空间6R机器人位置反解的对偶四元数法

将对偶四元数的复指数形式引入到串联机械手位置逆解分析中,提出一种空间6R串联机械手位置逆解的新算法。采用复指数形式的四元数以及对偶四元数建立空间6R串联机械手位置逆解的封闭方程。通过对获得的四个位置约束方程构造Dixon结式,得到一个6×6的行列式等于零的矩阵,去掉其中相关的公因式,导出既无增根也无漏根的一元16次方程。通过实际计算,得出该机器人位置反解一元高次方程的次数为16且最多只有16组解的结论。通过一种串联机械手逆运动学分析为例进行求解验证,数字实例证明了该方法既无增根也无漏根。这种方法可达到在消元过程中自动消除机构结构参数变化或者轨迹规划过程中某些奇异位置造成的方程相关性,避免增根的产生。

空间一般6R机械手位置反解的新方法

将共形几何代数(CGA)和迪克逊(Dixon)结式引入串联机构逆运动分析中,对一般6R机器人的位置进行了反解.先把齐次变换矩阵转以共形几何代数形式表示,在此基础上建立了共形几何代数形式的串联6R机械手运动学方程,再通过线性消元和Dixon结式消元消去5个变元,然后对Dixon结式进一步处理,最后得到1个一元16次方程.这种算法也适用于其他具有16解的7R、1P5R和4R1C等串联机械手位置反解问题,具有一定的通用性.

基于共形几何代数的一种平面并联机构位置正解

以平面并联机构为题,应用5维几何代数(共形几何代数)方法对该平面并联机构进行了分析,建立了运动学正解模型,并编制了Maple的计算程序,求出了6组位姿结果,最后将分析结果与采用吴方法得到的分析结果进行对照,证明了该方法的有效性.这对用统一的数学工具分析机构学,降低非线性度,增强几何直观性方面做了初步尝试.

基于切比雪夫逼近的空间RSSH机构运动分析

以空间RSSH机构为例,对其进行运动分析.首先根据解析法建立RSSH机构的运动分析模型,得到其运动分析方程,并采用矢量运算消除一些中间变量;进而通过切比雪夫方法将超越方程中的正弦和余弦函数转化为多项式方程,从而得到一个一元高次方程,此方法没有增根,这对于包括H运动副的机构求解是一种可行的解决方案.

一种无线传感器监测系统的设计和研究

给出了一种无线传感器监测系统的设计与开发,结合MEMS微传感器和无线通信技术,研究了MEMS微加速度计检测信号的测量与无线传输技术,设计了系统电路,并完成了原型装置的制作与调试。通过无线、有线传感器的时频响应特性比较表明,无线传感器监测系统能够满足桥梁健康监测的要求。

基于ARM的无线蔬菜大棚智能系统

论文以STM32单片机和单片机STC89C52作为控制核心,能够实现实时采集蔬菜大棚环境中温度、光照、湿度、二氧化碳浓度的数值,并显示出来。通过无线收发模块,实现了上位机对下位机的控制和管理。使蔬菜内部的各参量指标符合蔬菜的最佳生长环境要求,以保证蔬菜的正常增长和降低人工监控、提高经济效益。

基于倍四元数和Groebner基的6R机械手的位置反解

提出了一般6R机械手的位置反解的新算法,该算法是把齐次变换矩阵转以倍四元数形式表示,建立了倍四元数形式的串联6R机械手运动学方程,再通过线性消元和两次应用分次字典序Groebner基消去5个变元,得到一个一元16次方程。此方法没有增根,是一种对空间任意尺寸6R机械手进行建模和求解的新算法。其中求解Groebner基采用了计算机代数系统进行有理数运算,目前的求解速度尚不是很高,需进一步改进。

《传感器技术》课程教学方法探讨

传感器技术是一门专业技术基础课，也是机械电子工程专业的专业必修课程。在面临理论教学学时大幅压缩和新产品、新技术不断涌现的现状下，探讨如何结合课程特点、学校自身培养目标，拟定一套行之有效教学方法，成为一件十分具有现实意义的事情。根据几年来传感器技术的教学经验，从课程内容总体规划，理论教学方法、实验教学改进以及课程设计等等方面进行了全面阐述，以期能起到一点点抛砖引玉的作用。

