人机系统在机器人应用中的研究综述

针对人机系统的发展、分类以及特点进行了概述,并对人机系统主要的研究热点——人机交互和功能分配的研究方法、现状及应用进行了总结.人机系统在机器人领域中也具有广泛的应用,对克服现有科技水平的制约和推动机器人技术的发展与应用有着重要的意义.最后提出人机系统与机器学习的结合具有重要的研究意义和应用价值.     

基于全隐式紧耦合算法的颤振数值分析

为高效而准确地进行颤振问题的分析计算,发展一种全隐式的紧耦合算法,即将气动和结构动力方程各自构造为子迭代求解形式,在虚时间域上分别采用LU-SGS格式和Newmark方法交替求解气动和结构方程,以获得每一物理时间步的高精度解.气动方程在多块结构化网格下用有限体积方法离散,结构计算采用线性模型.一种径向基函数和超限插值结合的方法被用来进行气动网格的变形.运用所发展的算法,进行某二元机翼极限环振动和AGARD 445.6 Wing线性颤振的数值分析,二元机翼的计算获得极限环振动幅值随无因次来流速度变化的特性线,AGARD 445.6 Wing的颤振边界清晰地表现出跨音速"凹坑". 计算结果与文献和试验值较为符合,表明发展的全隐式紧耦合算法能够有效地模拟颤振问题.     

机翼极限环颤振的CFD/CSD全隐式紧耦合方法

发展了一种机翼极限环颤振的全隐式紧耦合数值方法。流场的空间和时间离散分别采用基于有限体积法的Roe格式和双时间步长法。结构瞬态响应采用基于Newmark法的有限元法求解,并考虑机翼大变形情况下的几何非线性。此外,流场和结构分析均采用隐式时间推进格式。紧耦合方法在传统松耦合方法的基础上增加了伪迭代,当伪迭代收敛后再进行与真实时间步相关的物理迭代的分析,即能降低传统松耦合方法分析过程中冻结边界条件带来的时间滞后效应。进行了切尖三角翼的跨声速极限环颤振分析,结果表明,紧耦合方法获得的翼尖极限环振荡的幅值和频率均优于传统松耦合方法,更靠近试验结果,因此,紧耦合方法在一定程度上能消除时间推进累积的误差,具有更高的耦合时间精度。     

高压自紧式法兰密封结构研究

对高压自紧式法兰密封结构进行研究,推导自紧式法兰密封比压和螺栓载荷的计算公式,并通过有限元方法进行了验证。结果表明：密封比压与内压呈一阶线性递增的关系：密封面越窄密封比压随内压递增速度越快,法兰端面与T形垫片支撑面间隙越大则初始密封比压越大。对某自紧式法兰进行结构以及热-结构耦合分析,研究内压、温度、弯矩工况的影响。结果表明：升温对高压和低压2种工况的密封性能影响不同,低压下升温使密封比压增大,高压下升温则会使密封比压有所减小;高压自紧式法兰密封受压侧垫片密封面上应力随弯矩增大先减小,但当弯矩增大到一定值后,该应力随着弯矩的增大而增大。     

上肢助力外骨骼研究综述

简述了在当前疫情灾情多发、劳动力资源短缺的情况下开发上肢助力外骨骼的重要意义,介绍了外骨骼的发展历程、分类方式以及上肢助力外骨骼的特点、适用人群、应用场景等。详细介绍了国内外上肢助力外骨骼相关研究成果和产品,包括其基本构造以及评估实验结果,并对其中的关键技术（如驱动和传动、人机交互中所涉及的人体运动意图识别、人机协同运动等）进行了阐述和分析。总结了当前研究中仍存在的问题,并对上肢助力外骨骼未来的发展趋势进行了展望。     

