新型变形轮腿式移动机器人的运动学分析及设计

移动机器人作为智能勘探与侦察的自动化装备,在航天探测、军事侦察、抢险救灾等领域具有广阔的应用前景.兼具良好的机动性及越障性是移动机器人快速适应非结构化复杂环境的首要性能指标,结合轮式行进机构强机动性与腿式行进机构优越障性的变形轮腿式移动机器人受到普遍青睐.然而,现有变形轮腿式移动机器人在设计与优化方面仍存在变形形式过于复杂、设计方法缺乏理论依据等不足.针对上述问题,提出一种结构紧凑、操作简便的新型轮腿变换结构,借助电磁离合器分离运动的原理,通过改变轮-腿变形动力输入促使轮与腿相对运动,以曲柄滑块机构触发轮-腿结构径向扩展,完成由轮式变形为腿式的过程.定义变形过程中曲柄滑块机构的压力角为机动性指标、变形前后结构的展开比为越障性指标,进而开展变形结构的尺度综合,优化结果表明新型变形轮腿式移动机器人的展开比为1.92,可越过高度为150 mm的障碍物.基于优化后的尺度参数,建立变形轮腿式移动机器人越障过程的动力学模型,确定驱动电机参数,设计并制造物理样机.最终开展软件仿真与实验研究,仿真结果与理论分析结果一致,表明优化设计方法与动力学建模方法的有效性,实验结果证明所设计的变形轮腿式机器人具有...     

“面向对象的设计与分析”课程思政的教学设计及实践

文章以课程“面向对象的设计与分析”为研究对象,首先探讨该课程思政教育的必要性、可行性。然后,从挖掘“思政”元素、探索融入路径与设计思政教学案例等三个方面阐述本课程思政教学的设计方案。并且,以“‘三省六部制’案例融入包图设计”的教学为例,介绍本课程思政教学的具体实施。在“面向对象的设计与分析”课程引入思政教育,有助于帮助学生克服困难、以提升知识习得能力;强化实现民族复兴责任感及职业道德感,有助于实现全面育人的目的。     

单元教学设计过程中的“教学问题链”设计——以上海科学技术出版社《物理·必修》(第三册)静电场单元为例

根据教育部颁布的《普通高中物理课程标准(2017年版)》,在上海市物理教育教学基地(上海高校“立德树人”人文社会科学重点研究基地)的大力支持下,由上海市教育委员会组织编写的上海高中物理非统编教材进行了正式使用前的试教试用活动,此教材是在上海高中物理“二期课改”教材的基础上全面改写而成的.单元教学设计已成为当前教学设计的焦点问题,以《物理·必修》(第三册)静电场单元为例,详细阐述了“教学问题链”的设计理念,希望与广大一线教师交流试教试用的心得与反思,推动新课改课堂转型.     

初中数学中方程的应用

方程是初中数学中的重要内容.方程应用广泛、变形较多,使得与它相关的考题也有着各式各样的表现形式.本文将讨论方程应用的常见三种题型:由实际问题抽象出一元二次方程、高次方程和无理方程,以具体的案例为引导讲授解法,并阐述方程的实际应用和命题形式.     

动力学模态分解方法重构及预测流场误差分析

利用动力学模态分解(dynamic mode decomposition,DMD)方法可以实现非定常流场的分解、重构和预测,但该方法重构和预测流场的误差需要给出定量分析.鉴于此,提出了定量描述动力学模态分解重构和预测流场的误差分析方法,以雷诺数Re=80的圆柱绕流二维流场数值模拟结果为例,研究了非线性流动和周期性流场重构和预测误差的动态变化情况.结果表明:依据能量大小确定的模态反映了流场的主要相干结构;低频、低增长/衰减率和大尺度的相干结构能量占比大,对流场的影响较大;DMD方法可以准确重构非线性和周期性变化流场,重构的误差小于10-10,预测流场的误差较重构流场出现跳跃增大现象;DMD方法预测非线性变化流场的误差在样本时间区间内较小(小于10-3),超出样本区间误差的发展急剧增大,变化情况依赖于数据样本;预测周期性流场的误差稳定在10-4左右.     

