多功能护理床机构设计及仿真

该文基于人体工程学设计了一种多功能护理床的抬背机构。采用SolidWorks软件对护理床的抬背机构建造模型,然后利用软件MATLAB对抬背运动状态进行仿真。通过力学理论进行力学计算,分析床板在运动状态下的角速度,角加速度及背部摩擦力对患者舒适度的影响,仿真得出的结果满足了设计需求,验证了方案可行性。     

老年人护理床的功能需求调研与分析

目的结合老年人与护理人员对护理床的功能需求,设计更人性化的老年人护理床。方法对老年人和护理人员进行访谈调查,同时发放调查问卷,对统计结果进行分析。结论调查发现绝大部分老年人和护理人员希望增加安全护栏来保证老年人的安全,其他如增加储物柜、方便老年人排便等功能也受到不同程度的认可。此外,调查还发现老年人学历越高,越需要储物柜;居家养老的老年人更认可方便排便的设计;子女越少的老年人越需要i Pad架等,因此可以根据不同老年人的特点设计出更人性化的护理床。     

机器人机构运动学方程的完全解及其运动设计方案的优选

简述了一种能求得非线性方程组完全解的数值方法－－连续法的基本原理及其发展状况，该方法既能可靠求得机械运动学方程的全部精确解。又有用于求机构优化设计的全部优化解，从而有利于机构运动设计方案的优选，同时对其他各学科中的非线性问题的求解也具有重要参考价值。     

机械模块化设计的应用优势分析

模块化设计是运用模块化产品的设计方法,去快速地满足日益增长的多品种、多规格产品的要求,发展多型产品。模块化设计的核心思想是将产品进行模块划分后,通过对某些模块进行重新设计或变异设计得到新的产品,以满足客户对产品个性化的需求,随着产品个性化和大规模定制的兴起．模块化设计已成为关键使能技术,越来越受到青睐。     

基于感性工学的护理床设计研究

目的将用户对于护理床的感性认知进行系统量化,分析归纳出一般规律,并将用户的感性需求转化为新产品的设计要素。方法运用感性工学中的语意差分法将用户对护理床的感性意象从"感觉"、"外观"和"性能"3个方面分解量化,建立由6对意象形容词及35个样本组成的语义空间。通过问卷调查,得到每个样本的感性意象评分,根据分值确定其在意象尺度图上的位置并形成护理床产品设计趋势图,最后依据趋势结论进行设计实践。结论为护理床的设计提供一种新的思路,有助于企业和设计师确定其产品开发方向。     

新型模块化可重构机器人设计与运动学分析

采用模块化设计思想,设计了一种新型可重构工业机器人.通过对机器人进行结构优化设计,机器人的负载自重比达到1/4.5.机器人各关节模块的结构均相同,大幅减少了设计工作量;关节模块中传动部件均采用通用件,降低了机器人的成本.通过关节模块和手臂模块的组合,可形成多种机器人构型.针对其中一种机器人构型,利用DH法建立了机器人正运动学模型.该构型机器人不符合相邻的3根关节轴线交于一点的条件,利用传统方法很难求得全部逆解,因此提出一种代数法与几何法相结合的新方法,求得该构型机器人逆运动学的完整解析解.机器人运动学分析的正确性通过算例进行了验证,为机器人的运动控制奠定基础.     

模块化设计技术

本文简述了模块化设计的概念，在产品设计中采用模块化设计技术的特点及其意义。随着其它技术的发展，模块化设计技术是当今机械产品设计的发展趋势。通过采用模块化设计技术，增强企业产品的市场竞争力，从而提高企业的综合经济效益。     

纸箱封装机折页机构的设计与研究

目的 为解决现有的纸箱自动化包装生产线上纸箱封装机的折页机构折侧页不可靠、无法对多规格的纸箱进行折页的问题,设计一种可靠、适用于多规格的纸箱折页机构以提高纸箱包装质量和包装效率。方法 通过对折页功能、纸箱状态和封装机整体进行分析研究,设计2组纸箱折页机构;用机构的动态静力分析方法对2组折页机构进行运动学分析和动力学分析,用Matlab对运动学方程和动力学方程求解;用SolidWorks软件对2组折页机构进行结构设计和三维建模;将所设计的2组折页机构实物组装在封装机上进行现场试验。结果 运动学分析结果表明,2组折页机构带动纸箱页旋转的最终角位移能够准确地使纸箱页完成折叠工作;动力学分析结果表明,2组折页机构所需的驱动力矩和驱动力符合动力元件的力矩和力的使用范围。现场试验结果表明,所设计的折页机构能够对多种规格的纸箱实现可靠的折页工作。结论 该纸箱折页机构能够可靠地完成不同规格的纸箱折页工作,实现了纸箱折页的自动化与柔性化,可在一定程度上提高纸箱包装生产线的包装效率。     