楔紧式金属密封蝶阀的设计

主要论述了楔紧式金属密封蝶阀的结构和工作原理。重点介绍了楔紧式金属密封蝶阀的设计计算，并对高温条件下的设计提出了要求和方法。     

基于迁移学习的手部离散动作识别方法研究

表面肌电传感器作为新一代机器人人机交互接口设备,目前已在航空航天、军工应用、康复医疗、工业生产等多种环境中表现出巨大的应用潜力和价值。研究发现,表面肌电信号在识别手势动作时,若面临传感器移位、动作用户变化等问题,动作识别准确率将急剧下降,模型可复用能力变差。针对这一情况,提出一种基于小型辅助集的迁移学习建模方法。利用MMD算法对源领域数据集与目标领域数据集的高维距离进行评价,通过TCA算法缩小二者在全局特征上的边缘分布差异,引入小型辅助集对待测数据集创建伪标签,改进了迁移成分分析在数据条件分布相似性上的不足。以多名受试者作为研究对象,验证提出算法的适应性和合理性。肌电控制实验表明,新场景下受试者仅需进行小量训练(仅占源领域数据4%),迁移学习融合模型准确率可提高至80%以上。     

伺服比例阀多物理场耦合仿真研究

伺服比例阀是一个涉及多学科领域的复杂物理系统,建立包含机械、电、磁、流场等模块在内的多物理场耦合模型对其进行仿真研究。基于对伺服比例阀结构和工作原理的分析,搭建阀芯位移闭环控制电路及阀芯动力学模型,建立伺服比例电磁铁有限元瞬态仿真模型、液动力瞬态流场降阶模型,并将各模块耦合完成伺服比例阀多物理场模型,实现动态特性仿真。为验证伺服比例阀多物理场耦合模型的准确性,对采用相同的测试条件及控制电路的伺服阀阀芯位移控制系统进行试验,通过输入不同的指令信号得到阀芯位移的阶跃响应曲线及电磁铁电流曲线。经对比,阶跃响应测试中阀芯位移仿真结果与试验曲线相比最大误差不超过15%,不同阶跃指令下仿真得到的电磁铁电流与试验电流曲线变化趋势相同,验证了模型的准确性,为后续伺服比例阀的研发及优化提供有效平台。     

电解加工过程多物理场耦合仿真及试验研究

针对电解加工过程中复杂、难以预测的问题,建立小孔内扩孔电解加工过程多物理场耦合的数学模型,利用COMSOLMultiphisics软件进行仿真分析,得到加工间隙内的流速分布、电流密度分布和温度分布,并分析了不同加工时间和电压对温度分布的影响。选择合适的工艺参数进行试验,得到了小孔内壁轮廓曲线的实测值,并与耦合多物理场仿真的理论值、未耦合多物理场(仅电场)仿真的理论值进行对比。结果表明,耦合多物理场仿真的理论值与实测值更接近,误差更小,可以准确地模拟实际电解加工过程。     

基于超紧耦合GPS/INS的远程火箭弹组合导航方法(英文)

精确导航对远程火箭弹的精准打击具有至关重要的作用。为了获得稳定、高效的导航效果,提出了一种基于GPS/INS超紧耦合的组合导航方法。首先,利用INS短时输出精度高的优势,辅助GPS的信号捕获,然后再将GPS的输出信息同INS的输出信息进行联邦滤波融合。同时,在滤波算法上使用了容积滤波算法,并进行了强跟踪改进,且对联邦滤波的因子分配方法进行了基于矢量分配原理的改进。最后进行了组合导航的仿真。结果表明,基于本文方法的导航精度高于普通紧组合方法的导航精度,这为远程火箭弹的精确导航提供了参考。     

可用性工程学在人机界面中的应用研究

可用性是人机交互系统设计中需要重点考虑的方面之一,它关系到人机交互能否达到用户的预期目标,以及实现这一目标的效率性和便捷性。可用性意味着使用产品的人能够快速而方便地完成任务,也意味着确定某件事物工作良好,一个有能力和经验平常的人能够使用该事物达到目的。可用性问题存在于人们所使用的任何产品、系统、服务或事物中,论文以人机界面着手,浅析可用性理论在人机界面设计中的应用。     

