运动解耦且大工作空间三平移机构拓扑设计

根据基于方位特征(POC)方程的并联机构拓扑设计方法和运动解耦设计原理,提出一个运动解耦性优异的单回路三平移子并联机构;设计一类4个具有正向位置符号化、部分运动解耦性且具有较大工作空间的三平移(3T)并联机构;对这类机构进行拓扑特性分析,得到相同的方位特征集(POC)、自由度(DOF)、耦合度(κ)、运动解耦性等主要拓扑特性;对其中一个机构进行运动学、动力学性能分析。根据基于拓扑特征运动学建模原理,求出其符号化位置正反解,以及速度、加速度曲线;基于推导出的位置逆解公式,分析机构的奇异位形及工作空间;根据基于序单开链的虚功原理,进行其动力学建模与分析,求解出机构的驱动力。

并联式球面副肩关节康复机构的设计与分析

根据人体肩关节的运动生理特点和康复机理,设计了一种满足3转动自由度的并联式球面副肩关节康复机构。首先,对该机构进行了运动学分析,并通过ADAMS软件进行了运动仿真,验证了运动学分析的正确性。其次,对该机构的工作空间进行了分析,绘制了其位置及姿态工作空间的图形。最后,通过OpenSim软件建立了人体肩关节肌骨穿戴模型,进行了生物力学仿真,通过对所获得的数据进行分析,验证该机构与人体上肢的相容性。

智能手指关节功能康复训练器创新结构设计

因运动、年龄老化等因素导致手指功能损伤患者数量不断增加。针对这类人群进行手指康复器的设计,与传统康复产品相比,具有控制简单、方便、成本相对较低特点。通过分析仿手指运动的自由度,建立了曲柄摇杆机构,可以应用于手指康复器的结构设计;以主要机械构件和手指关节转动角度为参考因素,得出了机构的运动轨迹,在此基础上,得到各机械构件的合理尺寸,从而完成对机械构件的结构设计。通过模拟手指拉伸、弯曲来实现手指的康复功能。通过分析运动的角位移、角速度使得所得的机构更加符合手指的合理运动范围。运动仿真实验表明,该机构能带动手指在一定角度范围进行弯曲拉伸运动,可以满足手指损伤患者的康复训练需求。

地下大空间变工作区贴附送风空气分布特性

针对地下大空间环控系统能耗大以及实际中空调控制区改变的问题,在贴附送风的基础上提出适用地下大空间的变工作区贴附送风。采用数值模拟的方法,首先进行正交实验研究了等温工况下导流板与墙壁间的缝隙宽度、射流特征厚度、矩形柱跨度对流量比的影响程度大小,并通过量纲分析得出流量比q关于缝隙宽度与射流特征厚度之比x/δ_(0.5)间的关系式,即导流板的流量分配规律;其次将变工作区贴附送风与混合通风、柱壁贴附送风的空气分布特性进行了比较,研究结果显示,相比于另外两种送风方式,变工作区贴附送风可有效降低呼吸区的空气龄,并具有更好的节能效果。

Matlab环境下拖拽式焊接机器人的运动学仿真实验

将某ER系列拖拽式焊接机器人作为仿真实验对象,利用MDH(modified Denavit-Hartenberg)方法确定其DH参数,创建对应的关节坐标系与DH模型。基于Matlab软件中Tool-box10.4版本展开运动学分析求解。利用齐次变换矩阵顺次相乘完成运动学正解的推导,使用牛顿-拉夫逊迭代法(Newton-Raphson method)求解逆运动学方程的封闭解,验证了机器人运动学建模的合理性。在Matlab中完成了轨迹规划,在关节空间下对运动轨迹分别采用了三次、五次插值规划方法。完成了机械臂全局与限定条件下的工作空间分析,整体仿真结果充分证明了拖拽式焊接机器人运动性能的合理与稳定。该方案为进一步实验与研发工作奠定了理论基础,对同系列或构型机械臂有实际应用意义。

