摘要：为增强拉索攀爬机器人在不同风载环境下的适应能力,提出了一种机器人-拉索-风耦合系统的动力学建模与分析方法.首先,利用磁流变液体的固液转换特性,设计了具有输出力连续可调功能的阻尼器,并将其应用于拉索攀爬机器人.其次,分析拉索载荷,建立了机器人-拉索-风耦合动力学模型.然后,通过有限元分析,获得阻尼器中磁流变液产生的阻尼力变化范围为0~153.45 N,与理论模型一致.同时,利用动力学模型的数值仿真得到了阻尼器的建议工作电流分别为0.1 A (3级风)和0.3 A (6级风).最后,为了验证以上理论,分别对阻尼器和拉索攀爬机器人进行了性能测试实验.结果表明,与理论值相比,该阻尼器实际输出力的平均相对误差不超过3.22%.将其安装到机器人上,可将速度波动范围降低83.7%,能显著提高机器人的爬升稳定性.

摘要：传统的气动人工肌肉受结构和制造手段的限制,很难同时满足高收缩率、高收缩力和全柔性等应用需求。针对这些问题,本文基于约束层、收缩层与扁平气囊正交混合编织的工艺,提出了一种扁平编织型气动人工肌肉(扁肌)。通过建模分析了最小收缩层长度、收缩率以及扁肌最大厚度与气囊层数及气囊手指数量之间的关系,并通过数值拟合获得了收缩力的近似解析解。扁肌的各主要部件均采用激光切割而成,组装完成的扁肌质量仅为8.1 g,厚1.2 mm。收缩实验表明,扁肌在5%的收缩率下最大收缩力可达280 N,是其自重的3527倍。在0.5 kg的负载下最大收缩率42.8%,最大收缩速度1216.2 mm/s。迟滞实验表明,扁肌存在一定的位移迟滞,而力迟滞并不明显。在采用闭环控制时,扁肌对0.25 Hz的正弦信号具有良好的位置跟踪能力,最大位移误差2.5 mm。当频率为0.5 Hz时,受放气速度的影响,扁肌存在较大位移延迟。

摘要：双套索耦合传动是套索驱动机器人设计中比较常见的传动方式,由于传动过程中涉及两根绳索之间拉力的相互作用,其传动特性比单根套索传动更为复杂。在之前对单根绳索传动特性研究的基础上研究了双套索传动系统在各阶段的传动性质,推导出双套索耦合传动系统力矩和位移的传递模型。建立双套索耦合传动特性测量试验台,通过试验对力矩和位移的传递模型进行了验证。通过试验对影响双套索耦合传动系统特性的因素进行了分析,结果表明传递特性由套管的弯曲角度、绳索预紧力以及绳索和套管之间的摩擦决定,而绳索的运动速度和套管的弯曲半径对系统的传递特性几乎没有影响。

摘要：现如今,Python编程科目已在中职学校普遍开设,而发散思维也在该科目中起到了至关重要的作用。中职学生往往因为基础薄弱和思想禁锢、教师轻视发散思维训练、教师自身能力不足等因素导致学生学习Python编程科目吃力,在处理程序设计问题时往往感到无从下手或求解的方式单调。基于此,中职老师必须重视训练学生的发散思维,教会学生把基本知识点融会贯通,从而学会一题多解,并以此拓展学生的眼界,增加学生对Python语言学习的兴趣。

摘要：采用改进的Krasnosel’skii-Pokrovkii(KP)模型对所设计的超磁致微位移驱动器建立了与频率无关的迟滞模型,并提出了对实际系统的KP迟滞模型密度函数进行离散辨识的方法。为了降低迟滞特性对驱动器工作的影响,对KP迟滞模型构造了补偿算子。在此基础上提出了滑模变结构控制方案,由Lyapunov稳定性理论推导出此滑模变结构控制方案的自适应控制方法。通过仿真与实验验证了所提出的机电系统模型的准确性和控制规律的有效性。

摘要：介绍用Krasnosel′skii-Pok rovkii(KP)迟滞算子对所设计的超磁致伸缩驱动器中的频率无关迟滞特性进行建模。首先,给出了KP迟滞模型中的密度函数离散化的离线辨识方法。其次,为了能够使迟滞模型更好的与自适应控制理论结合,又提出了应用神经网络进行密度函数的自适应在线辨识。此神经网络的BP算法是以离散的KP算子为作用函数、以密度函数为权值。最后,仿真与实验验证了所提出的模型辨识方法的有效性。

摘要：为满足微位移定位系统的应用要求,设计由超磁致伸缩材料驱动的新型折弯型柔性压曲放大机构。在其他微位移放大机构的基础上,设计便于制作和使用的二维平面型折弯型机构,该机构在实现微位移放大的同时也使位移的方向产生90°转变。通过有限元计算分析,优化折弯屈曲板的结构参数。针对超磁致伸缩材料输出位移与输入电流间磁滞非线性与其负载和频率的关系,采用BP神经网络分别构造磁滞上升半环和下降半环的逆模型,并通过输入信号对其进行选择从而进行磁滞补偿。仿真试验结果验证了该方法的有效性。构建基于超磁致伸缩材料驱动的压曲放大机构试验装置,采用该装置,分别对单环磁滞和多环磁滞进行补偿控制试验,获得了满意的位移控制效果。

摘要：根据对人体踝关节运动生物力学的研究结果,设计了一种新型的主、被动相结合的低功耗的踩关节假肢.通过对人体行走过程中踝关节角度-力矩变化关系的特征分析、运动关系的理想化及运动过程的分解,把人体平地慢速行走运动分为触地缓冲跖屈、身体前移背屈、蹬地前行跖屈及摆动4个阶段的运动过程,采用串联弹性驱动器系统及并联弹簧模拟此运动过程,并进行由串联弹性驱动器系统、并联弹簧机构等组成的踝关节假肢的机构设计.在建立的SolidWorks、ADAMS虚拟样机联合仿真平台上进行了踝关节假肢的运动仿真,结果表明,该踝关节假肢能够实现预期的运动轨迹,验证了机构设计的合理性.

摘要：通过变截面悬臂梁受迫振动响应模拟鱼体变形,设计了单驱动仿生机器鱼.建立了机器鱼自主游动中变形体耦合动力学方程,运用数值仿真研究的方法探讨了其"加速-滑行"游动模式的动力特性.发现可以通过加速时间和滑行时间的组合得到更高的游动效率,拓展了机器鱼的高效运动控制模式.

摘要：针对斜拉桥缆索检测专用机器人的安全回收要求,提出了一种基于反电动势理论的安全节能回收方法.应用曲柄滑块机构驱动气缸设计了气体阻尼装置,以消耗机器人下降过程中因重力作用产生的多余动能.建立了机构数学模型,并对下降速度进行了仿真.进行了实验室及长江某斜拉桥现场试验.试验结果表明机器人能够携带3.5 kg重物,沿直径为65～205 mm、倾角为30°～90°的缆索自动平稳匀速下滑,实现了电路系统出现故障时机器人的安全快速回收.