摘要：研究了冗余驱动平面4-RRR并联机构与非冗余驱动平面3-RRR并联机构的刚体动力学建模及其性能比较.首先,从运动学角度出发,推导了两种机构的运动学逆解模型.其次,基于Kane方程和多体理论,提出了一种模块化建模方法.该方法简捷、高效,可有效简化动力学建模过程,并可获得结构紧凑的系统动力学模型,对于控制策略的构建极为便利.最后,在MATLAB编程环境下,分别从运动学与动力学性能指标、逆刚体动力学仿真等方面对两种机构进行了比较分析,验证了冗余驱动在规避奇异、提升系统动态性能等方面的有效性,为后续基于模型的控制策略设计奠定了理论基础.

摘要：为了解决传统性能设计缺乏复杂场景要素、忽略用户个性化行为等问题,提出一种用户体验评论数据驱动的产品性能满意度预测分析模型.通过分析在线评论数据,获知用户使用产品后的体验满意程度,在此基础上构建由产品结构配置和实际使用工况向性能满意度映射的神经网络模型,分析使用工况作用下的性能满意度影响因素及其影响方式.首先,结合领域本体知识概念和产品使用说明书,整理影响产品性能的相关结构配置要素.之后,以用户感知产品属性后发布的在线评论为数据源,借助自然语言处理技术进行评论内容的细粒度识别,获取产品的实际使用工况,包括使用的环境条件及用户的行为习惯;利用情感分析技术对用户在线评论内容的情感正负倾向进行标定,叠加到用户主观选择的产品评分上,作为用户对该项性能的满意度评分.接着,构建由结构配置要素、使用环境条件和用户行为习惯向性能满意度评分映射的BP神经网络模型,训练后的模型具有较好的预测功能,可以给定新的配置方案,进行不同使用工况下的满意度评分预测.最后,对不同性能结构配置组合方案进行用户满意度预测,分析其中的关键因子及因子间的交互效应.以汽车产品动力性属性为例,进行模型验证,对汽车动力性指标设计和改进提供参考和帮助.

摘要：21世纪以来,随着折纸结构在工程领域日益广泛的应用,折纸工程学这一新兴的交叉学科越来越受到人们的重视.刚性折纸作为折纸的一个重要分支,以其折展过程中面内无应变的特点而被应用于工程结构的设计中.此外,刚性折纸结构凭借良好的折叠特性也被大量用于机器人的设计中,由此产生了折纸机器人.它兼具折纸结构和机器人各自的优点,成为折纸工程学发展的新方向.根据折纸机器人中折纸结构所起的不同作用,可将其分为三类:骨架型折纸机器人、驱动型折纸机器人和外壳型折纸机器人.本文在总结国内外学者在此三大方向研究成果的基础上,概述了其中的科学问题和技术方法,最后得出未来折纸机器人骨架驱动一体化的发展是必然趋势的结论.

摘要：恒定刚度的串联弹性驱动器(SEA)的控制性能受刚度的限制,存在着系统安全性与带宽之间的矛盾.可变刚度驱动器(VSA)在一定程度上解决了高安全性与高控制带宽之间的矛盾,但其采用的刚度调节电机增加了结构的复杂性.基于"小负载,低刚度;大负载,高刚度"的人机交互策略的负载选择的非线性刚度驱动器(LDNSA)是一种新的具有良好应用前景的驱动方案.通过Simulink仿真和试验探讨了LDNSA在不同的刚度区间(不同的负载条件)的力矩控制性能,并与不同刚度的SEA的控制性能进行了比较分析.结果表明:与SEA相比,虽然LDNSA的力矩响应平稳性比低刚度的和高刚度SEA差,但LDNSA在负载较小时具有高安全性的同时依然能保证高的控制带宽,而负载较大时,LDNSA的控制带宽更高且力矩响应平稳性能增强.

