摘要：目的:游戏互动可以极大提高上肢功能障碍者康复训练的积极性,本文结合空间末端引导式上肢康复机器人的结构特点,分别基于关节角度变化和机械臂末端点位置提出了2种平面游戏的交互设计方法。方法:通过建立机械臂3个驱动关节角度与游戏界面坐标系的映射关系实现人-机游戏互动,并比较了同一运动轨迹在2种不同交互设计方法下的游戏界面轨迹。结果:基于关节角度变化的平面游戏交互方式,通过建立关节角和游戏界面坐标系的映射函数,可以简化运算过程提高运算效率;基于机械臂末端点位置信息的平面游戏交互方式则更能准确地表述机械臂的实际运动姿态,可以实现1∶1复原机械臂末端轨迹。结论:提出的2种基于不同数据信息的游戏交互方式均有各自的特点和优势,为多自由度上肢康复机器人进行平面游戏交互设计提供了解决方案。

摘要：为了快速地得到颗粒碰撞后的运动状态,从而实现颗粒碰撞阻尼系统的整体仿真研究,建立颗粒在单个碰撞周期中的分段力学模型。该模型将颗粒的单个碰撞周期分为三个阶段,通过三个阶段的力学分析得出颗粒在关键节点的运动状态,最终得到颗粒碰撞后的反弹速度、碰撞过程中的恢复系数和能量损耗的解析表达式。随后采用有限元方法对两颗粒的弹塑性碰撞过程进行模拟,有限元分析结果与分段力学模型的结果吻合较好,证明了分段力学模型的正确性。最后应用此分段力学模型对颗粒的碰撞速度、颗粒材料参数包括屈服点、弹性模量、密度和颗粒大小对耗能效果的影响进行定量的分析计算。计算结果表明,材料的屈服点和弹性模量之比越小,碰撞耗能效果越好;同时,质量密度越大的材料,耗能效果也越好;在设计颗粒阻尼器时可以以此为原则选用碰撞伙伴的材质。以上研究结果可以用于颗粒碰撞阻尼系统的阻尼特性分析和整体仿真研究。

摘要：从仿生中医推拿牵引治疗手法的角度出发,设计了一种五维腰椎牵引治疗装置的控制系统。整个控制系统包括上位机、调压控制系统、牵引控制系统和按摩推顶控制系统。从硬件和软件两个方面,对控制系统的各个部分进行设计研究,实现了对该装置的水平牵引、旋转、摆角、成角和腰部推顶按摩等动作的控制。为了满足控制需求,控制系统使用了模糊PID牵引控制和推顶按摩PWM调频。基于该控制系统使用PyQt工具包构建上位机,实现了系统之间的RS485通讯。实验表明,该装置系统输出的牵引力能够较好地跟踪设定的牵引力曲线,能够实现设计功能。

摘要：为解决目前轮椅式下肢训练设备未有针对下肢训练功能的测试设备这一缺失,设计了一种轮椅式下肢训练设备测试平台的控制系统。系统以STM32F429IGT单片机作为主控芯片,配合电源模块、通讯模块、传感器信号变送模块、抱闸模块和步进电机驱动模块,构成测试平台的硬件系统,可实现传感器所采集数据的处理和传输、关节制动力加载以及电机驱动的倾斜运动控制。在步进电机控制方面,在PWM波基础上使用SPWM波进行驱动控制,可使机构运动更为平稳。运动仿真实验表明,质心投影点位移变化平稳,控制系统可行。

摘要：腰椎牵引作为常见的腰椎病治疗手段,已被广泛应用于临床治疗。目前,市面上的牵引治疗设备功能较少,维度单一,牵引力不足。针对以上问题,设计了一款多维腰椎牵引装置,采用了液压系统提供动力,可实现三维可控牵引。该装置的控制系统以STM32F103ZET6为核心进行搭建,实现了对整个液压系统控制;采用传感器技术和经典PID算法,保证了装置稳定运行。试验结果表明,该控制系统能够准确控制装置进行三维牵引。

摘要：目的:针对由脑卒中导致的卧床的上肢偏瘫患者,设计一种床旁式上肢康复训练机器人。方法:通过研究人体上肢结构与运动,进行床旁上肢康复机器人的构型和尺寸优化设计。通过模块化建模思想综合功能构型尺寸等因素进行机械设计,使用ANSYS仿真对关键零部件进行强度校核。构建床旁上肢机器人运动学模型,并进行正逆运动学方程的计算与分析,进行机器人训练轨迹研究。结果:该床旁式上肢康复训练机器人在验证过程中无机械干涉,能实现上肢康复训练的要求,训练效果均达到预期。结论:该床旁式上肢康复训练机器人设计合理,方法可行。

摘要：该文为颈椎病患者设计了一款可穿戴的颈椎牵引外骨骼,利用并联机构4-SPS的运动特性对患者颈部进行牵引治疗。通过建立4-SPS并联机构外骨骼模型对受力点进行静力学分析,并且对4-SPS并联机构进行运动学分析,最后利用软件对该机构进行仿真,结果验证该外骨骼所选材料在受力作用下不会发生形变,4-SPS并联机构具有合理的工作空间和良好的运动特性。

摘要：弹塑性微颗粒-钢球碰撞阻尼器是在传统的碰撞阻尼器的基础上提出的,通过实验研究分析了弹塑性微颗粒-钢球碰撞阻尼器与其它阻尼器的实验结果对比以及在不同的颗粒减振剂、钢球直径和填充率条件下,悬臂梁振幅变化情况。实验结果表明,由于这种阻尼器结合了弹性变形和塑性变形的优势,具有更优异的减振性能,减振效果提高了29%;同时钢球直径和填充率均会对阻尼器的时间恢复系数产生较为明显的影响,直径越大减振效果有稍微的减弱,填充率在40%左右减振效果最佳。

摘要：采用振动磨在干法室温条件下对8个不同尺寸区间的分析纯(AR)碳酸钙粉末进行超细粉碎,实验分别测量了8个不同尺寸区间碳酸钙粉碎后的分布系数及粉碎速率常数,通过对粉碎理论模型的建立及分析,模拟计算了碳酸钙的研磨过程。实验验证了粉碎理论模型在碳酸钙粉末研磨过程中粒径变化的应用。模型计算结果与实验结果符合很好,验证了振动磨粉碎试验的有效性和准确性。

摘要：图纸中图块的排版问题直接影响到CAD自动出图系统的出图效果.通过使用表达式描述图块的位置关系,使用关系对表达图块的对齐关系,使用关系组表达图块的缩放关系,建立了分析排图问题的模型.该模型同时考虑了图框大小的变化及标题栏与其他图块之间位置关系的变化.优化过程分为两步,先求出一个最优组合,使得各图块占用可用区域的面积最大,同时要满足各种约束关系;接下来优化高度和宽度两个方向上的图块间距,使得图块在图面上的分布尽可能均匀.在每个图块不超过3个可选比例的前提下,实现在可接受的时间范围内排图效果的最优.实验例证表明,该算法是可靠、有效率的,结果是合理的,能够满足商品化软件的要求.