基于JACK虚拟仿真分析的介助老人护理床人机工程学设计

目的 目前护理床普遍采用标准化设计,针对介助老人及护理人员的双用户体验模型进行护理床人机工程学设计,对现有护理床结构、功能提出改进方案。方法 以人机工程软件Jack为分析工具,建立符合中国老年人身体尺寸模型和护理人员相关任务动作模型,在此基础上进行虚拟仿真,对介助老人护理床使用人机匹配性、不同姿势下的舒适度分析,以及护理人员在护理任务中不同动作的舒适性、动作姿势和快速上肢分析,并通过对静态人体尺寸与动态功能尺寸人机分析,对现有护理床进行设计改进。结论 在护理床设计过程中进行介助老人和护理人员双用户人机工程分析,有利于发现双用户在使用过程中不合理的设计内容,得到新的基于人机工程学的护理床设计方法,提高介助老人和护理人员的舒适性,提高使用性能。     

感性工学在护理床护栏设计中的应用研究

目的进行感性工学在护理床设计中的应用研究。方法运用语意差分法将用户对护理床的感性意象从形、色和质3个方面分解量化,建立由10对意象形容词及10个样本图片组成的语意空间。使用里特量七级语意差分问卷进行调查,运用主成分分析法进行降维。以护理床护栏为例,使用数量化理论I建立感性意象和设计元素之间的映射关系,指导新产品开发。结论依据感性工学理论设计的新护栏较好地匹配了用户需求,感性工学的应用可以为护理床的设计提供一种新的思路,有助于企业和设计师确定产品开发方向,具有一定的实用和推广价值。     

基于人机闭链的下肢康复外骨骼机构运动学分析

针对下肢康复外骨骼在使用过程中出现的运动偏差，基于人体-外骨骼运动模型与调整模型，完成了下肢康复外骨骼的结构设计与运动学分析。运用人机偏差变量理论和人机相容理论，在人体-外骨骼运动模型上添加被动自由度，建立了人体-外骨骼调整模型。根据2种模型设计了下肢康复外骨骼，该外骨骼提供运动模式和调整模式，可通过人机滑动偏差检测装置切换使用模式。通过建立单侧外骨骼机械腿运动学模型，求解其运动方程和连杆变换矩阵。运用MATLAB和ADAMS软件对外骨骼模型和人体-外骨骼模型进行运动学仿真，并对比分析仿真结果。结果表明：下肢康复外骨骼在矢状面内的运动空间可以覆盖人体末端运动轨迹，该外骨骼各关节仿真运动趋势与理论运动趋势基本一致；调整模式能够补偿运动模式产生的运动偏差，验证了下肢康复外骨骼机构设计的合理性。研究表明基于人机闭链设计的下肢康复外骨骼机构能够较好地补偿运动偏差，避免因人机滑动引起的人体二次损伤，为外骨骼的实用化设计与研究提供了理论基础。     

内燃机主运动机构可靠性分析

 运用机构运动精度可靠性理论到内燃机主运动机构设计中,讨论了内燃机主运动机构运动精度可靠性分析问题．利用一阶Taylor展开方法推导机构运动精度误差表达式,并且引入可靠性理论建立了符合工程实际的极限状态函数表达式．在随机参数分布特性给定的情况下,通过计算机程序可以实现内燃机主运动机构的可靠性分析,迅速、准确地得到平面连杆机构运动精度可靠度．计算表明,所述方法是实用、有效的,具有重要的理论价值和实用意义．     

下肢康复用并联式外骨骼膝关节的设计

提出了下肢瘫痪病人康复用并联式外骨骼膝关节的设计方法.通过分析传统单自由度转动副和多连杆机构的不足,采用平面二自由度并联机构对膝关节外骨骼化,以提高外骨骼膝关节的仿生性和通用性,并提出了该机构辅助人体膝关节进行康复训练的实施方案.在运动学分析的基础上,以满足人体正常行走时膝关节的运动范围要求和提高机构运动学性能为目标进行了结构参数优化设计.初步分析表明,该机构用于下肢瘫痪病人康复训练时具有仿生性高和通用性强的特点.     

