摘要：单相驱动的超声电机由于其驱动电路简单、设计灵活、结构紧凑等优点,受到越来越多的关注。但单相驱动的超声电机主要以直线型电机为主,且工作模态一般为退化模态,存在能量利用率低、频率易漂移等缺点。此外,现有旋转型单相驱动的超声电机存在输出性能差、不易装夹等问题,严重制约了其应用。为解决上述问题,提出了一种新型单相驻波驱动的旋转型超声电机,通过单一工作模态实现对转子的摩擦驱动。该超声电机的定子主要由压电复合梁和带驱动齿的圆环构成,在两组压电陶瓷片的交替激励下分别产生两相工作模态,并通过两相工作模态相互切换实现电机的双向旋转运动。首先,采用有限元分析方法计算得到了超声电机定子的几何尺寸和两相工作模态(包括共振频率和振型)。其次,通过测振实验对定子原理样机进行了振动特性测试,得到了定子的幅频特性、振型和驱动齿的运动轨迹,并与仿真计算结果进行了比较,验证了仿真分析的正确性。最后,装配了旋转型超声电机原理样机,并开展了性能测试实验研究。结果表明:在300 V激励电压、1 N预压力的条件下,超声电机原理样机在两个工作模态下的最大转速分别为123.9 r/min (顺时针旋转)和450.9 r/min (逆时针旋转),最大扭矩分别为1.058 mN·m和2.534 mN·m。有限元分析结果和实验研究结果均验证了所提出的单相驻波驱动的旋转型超声电机结构设计的可行性和工作原理的正确性,并为后续同类型超声电机的设计提供了新思路。

摘要：提出了基于声音激励和频域光学相干层析的声激励频域光学相干振动层析(AE-OCVT)系统,并研究其在微型悬臂梁非接触式振动检测和模态分析中的应用。AE-OCVT系统利用声波信号激励微梁,再对微梁受到声波激励产生的振动进行测量,可以实现微梁结构的非接触式无损振动检测,优于传统的接触式检测法。为了解决由于时域光谱干涉信号非线性导致频域周期信号被展宽的问题以及对信号作傅里叶变换过程中时域信号加窗截断产生能量泄露的问题,分别采用光谱波长标定算法和频谱校正算法来校正误差。经过误差校正后,系统具有很高的位移探测精度,轴向分辨率可达亚纳米量级。本研究将有助于微结构的振动检测和模态分析,对微电子机械系统(MEMS)设计具有重要意义。

摘要：膝关节置换术是治疗严重膝关节病变的骨科手术,进行胫骨和股骨病变部位的截骨操作并用人工假体替换,实现缓解膝关节病人疼痛和恢复患者膝关节功能。机器人辅助膝关节置换术的术前规划,根据患者膝关节的CT或MRI扫描图像,基于逆向工程技术重建患膝的三维数字化模型,在三维可视化软件导航下,进行股骨和胫骨截骨平面确定,为医生确定最佳手术方案、辅助医生完成精准的手术操作提供三维可视化界面。综述机器人辅助膝关节置换术的术前规划系统,包括关节三维模型重建、假体设计及术前预植入、下肢生物力线测量、植入假体关节生物力学分析等,阐述了国内外术前规划的研究现状及关键技术,分析了机器人辅助关节置换术的术前规划技术发展趋势。

摘要：土壤参数在线识别需要解决由多参数耦合引起的估值多解问题以及由状态噪声和测量噪声引起的估值准确性问题。为了解决估值多解问题,利用气垫式越野机器人的垂向力控制自由度,分别设计g-EKF算法、对数均值法和最小二乘法对3个推力相关土壤参数、3个垂向接地压力相关土壤参数和2个推土阻力相关土壤参数进行分步识别。为了解决估值准确性问题,在第一步g-EKF算法中,采用采样点选择、样本重排和测量值修正等多种措施抑制状态噪声和测量噪声的影响;在第二步对数均值法中,利用对数变换抑制非对称分布噪声对均值计算的影响。开展多角度的试验研究,包括各步估值算法的可行性和准确性、分步估值准确性的递次影响、土壤参数估值准确性对能耗优化的影响。试验结果表明,在各种噪声水平的工况下,提出的土壤参数分步识别策略及相应算法均能够有效解决多解问题和准确性问题。

摘要：针对工字梁结构受力过程中测点数目过多及优化较困难的问题,提出一种基于模拟退火思想及遗传算法的改进粒子群算法,综合考虑受力状态识别误差与测点优化,进行了测点的筛选。首先将遗传算法的初始化、选择、交叉、变异融入粒子群算法中;其次在变异部分引入模拟退火的思想。改进后的粒子群算法改善了标准粒子群算法的“早熟”局部寻优能力较差等问题。通过测试函数对比改进粒子群算法与标准粒子群算法的性能,改进的粒子群算法稳定性更好,抗“早熟”能力较强,精度明显提高。通过工字型梁选点及受力状态识别仿真与试验表明,改进粒子群算法在受力状态识别的测点选择过程中具有较高的效率,选择测点的受力状态识别误差均小于3%,在工程应用范围内,为受力状态识别提供了一种较好的方法。

摘要：通过对倾斜式磁悬浮地球仪的电磁铁及其球体的受力情况进行分析研究,突破了传统垂直悬浮地球仪形式并探索利用边缘效应实现单自由度控制替代五自由度磁悬浮系统。针对地球仪的电磁铁进行了结构的设计与分析。通过改变其电磁学参数、几何形状等基本设计参数的研究,获得电磁铁较为合理的结构尺寸参数;经计算研究获得了电磁铁边缘效应在此磁悬浮系统中控制自由度想法的可行性。并设计实验台为理论计算结果做进一步验证。

摘要：针对应用遗传算法进行切削用量优化,提出了三种约束条件的处理方法,并进行了性能测试,比较其在进化趋势、合格个体数和寻优能力方面的性能,结果显示:采用交叉变异操作产生合格个体的种群进入下一次进化的搜索空间限定法效果较好。

摘要：目的:设计一种下肢康复机器人的骨盆机构,帮助偏瘫患者进行运动训练。方法:通过滑块、四杆机构和关节球轴承实现骨盆的相关自由度运动,并利用UG的运动仿真模块对骨盆机构进行运动仿真分析。结果:仿真结果证明本研究设计的康复机器人骨盆机构能够满足正常人行走的轨迹要求。结论:证明了机构设计的合理性,可以用于下肢康复训练。

摘要：为了研究一台设备运行性能,人们提出了设备综合效能OEE。而为了研究生产系统(单元)中设备之间的关系,探讨系统运行性能的情况,2003年一些科研人员在OEE的基础上提出了产出综合效能OTE。在介绍一台机器的设备综合效能OEE和生产系统(单元)的产出综合效能OTE的基础之上,引出了制造型工厂的整厂综合效能OFE的计算方法,并且通过Witness仿真软件建模和仿真来验证OFE计算方法的正确性,最后将其应用在太阳能电池制造厂的生产实际当中。

摘要：基于博弈论模型的基础,以改进的数据包络法求得的供应商效率值作为博弈论的效用值,解决了企业内采购部和研发部以不同标准选择同一个供应商的矛盾。其中,改进的数据包络法是在一般的数据包络法(DEA)基础上,运用层次分析法(AHP)构建偏好约束锥,体现企业不同部门分别对各供应商的偏好;然后引入虚拟供应商,实现两个部门分别对供应商的排序,从而获得初选的供应商结果以及各供应商的相对效率值。最后以M企业的供应商选择为例验证了该方法的可行性,有效性。