基于绳索牵引的骨盆运动并联康复机器人的可控性研究

康复训练机器人是近年来出现的一种新型机器人,其在进行康复训练过程中,如何协调控制患者骨盆的运动规律现在还没有很好的解决.文中根据人的运动特性提出了利用绳索牵引控制骨盆的运动,骨盆运动规律的欠约束(不完全约束)绳索牵引并联机器人结构与人腿的支撑共同组成了绳杆混合并联机构.从可控性出发,分析在不同位姿时各个绳的拉力性能;从自由度解耦的角度判断实现力控制的可行性.依次设计了欠约束绳杆混合并联机器人结构,可满足对人体骨盆康复运动的控制要求.     

绳索牵引康复机器人的动力学建模与控制

针对在康复训练过程中如何协调控制患者的骨盆运动轨迹问题,设计了由4根绳索牵引的三自由度绳索牵引并联康复机器人.基于力/位混合控制的思想,利用牛顿-欧拉法建立了绳索牵引康复机器人的动力学模型.以轨迹控制为目标,用计算力矩法设计了基于刚性模型的位置控制器,就绳索的刚度对机器人系统性能的影响进行了仿真分析;以刚度控制为目标,推导了机器人系统的刚度矩阵,并对康复机器人进行了仿真验证.理论分析和仿真结果表明,系统的刚度与绳索的张力有关,调整绳索的内张力可以改变系统刚度,实现对机器人系统的柔顺性控制.     

绳索牵引并联康复机器人的建模与控制

针对在康复训练过程中如何协调控制患者的骨盆运动轨迹问题,设计了一种绳索牵引并联康复机器人.在对机器人进行运动学和静力学分析的基础上,利用牛顿-欧拉法建立了机器人的动力学方程.在给出力分解模型的基础上,提出了一种力/位并行控制策略:位置环和力环分别用于实现患者骨盆运动轨迹和绳索张力大小的控制.最后对机器人控制系统进行了仿真分析,仿真结果表明,该控制策略不仅能满足对轨迹跟踪要求,而且具有很好的鲁棒性.     

平面绳索牵引并联机器人静态刚度

以平面绳索牵引并联机器人为对象,对动平台的静态刚度进行理论分析和仿真研究.针对平面1R2T绳索牵引机构模型,建立系统静态力螺旋平衡方程,通过微分变换推导动平台静态刚度表达式,得出影响系统静态刚度的因素为绳索拉伸刚度和绳索拉力,且两者的影响是相互耦合的.通过有限元软件ANSYS建立了平面绳索牵引并联机器人模型,根据等效静...     

仿肌肉绳索驱动下肢康复机器人系统使用安全性评价

为了研究仿生肌肉绳索驱动下肢康复机器人使用安全性的评价方法和指标,基于Hill肌肉模型,给出仿生肌肉绳索模型,介绍仿生肌肉绳索驱动下肢康复机器人（BM?CDLR）. 在康复机器人的刚性运动支链的运动规划和力学分析的基础上,定义了安全性能因子. 考虑不同患者的运动承受能力和刚性运动支链滑块运动速度的波动性,提出康复机器人的使用安全性评价指标. 通过实例分析验证了使用安全性评价方法的合理性.     

下肢康复机器人机械结构设计及动力学仿真

为推动康复机器人发展,提高下肢康复训练水平,设计了一种新型下肢训练康复机器人的机械结构.设计采用新型全向移动平台机构,实现了平面内任意方向的运动,并且可以在移动过程中实现任意半径转弯.从运动学角度分析了轮速与机器人轨迹间的数学关系,并采用虚拟样机技术结合Pro/E与Adams联合建模仿真的方法,建立了精确可靠的虚拟样机模型.实验仿真结果表明,设计的虚拟样机模型与数学模型具有一致性,验证了该下肢康复机器人机械结构的实际可行性,为物理样机的建立提供了可靠依据.     