考虑作业姿势舒适的三维装箱问题

为降低装卸工在货物配装过程中因重复弯腰而罹患肌肉骨骼疾病的概率,同时优化其作业姿势的舒适性,进而减轻作业疲劳,提升社会整体效益,基于人因工程和运筹优化协同优化的视角,从装卸工作业姿势舒适的角度出发,提出并研究考虑作业姿势舒适的三维装箱问题。首先对装载作业姿势舒适性进行评价,构建问题模型;其次对货物排序优化和货物放置规则等关键问题进行研究,设计了最大空间法和有偏随机密钥遗传算法相结合的求解算法;最后通过算例进行实验验证。结果表明,提出的模型和算法可以在不增加车辆运输成本的前提下提升装卸工的作业姿势舒适性,并且对于尺寸相对较小及规模相对较少的货物类型作业姿势舒适性的优化空间更大,验证了模型和算法的有效性。

三指机器人手爪设计与抓取研究

传统的多指仿人灵巧手虽然已实现较高的灵巧性与仿人性,但存在设计制作繁琐或价格昂贵以及手指末端抓力偏弱的弊端。而三指机械手作为一种简化形式一般又存在灵巧性不高的问题。针对以上弊端设计了一款基于滑块-摇杆机构的三指机器人手爪。将该结构直接类比人手所设计的手指关节能够实现中节指骨与远节指骨的耦合运动,且指尖力会随手指弯曲程度的增加而增大,有利于对细小目标物进行指尖捏取;采取与传统偏航-俯仰型不同的翻滚-俯仰型掌指结构,在增加了沿掌根关节的旋转自由度的同时尽可能地丰富了手爪的抓取姿态,使其能够适应更多的目标物,增加了灵巧性。在MATLAB中建立手指运动学模型并求得手指末端工作空间。经由实验验证得出该手爪具备较大的抓取力与丰富的抓取姿态。

2-CPR/RPU并联机构的构型设计及工作性能分析

针对当前物流领域中货件品类多、人工耗用高等问题,为满足产线快速分拣的需求,提出一种全周自由度的2-CPR/RPU并联机构,以提高物流货件的分拣效率,减少人力时间成本。绘制2-CPR/RPU机构的三维模型,采用螺旋理论对2-CPR/RPU机构自由度进行求解,并根据修正的Grübler-Kutzbach公式进行验证,通过封闭矢量对机构支链进行位置逆解分析,基于逆解表达式求得机构速度Jacobian矩阵,利用代数法分析奇异位形是否存在,编程MATLAB语言求解其符合工作范围的点并绘制出工作空间,最后对机构的承重量进行有限元仿真分析。结果表明:2-CPR/RPU并联机构具有共3个自由度,可实现2T1R型的运动(沿x、z轴的平移和绕x轴的转动);结构尺寸符合要求没有奇异位形,工作空间较大,均匀分布且呈扇形对称,执行平台转动可达60°;2-CPR/RPU并联机构结构简单且运动稳定,工作精度高、载重性能良好,适用于大部分物流包装产线的分拣装箱工作。

高炉扫描雷达驱动机构选型分析

摘针对高炉内部炉况的特殊情况,需要扫描雷达可以实现扫描任意轨迹的动作,通过选取五杆机构作为雷达驱动主体完成对应需求。根据现场实际工况的考虑,希望驱动机构尺寸紧凑,以工作空间作为选型依据进行研究。计算不同构型下驱动机构的工作空间,分析各构型工作空间中的有效面积部分,相同尺寸下有效面积最大作为构型最优的理论基础。最终对该驱动机构进行轨迹模拟分析,通过坐标转换得到扫描轨迹,结果表明该机构能驱动雷达实现的任意轨迹扫描需求。

