单腿跳跃机器人的被动动力学仿真

利用庞加莱映射将机器人周期轨道的分析转化为庞加莱截面上不动点的分析,通过修正的牛顿-拉夫森法,并结合模拟退火算法提供的初始值来进行数值求解,得出了给定初始状态条件下的基于SLIP模型的单腿跳跃机器人的被动动力学周期轨道.所得结果可为相应控制器设计提供参考.     

一种类人型两足活动玩具的腿机构综合

本文采用简单的“最小圆心差法”和直接搜索法,通过计算机辅助设计,综合出一种类人型两足活动玩具的腿机构—Watt-21型平面六杆机构,避免了非线性超越方程的求解,综合精度较高,方法是简单实用的.     

单腿跳跃机器人动力学建模与仿真验证

基于SILP模型,建立了新的单腿跳跃机器人模型,并分别对模型的支撑相、飞行相两个连续运动状态,以及着地瞬间、起飞瞬间两个冲击运动时刻进行建模．通过分析比较,结合数值方法验证了建模的正确性．     

类四足移动机构的腿杆关节驱动力矩分析

根据二级半转机构原理设计1种新型类四足移动机构,该机构主要由车体支架、轮腿和轮腿支架三部分组成,其轮腿的各腿杆关节采用舵机直接驱动。针对该类四足移动机构的平地行走、垂直越障和原地转向运动的典型工况,建立相应的腿杆坐标系,分别对其轮腿的一级转臂、二级转臂和跨步杆进行受力分析,基于动静法建立相应的力学模型,并对各驱动关节所需驱动力矩进行仿真。仿真获得不同工况下轮腿机构各腿杆关节驱动力矩变化曲线,其中腿杆关节所需驱动力矩的最大值为0.645 5 N·m,通过计算得出原地转向时转向舵机所需驱动力矩为0.177 0 N·m。这些数据为以后驱动舵机的选型设计提供参考依据。     

一种新型助残自行车的创新设计

为解决双手残疾双脚健全人的出行代步工具问题,对专利号为200720006653.6的专利进行了改进,并提出一种新型助残自行车产品.该产品由前轮和后轮的车架、腿动转向控制机构、用以驱动后轮的齿轮驱动机构及高度可调的座椅等部分组成,以实现只用双脚就可轻便使用、灵活驾驭的目的.     

一种电动跑步机坡度调节机构的设计和仿真

设计一种电动跑步机的滑块摆杆式坡度调节机构。建立机构的参数化三维模型,推导滑块摆杆式坡度调节机构的位移方程,以及坡度夹角与电动推杆伸出量的函数关系,通过机构的运动分析进行了三维模拟仿真。仿真结果显示,该滑块摆杆式坡度调节机构不仅能便捷地实现坡度的调节,而且坡度变化与电动推杆伸出量之间呈现出线性关系,更有利于坡度的精确控制。     

一种电动跑步机坡度调节机构的设计和仿真

设计一种电动跑步机的滑块摆杆式坡度调节机构.建立机构的参数化三维模型,推导滑块摆杆式坡度调节机构的位移方程,以及坡度夹角与电动推杆伸出量的函数关系,通过机构的运动分析进行了三维模拟仿真.仿真结果显示,该滑块摆杆式坡度调节机构不仅能便捷地实现坡度的调节,而且坡度变化与电动推杆伸出量之间呈现出线性关系,更有利于坡度的精确控制.     

一种双关节机器鱼的设计与实现

针对水产养殖和水环境保护领域对移动式水质监测的需求,本文设计了一种双关节仿生机器鱼。通过分析机器鱼的游动和转向规律,建立了双关节机器鱼的动力学模型,提出了基于模糊控制的复合避障算法、并通过仿真验证了其可行性。选择双关节尾鳍推进方式,完成了机器鱼的机械结构设计;以STM32单片机为控制核心、舵机作为运动执行元件、5个红外测距传感器合理布局实现避障、Lora无线传输方式实现机器鱼与主机的通信,完成了机器鱼控制系统的设计。最后,搭载水质传感器在实际水域对该机器鱼进行了应用测试,测试结果表明机器鱼可以成功避开障碍物并完成水质参数的采集任务、数据准确性高且具有低扰动性。     

平面两自由度铰链五杆机构的类型及判别

根据以机构极端位置建模导出的曲柄存在条件,应用机架变换法导出了两自由度铰链五杆机构(不论连架杆是否为主动件)的全部类型.给出了判断机构类型的简明结论.     

多运动态可重构轮履复合式机器人机械设计

针对复杂的室外地形特征,结合轮式、履带式移动机构的运动优点,提出并研制一种可重构的具有多种运动模式的轮-履复合机器人.该机器人由控制单元、两个相同的可重构车轮、翻转机构和车体组成,具有轮式、履带式、翻转式3种运动模式.轮式工作形态,机器人为两轮机器人,运行速度快,可全方位运动;履带工作状态,机器人可以适应砾石地、沙地、草地等多种复杂地形,具备较强的越障能力;翻转工作状态,履带轮整体翻转,可跨越栏杆等垂直障碍.机器人轮-履转换由车轮内部的并联四连杆机构实现,可根据地面特征选择运行模式,根据障碍类型选择越障方式.在建立运动学和力学模型的基础上,结合数字仿真方法对结构进行了参数化研究,此设计方法优化了转换机构的运动轨迹,降低了对驱动电动机的性能要求,提高了电动机的使用效率.试验表明,机器人可通过调整自身机构以合理的运动模式通过沙地、草地等路面环境,攀越阶梯和栏杆等复杂障碍,具有良好的环境适应性和越障性能,验证了该移动平台系统设计的合理性.     

