摘要：通过模仿蝗虫起跳过程中的后足胫节末端的直线运动轨迹和起跳稳定性,提出了一种仿蝗虫八杆跳跃机器人设计方法。建立运动学模型并利用天牛须搜索算法对机构的尺寸参数进行优化设计,优化后的八杆跳跃机构的等效胫节末端轨迹和蝗虫后足胫节起跳过程的末端轨迹吻合,基本为一条斜直线。基于拉格朗日方程对八杆跳跃机构的起跳动力学进行建模,并分析了身体所在杆的质心位置对起跳过程的影响,发现通过增大等效跗节杆的质量能提高起跳动力学稳定性。根据运动学和动力学分析的结果,设计了仿蝗虫八杆跳跃机器人,并利用高速摄像机搭建实验平台记录其起跳过程,验证了等效跗节杆的质量对起跳动力学稳定性具备有效的调节效果。

摘要：以生物肌肉肌腱为灵感,基于变胞机构思想设计了一种多构态仿生弹性驱动器,其中驱动元件和弹性元件通过变构态行星差速齿轮机构实现高效耦合。根据机器人关节不同运动相差异化功率需求,控制弹性驱动器构态的切换,实现输出功率调制和能量调节,从而提高机器人系统的运动性能和能量效率。在此基础上,设计了基于多构态仿生弹性驱动的单足跳跃机器人并验证不同驱动模式情况下的跳跃性能。实验结果表明,与传统齿轮减速驱动器相比,多构态仿生弹性驱动器有效提高瞬时输出功率,使单足跳跃机器人跳跃高度提高了6.8%。跳跃机器人落地过程中弹性元件压缩吸收动能,减小碰撞冲击的同时提高了能量利用率,证明了多构态仿生弹性驱动器在输入能量耦合和在动态输出功率调制方面的可行性。

摘要：针对相干信号波达方向(direction of arrival,DOA)以空间平滑方法为基础的算法中阵列孔径损失严重以及低信噪比环境下算法估计性能较差等问题,提出一种无需信源数先验信息的互质阵列相干信号DOA估计方法。首先,对互质阵列得到的协方差矩阵矢量化,在虚拟阵元空洞位置内插天线零元,重构协方差矩阵为Toeplitz矩阵,拓展阵列孔径。然后,对重构阵列进行前后向空间平滑处理,消除信号相干性,提高算法估计性能。最后,将前后向平滑矩阵类比均匀对称阵列的协方差矩阵,设计代价函数转化为凸优化问题,通过谱峰搜索进行DOA估计。理论分析及仿真结果表明,该方法无需入射信号信源数,计算复杂度低,且在低信噪比环境下相干信号DOA估计数、估计分辨率以及估计精度都得到了明显改善。

摘要：在带微桥结构的石英玻璃基底上设计了一种新型Al-LiTaO3-ITO红外探测结构。在响应／参考双单元结构框架下，由振动、环境温度变化和日照变化引起的无效信号输出在前置放大电路处被消除掉了。用醋酸锂和乙醇钽作为起始反应物，通过溶胶凝胶工艺生成了对红外敏感的钽酸锂薄膜，并详细讨论了基于钽酸锂薄膜的红外探测器件制备工艺。用ITO衬底作下电极，蒸镀的Al点作上电极，在室温条件下测试了薄膜的介电特性，在1kHz处，介电常数为53．28，在40～10kHz内，介电损耗和介电系数呈下降趋势。器件的电压响应和比探测率测试结果表明75Hz处得到响应电压峰值9685V／W，器件的比探测率在70-100Hz区域保持在6．12×10^8cmHz^1／2 W^-1附近。

