摘要：为了对下肢外骨骼助力装置的设计进行优化,在对人体步态分析的基础上,进行了下肢外骨骼动力学仿真研究。获得了下肢外骨骼各关节的动力学数据和所需液压系统驱动参数,并结合零点力矩(ZMP)理论进行分析。指出传统人形机器人常用的ZMP稳定性判据过于保守,不适用于下肢外骨骼助力装置的运动控制。

摘要：为了研究头盔对士兵头颈部肌肉活动的影响,建立了"盔—头—颈"肌骨模型。采用肌群激活程度作为头颈部舒适性评价标准,通过肌肉活动度最大/最小模型解决肌肉募集冗余问题,基于逆向动力学分析了头盔质量、质心位置和下颚带束紧力对头颈部肌群活动特性的影响规律。结果表明:在矢状面内,头盔质量和质心位置共同影响颈部肌群激活;在冠状面内,当头盔质量产生的附加侧弯力矩小于相应的阈值时,颈部肌群激活基本上不随头部质心位置的变化而变化;提高束紧力有利于增强头盔的跟随稳定性但增加了下颚肌群的激活程度。文中建立的"盔—头—颈"模型可以计算不同状态下肌肉激活程度的变化,头盔的设计和使用过程中可以采用该技术进行定量分析。

摘要：为协助上肢功能受损康复患者康复,设计了一种能够实现肘部屈伸与内外旋,肩部屈伸与一定角度下内外旋和外展内收运动,并具有长度可调、质量轻、舒适性较好的上肢康复外骨骼结构。对此结构采用D-H方法进行运动学分析,求出正逆解和运动范围空间,使用凯恩方程法进行动力学分析,求出具体情境下各关节理论驱动转矩值,最后,设计了模糊自适应鲁棒控制器,保证在模型建模不确定性及摩擦条件下的渐近输出跟踪性能,以实现对外骨骼关节运动轨迹的高精度控制。为优化完善康复外骨骼,进行智能外骨骼康复系统功能的搭建提供了平台。

摘要：合理调整制退机节制杆结构尺寸的变化范围,既可以调整火炮的最大后坐阻力和后坐长度,又能缩小它们的波动范围。为了达到上述目的,建立了能够充分考虑坡膛和膛线对炮膛合力影响的节制杆优化模型。提出了一种不仅可以给出设计变量公差带和优化目标变化范围,还能充分考虑设计变量在公差带内分布情况的现代稳健优化设计方法。最后通过某火炮制退机节制杆的稳健优化设计,实现了对上述方法的验证。

摘要：使用统计方法研究步枪弹射击密集度,能够有效分析参数对射击密集度的影响情况,并能为高精度步枪的设计提供参考依据。给出了一种基于蒙特卡洛法研究步枪弹射击密集度的方法,以某7.62mm高精度狙击枪为例进行了仿真计算。获得了各参数的正态分布图,使用Matlab编程实现内外弹道的计算,最终获得了不同距离的立靶射弹散布图。能够有效获取相应步枪的射击密集度。

摘要：为了对某型车载火炮射击稳定性进行优化,并解决目前车载火炮发射动力学优化中存在的参数分析不全面、关键参数选取凭经验等问题。建立了某型车载火炮发射过程的参数化动力学建模。对较为全面的参数进行了灵敏度分析,对参数灵敏度的变化规律进行了讨论。选取关键参数,用试验设计的方法进行了优化。灵敏度分析得到了28个参数的灵敏度。经过比较认为后坐体质量、驻锄液压缸等效刚度等5个参数为该型车载火炮的关键参数。总结了参数灵敏度随设计值的变化规律。认为某些参数的灵敏度会随着设计值变化而产生较大变化,对关键参数的选取不应仅凭经验。优化结果使得火炮垂直方向最大跳角降低了10.47%,效果明显。

摘要：设计了一种结构稳定、易于控制的外肢体机器人。根据外肢体机器人空间运动学和动力学特点,基于旋量理论建立了外肢体机器人运动学和动力学方程,并通过外肢体机器人特定场景下的运动仿真,获取了外肢体机器人的运动学、动力学参数曲线;进而基于动力学模型设计了模糊自适应补偿控制器,实现对动力学方程中摩擦参数的精确逼近,从而通过前馈补偿,实现对机器人关节运动轨迹的高精度跟踪。

摘要：基于人体上肢关节运动机理,设计了一款上肢穿戴式弹药托举装置,并基于关节坐标相位关系进行运动学分析,获得了关节角度与液压驱动器长度变化关系及上肢穿戴式弹药托举装置末端机构的位置。通过奇异性分析和工作空间分析,验证了装置的可行性,根据给定末端直线轨迹仿真求解得到了关节角度变化曲线和液压驱动器长度变化曲线,结果表明在约束范围内装置可完成托举任务。

摘要：分析步速对人体下肢关节运动特性的影响,为外骨骼等仿生机械的步态控制提供参考。通过三维运动捕捉实验及人体下肢运动分析模型,获得了不同步速(3、4、5、6km/h),人体下肢关节的运动学信息;研究了在矢状面内的人体下肢关节运动角度、角速度在不同步速下的变化规律;同时利用数值拟合,构建了通用髋、膝关节的运动角速度关于步态周期及步速的参数化数学模型。实验表明下肢关节运动角度、角速度基本随步速的增加而变大,并利用实验数据验证了参数化模型的可行性。

摘要：为定量评估助力外骨骼综合效能,通过咨询专家和归纳统计,分析外骨骼整体性能,选取定义相关指标,建立多级外骨骼效能评估指标体系。采用层次分析法确定各指标的权重,基于灰色综合评价方法建立白化权函数,构建效能评估模型。最后以某型助力外骨骼为例,充分利用已有指标判断信息,得到总体效能评估得分,证明该模型具有一定的科学性和可行性,并可应用于其他不同方案的助力外骨骼效能评估中,为类似助力外骨骼的设计研发提供理论参考。