空间平行四边形索环牵引并联机器人 设计与仿真分析

基于高层建筑物外墙面维护与定期清洗的实际需求,提出一种6索牵引承载机构的并联机器人设计方案.采用空间平行四边形结构构造索环,并采用4个电机驱动6根绳索,实现承载机构在水平和垂直两个方向的运动要求;建立了索环牵引并联机器人的运动学模型;分析了6根索的长度变化规律.该研究为实现索环牵引并联机器人的运动控制奠定了一定的理论基础.     

全方向康复步行训练机器人的跟踪控制

针对全方向康复步行训练机器人在跟踪运动过程中x轴、y轴和方向角各轨迹之间存在强耦合的问题,提出了速度跟踪控制器设计方法,从而使全方向康复步行训练机器人能同时实现各个方向理想的跟踪效果.在全方向康复步行训练机器人动力学模型和运动学模型的基础上,采用输入-输出线性化方法,通过模型解析推导出四轮转速与其驱动力间的解耦状态方程,设计速度跟踪控制器,实现速度的解耦控制.将速度控制器与非线性反馈控制律相结合,可以实现对运动轨迹的跟踪.仿真实验表明,本文方法具有一定的有效性,解决了传统跟踪过程中不能同时实现运动速度和运动轨迹跟踪的问题.     

机械弹性车轮结构参数对牵引性能的影响

为解决充气轮胎在越野路面行驶的防破损问题,提高车辆通过性能,对机械弹性车轮的牵引性能进行了研究。通过对机械弹性车轮特殊承载方式进行分析,建立了考虑车轮滑转和地面切应力的驱动轮牵引性能预测模型,推导了车轮沉陷、土壤推力、挂钩牵引力等计算公式;对机械弹性车轮和普通充气轮胎的牵引性能进行了对比,结果表明与普通轮胎相比机械弹性车轮具有较好的通过性能;研究了机械弹性车轮刚度、半径和宽度对牵引性能的影响规律,为车轮结构设计及整车动力学优化提供了参考。     

助行训练机器人骨盆位姿控制机构动力学研究

为了辅助病人完成行走训练,提出了一种助行训练机器人骨盆位姿控制机构.根据该机构的原理简图和各杆件的受力,利用牛顿定律分别建立了各杆件的动力学方程.基于联立约束法建立了骨盆位姿控制机构的动力学模型,并根据骨盆位姿的运动规划完成了动力学仿真分析,得到了机构的驱动力(矩)曲线和各杆件的加速度曲线.仿真结果表明,该骨盆位姿控制机构能够实现人体骨盆的位姿控制,动力学仿真可以方便地获得机构的运动参数.该研究为实现助行训练机器人的控制及性能改进提供了理论依据.     

基于动作基元的拟人机械臂仿人运动规划

拟人机械臂的仿人运动作为仿人机器人的运动基础,一直都是研究的热点及难点。针对拟人机械臂仿人运动的模型多样化及运动相似性特点,本文提出了一种基于动作基元的拟人臂仿人运动规划算法,对模型建立和逆运动学求解两方面展开研究。首先对手臂结构进行解耦,通过引入动作基元的概念,将动作基元作为连接手臂模型及拟人臂模型之间的桥梁,从而满足模型多样化的要求。提出动作基元的提取法则,确定不同动作基元之间的连接方式,建立动作基元与拟人臂反解算法之间的映射关系。同时提出了一种基于动作基元的运动框架,以满足不同拟人臂平台的仿人运动任务,实现方法的通用性。其次,针对多模型状态下的逆运动学求解问题,根据动作基元的运动特点,建立了不同动作基元模型下的拟人臂臂姿预测指标,实现拟人臂逆运动学的求解。最后,在仿人机器人NAO平台上分别进行了相似性实验验证和仿人运动实验验证。在相似性实验中,NAO采用该方法产生仿人运动并与实际人臂运动进行对比,运动过程中的肘部误差能够控制在1cm以内,满足仿人运动的精度要求。在仿人运动实验中,该方法分别与最小势能法和最小二乘法进行了一组仿人运动对比,在相似度上分别提高了7%和58%。该方法的提出在保证拟人臂仿人运动精度的基础上,使复杂的仿人运动模块化、简单化。     

