摘要：为满足武器装备轻量化的迫切需求,提升装备结构优化设计水平,提出了一种代理模型辅助多目标优化的结构正向设计方法。按照从概念设计到参数优化设计的流程,通过优化信息交互和代理模型重构来实现结构多目标优化设计。以轻型车载高炮弹箱架优化设计为例,首先,根据拓扑优化获得的最佳传力路径,建立几何模型和有限元分析模型。其次,通过灵敏度分析缩减设计变量,建立以一阶模态频率和结构强度为约束、最小化质量和最大化刚度为目标的优化模型。然后,使用差分进化算法求解基于Kriging模型的多目标优化问题;在优化过程中,通过比较中间优化结果调整优化模型,并采用基于期望改进的填充样本策略重构代理模型。最后,兼顾结构轻量化和安全,筛选44组优化解中的3组优势方案与初始设计进行比较,结果显示:在满足弹箱架结构性能的前提下,重量分别可减轻31.2%、24.7%和21.8%;所提结构正向设计方法能够明显提升轻量化效果,也可为相关结构优化设计提供参考。

摘要：为提高军用外骨骼无滞后地完成运动跟随性的能力,设计了一种基于姿态传感器和薄膜压力传感器的外骨骼传感系统。通过传感系统采集并解算出的下肢关节角度和脚底压力作为信号输入,提出了一种基于BP神经网络的步态识别方法,并采用LabVIEW软件进行了仿真实现。通过对比发现髋关节角度特征值相较于膝关节角度特征值和踝关节角度特征值,可以更好地区分开各步态路况。同时步态识别仿真结果表明了设计的军用外骨骼传感器系统和提出的步态识别方法的合理性和可行性。

摘要：从人体运动特征出发,分析了液压驱动负重外骨骼机器人的整体骨架结构。根据负重外骨骼机器人的特点要求设计了一套完整的液压传动系统,对液压系统中液压泵、伺服阀和液压缸等主要元件进行了选型计算。利用Simhydraulics软件建立了负重外骨骼机器人液压系统仿真原理图,并对液压系统进行了仿真分析研究,由仿真结果证明了所设计液压系统的合理性。最后对液压驱动型负重外骨骼机器人技术面临的挑战进行了分析,为该液压系统的深化设计提供了参考。

摘要：为了解决士兵负重携行时体力消耗过大,易于出现骨骼肌肉损伤的问题,设计了一款士兵体力增强的无动力助力机器人,可实现士兵负重能力与持续作战能力的提升。结合人体运动负重原理,采用相容性的机构设计、变刚度的柔性仿生脊柱设计、四边形铰链式结构的自适应膝关节设计等关键技术,对单兵助力机器人采用了拟人化结构设计,确保了与士兵的有效融合,能够协助士兵在战场上负载装备而不影响其战术动作;利用ANSYS软件对其关键零/部件进行强度分析,以验证整体结构设计的稳定性和正确性,仿真结果表明,单兵助力机器人安全可靠,能够有效协助士兵携行负重。对单兵助力机器人的应用前景进行了分析,对士兵体力增强的研究具有一定的指导意义。

摘要：驱动系统是助力机器人最主要的系统之一,助力机器人性能的好坏主要是由其驱动系统决定的。分析对比了当前助力机器人常用的驱动方式,设计了适合于助力机器人的高效轻小型液压驱动系统,建立了助力机器人高效轻小液压驱动系统的数学模型,得到了影响系统动态特性的主要因素和变化规律,为助力机器人液压驱动系统及控制算法的优化提供了一定参考。

摘要：无源被动外骨骼系统无需能源供给,以降低单兵负重时的体能消耗、保护骨骼肌肉免受损伤为目的,提升单兵的轻装机动与持续作战能力。对目前国内外无源被动外骨骼系统的研究现状进行了总结,分析了人机相容性机构设计技术、人机闭环运动链的负重力传递技术、助力效能评估技术和新材料结构功能一体化应用技术等关键技术,并对其未来的应用前景进行了展望。

摘要：底盘是自行高炮火力炮塔的支撑平台,其车体刚强度会牵连火力炮塔安装座圈,对火炮的射击精度有重要影响。为减小底盘车体刚强度不足对火炮射击精度的影响,根据某轮式自行高炮底盘力学模型建立车体初始设计的有限元模型,对火炮的不同射击工况进行静力计算,找出了底盘车体在火炮不同射击工况下的薄弱环节和变形特征。针对底盘车体的薄弱环节和变形特征,对原方案进行了优化设计,最终得到了满足作战使用要求的设计方案。新方案与原方案相比,底盘质量虽略有增加,但底盘车体刚强度有了大幅提升,达到了设计指标要求,对自行高炮底盘车体的刚强度分析与优化设计具有一定参考意义。

摘要：提出了一种基于双混沌系统的军事图像加密算法。利用二维耦合Logistic映射和Liu混沌系统初步设计了加密算法,算法分为置乱和扩散过程。在置乱阶段,利用两个混沌系统产生的混沌随机序列得到关联混沌序列,然后对明文进行置乱;在扩散阶段,根据两个混沌系统产生的混沌随机序列对置乱图像进行3次不同方式的扩散。仿真结果表明,提出的算法实用性强,对密钥具有敏感性,且能够有效抵抗密码分析,可以运用于军事图像的传输过程中。

摘要：根据托举搬运的工况要求,设计了一种上肢外骨骼助力系统,该系统具有可穿戴、易操控、高随动及大承载等特点。根据人体上肢结构、运动的特点,采用集成化设计方法建立了上肢外骨骼助力系统的Inventor模型,设计了能托举搬运40 kg重物的上肢外骨骼助力系统,并对框架式机械臂、多级转阀式肘肩关节、转阀驱动机构进行了较为详细的分析说明。对上肢外骨骼助力系统的助力原理进行了分析,并对其创新点进行了总结归纳。为了提高上肢外骨骼助力系统的安全性,利用ANSYS Workbench软件对其关键零/部件进行强度分析,分析结果表明上肢外骨骼助力系统的关键零/部件强度符合安全要求,保证了使用的安全性,并为后期的进一步优化设计提供了设计参考。

摘要：踝关节在人体正常行走时,踝关节所承受的力矩最大。文章在分析踝关节生物力学的基础上,首先从减缓小腿肌肉疲劳角度出发设计了踝关节助力外骨骼,并建立了其力传递模型。之后,采用有限元仿真分析技术对踝关节助力外骨骼进行有限元静力学仿真,并对小腿固定支架进行瞬态动力学仿真。通过有限元分析,验证了其结构设计的合理性。最后,将正常人行走时的步态数据作为驱动对踝关节助力外骨骼虚拟样机进行了ADAMS动力学仿真,研究不同步速、不同弹簧刚度系数对踝关节助力外骨骼关节力矩的影响,仿真结果表明踝关节助力外骨骼有较好的动力输出效果,为实物的搭建提供可行性依据。