仿青蛙变体移动机器人设计与分析

基于青蛙优异两栖运动能力的研究,提出一种可以实现陆地跳跃模式和水中蛙泳模式转换的双模式仿青蛙机器人设计方案,设计出适用于机器人变体移动的跳跃执行机构、触发机构、复位机构、变体机构等可行有效的机构并进行运动分析与仿真.用MATLAB编写运动学仿真程序验证跳跃执行机构与实际中青蛙跳跃规律的一致性,并在Pro/ENGINEER和ADAMS中进行运动学和动力学建模与仿真.本设计方案使机器人集陆上跳跃能力和水中游动能力于一身,拥有极强的环境适应性.     

面向仿生机器人的青蛙跳跃轨迹采集方法

青蛙跳跃运动的轨迹和姿态变化规律是研究仿生机器人生物运动机理的基础,针对其运动信息难以获得的问题提出了一种空间运动轨迹提取方法。该方法能同时获取青蛙运动的侧视图和俯视图,在进行透视效果修正后,可得到关节点的三维坐标,并通过迭代方法降低了修正系数引起的误差。针对逐点逐帧分析造成计算量大的问题,建立了一套采集程序对图像进行处理,最终可输出青蛙各点位置、速度和加速度曲线及其各个关节角随时间的变化曲线。实验得到的运动信息及分析结果,可用于跳跃机器人的设计与控制。     

仿袋鼠单腿跳跃机器人动力学建模与仿

根据自然界中袋鼠的骨骼结构设计了仿袋鼠单腿跳跃机器人的机构模型．其机构设计充分利用产生被动动力学的机械结构来减少运动中的能耗．仿袋鼠单腿跳跃机器人由关节腿、身体和尾巴三部分组成,其中关节腿由两连杆、旋转副及扭簧连接而成．采用拉格朗日方法建立支撑相和飞行相的动力学模型,并用MATLAB7．0对动力学模型进行了数值仿真,仿真结果验证了动力学模型的正确性,为后续的机器人结构优化设计和运动控制奠定了理论基础．     

仿袋鼠单腿跳跃机器人动力学建模与仿真

根据自然界中袋鼠的骨骼结构设计了仿袋鼠单腿跳跃机器人的机构模型．其机构设计充分利用产生被动动力学的机械结构来减少运动中的能耗．仿袋鼠单腿跳跃机器人由关节腿、身体和尾巴三部分组成,其中关节腿由两连杆、旋转副及扭簧连接而成．采用拉格朗日方法建立支撑相和飞行相的动力学模型,并用MATLAB7．0对动力学模型进行了数值仿真,仿真结果验证了动力学模型的正确性,为后续的机器人结构优化设计和运动控制奠定了理论基础．     

仿蝗虫跳跃机器人的后腿跳跃机械结构设计

依据蝗虫身体结构及其运动特点,采用齿轮、凸轮传动,弹簧储能等机构部件,构建仿蝗虫跳跃机器人三维模型。用摆动从动件凸轮的柔性膝关节模拟半月板的能力释放,建立了以基圆半径最小作为优化目标,按压力角优化的数学模型,确定了仿蝗虫机器人后腿跳跃机构尺寸。仿真结果表明：通过MATLAB绘制凸轮的理论与实际廓线,使体积在优化后降低了22%,通过ADAMS的接触应力分析,确定了凸轮副最大承载力不应低于15KN。此设计研究确定了仿蝗虫机器人的后腿跳跃机械结构尺寸,减小蓄力凸轮体积,为其下一步系统结构优化设计奠定基础。     

考虑脚掌转动的跳跃机器人动力学与轨迹规划

针对目前腿式跳跃机器人模型的局限性,考虑脚掌在跳跃过程中的作用,设计了一种由电机驱动的欠驱动双关节弹跳机器人.在起跳相和落地相,脚掌与地面的关系建模成弹簧-阻尼系统,由于脚掌的转动,在足尖处存在一个被动的自由度,系统产生了欠驱动.采用广义坐标,建立了机器人拉格朗日动力学模型,确定了跳跃运动的约束条件.基于跳跃机器人等价...     

