摘要：针对基于机械弹簧的多自由度致动器存在系统复杂、运动精度低的问题,设计了一种采用铁氧体永磁体的新型谐振致动器。首先,所提致动器的基本结构主要包括1个定子、1个动子和1个三相对称绕组,其中动子部分包括6个永磁铁氧体和1个动铁芯;其次,对磁阻特性和推力特性进行了理论研究;然后,在动力学模型分析的基础上,提出了无需位置传感器的运动估计方法;最后,通过有限元分析验证了所提致动器的特性,并与样机上的测量结果进行了比较。研究结果表明:样机的磁阻力误差和力常数误差分别仅为6%和2%,且在无机械弹簧的条件下产生相对于移动距离的对中力,从而可以在X-Y平面上实现各种可控的高精度谐振运动。所提致动器有效降低了系统成本和复杂性,可用于需要精确受控运动的机械领域,在微型机器人、医疗设备和光学仪器等。

摘要：中小学教材数字化已成为一种趋势,这既是基础教育改革与发展的需要,也是出版行业改革与发展的必然。文章以"安全教育数字教材"的研发为例,探讨中小学数字教材的特点、内容结构体系的建构、设计要求及追求的目标、呈现方式等内容。

摘要：无动力外骨骼具有质量小、代谢能耗低、基本不改变正常步态、无需外动力源和可持续工作时间长等优点,已逐渐成为新型外骨骼领域的研究热点。为提升常规无动力下肢外骨骼对步态能量的利用效率,设计了一种肌力协同补偿的无动力下肢外骨骼。首先,通过建立人体下肢动力学模型分析了行走过程中下肢能量的变化规律,得到了步态能量的储存与释放机理;然后,结合设置代起止点的折线路径及肌力贡献度,制定了关节肌肉的肌力协同补偿路径;最后,基于踝、髋关节的刚度设计了弹性储能元件,构建了一款无动力柔性下肢外骨骼,并利用OpenSim软件分析了有无穿戴外骨骼时人体下肢相关肌肉在行走过程中的代谢能耗。结果表明,在穿戴无动力下肢外骨骼时,比目鱼肌、腓肠肌和胫骨前肌的代谢能耗分别降低了31.5%,34.7%和40.0%,股直肌、阔筋膜张肌和缝匠肌的代谢能耗分别降低了36.3%,7.0%和5.0%;单个步态周期内下肢相关肌肉的总代谢能耗降低了15.5%。研究结果可为低代谢能耗的无动力下肢外骨骼的优化设计提供一定的理论依据。

摘要：现有3-RPS并联机构运动支链中部的消极驱动副都采用直线移动副,导致机构的灵活度、承载能力均不高。基于TRIZ曲面化(Spheroidality)原理,通过改变运动副的形状以及增加运动副之间的接触面积,来提高机构的灵活度以及承载能力。提出了3种具有弧形移动副的3-RPS并联机构,其运动支链均由1个转动副R、1个弧形移动副P和1个球铰S构成。其中第1种并联机构的驱动副轴线共线,第2种的驱动副轴线相互平行,第3种的驱动副轴线共面并彼此相交。采用螺旋理论,建立运动支链中运动副在一般位形下的运动螺旋形式,并分析动平台所受的约束力,实现对这些机构自由度、运动特性和灵巧度的求解。结果表明:第1种机构的动平台转动中心为弧形连杆的中心,动平台绕Z轴的旋转相对其他2个方向的旋转具有解耦性,第2、第3种机构的动平台转动中心是各支链球铰中心与弧形连杆中心连线的交点,此交点随动平台位姿的变化而变化;此外,这3种机构的灵巧度较高,而第1种机构的灵巧度高于后2种机构,第2、第3种机构的灵巧度相同。这3种机构具有结构对称、机构简单、刚度高、承载能力大等特性,可应用于虚轴机床、航空模拟设备、医疗设备等领域。

摘要：提出了1种基于魔方的并联机构运动支链构造及综合方法,该方法不仅能够直观反映出运动支链中运动副的数量,还能展现出相邻运动副之间的轴线关系,有利于机构创新工作者,根据具体的需求综合出最优的机构构型。首先介绍了并联机构,魔方以及魔方与运动副和运动副轴线之间的相互联系;其次通过魔方的各种变换来构造出各种运动支链,并借助螺旋理论分析运动支链的末端运动特征;而后根据运动支链的末端运动特征状况进行整理、分类,组建运动支链库;最后,根据实际的需求,在运动支链库中选择合适的运动支链,构造出一系列同等运动形式的并联机构,并对其进行评估,从而得到最优的并联机构构型。

摘要：提出了1种具有弧型移动副的3-RPS并联机构,该机构由定平台、动平台和三条支链组成。每个分支运动链包括1个转动副R,1个弧形移动副P和1个球铰S。其中,3个转动副R的轴线共面,并彼此成60°相交。运用螺旋理论对该机构的自由度进行了分析。该并联机构动平台具有3个转动自由度,并且动平台的转动中心是各支链球铰中心与弧形连杆中心连线的交点,此交点随动平台的位姿变化而变化;另外,通过机构各个分支的螺旋互易积,获得机构的约束雅克比矩阵、驱动雅克比矩阵和全雅克比矩阵;并根据守恒协调刚度矩阵,求出机构的结构位形刚度以及外力作用影响产生的刚度,为后续的研究其动力学、运动学性质奠定了基础。

摘要：根据人体踝关节的结构特性、损伤机理及运动方式,提出了一种3-(HS)S/S踝关节康复机器人来帮助患者进行踝关节康复训练。首先利用螺旋理论对其进行了自由度分析,其次采用解析法解出运动学逆解和工作空间。结果表明通过改变夹角鄣值,能够改善机器人的速度、加速度及工作空间性能,使得该机器人能够帮助患者进行初期、中期、后期的康复训练。