摘要：根据行星齿轮机构的结构特点,提出了新三色拓扑图表示方法.将变胞机构的构态变换方法应用于混合动力汽车动力耦合器的构型综合,并将动力耦合器的多排行星齿轮机构的构型综合问题转化为行星齿轮机构邻接矩阵的运算问题.通过各阶段矩阵运算,将单排行星齿轮机构的邻接矩阵转换成多排行星齿轮的联合矩阵和邻接矩阵,进而得到多排行星齿轮机构的拓扑图和构型综合方案,为后续构型方案的同构判断提供数学模型.以双排和三排行星齿轮构型综合为例,得出多款行星齿轮拓扑构型方案,验证了上述方法的有效性,并采用模糊一致矩阵的优选方法得到几款适用于混合动力汽车动力耦合器的新型基础构型方案.

摘要：微创手术以体表小切口或人体腔道为入路,造成的组织创伤更小,代表着外科手术的最前沿。对于位置深远的病灶,需采用细长柔性器械来适应复杂的体腔环境。具有变刚度特性的手术器械臂,可实现柔性器械的刚柔并济,是保障术中人机交互安全、兼顾操作精度和力输出的关键。聚焦于微创手术器械臂领域,对变刚度机理进行综述,将其分类为:阻塞法、热响应材料法、形状锁合法、力对抗法、梁特征重构法以及混合法。根据对器械臂的性能要求,首先讨论、比较了各变刚度机理在刚化能力、响应时间、空间占用等方面上的性能。然后,综述了潜在的器械臂变刚度设计方法并分析其前景与挑战。最后,总结展望了该研究领域,指出发掘新型变刚度材料及基于仿生理念开展结构/功能一体化设计是本领域寻求突破的重点。

摘要：以二阶线性系统为信息检测处理模型,提出二阶线性系统调参共振的特征信号检测方法。该方法利用线性系统的共振特性,得到系统响应最大值随固有频率变化的特性曲线,根据曲线中的极大值即可识别噪声中的特征信号。仿真和转子故障诊断实验表明,所提出的方法原理简单,能为实际信号检测与处理提供一种可行实用的方法。

摘要：研究了级联双稳Duffing系统的随机共振特性,证明级联双稳Duffing系统变尺度系数、阻尼比和级数等参数的适当调节,不仅可实现大参数信号的级联随机共振,而且可优化单级双稳Duffing系统的随机共振特征,即参数调节的级联双稳Duffing系统能实现比单级双稳Duffing系统更好的随机共振输出.此外,级联双稳Duffing系统对方波信号具有良好的滤波整形作用,可用于实现含噪方波信号的波形恢复.

摘要：以一类含渐开线和摆线的二级封闭式行星传动机构即RV(rotate vector)机构为对象,基于作用线增量原理,应用误差分析的传递矩阵法,研究了机构中各构件的原始误差在整个传动过程中对机构输出转角误差的影响规律,建立了适用于该机构精度分析的误差模型.该模型建立了各构件原始误差与机构输出误差的解析对应关系,揭示了机构中共用构件(曲柄轴等)的误差传递过程,以及由于固连输出盘与系杆导致的机构反馈误差与各构件原始误差的耦合关系,为该类机构的精度分析与设计提供了可靠的理论依据.最后,以RV320S型减速器为例,进行实例验算.结果表明,对机构输出转角误差影响最大的是输出盘上曲柄轴孔偏心误差,其次是摆线轮齿廓误差;机构的反馈误差对于高精密RV传动系统也不应忽视.

摘要：国内普遍采用五刀法加工Gleason制的螺旋锥齿轮副,需要5道工序才能完成大轮和小轮的粗精切,机床生产效率低、调整时间长.为此,针对国产四轴联动数控铣齿机提出了两刀法加工原理,使用双面刀盘并利用刀盘中心的轨迹运动完成对小轮凸面的精加工.通过改变刀位的方法实现设计要求的齿长曲率,以达到较好的接触情况,并建立了螺旋锥齿轮两刀法数字化加工模型.最后分别利用齿面接触分析(TCA)和实验,与格里森单面刀盘五刀法加工进行对比,结果表明:两刀法减少了加工工序,加工时间可节约40%;虽然改变了小轮内刀直径,但可以灵活方便地通过轨迹运动实现齿长曲率,得到较好的接触情况.实验得到的齿面接触区与TCA分析结果基本相同.