快速凸包算法在发射车状态监控中的应用

针对当前复杂工业系统运行状态监控策略普遍存在误报警数目过多的问题,提出了一种基于快速凸包算法的发射车状态监控方法。该方法利用快速凸包算法从给定的正常历史数据中估计发射车的正常工作空间,对于新采集的发射车运行状态监控数据,如果由它们构成的工作点位于发射车的正常工作空间内,就认为发射车的状态是正常的,否则就是异常的。与基于静态阈值的方法相比,提出的方法降低了误报警数目;相较于基于隐变量的方法,提出的方法具有良好的可解释性。通过数值仿真技术,分别分析了一个2维和3维案例来评估提出的方法的性能表现。仿真结果表明,提出的方法物理意义明确,产生的误报警数目少。

论当代打工诗歌的空间书写及意义生成

打工诗歌作为“底层文学”的一种形态,以书写打工诗人的生存境遇为主要特征,伴随着改革开放后中国社会的变化而产生。“空间”是诗人生活经验和写作经验的重要来源,打工诗歌的表现内容随着诗人的空间移动而发生变化。家园空间是打工诗人们的退身之所,但在其现代转型中也表现出另一向度;工作空间是打工诗人们创伤记忆的产床,交织着沉重的生命回响;生活空间带有鲜明的地域标识性,现实生活的困境加深了诗人们诗歌表达的焦虑。打工诗人游走于城乡之间,他们的诗歌记录着社会的变迁和群体的精神症候。这些诗歌为底层人民立言,具有一定的人道主义关怀,表现出时代洪流中的群体共性。

输电线模块化双臂带电作业机器人作业空间与轨迹规划仿真

输电线路带电作业机器人可以辅助甚至替代人工实现输电线路的带电巡视和作业,然而机器人体积庞大,在野外复杂作业环境下运输十分不便,因此针对输电线路多种检修作业任务设计了一种模块化双臂带电作业机器人。模块化设计可以实现机器人的快速拆装,解决机器人运输难题。针对典型金具检修作业任务,对机器人机械臂进行运动学建模,并基于该模型对机械臂末端进行作业空间与运动轨迹规划仿真,仿真结果验证了双臂带电作业机器人系统设计的可行性和有效性。

多体卫星变构关节设计与运动学分析

为解决多体卫星模块间连接强度低、变构过程复杂、需要外力辅助等问题,设计了一种非偏置式三自由度变构关节,可实现多体卫星模块间的可靠连接与稳定精确的相对运动。采用MDH法建立了正运动学模型并推导正运动学方程,并与偏置式变构关节在姿态可操作度与工作空间上进行了对比分析,结果表明在未降低姿态灵活性的前提下实现了工作空间封闭。在Adams中对变构过程进行了运动仿真,变构过程中末端模块的位移与速度曲线平滑无突变,验证了多体卫星结构设计的合理性与正运动学方程的正确性,结果符合预期的设计目标,为未来多体卫星的运动控制与变构规划奠定了基础。

城乡融合视角下社会工作参与乡村振兴的行为意义和行动空间

城乡融合视角为持续推进社会工作参与乡村振兴提供了理论依据。融合指向人与自然的共鸣、城市与乡村空间形态的保留及文化的连续性。社会工作参与乡村振兴有助于发展村民的自主式参与,发掘地方文化的动员能力,推动城市居民下乡并参与劳动和生产。基于此,社会工作需通过调研,全面了解乡村发展基础,重视乡村场景和乡村价值的重塑,依托乡镇社会工作站,链接资源并拓展乡村发展场域。这将进一步推动乡村振兴议题的社会工作研究进路,提高社会工作参与实践的有效性。