助老助残四足/两足可重构并联腿步行机器人运动学建模与仿真

结合并联腿步行机器人和可重构机器人的优点,设计了一种新型的助老助残四足/两足可重构并联腿步行机器人,进行了该机器人的构型设计。以四足并联腿步行机器人为研究对象,根据步行机器人整机的结构特征和基本并联腿的运动特征,将整机的运动学问题转化为单个并联腿的运动学问题,建立了机器人整机系统的完整的运动学模型,进行了机器人在爬行步态下的仿真分析,得出了驱动器杆长的仿真曲线。该项研究为四足并联腿步行机器人整机的动力学分析和控制奠定了一定的基础。     

以风冷热泵热水机组为热源的集中空调系统运行能耗的e-p分析法的建立

为了从整个系统的角度分析以风冷热泵热水机组为热源的集中空调系统的运行能耗,借鉴工业领域能耗强度的概念,提出在满足热舒适度的前提下,为空调区域提供单位热量整个空调系统的能耗强度（Energy Intensity,EI）的概念.该概念将整个系统各环路的能耗全部包含了进来,又通过对EI的分解分析,建立了系统及其各环路能耗的e-p分析法,运用这种方法可将两种工况下系统各环路e和p的改变对系统能耗强度的影响进行定量分析.为了降低空调系统的能耗强度EI,有两种途径：一是减小系统各环路为输送单位流体流量所产生的耗功率e,二是减小为空调区域提供单位热量,各环路所输送的流量p.     

三种方法求证串连线圈的等效自感系数

介绍了求证两个串联线圈的等效自感系数3种方法:磁链法、磁能法、等效自感电动势法,通过这3种方法的介绍可以更深入的理解电磁感应规律.     

建筑群室温监测系统的构建与运行

为了既能保证房间的舒适性又能减少供热过程不必要的热量浪费,针对集中供暖建筑群研发了一种室温监控系统.该系统通过无线基站的发射/接收来收集监测数据,通过互联网来集中传输数据,通过基础数据库与终端监测软件来显示记录数据.通过集中这些技术的优势,兼顾了建筑群分布范围、终端监控电脑的位置、通讯成本、施工可行性等因素的影响.安装与运行实践表明:该系统的运行成本和安装成本都比较低,便于工程实践中的推广;该系统可以即时显示建筑群内各室温的变化情况并保存其历史记录;从室温数据的变化情况还能直接反映热量调节过程.因此本系统的开发,为集中供热的节能以及房间温度的局部调节提供了技术保障.     

一种改进模型计算高功率微波长脉冲大气传输

利用电子流体力学方程和麦克斯韦方程组可对高功率微波(HPM)脉冲传输的物理过程进行数值模拟。在此基础上根据能量守恒原理进行改进,提出一种新的改进模型,可有效地减少计算量。数值计算表明,改进模型所得模拟结果与原模型的结果吻合较好。     

地铁站厅至站台楼梯口风速对火灾烟气运动的影响

地铁车站站台发生火灾,连接站厅与站台的楼梯口保持一定风速,可阻挡烟气向站厅蔓延并为人员疏散提供诱导气流.为研究楼梯口风速对车站火灾烟气运动的影响,试验对不同排烟模式下楼梯口风速进行测量,建立数值计算模型进行模拟.结果表明:火灾场景下楼梯口风速大于无火源场景下风速,因此常规楼梯口风速校核设计方法由于没考虑真实火灾情况下各种因素的复杂作用,需进一步改进;楼梯口附近起火,烟气易从挡烟垂壁溢出向站厅层蔓延,站台火灾时站厅层为送风状态,存在溢出烟气时站厅层烟浓度可增至大于站台层;站台公共区着火,增开隧道风机,能够增加楼梯口风速,但由于对流场的扰动,破坏了烟气分层,使烟气充填区域增大,因此,防排烟系统设计中科学组织烟气流动、合理控制烟气运动路径与控制排烟量同等重要.     

建筑节能与改善功能

建筑节能与改善建筑功能是矛盾对立的两方面, 讲节能, 限制了通风, 产生了房间空气质量问题;而满足了房间空气质量的通风,会产生能量大的损失,经济负担太大,一般住户难以承担。也是国家政策所不允许。所以,处理好这一对矛盾是解决建筑节能的关键问题。中国四合院建筑是既解决建筑节能又改善功能的典型,作者将对此进行论证。对被动太阳房因能量有限是绝对不能通风的,也产生室内空气质量问题,这可采用在四合院建筑形成被动太阳房来解决房间空气质量的问题。还研究了大气长波辐射的利用、强化和减弱的措施。     

大型火电厂纵向消能支撑框架结构1/8比例模型拟静力试验研究

对一6层7跨的大型火电厂主厂房纵向消能支撑框架体系1/8比例模型进行了拟静力地震反应试验,较详细介绍了模型的设计过程,介绍了水平加载和竖向加载情况及测试内容和方法,研究和比较了地震作用下三种情况的破坏过程、塑性铰出现的顺序及滞回性能,计算了耗能系数.试验结果表明,消能支撑框架体系具有较好的抗震性能,耗能系数达到5.25,耗能效果优于普通框架.试验分析还表明,消能支撑框架模型结构的破坏主要集中在底层,即底层是模型结构的薄弱层.故建议在今后的研究和应用中,应对结构的刚度分布和消能支撑的性能分布进行优化,以使结构的塑性发展比较均衡,抗震性能更为优越.最后对这种模型结构的抗震性能进行了评价,并提出了设计建议.