基于ADAMS的七自由度机器人动力学分析及仿真

针对七自由度机器人结构特点,以拉格朗日法为理论基础建立了机器人动力学方程,并对机器人进行了动力学分析。基于ADAMS仿真软件构建机器人虚拟样机模型,对七自由度机器人进行了动力学仿真,获得了各个关节驱动力矩的函数曲线,验证了模型设计的合理性。基于MATLAB软件对动力学模型进行数值分析,绘出其力矩曲线,并与ADAMS仿真曲线进行对比,验证理论计算的正确性。为机构设计提供数据和结构方面的参考,为进一步研发7自由度机器人设备提供可靠有力的依据。     

仿蚱蜢跳跃机器人腿部结构设计与性能分析

以跳跃性能出色的蚱蜢为仿生原型,分析蚱蜢腿部的生理结构,建立仿蚱蜢后腿结构模型。根据蚱蜢的身体结构特点,以曲柄滑块机构模仿蚱蜢腿部肌腱,以弹簧模仿腿部关节的半月板结构并作为储能机构,仿生设计了一种具有高爆发和出色的跳跃性能的腿部弹跳机构模型。并从动力学和运动学两方面对该模型进行了分析,采用Matlab数值计算的方法证明了所设计模型的合理性。最后,将模型导入ADAMS中进行虚拟样机实验分析,所得结果显示模型在高爆发、跳跃性能等方面具有较好的优越性。     

基于双质量-弹簧模型的仿袋鼠机器人间歇跳跃落地稳定性研究

跳跃落地稳定性是跳跃机器人的关键技术。通过对仿袋鼠机器人跳跃运动稳定性分析,揭示了袋鼠跳跃稳定性的运动规律,提出了一种机器人跳跃动态稳定性的分析方法。考虑踝关节力矩作用,建立了仿袋鼠跳跃机器人双质量-弹簧动力学模型,采用能量法,分析给出了该跳跃机器人的动态稳定区域及其前、后边界稳定裕量的表达式,并结合实例,应用Matlab进行仿真计算分析,给出了袋鼠机器人保持落地稳定性时的腿部弹簧刚度系数、触地角及触地速度等参数之间应满足的关系和各取值范围。分析结果表明:仿袋鼠机器人的动、静态稳定区域不同,二者无重合域。     

双臂单腿跳跃机器人的动力学建模与仿真

总结了已有单腿跳跃机器人的局限性,提出了一种新型弹性单腿跳跃机器人系统.该机器人采用双臂驱动,弹性伸缩腿中不安装驱动原件,系统依靠内部动力学耦合实现动态站立平衡、起跳、稳定连续跳跃运动.对欠驱动非完整约束动力学系统进行了运动学和动力学建模.用MATLAB对本机械系统进行了仿真,验证了模型的正确性,为机器人的运动控制和结构优化奠定了理论基础.     

辙叉贝氏体焊条连接修复组织性能研究

针对现场焊补及修复不便问题,本文提供了一种铁路钢轨及组合辙叉专用贝氏体焊条,该堆焊焊条焊前不用预热,焊后不用热处理。通过对该焊条连接及修复的组织性能特征分析,结果表明,无论是堆焊修复还是连接其焊缝组织都是粒状贝氏体,堆焊层显微硬度与基体基本一致,连接焊缝的冲击强度达到70J/cm2,焊条的组织性能满足贝氏体辙叉钢修复要求。     

贝氏体钢辙叉专用焊条接头组织和力学性能

针对新型辙叉用贝氏体钢，研制出一种焊接工艺性能良好、焊缝组织为粒状贝氏体的、用于焊接修补和连接的专用焊条。通过分析焊接接头组织和力学性能，表明与辙叉母材的性能基本一致，能够满足使用要求。     

青蛙视觉行为与计算机模拟概述

青蛙视觉行为研究对一般视觉和计算机视觉的研究有着重要意义。对国内外青蛙视行为的研究工作做了概述,对多个青蛙视行为信息加工模型进行了研究,最后总结了对青蛙视觉行为的计算机模拟。     

基于改进混合蛙跳算法的个性化旅游路线推荐

大众在旅游途中期望获得开销低、行程方便、舒适度高的旅游体验,同时还具有历史人文、自然景观、美食购物等不同游览需求.因此,本文提出了一种基于改进混合蛙跳算法的个性化旅游路线推荐方法.首先建立个性化旅游路线推荐问题的优化模型,并针对该模型的特点,设计改进混合蛙跳算法.通过调整可控精度,增加筛选准则和及时处理异常解等策略增强群体的多样性,降低遗漏最优解的风险,强化局部搜索能力,并提高算法的求解精度.以南京三日游个性化旅游路线推荐问题作为实例,收集南京市内知名景点的门票价格、开放时间、不同出行方式所需的时间和花费情况以及食宿费用等相关数据,基于改进混合蛙跳算法进行求解.实验结果表明,与改进前的方法相比,所提改进方法能够获取更优的路径解,推荐的路线能够更好地满足用户的个性需求.     