液罐车后防护装置的结构优化设计

针对液罐车被追尾这一事故形态,对其现有的单横梁后部防护装置防护性能不足的问题,设计了一种新型的双横梁后部防护装置.通过有限元受力分析确定其各横梁结构的厚度尺寸,根据确定的尺寸进行整车静力加载试验,验证了其防护性能满足国家相关标准要求.设计的双横梁后防护装置,结构简单、防护范围和防护距离大、加工制造方便、成本低,可广泛应用于工程实际中,具有推广价值.     

位移放大型扭转阻尼器性能分析

为了加固梁柱节点、避免框架结构出现"弱节点"的破坏模式、提高框架结构整体的抗震和耗能能力,研制出一种具有自主知识产权的位移放大型扭转阻尼器(DATD),并对其进行数值分析和试验研究.首先,设计了18个具有不同参数的DATD,建立其有限元模型进行数值分析;随后,设计并制作了一个DATD,进行性能试验并与有限元分析结果对比.结果表明:DATD滞回曲线饱满,耗能能力强;有限元分析与性能试验的滞回曲线吻合较好,且随着加载位移的增加,两者间误差变小,因此可以采用建立的有限元模型来研究DATD的力学性能.最后,对DATD进行参数影响分析,研究了铅芯直径、铅芯距中轴距离、橡胶层直径、橡胶层厚度及橡胶剪切模量对其特征参数的影响,结果表明:DATD的屈服剪力、等效刚度、等效阻尼比及耗能系数随着铅芯直径增大而明显增大,随着铅芯距中轴距离的增大略有增大;随着橡胶层直径、橡胶剪切模量的增大,屈服剪力及等效刚度逐渐增大而耗能系数及等效阻尼比逐渐减小;4个特征参数均随着橡胶层厚度的增大而略微减小.     

创新文化竞争力国际比较研究

提升中国创新文化国际竞争力,是全面塑造发展新优势的关键着力点,对我国建设创新型国家具有基础性、长期性、决定性影响.通过构建创新文化竞争力指标体系,选取GII创新指数排名和GDP总量排名均为前20的国家作为研究对象,运用主成分分析法对创新文化国际竞争力进行评价,研究发现:①从综合竞争力水平来看,英国、荷兰、美国、瑞士处于第一梯队,德国、加拿大、法国处于第二梯队,中国、韩国、日本为第三梯队;②从竞争力构成要素来看,中国创新文化可持续发展能力和国家创新驱动力具有相对竞争优势,发展基础力和创新型产业支撑力亟待提升,创新文化吸引力也存在进步空间.为此,提出完善创新文化发展的基础条件、讲好中国故事、加大要素投入等管理启示,以期为提升中国创新文化国际竞争力,建设创新型国家提供针对性建议.     

基于专利视角的全球电动汽车技术竞争态势研究

本文基于专利情报分析方法,从专利数量、申请趋势、被引频次、地域布局等多个维度分析全球各国在电动汽车产业领域的技术竞争态势。研究结果表明:日本是电动汽车申请专利大国,技术发展活跃;日本、美国和德国专利质量高,技术占据竞争优势;全球巨头企业主要在本国、中国、美国进行技术布局;中国近十年内在电动汽车技术上取得巨大进步,发明专利总数排第二;中国企业相较日本、德国、美国、韩国技术实力仍稍显弱势,创新能力有待提高。     

老龄化对科技发展的影响研究路径及结果分析

人口老龄化问题及其对科技发展的影响日益成为世界各国关注的焦点,但缺乏从总体上把握研究态势的相关成果。本研究以Web of Science数据库收录的相关文献为研究数据,首先运用文献计量分析对其进行量化,分析其总量趋势与研究母国参与程度。其次,运用文本挖掘、聚类分析和内容分析方法,从研究主题与方法演变、影响路径对比等方面,关于人口老龄化对科技发展的影响路径进行了识别与分析。从识别出的研究主题分布提炼出"人口老龄化—技术创新—科技发展""人口老龄化—人力资本—科技发展""人口老龄化—养老支出—科技发展"三大核心影响路径。研究发现:人口老龄化与科技发展相关文献自2013年以来增长趋势明显;该领域的研究方法主要为定量分析;各国学者总体上存在人口老龄化对科技发展有负面影响的压倒性共识。在此基础上,对该领域的研究方向提出了建议。