A mechanism motion error sensitivity analysis method based on principal component analysis and artificial neural network

Present sensitivity analysis of motion error usually focuses on the trajectory deviation of the mechanism, which inevitably introduces an intractable time dependent problem. For efficiently and accurately measuring the motion error of the planar mechanism with dimension and clearance uncertainties by global sensitivity analysis (GSA), a novel method is proposed in this work. By applying the principal component analysis (PCA), the motion error is transformed into new vector output and cleverly avoids the time dependent problem. To ensure the accuracy of PCA in the case of small samples, the Bootstrap method is introduced. Based on the PCA results, the artificial neural network (ANN) surrogate model is established between the input variables and the vector output. Then the classical variance-based GSA method is applied to obtain the variable importance ranking for different PCs, and the synthesized GSA indices are introduced. Four representative examples are studied to demonstrate the versatility and effectiveness of the proposed method.     

管片拼装试验台回转电液控制系统设计及试验分析

 针对管片拼装机高速、高精度及低冲击自动拼装技术的需求,在全面分析了管片拼装机回转驱动系统大行程、大惯量及长时间运行特点的基础上,设计了以比例换向阀为调节核心、以平衡阀为辅助保障的管片拼装试验台回转电液控制系统.参考工程应用管片拼装机相关参数及管片拼装试验台设计要求,基于相似理论提出拼装试验台回转电液控制系统参数指标及原理图,运用SolidWorks建模仿真及负载力矩分析,进而完成电液控制系统参数设计及元件选型,最后完成了¢2 m管片拼装试验台回转电液控制系统的搭建及试验分析工作.试验分析结果表明：系统稳态性能满足设计要求,最大转速为6.25 r/min;同时具有良好的动态性能,系统阶跃响应峰值时间为1.1 s,可平稳实现斜坡减速及低速停车．     

超重力法制备纳米氧化锌的影响因素及其机理

通过一系列实验．研究了超重力法制备纳米氧化锌的影响因素．如反应最终pH、反应料液的初始浓度、反应物氨气和锌盐溶液之间的流量比、氢氧化锌的煅烧时间与温度、洗涤反应最终悬浮液的终点、反应最终料液的陈化时间等等对纳米氧化锌性能的影响,制备出了外观为棒状和球形的两种纳米级氧化锌。并详细地探讨了其机理。     

仿人手掌的机器人变掌机构设计与分析

针对大小不同、形状各异的物体，机器人多指手的抓取规划和控制问题目前尚未得到完善的解决。为此，提出利用仿人手掌来提高机器人多指手的灵巧度以及扩大其工作空间，以降低抓取规划和控制的难度。首先，分析了人体手掌的运动特点，根据人体手掌的骨骼结构，研发了一种仿人手掌的机器人变掌机构，该变掌机构具有6个自由度，通过构型变换，可使安装于变掌机构的手指改变工作空间以及抓取点位置。其次，通过建立变掌机构的数学模型，分析已知抓取点个数和抓取点位置时变掌机构的6个自由度。然后，利用三维软件对变掌机构进行建模，并对其抓取动作进行仿真。最后，通过实验平台以及实物样机进行抓取实验，分别利用刚性手指、柔性手指对13种不同的物体进行抓取，验证了变掌机构的抓取能力以及适应性。该仿人手掌的机器人变掌机构能够简单快速地实现自适应构型，可以对尺寸、质量、形状差异较大的物体进行抓取，适用于二指、三指、四指的抓取，并且可连接刚性或柔性手指，既提高了机器人多指手的抓取质量以及适应性，又降低了其抓取规划和控制的难度。研究结果可对机器人多指手的普遍应用提供借鉴意义。     

一种选择模块化设计合作伙伴过程及方法研究

模块化设计是动态联盟实施的关键。本文首先分析了模块化设计的思想和其优势，并结合现阶段我国企业的实际情况分析了选择合作伙伴是应考虑的因素和评价指标以及选择伙伴时应注意的原则，在此基础上给出了一种模埠化设计伙伴选择的方法。     

给袋式包装机取袋机构结构参数的优化设计

目的使给袋式包装机实现更加精确、平稳的取袋送袋。方法通过建立取袋机构的数学模型,得到包装机允许空间内大、小臂铰链点的位置可行域及初始安装角范围;以封闭矢量法计算出末端执行器运动学参数解析式;应用Matlab编程得到其运动学曲线图谱并进行分析。结果优化后当大臂长l1=360mm、小臂长l2=200 mm、安装角?=30?时末端执行机构的运动学曲线轨迹过渡平稳、没有突变。结论采用结构参数优化后的取袋机构具有良好的运动特性,能够实现更加平稳的取送袋。