基于人机交互的多功能康复式轮椅设计

为解决目前市场上大多数轮椅产品功能单一,人机交互差等问题,依据人机工程学原理,综合应用交互设计的方法,设计了一种集合越障、自动避障、站立变形、辅助康复治疗等功能于一身,来满足特殊人群需要的多功能康复式轮椅。试验结果表明,该轮椅和同类产品相比,人机交互强,对提高残障患者的生活质量有极大意义。     

基于人机系统虚拟样机模型的外骨骼系统控制研究

为了更好地进行携行外骨骼系统设计,通过ADAMS建立了人机一体化虚拟样机模型。采用仿真对二者行走过程进行了分析比较,验证了所建立模型的正确性。通过对人机外骨骼模型的ADAMS与Matlab的联合仿真,将虚拟力矩控制应用于虚拟样机模型实现了外骨骼系统的携行,为进一步深入研究外骨骼的控制方法,实现复杂运动控制打下基础。     

基于肌肉生理信号的操纵舒适性评价

从操纵者人机交互过程中肌肉生理信号角度出发,针对目前操纵舒适性评价方法的不足,提出一种基于肌肉生理信号特征参数,运用正则化RBF网络,对人机交互操纵舒适性进行评价的方法。以典型人机交互过程驾驶操作系统为例,进行实验与数据统计,通过正则化RBF网络对实验测得的操纵者肌肉生理信号特征参数和主观舒适度评分构成的样本进行学习和训练,建立操纵舒适性评价模型。实验结果验证了该方法的可行性和合理性。     

多通道人机界面的设计与研究

人机界面的研究旨在为用户提供一种高效的人机通讯方式,实现人机高效合作将是新一代人机界面的主要目的。多通道技术正是基于这种目的而出现的,但是我们不难看出,现有的多通道技术仅仅局限在人与计算机之间的交互。随着技术的进步,多通道技术应用于产品设计领域将是人机交互发展的必然趋势。     

嵌入式系统的人机交互接口设计

介绍一种基于嵌入式系统的彩色液晶触摸屏设计。本设计是温湿度控制器的一个组成部分,鉴于其功能的相对独立性,可以根据用户的需求进行定制和修改。     

人机界面设计在网络课件中的应用研究

网络的人机界面(human—machine interface)设计已成为目前人机界面设计的新热点。本文详细介绍了软件人机界面的内容、发展状况、网络课件中的人机界面设计的一般原则和设计方法及其应用实例,强调了人机界面在网络课件设计中的意义。     

P91钢的蠕变-疲劳交互作用研究现状

综述了国内外关于P91钢的蠕变-疲劳试验,以及前人在试验数据基础上开展的蠕变-疲劳交互作用研究和蠕变-疲劳寿命预测模型研究。综述前人的研究成果,得到了以下结论：应变控制的蠕变-疲劳试验,试验过程中保载时间会发生变化;应变控制的蠕变-疲劳试验认为蠕变与疲劳互相促进作用,应力控制的蠕变-疲劳试验认为疲劳抑制了蠕变;修正的延性耗损模型较适用于预测P91钢的蠕变-疲劳寿命;试验条件相同的情况下,对于CF（Creep-fatigue）试验与RF（Re-laxation Fatigue）试验,CF寿命明显小于RF寿命;利用ASME规范预测的寿命偏于保守,利用RCC-MR/DDS规范预测的寿命稍高于试验值。     

人机工程学在煤矿机械产品中的应用研究

阐述人机工程学的相关理论,从人体测量、人机界面、人的生理和心理等方面进行研究,解决煤矿机械如何与人的生理、心理特点相适应的问题,从而为使用者提供安全、舒适、健康、高效的工作条件。