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1.
基于方位特征(POC)方程的并联机构拓扑结构设计理论与方法,提出了一种能实现三平移一转动(3T1R)的2RRPaR+2RSS并联操作手机构。对该机构进行了结构特性分析,计算了其自由度及POC集,并得出其耦合度为2;依据该机构的结构特性及几何约束条件,采用二维搜索法对该机构的位置正解进行了求解,推导出了其位置逆解,并验证了位置正逆解的正确性;基于该机构的逆解公式,计算出其三维工作空间,并得到了一组Z向不同截面的切片形状,同时对Z=1000 mm截面处的转动能力进行了分析;最后,基于雅可比矩阵对机构奇异位形进行了分析。研究结果表明:所提2RRPaR+2RSS机构在与H4机构主要尺寸参数相同的情况下,其工作性能总体优于H4机构。与H4机构相比,所提机构的工作空间增加了27.87%,其转动能力提高了4.35%。  相似文献   
2.
Many astonishing biological collective behaviors exist in nature, and artificial microrobotic swarms have been developed by emulating these scenarios. However, these microswarms typically have single structures and lack the adaptability that many biological swarms exhibit to thrive in complex environments. Inspired by viscoelastic fire ant aggregations and using a combination of experiment and simulation, a strategy to trigger ferrofluid droplets into forming microswarms exhibiting both liquid-like and solid-like behaviors is reported. By spatiotemporally programming an applied magnetic field, microswarms can be liquefied to implement reversible elongation with a high aspect ratio and solidified into entireties to perform overturning and bending behaviors. It is demonstrated that reconfigurability enables the microswarm to be a mobile dexterous micromanipulator, acting not only as a soft “octopus arm” to explore a confined environment and grasp a targeted object but also adaptively navigate multiple terrains, such as uneven surfaces, curved grooves, complex mazes, high steps, narrow channels, and even wide gaps. This microrobotic swarm can reconfigure both shapes and tasks based on the demands of the environment, presenting novel solutions for a variety of applications.  相似文献   
3.
针对采摘机械臂系统的不确定性为控制带来的问题,设计一种PSO-RBF神经网络自适应控制方法。该方法使用径向基函数神经网络来逼近并补偿系统模型误差,用粒子群优化算法来优化RBF的权值参数,确保PSO-RBF控制性能更好。MATLAB仿真结果表明:与RBF神经网络控制相比,PSO-RBF神经网络控制精度和性能更好。  相似文献   
4.
The main goal of the work is to increase the accuracy of the anthropomorphic manipulator master-slave teleoperation by calculating the coordinates of the operator’s arm joints. The master device is an exoskeleton worn on the operator’s arm, and the slave device is an anthropomorphic manipulator. A method based on the solution of the forward kinematics and empirical simplifications is proposed in this paper. The position of the nodal points of the exoskeleton was calculated by solving the direct kinematics problem. The coordinates of the operator’s arm joints, which were rigidly connected to the exoskeleton nodal points, were calculated geometrically. For the operator’s arm elbow joint, which was flexibly connected to the exoskeleton, an empirical relation was proposed. It simplified the calculation of the elbow joint position. The experiment showed a decrease in the mismatch between the operator’s arm angles and the manipulator joint angles from 20.7° to 2.9°. The proposed method increases the convenience of the master-slave control.  相似文献   
5.
This paper presents a novel approach of obstacle avoidance for redundant manipulators, which is challenging with the considerations of the building of universal kinematics, the formation of dynamics, and the generation of trajectories. A universal approach to deal with obstacle avoidance for the redundant manipulator, that is based on the configuration plane, is presented. The paper also examines common serial robot configurations and introduces a method for classification, partitioning, simplification, and forms of expression used in the workspace to define the configuration plane. This relatively new method is combined with a weighted space vector method to match the configuration plane and solve the inverse kinematics problem. The proposed planner is demonstrated with examples, in which the proposed planner is shown to be capable of providing a smoother trajectory.  相似文献   
6.
