仿生移动机器人并联机构运动学正解的鱼群算法求解

基于改进的人工鱼群算法,提出了并联机构运动学正解的求解方法。构建了仿生移动机器人处于支撑状态的并联机构模型,应用螺旋理论计算了该并联机构的空间机构自由度,构建了仿生移动机器人并联机构的运动学正解模型,利用鱼群算法对正解模型的约束方程组进行设计。对鱼群算法所用数学模型进行了构建,对改进后的人工鱼群行为进行了算法描述。仿真结果表明,该人工鱼群算法具有良好的寻优性能,满足仿生移动机器人并联机构正解模型的求解要求。     

一种仿生型无阀压电泵

针对传统的容积型流阻差式无阀压电泵具有吸入周期和排出周期,存在着流动脉动大、流量小的问题,提出一种新型的鱼鳍摆动式无阀压电泵。模仿在鱼类中巡游速度最快的金枪鱼的鱼体结构,设计了压电双晶片结构的压电振子,并将其尾鳍设计成柔性叶片状。分析了压电双晶片结构悬臂梁的受力变形、模态振型在机电转换效率方面的关系。研制了泵的样机并测量了激励电压在100 V时泵的流量。实验结果表明:振子工作在1阶振型时,泵水效应不明显;振子工作在2阶振型时,谐振频率为740 Hz,泵的流量为266 mL/min;振子工作在3阶振型时,谐振频率为1 280 Hz,泵的流量为105 mL/min。     

小型无人机气动肌腱式弹射系统动态仿真与优化

针对冲击气缸式无人机弹射系统耗气量高、质量大、动态特性差等弊端,提出了一种仿生气动肌腱式无人机弹射系统,利用气动肌腱的弱非线性,通过配置楔角以改善无人机加速阶段的受力情况,减缓加速度波动。对该弹射系统进行数学建模和动力学分析,并搭建Simulink模型对该系统进行仿真求解;通过MATLAB与Simulink对现有加速轨道通过多目标遗传算法实现进一步优化。优化后的加速轨道能提升加速度均值、气动肌腱能量利用率和起飞速度,且降低了加速度峰值,加速度波动在原有基础上降低了76.79%。仿真和优化结果表明,提出的气动肌腱式无人机弹射系统不仅避免了冲击气缸式弹射系统的缺点,还能进一步平缓加速度,减小整体系统的最大过载。     

生物流体驱动系统及其仿生

大自然一直启发着人类在工业上的成就,仿生学越来越多地应用于流体驱动技术。对拥有流体驱动系统的生物相关研究进行了介绍,并总结了利用流体实现优美敏捷动作的机理。总结得出生物流体驱动系统的存在需要3个特征:动力源、腔体和工作介质。其中动力源类似于液压泵,腔体类似于液压缸,工作介质类似于液压油。对生物流体驱动系统的深入研究和探索,可以为解决流体驱动系统使用面临的挑战提供参考;并探讨了流体驱动系统仿生应用与未来发展的新思路,促进使用生物启发的方法,改善工程流体驱动系统。     

建筑资源属性的仿生研究

针对建筑中涉及的各种资源属性的应用形式、方法,结合建筑仿生学、生态学的相关研究,提出从仿生角度解读建筑的资源属性,提出建筑中能量、物质的运行不是单一的体系,而是复合的"类生命系统".     

仿袋鼠柔性跳跃机器人的驱动力特性研究

依据袋鼠生物体的运动结构和跳跃运动特点，利用扭转弹簧模拟其关节柔性和肌肉的储能作用，提出仿袋鼠柔性跳跃机器人的伪刚体机构模型。应用凯恩法建立仿袋鼠跳跃机器人的动力学方程。基于MATLAB6．5，结合实例对机器人的运动和驱动力特性进行了仿真分析。分析结果表明：利用柔性机构可降低仿生跳跃机器人跳跃运动所需关节驱动力和能量消耗，同时也揭示了袋鼠跳跃运动快而耗能低的规律。     

基于耳蜗基底膜仿生原理的液压脉动衰减器滤波特性研究

为解决液压系统中由于压力脉动引起的振动和噪声问题,从仿生学角度出发,根据人耳听觉形成过程及耳蜗基底膜的宽频振动响应特征,研究耳蜗基底膜振动的"空间-频率"特性,提出一种仿耳蜗基底膜振动特性的液压脉动抑制方法。设计一种以仿生膜片为共振体的结构紧凑灵巧的液压脉动衰减器,克服了传统液压脉动衰减器结构复杂、体积庞大的缺点。基于流固耦合原理,分析仿生膜片在压力流体中的振动特性;结合管路动态特性,建立脉动衰减器的传递矩阵模型,用插入损失对脉动衰减性能进行评价;通过脉动衰减器样机的试验检验其滤波减振性能。理论和试验结果表明该液压脉动衰减器能够有效衰减液压系统有效频率的压力脉动,并且在较宽频带内有较好的滤波效果,实现了广谱滤波。     

电加热柔性连续抽油杆动态特性的计算机模拟

根据电加热柔性连续抽油杆的特性、参数及井下基本工况,建立了三级混合抽油杆柱的有限元模型。运用有限元软件对混合杆柱的动态特性进行计算机模拟,得到各关键点位移、速度随时间变化曲线,以及计算机模拟的地面示功图,为抽油机、抽油杆设计和井下故障诊断提供理论依据。与传统电加热空心抽油杆相比,电加热柔性连续抽油杆在降载和节能方面优势显著。     

柔性抽油杆柱的优化设计及应用

针对柔性抽油杆采油现场应用中需解决的两个关键技术问题 ,建立了抽油杆柱纵向振动的数学模型 ,在此基础上提出了杆柱配比的优化方案。采用遗传优化算法进行优化计算 ,应用VisualBasic语言实施程序优化设计 ,并以辽河油田小 2 2 - 1 4 - 2 8井为例 ,进行了柔性抽油杆柱优化配比设计。优化设计结果与现场实际使用的杆柱配比相差很小 ,这种优化设计方案已在辽河油田试行。     

近五年电子鼻技术在食品安全的应用进展

电子鼻因快速、无损、便捷的特点,已在食品安全保障发挥积极作用。本文综述了近五年电子鼻在新鲜度监控及货架期预测、农残检测、致病微生物及毒素检测、掺假及鉴伪检测、过敏原识别的应用,对比了其他检测手段,展示了与其他技术融合的情况,分析了存在问题,并展望了发展趋势。