摘要：为了检测供水管道是否出现泄漏,同时针对人工检测精度低、背景噪音难以去除和现有检测设备的实用性低等问题,研究了一种基于卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)的供水管道泄漏声音识别方法。首先设计水下机器人的供水管道内部声音实时采集系统,并利用用户数据报协议(user datagram protocol/internet protocol,UDP/IP)通信技术将该系统采集的声音信息上传至上位机,并对供水管道内的声音进行泄漏和不泄漏的划分且制作成数据集,提取泄漏音频和不泄漏音频样本的梅尔谱特征图,根据实时性选用轻量级卷积神经网络ShuffleNet V2进行训练和识别;其次引入卷积注意力模块(convolution block attention module,CBAM)到网络模型中,并对ShuffleNet V2的Unit1单元进行改进,提出了Unit1_y单元;最后将改进后的网络与MobileNet V3、ResNet18等轻量级网络进行对比。试验结果表明,改进后的网络模型相较于其他的模型对供水管道漏泄声音识别效果最佳且参数量低,占用上位机运算资源少,测试集识别率达到92.14%,验证了算法的有效性。

摘要：虚拟样机技术是以虚拟样机为核心、仿真为手段、各种CAx/DFx为工具的一种数字化设计方法和手段。提出一种虚拟样机技术的技术与方法体系,它包括虚拟样机、基于虚拟样机的仿真技术、针对虚拟样机的管理技术、各种实用工具的集成技术和人机界面技术。分别论述了各种技术和方法的主要内容,包括虚拟样机的定义、特性和建模方法,多领域、多学科仿真的类型、方法和基本特征,虚拟样机的管理技术,以及各种工具的总体集成框架和方法。

摘要：研究热传导结构在区间变量和随机变量共存时的拓扑优化设计问题.首先,考虑热传导结构材料物理参数和热载荷同时为区间变量和随机变量两种不同类型的变量,基于概率可靠性及非概率可靠性来衡量结构可靠性;其次,构建了以单元相对导热系数为设计变量,导热材料体积极小化为目标函数,满足散热弱度混合可靠性为约束条件的优化数学模型;最后,采用渐进结构优化法进行了求解.在两个算例中,最优拓扑结构的混合可靠度概率值分别为0.94476、0.94476,均大于各自给定混合可靠度概率值0.928650、0.933129,验证了所建模型的合理性及求解策略的有效性.

摘要：为了在协同设计中保护机密的产品设计信息,提出一种基于矩阵的设计问题分解方法.该方法针对现存的基于功能-参数矩阵的聚类算法往往导致受保护参数分散在多个模块且共享参数选择范围减小的问题,提出一种满足聚类约束条件的基于人工蜂群算法的聚类算法,并得到初始模块划分方案.为了进一步地减少受保护参数的信息泄露风险,提出一种调整初始模块划分方案的方法,其采用相对参与度指标来辨识容易造成受保护参数信息泄露的受保护功能;若存在这种功能,则调整相关功能和参数的配置,使得该功能在受保护模块中的相对参与度提高.最后以某溢流阀系统为例验证了文中方法的可行性和合理性.

摘要：基于血液流变学理论,以流体力学经典方法中的“卡森方程”及“泊肃叶定律”等算法为依据,描述了微流量-压力传感式自动血液流变仪的设计思想,测量系统基本结构,功能和一些重要的技术指标。通过对血液和血浆的测试及临床应用,证明用该仪器进行定量检测是可行的,可以为病人提供疾病及早期病变依据。

摘要：对柱上永磁机构真空断路器控制器的电源系统进行了研究,给出了电源系统中电源切换、电容器电压监测、IGBT全桥驱动等功能模块的实现方法。通过微控制单元(MCU)的I/O口发出的脉冲来控制IGBT导通时间,从而控制分合闸线圈通电时间,以此完成分合闸操作。对分合闸线圈的电流波形进行分析,通过实验测试确定可靠的分合闸脉冲时间。实验结果表明:采用所设计的电源后,柱上永磁机构真空断路器的可靠分闸脉冲时间为20 ms、合闸脉冲时间为40 ms,在保证动作成功率的同时有效地缩短了分闸时间和合闸时间。