劳动空间视角下的县域经济转型——以东北N县的个体经济发展为例

案例调查显示,东北县域国企下岗工人目前很大一部分比例人员在从事个体店铺经营,反映了当地劳动空间的再造,同时也成为县域经济转型的一种模式。计划经济时期的工厂劳动空间主要是由国家力量推动以国资为主建成的。在市场化进程中国家力量逐渐退出,东北县域地区难以吸引到充分的外来资本,工厂改制和破产导致大批工人下岗失业,原有劳动空间消失。一些下岗工人不再被动等待而主动谋求生路,运用家庭小资本经营店铺,将生活空间重新改造为劳动空间,家庭和社会关系进而演变为一定意义上的市场关系,创造出了新的劳动空间。他们生活在“店家一体”的劳动与生活高度融合的空间中,并通过代际传承再生产为相对稳定的结构。然而,这种自发的、缺乏竞争力、以基础消费为主的传统经营方式,难以实现高质量县域发展,需要加大扶持力度,继续发掘内生动力和统筹发展。

基于MATLAB软件的六自由度机械臂工作空间研究

基于MATLAB软件,应用Denavit Hartenberg法建立六自由度机械臂的数学模型,并使用蒙特卡洛法求解六自由度机械臂的工作空间,为其它机械臂工作空间的研究提供参考。

大开洞竖向半逆作法在超大深基坑工程中的应用

传统逆作法施工存在出土困难、施工控制难、施工空间狭小、造价高等缺陷,制约了其发展和工程应用。针对以上问题,提出了在竖向空间上顺作法和逆作法相结合的大开洞竖向半逆作,结合跃层逆作,可极大地扩展逆作法地下施工期间平面开洞空间和竖向施工空间,从而提高施工效率,从根本上解决了传统逆作法的固有缺陷。本文结合大开洞竖向半逆作法在天津某深基坑工程中的成功应用,探讨了其施工工艺及其在实际工程中的关键技术,阐述了大开洞竖向半逆作法竖向顺逆结合的设计理念,分析了相关施工优势,通过工程实例验证了该方法的合理性和优越性,从而为超大深基坑的设计和施工提供了借鉴。

低剖重载3UPS-3SS稳定平台运动学及性能分析

为了实现并联机构上平台的位置控制,对一种双层可拆卸低剖面重负载的3UPS-3SS并联机构进行运动学分析。首先,对该机构采用旋量理论、G-K公式,分析并验证了其为1T2R工作模式的三自由度并联机构;其次,对机构进行运动学分析,通过矢量方程法建立了位置反解模型和约束方程组,进而得到运动学反解的表达式,凭借反解解析式求解了雅可比矩阵;最后,建立运动模拟模型,考虑实际工作模式条件,对模型进行简化,并通过MATLAB软件通过遍历法和快速极坐标法描绘其可达工作空间,证明了该机构的可行性。此研究为该机构的动力学和控制奠定了理论基础。

典型沥青路面结构路基工作区深度分析

该文基于实测“胎-路”界面条件,分别采用弹性半空间体理论、层状弹性体系理论计算不同工况下典型沥青路面结构的路基工作区深度,计算结果表明路基工作区深度随轴重显著变化,并基于计算结果提出路基工作区深度的推荐值:轴重小于100 kN时,路基工作区深度取0.8 m;轴重小于130 kN时,路基工作区深度取1 m;对于轴重小于150 kN的道路,路基工作区深度建议值为1.2 m。对于路基工作区范围内的土基,必须采取有效的工程处理措施以确保路基路面结构具备足够的承载力。

五自由度上肢康复机器人设计与分析

针对由脑卒中、脊髓损伤等造成的上肢运动功能减退、需康复的问题,设计了一款基于人体上肢尺寸的可穿戴式五自由度上肢康复机器人。使用改进的D-H参数法,建立了其运动学模型,结合数字仿真软件的机器人工具箱,验证了其模型的正确性;利用蒙特卡罗法得到机器人的工作空间云图,通过与各关节运动范围进行对比,验证了其工作范围的合理性。最后运用五次多项式插值法对其进行轨迹规划,获得了各个关节角的角度、速度、加速度的平稳曲线图。实验结果验证了上肢康复机器人结构设计的正确性和整个康复训练过程的可行性。