工作空间的关系,提出简化而可行的反馈控制策略,以实用化吊具轨迹跟踪控制方案.拓展该新型6自由度机器人系统的含义,提出含3个刚柔混合支链的6自由度并联起重机器人的概念,并将其应用到对大型造船门式起重机的改造上.     

国内金刚石绳锯

阐述了金刚石绳锯的基本组成、工作原理、金刚石串珠绳的结构以及金刚石串珠的类型，通过对我国几种主要金刚石绳锯的介绍，总结了国内金刚石绳锯和串珠制造形式的发展现状，分析了目前我国金刚石绳锯发展的不足，展望了其发展趋势以及广阔的应用前景。     

立面1R2T三自由度绳牵引并联机构的速度、加速度运动学分析

设计了立面1R2T三自由度绳牵引并联机构的模型.在竖直平面上对末端执行器模型进行了速度、加速度运动学分析,包括速度、加速度运动学逆解.用力矩平衡法确定其质心位置,对位姿运动学模型进行了一阶、二阶求导,得出了运动学速度、加速度逆解模型.根据封闭矢量三角形法则,求出了速度运动学逆解模型,给出了运动学速度逆解Jacobian矩阵.在规划的椭圆轨迹下,采用Simulink仿真软件进行了末端执行器质心的速度、加速度和绳速度变化规律的仿真,并搭建了控制系统的硬件设备.研究表明,在所规划椭圆轨迹下,所有绳速度、加速度的变化是连续的且求解速度、加速度逆解的算法正确、通用.     

欠约束绳牵引并联支撑系统运动学分析与鲁棒控制

欠约束绳牵引并联机器人可以为风洞受迫/自由动态试验提供一种新的支撑方式。该文针对多输入、多输出、具有不确定性的欠约束绳牵引并联支撑系统,研究其运动特性并提出一种基于非线性干扰观测器的计算力矩控制方法。首先,针对欠约束系统几何静力耦合问题,采用自适应粒子群算法对运动学进行求解与分析,确定初始平衡状态。其次,采用计算力矩控制方法,并考虑实际系统存在外部干扰等,设计非线性干扰观测器予以补偿;基于Lyapunov函数法证明闭环系统的稳定性。最后,以风洞动态试验中典型的单自由度正弦振荡以及双自由度运动轨迹为例进行仿真。结果表明:该控制方法能够有效补偿外部干扰,在期望轨迹上可以实现高精度跟踪,且绳拉力始终保持张紧状态;同时还能模拟未受控方向的自由运动特性。上述研究成果可为欠约束绳牵引并联支撑在风洞试验中的实际应用提供技术支撑。