摘要：为实现球果的安全、可靠采摘,基于气动柔性驱动器(FPA)设计了球果采摘末端执行器,主要由3个FPA驱动的手指和基座构成。建立了手指指端在基座坐标系内的运动学方程,分析了末端抓持器在任意姿态下进行球果抓握的力学过程,建立了球果抓持数学模型。实验结果表明,所设计的球果采摘末端执行器可对成熟球果进行任意姿态的抓握,建立的数学模型可用于实际的采摘过程控制。

摘要：总结了现有灵巧手的缺点,例如结构复杂、难以控制等,并在此基础上提出了一种新型的气动驱动多指灵巧手,命名为ZJUT Hand.基于一种新型的气动柔性驱动器FPA,设计了气动刚柔性弯曲关节及侧摆关节;在此基础上给出了一种4自由度气动拟人手指;为了获得较高的模块化集成度,将5个完全相同的手指装配在拟人手掌上,构成具有5个手指、20个自由度的ZJUT Hand的本体结构;采用仿生学优化方法确定ZJUT Hand的结构参数,并对其本体结构进行了抓持仿真实验.仿真结果表明:ZJUT Hand能够对圆柱、长条形、球形等典型形状的物体实现抓持,并能够模拟人手实现对捏、夹持、勾拉等复杂拟人手形.详细设计了ZJUT Hand的力/位传感系统.完成了ZJUT Hand的抓取实验,结果表明:ZJUT Hand能够对典型形状目标物体实现稳定抓取.最后,简单总结了ZJUT Hand的特色之处.

摘要：针对目前气动关节存在的缺点,提出了采用气动柔性驱动器(flexible pneumatic actuator,FPA)直接驱动,模拟人手指侧摆运动的侧摆关节。介绍了侧摆关节的工作原理。根据热力学第一定律,结合关节的动力学方程,推导建立了关节的转角及输出力矩的动态模型,并进行了仿真分析研究了关节的动态特性;试验研究了侧摆关节的动态特性,分析了关节转角及输出力矩的实际动态响应较慢原因;采用了串联双闭环控制方法,对关节的转角及输出力矩进行了控制研究,结果表明:期望角度为15°时,关节转角闭环动态响应时间约为0.3s,稳态相对偏差小于0.65%;期望输出力矩为188N?mm时,闭环输出力矩动态响应约为0.3s,稳态相对偏差小于1.5%。侧摆关节可控性高,可满足多指灵巧手关节设计要求。

摘要：针对单路激光扫描光绘机在12000 DPI精度工作效率低下的缺陷，提出基于FPGA＋DDS实现16路激光串行同步扫描的技术．该技术将高速FPGA器件与DDS芯片有机结合起来，原本扫描一个点时间215ns，经过16路时分复用，在同样的时间内能够完成16个点的扫描．详细介绍了系统的工作原理、硬件设计和相应的软件实现，通过实验测量分析．该技术在高精度条件下，相对4路激光并行扫描光绘机，其工作效率提高了2～4倍．

摘要：针对现有气动弯曲关节在低气压下弯曲角度受限制的问题,将两个气动柔性驱动器(FPA)作为弯曲关节驱动源,利用结构夹角实现关节的弯曲动作,并设计了一种新型气动弯曲关节.该关节包括一个T型结构、两个可以绕着转轴做圆周运动的转动结构和两个对称分布的FPA,FPA的两端固定在T型结构和转动结构上.通过改变两个FPA的内腔气压,使FPA伸长推动转动结构转动,使转动结构之间形成夹角,从而实现整体结构的弯曲运动.基于力矩平衡原理对弯曲关节中单个FPA的转动端进行静态特性分析.仿真分析和实验表明,相比于传统的单FPA弯曲关节,新型弯曲关节的角度气压比更高,即能在更低气压的条件下实现更大角度的弯曲任务.同时,其弯曲角度和FPA的内腔气压呈非线性关系,弯曲角度随关节结构参数的改变而改变.

摘要：针对现有手指康复器在柔顺性、适用性和安全性方面存在的不足,基于气动柔性驱动器(FPA)设计了一种气动柔性手指康复器,以采用压缩气体驱动并以橡胶材料为主体设计的基于FPA的柔性弯曲关节代替传统的纯机械式结构。根据手指康复器仿生康复的任务要求,设计具有三大模块的控制系统:模式识别模块负责通过采集和分析手指表面肌电信号(sEMG)对主体的动作意图进行识别,并生成康复运动训练方案;角度反馈模块采用AS5045芯片实时检测康复器运动状态并将数据信息反馈至主控制器;主控制模块控制上述训练方案和康复器运动状态实时反馈信号以驱动康复器完成运动训练。实验结果表明,康复器两个关节弯曲期望值为15°和30°时的稳态误差小于0.6°,提出的控制系统能很好地完成sEMG的识别、康复器运动信息检测与反馈和康复训练任务,证明了手指康复器及其控制系统是可行的、有效的。

摘要：针对螺旋槽干气密封在低速下端面开启力不足、稳定性差的问题,借鉴飞鸟翼翅形状中翼尖和翼翅后缘的翅槽结构与小翼羽结构,从仿生学角度提出一种双流通螺旋槽端面干气密封(SDGS)端面结构,其特征是在螺旋槽的基础上开设一个密封堰.基于气体润滑理论,建立了数值分析模型并定义了双流通S-DGS的主要几何参数.采用有限差分方法求解雷诺方程,研究了静压条件下几何参数对双流通S-DGS端面开启力、泄漏率、气膜刚度和刚漏比等密封性能参数的影响规律,并开展了双流通S-DGS的几何参数优化分析.结果表明:当密封堰周向宽度比0.4≤λ≤0.6,密封堰径向长度比0.6≤γ≤0.8,槽坝比2≤δ≤3,槽深5μm≤h g≤8μm,螺旋角15°≤α≤20°,槽堰比0.7≤η≤1.3时,双流通S-DGS具有最佳工作性能.研究结果为低速下干气密封的型槽设计提供了理论依据.

摘要：传统特征向量提取算法得到的特征向量无法识别手指不同角度动作,将幅值立方法引入特征向量的提取算法之中,并对立方计算后信号的特征量进行降数量级处理。实验表明,提出的特征向量提取算法对表面肌电信号微小特征差异的零偏差识别率达到75%,且大偏差保持在5%以下。设计的基于BP神经网络的手指运动模式分类器,能有效地提高手指运动形式的正确识别率。

摘要：通过对杭州饱和软粘土进行双向激振循环三轴试验研究了强震作用下饱和软粘土的变形特性。重点分析了循环应力比、径向循环应力比与初始剪应力等因素对双向激振下饱和软粘土残余应变与软化指数之间关系的影响。通过引入综合影响参数对试验数据进行归一化,建立了双向激振下饱和软粘土残余应变模型。通过将该模型引入到修正的Iwan模型中对双向激振下饱和软粘土的应力-应变关系进行了描述,得到了与实测值比较吻合的结果,证明了所提残余应变模型的合理性。

摘要：传统显示设备受自身动态范围限制,无法很好地显示高动态图像的效果,需要用色调映射方法进行合理的动态域压缩,获得更好的图像显示质量。综述了现有高动态图像的色调映射技术,首先简要介绍了高动态图像色调映射方法的概念;再介绍了色调映射算子的分类,以色调映射处理方式为主分别介绍了空域不变算法、空域变化算法及混合算法这三大类算子近年来发展起来的各种新方法,并指出各种方法的技术优势及对此进行了归纳总结;最后阐述了该技术的应用领域及其继续发展的方向。