In this article, based on partial differential equations (PDEs), the flexible manipulator system with both dead-zone input and state constraints is studied. The dynamic model of the flexible manipulator system is described by PDEs. The parameters of the dead-zone input are unknown, and the state constraint problem is also considered. An adaptive approach is proposed to offset the effects caused by dead-zone input. Thus, to guarantee that all states remain within their respective constraint regions, the boundary control law based on the barrier Lyapunov function is given, and an adaptive controller is designed. According to the Lyapunov analysis method, the control method is given to ensure that all signals of the closed-loop system are bounded and all states satisfy the constraint conditions. Finally, simulation results show the effectiveness of the proposed control method in this article.  相似文献   
7.
在目前的运动参数挖掘模型中,通常采用差异化运动原理对运动过程进行分析,缺乏实际的公式支持,在进行参数挖掘时影响性能。因此,提出基于微分方程数值分析的机械臂运动参数挖掘模型研究。首先利用微分方程数值分析的方式来对机械臂的运动过程进行模拟,列举出其中的动态特性参数。依据动态特征参数,利用神经元网络对其中的运动参数属性进行特征提取。获得运动特征后,使用贝叶斯原理进行深入的运动参数挖掘。为了验证设计的运动参数模型性能,设计仿真实验,设定模拟机械臂,并使用设计模型与文献[3]、文献[5]、文献[13]中的参数挖掘模型进行运动参数挖掘,并对比性能的优劣性。实验结果证明,设计的运动参数挖掘模型具有较高的运算速度、实时性以及准确率,证明设计的运动参数挖掘模型具有较高的性能,满足设计初衷。  相似文献   
8.
张华 《中州煤炭》2021,(6):168-172
对机械臂结构轻量化的实现方案进行了研究与分析,通过Patran软件所提供的变密度算法来建立机械臂的拓扑优化模型,根据预先划分的设计区域对大臂的拓扑结构进行分析,实施拓扑优化求解,最终输出拓扑优化结果。在此基础上,通过机构臂应力云图和机构臂位移云图对机械臂的拓扑优化结果进行分析。经实验研究发现,拓扑优化前后机构臂的最大应力和最大位移均未发生明显变化,机械臂拓扑结构的改变并未对其物理性能造成影响,而拓扑优化前后大臂质量分别为2.092 kg和1.777 kg,大臂质量减轻15.06%。并且机械臂各关节在运行过程中的速度波动情况也得到了相应的改善,体现出较为显著的优化效果。  相似文献   
9.
针对加装二自由度绳驱动机械臂的旋翼飞行机器人在悬停条件下的抗干扰控制,提出了一种自适应终端滑模控制策略.将系统分成四旋翼飞行器和机械臂两个子系统,分别采用拉格朗日法与牛顿-欧拉法获得各自的动力学模型.在Lyapunov稳定性框架下设计了旋翼飞行器人的抗干扰轨迹跟踪控制器,并引人自适应策略来估计扰动上界.通过3个仿真算例验证了所设计控制器的有效性,结果表明,与其他控制器相比,本控制器具有较高的跟踪精度、较强的鲁棒性以及较好的抗干扰能力;机械臂质量的变化主要影响x通道和y通道的控制性能;本控制器基本能满足旋翼飞行机器人悬停作业的工作需求,具有一定的工程参考意义.  相似文献   
10.
苏宇  张吉  王沁 《机械与电子》2020,38(3):66-71
设计了一款四功能水下机械臂,并对驱动关节进行了模块化设计和密封测试。为了保证水下机械臂的可靠性,在水下机械臂水下测试前,进行了强度校核和模态分析。为了验证水下机械臂的性能,通过 D- H法建立了其运动学模型,在此基础上分别进行了正、逆运动学分析。此外还采用蒙特卡洛法,在正运动学分析的基础上研究了工作空间特点。研究结果将为进一步的运动控制提供有益的帮助。  相似文献   
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