摘要：深海智能装备在深海科考、国防安全等领域发挥重要作用,受深海极端静水压影响,其水下操控和姿态控制面临巨大挑战.本文设计了一种适用于3000 m水深的自主定高模块,该模块通过将电路板集成在硅胶基质中实现深海极端水压自适应,并采用电磁线圈驱动PET背鳍薄片实现动力定高.本文利用高速相机分析了该模块下潜运动过程中的横摇现象,并进行运动学、动力学建模分析.此外,本文通过胸鳍形状的合理设计,减少模块横摇并优化其机动性.最后,通过高压实验验证了定高设计方案的可行性.该定高模块体积小、轻质、集成度高,易于实现深海装备和机器人集成,可为小型化深海机器人定高和姿态控制提供新方法.

摘要：基于双稳态结构跳变原理,设计了一种仿喷水推进乌贼结构软体机器人。首先,制作一种双稳态驱动装置,该装置随着气体周期性通断进行跳变,带动拨水薄膜产生往复运动,使得样机内部体积变化。其次,通过调节双稳态装置的驱动频率,使样机快速喷水、缓慢吸水形成动量差,推动样机向前运动。通过试验得出双稳态驱动装置跳变产生的推进力的变化规律,并将其应用到仿生乌贼的驱动中。最后,试验分析了双稳态装置跳变过程的运动特性,建立相应的力学模型,通过ABAQUS仿真软件对驱动装置的弯曲性能进行仿真分析,验证其弯曲性能。研究结果表明,样机在双稳态装置驱动下可以达到8.7 cm/s(约0.58倍样机身长/秒)的运动速度,具有一定的负重能力,展现出了优异的游动性能。

摘要：基于正负刚度并联原理,运用双连杆-弹簧-曲面作为负刚度机构、竖直弹簧作为正刚度机构,提出了一种准零刚度(quasi-zero stiffness,QZS)隔振器的新构型。针对上述构型,通过静力分析,研究了系统的位移-刚度特性和位移-回复力特性,得到了系统静平衡下的QZS条件。此外,建立QZS系统的非线性动力学方程,应用谐波平衡法和龙格库塔法求解。针对不同的激励幅值、阻尼系数和QZS参数等因素,研究了系统动力学响应和传递率特性。理论研究表明,该QZS构型可以有效降低模型的共振频率与最大传递率幅值。基于隔振器的三维模型进行数值仿真和实验研究,发现提出的QZS构型拥有较好的低频隔振性能,并具备与线性系统相当的高频隔振性能。

摘要：基于流体驱动的软体机器人目前已得到广泛的研究与应用。根据其发展现状,对流体驱动方式进行了综合对比,总结了软体机器人在结构设计、材料制作、试验分析中的方法,并对其面临的问题、未来发展的挑战进行了分析。

摘要：复杂非线性系统试验测试结果的不确定度分析对于保证产品的质量可靠性具有重要意义。以评价车辆座椅头枕对乘员颈部保护效果的鞭打试验为例,提出一种基于支持向量机模型的复杂非线性系统试验不确定度评定方法。研究鞭打试验的主要影响因素概率密度分布,采用拉丁超立方抽样对影响因素进行试验设计;利用试验结果,采用最小二乘支持向量机,建立鞭打试验的数学模型,并与BP神经网络建立的数学模型进行对比,结果显示,最小二乘支持向量机建立的数学模型具有更高的预测精度,满足后续不确定度的评定要求;采用蒙特卡罗法实现鞭打试验测量不确定度的评定,并与国家标准《测量不确定度指南》规定的方法得到的不确定度进行了比较。结果表明,对于复杂非线性系统,应用基于支持向量机模型的蒙特卡罗法得到的不确定度评定结果准确可靠,提出的方法可广泛应用于各种产品的复杂试验结果不确定度分析中。

摘要：提出一种结合粒子群优化(PSO)算法和最小二乘支持向量机(LSSVM)模型的复杂试验不确定度分析方法。以汽车座椅的安全带拉伸试验为对象,研究汽车座椅安全带拉伸试验的主要影响因素及其概率密度函数参数,采用拉丁超立方方法进行试验设计,并进行安全带拉伸试验有限元仿真。运用PSO-LSSVM建立安全带拉伸试验的数学模型,并与BP(back propagation)神经网络建立的数学模型进行对比,结果显示PSO-LSSVM数学模型有更高的预测精度,满足后续不确定度评定要求。进一步采用蒙特卡罗方法实现安全带拉伸试验的不确定度评定,并以国家标准规定的方法进行参考,研究结果表明,该方法可应用于各种复杂试验不确定度分析中。