摘要：为了提高上肢康复外骨骼机器人在轨迹跟踪康复训练的精度及速度,提出了一种基于非线性干扰观测器的模糊自适应滑模控制方法。通过拉格朗日法,建立动力学模型以分析其动力学特性。提出将外骨骼工作中受到的扰动分为两部分的思路,采用模糊自适应控制的方法对摩擦部分进行估计,设计了非线性干扰观测器对系统外部慢时变干扰部分进行估计并进行力矩补偿。针对传统滑模控制中存在的抖振问题,结合新型趋近律设计了新型非线性滑模控制器,采用Lyapunov稳定性理论分析其稳定性。通过Matlab/Simulink进行控制仿真。研究结果表明,该控制方法可以克服摩擦干扰、外部扰动以及建模误差带来的不确定性,有效提高了外骨骼机器人轨迹跟踪的精度,在提高收敛速度、降低抖振等方面具有一定的优势。

摘要：提出一种由三维人体扫描数据建立人体动态模型的新方法.该模型由骨架运动学模型和简化的三角网格表面模型构成,分别用于产生人体各种姿态以及表达相应的体表形状.通过操纵骨架运动,可实现实时与逼真的人体姿态仿真.实例分析表明,该方法克服了目前从扫描数据通常仅用于构造静态人体模型或无法实现实时姿态仿真的缺陷,在人机工程设计及虚拟现实领域有较大应用价值.

摘要：针对概念设计阶段现有CAD系统难以通过手绘草图准确匹配对应的零件的问题,提出预训练网络(VGG)与胶囊网络(CapsNet)相结合的零件手绘草图识别模型(VGG-CapsNet).招募了5名设计师绘制零件草图,构建包含标准件和非标件在内的23类零件手绘草图数据集;设计了组间实验与组内实验,分别构建基于VGG-CapsNet的零件手绘草图识别模型,并与rVGG-13模型、rCNN-13模型的识别结果进行比较.实验结果表明,VGG-CapsNet模型在组间和组内实验中的平均准确率均高于其他2种模型,为零件设计知识的检索与重用提供技术支持.

摘要：在产品设计早期,对用户需求功能及其重要程度进行分析和获取的成功与否直接关系到产品设计目标特性的质量以及后续产品开发的各个阶段.提出一种基于模糊集表达和熵处理的有效用户需求获取方法.根据用户需求调查结果,建立了用户需求功能抽象的原则,采用模糊矩阵对各用户需求进行表达,并用熵处理的方法简化用户需求模糊矩阵,从而获取用户需求的重要度排序.该方法的显著优点是能够反应用户需求的主观性和模糊性.

摘要：对面向机构设计者的计算机辅助力平衡系统(CAD-FB)的开发进行了研究。尽管计算机辅助技术(CAD)在机器设计方面早已得到广泛应用,但意外的是,计算机辅助的力平衡设计却尚未被讨论,也未出现应用的软件。机构的力平衡比转子的力平衡要复杂,因此,利用计算机来辅助完成机构的力平衡就变得尤为重要。提出了CAD-FB系统的总体框架并讨论了实现该系统的关键问题。最后用几种力平衡方法作为实例,验证了、CAD-FB系统的有效性。将为进一步发展实用的商业化CAD-FB打下基础。

摘要：目的通过建模仿真评价不同尺寸按摩头作用下的人体颈部组织响应,为按摩器设计提供指导。方法通过CT扫描获得按摩部位的人体组织灰度图像,使用逆向重建方法建立人体按摩部位组织的三维模型,使用非线性有限元方法分析在10mm和15mm两种半径按摩头在逐渐压入10mm过程中肌肉和颈椎内承受应力、应变和按摩力的变化规律,以及对骨骼和组织的损伤和影响。结果15mm半径按摩头压入深度分别为6、7mm时,局部最大应力分别为3.0、3.4MPa,超过人体静脉损伤极限;压入深度6mm时在颈椎骨产生1MPa左右的应力。10mm半径按摩头在压入深度分别为5、6mm时,局部最大应力分别为3.2、3.7MPa,超过人体静脉损伤极限;压入深度8mm以上时在颈椎骨产生1MPa以上的应力。结论从避免局部损伤来说,10mm按摩头的按压深度不宜超过5mm,15mm半径按摩头不宜超过7mm;大按摩头作用范围大,按摩力更柔和。

摘要：针对产品概念设计阶段获取的用户需求,依据功能的本质不变性,在功能范畴下拟定了用户需求功能抽象的原则,以基本功能集为组成单元,提出了包含运动、能量、控制、关联、综合5种类型基本功能集的用户需求功能矩阵表达方法,并设计相应的表达矩阵简化算法,最后通过实例验证该表达方法的可行性和实用性,并给出了相应的结论和未来需要进一步研究的内容.

摘要：针对产品概念设计阶段获取的用户需求功能,构建了设计需求功能获取原理框架和用户知识空间定性模型,并在功能范畴下以基本功能集为组成单元,以包含运动、能量、控制、关联、综合这5种类型基本功能集的用户需求功能矩阵表达为表现形式,建立了空间变换和运算法则及其判定准则,并在变换运算过程中采用三维模型二维化表达方法,将三维空间和变换运算转换为二维平面和变换运算,使得从用户需求功能到设计需求功能的变换可以伴随用户知识空间到设计者知识空间的变换实现,从而得到了包含各项基本功能集子空间的设计需求功能.通过一个实例贯穿在各个部分中来验证理论和方法的可行性,最后给出了相应的结论和未来需要进一步研究的内容.

摘要：以气动摩擦离合器与变速箱联接螺栓为研究对象,通过预紧力的计算以及对螺栓疲劳寿命影响分析,给出了合理的预紧力矩范围。采用了有限元软件ANSYS对在预紧力与外载荷同时作用下的螺栓进行仿真计算,表明螺栓最大应力位置与实际失效情况相符,从而为有限元分析中施加预紧力载荷判断螺栓失效提供了可靠的理论依据和应用价值。

摘要：研究基于虚拟样机技术在不同风力下过山车的动态性能。提出了风力的设置方式,将风速变量引入风力模型。分别在两种不同的自然风风速条件下对过山车进行了动力学仿真。分析了速度、车厢之间连接力及轨道对车轮的约束力的变化情况。通过实验研究,获得了过山车安全的横风风速范围。