钢丝绳在箕斗装载过程中的纵向振动行为研究

以矿井提升装载过程中的箕斗和钢丝绳为研究对象，建立了变质量箕斗的运动微分方程及钢丝绳的纵向振动微分方程．通过振型叠加和数值计算，分析了装载过程中钢丝绳的动位移、速度、动张力和末端载荷．结果表明：随着下落煤流量和速度的减小，动位移、动张力、速度以波动形式衰减且速度衰减明显，末端载荷以波动形式增加；装载前的初始值对波动幅值具有较大的影响；波动的频率随着装载进行而减小．装载时，采用适当的初始值及下落煤流量能够减小钢丝绳纵向振动幅度，有助于测得的载荷较准确地反映箕斗及煤的重量．     

高校乒乓球运动员的专项速度训练

动作速度和移动速度是决定乒乓球运动速度的主要因素．动作和移动速度有它的基本特征和相关素质，高校乒乓球训练同样要抓紧运动员动作速度和移动速度的训练．     

螺旋面斜向扭转振动的传动和物料运动分析

分析螺旋面斜向扭转振动传动的原理和螺旋面上物料运动的规律。     

水下金刚石绳锯机串珠绳横向振动的研究

海底油气管道出现损坏时,在维修过程中需要采用水下金刚石串珠绳锯机将它切断,串珠绳的横向振动是影响绳锯机能否高效、高质量工作的一个重要因素．串珠绳横向振动的诱因主要有绳轮的相对姿态变化和驱动部分弯扭振动,通过分析建立了串珠绳横向振动的动力学方程,求解此方程得到了串珠绳横向共振频率．利用该结果对绳锯机串珠绳的横向振动特性进行了分析,试验表明了振动分析结果的合理性．减小横向振动的最直接办法是改变串珠绳的运动速度．     

点的复合运动中动点的选择与相对运动的关系

点的复合运动中动点的选择是解题的关键,本文对同一个问题作出两种不同的选择,从中分析动点的不同选择对相对运动的影响.     

一种基于位移相位中心法的合成孔径声呐运动补偿改进算法

位移相位中心法在合成孔径声呐载体运动误差较小时是一种运动补偿的有效方法，然而，当运动误差较大，不能用相位误差描述时，其补偿效果不佳，本文提出了一种基于位移相位中心法的改进算法，改进算法首先估计时延，在估计和修正时延误差的基础上再估计相位误差，从而修正运动误差对SAS回波的影响，改进算法的适用扩大，更适用于SAS各运动误差较大的情况，文中给出了仿真计算结果，验证算法的有效性。     

大学生机械装置创新设计方法实践

介绍了一种大学生容易掌握的机械装置创新设计方法.首先,对所期望设计规格的现有设计进行分析,归纳总结出这些设计的拓扑构造特性,将原有的运动简图转化为运动链图;然后,运用数综合构建全部可能的一般化运动链图谱;最后,根据特定的设计要求与约束,将一般化运动链图谱转化为特定化链并具体化为对应的机械装置简图,从而产生新的概念设计.     

大学生机械装置创新设计方法实践

介绍了一种大学生容易掌握的机械装置创新设计方法.首先,对所期望设计规格的现有设计进行分析,归纳总结出这些设计的拓扑构造特性,将原有的运动简图转化为运动链图;然后,运用数综合构建全部可能的一般化运动链图谱;最后,根据特定的设计要求与约束,将一般化运动链图谱转化为特定化链并具体化为对应的机械装置简图,从而产生新的概念设计.     

织机连杆打纬机构的分析

依据织造工艺对打纬运动的要求分析了连杆打纬机构.对连杆机构运动分析认为:四连杆打纬机构的曲柄半径与牵手长度之比是影响筘座运动的重要因素,六连杆打纬机构的后心运动缓慢特性主要由第二个四连杆机构决定.