重载铁路辙叉用新型贝氏体钢的应用基础研究

根据我国重载铁路辙叉发展要求,在已有发明应用的客运铁路贝氏体钢辙叉基础上,研究重载铁路辙叉用新型贝氏体钢,满足辙叉心轨大尺寸下,热处理空冷态得到贝氏体组织,获得高强高韧性能,代替传统高锰钢辙叉材料。研究表明:研制的新型重载辙叉心轨贝氏体钢成分设计实现了在正火空冷态获得奥氏体-贝氏体复合组织,贝氏体组织为无碳化物贝氏体;奥氏体-贝氏体复合组织具有优异的综合力学性能,断裂强度高达1 400 MPa,V型缺口的锻后回火态试样的冲击强度高达39.8 J。     

CMSFLA-SVM算法在人脸识别中的应用

针对蛙跳算法(shuffled frog leaping algorithm,SFLA)易陷入局部最优,且求解精度较低的问题,提出一种交叉变异的蛙跳算法(crossover and mutation shuffled frog leaping algorithm,CMSFLA).该算法在全局搜索中,青蛙个体依适应度值而选择不同概率分别进行交叉和变异操作.将改进的蛙跳算法CMSFLA训练支持向量机(support vectors machines,SVM),并将其用于人脸识别中.ORL和CAS-PEAL-R     

丹东地区北方狭口蛙生活习性的观察研究

北方狭口蛙生活习性较其它蛙类特殊,为探明其生命活动规律,采用野外定点观察,实验室饲养、剖检相结合等方法,对其生态习性和繁殖习性进行了研究。结果显示,北方狭口蛙的活动规律与气温变化有关;繁殖期与雨季早迟、雨量大小、气温、水温等因素有关;抱对交配产卵多发生在傍晚、夜间及清晨,雌雄蛙交配产卵后,雄蛙又可与第二只雌蛙再次抱对,交配产卵,产卵量因个体差异而不同。     

基于改进混合蛙跳算法的多约束车辆路径优化

针对多中心分布式企业存在的产品成本差异化问题,建立包括产品成本、多车场、多车型在内的多约束车辆路径模型,并设计求解该模型的改进混合蛙跳算法. 根据问题特性,改进聚类算法并结合邻近矩阵构造初始青蛙种群;提出子群概念,设计自内而外的交流演化模式;定义远离矩阵,对青蛙进行引导性邻域搜索. 将所设计的算法进行多组不同的对比实验,结果表明,所设计的算法通用性强,实用性高,与遗传算法、蚁群算法这类传统经典算法相比,具有更好的收敛速度与求解精度,可以有效解决此类问题;考虑产品成本的调度方案总成本平均减少6%,占产品总成本的13%,可以为企业提供更合理的车辆配送方案.     

黏着斑激酶生物信息学分析

从生物信息学的角度对黏着斑激酶进行分析,为进一步研究其高级结构及探寻黏着斑激酶的潜在功能提供理论数据.用生物信息学方法对已在GenBank上注册的人、牛、鸡、非洲蟾蜍、斑马鱼等动物黏着斑激酶基因的核苷酸序列以及推导的氨基酸序列、组成成分、氨基酸翻译后修饰、信号肽、跨膜拓朴结构域、疏水性/亲水性、蛋白质二级结构以及三级结构等进行分析预测和推断.结果表明:这些动物的黏着斑激酶属于非跨膜的亲水性蛋白,α-螺旋和不规则卷曲是其蛋白质二级结构的主要结构元件,β-转角和延伸链散布在整个蛋白质中,包含三个结构域,即N末端FERM同源结构域,中部的激酶结构域和C末端富含脯氨酸的位点和FAT结构域.