1P5R机械手运动学分析算法研究

为了研究1P5R(1个移动关节5个旋转关节)机械手新的建模情况,应用四元数和对偶四元数的矩阵形式,对空间1P5R机器人的位置正运动学和逆运动学进行分析,然后分两次采用Groebner基进行消元和降低次数,最后采用迪克逊结式进行消元,得到没有增根的一元16次方程,从而得出16组的解。这种与以前的方法有所不同,是算法的有益的补充。

径向驱动式啮合电机建模与仿真研究

针对一种改进的径向驱动式啮合电机结构,采用有限元方法分析了磁场特性,依据有限元计算结果建立电机的非线性分析模型,将模型与控制协同对径向驱动式啮合电机的动态特性进行仿真分析。研制与仿真模型结构参数完全相同的物理样机,采用不同的控制方式和负载转矩对样机进行加载实验。结果显示:实测负载转矩与仿真分析得到的负载转矩较为接近,从而验证了有限元仿真模型的准确性和有效性;在开环控制时,细分磁极换相控制节拍,并且调整绕组电压能够有效增大输出转矩和减小脉动。

柔性平动式啮合电机动态分析与转矩控制

介绍了一种柔性机构平动式啮合电机结构和运行原理,该电机利用4组磁极间的磁场力驱动转子在柔性机构约束下绕定子轴线做圆周平动,进而直接带动摆线机构输出低速大扭矩。针对该电机特点,依据磁共能原理,采用动态分析方法建立了电机的磁场和转矩特性模型,分别运用解析方法和有限元方法计算了电机的电感特性;结合直接转矩控制原理推导出了柔性平动式啮合电机的转矩控制算法。设计了物理样机和控制系统,通过仿真和物理样机实验证明了直接转矩控制较开关控制方法降低了电机的振动,控制转速波动在10%以内。理论分析和实验结果均表明该转矩控制方法具有较高的可行性和实用性。

径向驱动式啮合电机结构设计与静态转矩分析

针对机器人系统对驱动电机的启动性能和空间适应性的要求，设计了一种径向驱动式啮合电机结构。该电机利用3个定子和1个转子问磁阻的变化将电能转化为机械能，驱动转子在十字滑块机构约束下绕定子轴线做圆周平动，进而直接带动摆线机构输出低速大扭矩。设计制作了一台物理样机，给出了该电机的控制方法，运用有限元方法分析了在不同转子位置角的磁链特性，并依据磁共能原理，计算了电机的静态转矩。理论分析和样机试验结果较为吻合，证明该径向平动式啮合电机具有较大的输出转矩，并且结构紧凑粹制方法简单．

计算机视觉技术在齿轮测量中的应用研究

齿轮作为传递运动和动力的基础零件,在工业发展的历程中,一直发挥着十分重要的作用。通过研究,在齿轮测量中适当地引入了计算机视觉技术,探讨和分析了相应的计算机视觉测量系统及其实现。该方法具有较高的测量精度和测量效率,操作简便,测量项目多,是一种具有发展前途和应用前景的非接触测量技术,必将推动齿轮测量技术和齿轮工业的进步和发展。

小球藻与小麦秸秆联合厌氧消化产沼气研究

通过分批厌氧消化实验,文章考察了异养小球藻和小麦秸秆的厌氧消化性能。在实验条件下ISR(污泥底物比)=3∶1,TS=6%,异养小球藻和小麦秸秆(C/N=10∶1)的累积沼气产量分别为5515和973 mL;联合厌氧消化(C/N=20∶1)时,获得最高的沼气和甲烷产率,分别为694.4和342.69 mL·g^-1。厌氧消化结束后,沼液中的氨氮和COD分别为953 mg·L^-1和72000 mg·L^-1。结果表明,异养小球藻和小麦秸秆联合厌氧消化可以获得更好的厌氧消化性能。

基于对偶四元数的1P5R串联机械手的位置反解

本文介绍了对偶四元数的理论及其在串联机构中的建模方法,对空间PRRRRR机械手的位置反解进行了分析,通过对获得的四个位置约束方程构造Dixon结式,得到一个6×6的行列式等于零的矩阵,导出了一元16次方程,并使用数值算例验证了其全部根。此方法简洁明了,易于程序实现,为空间1P5R机械手的应用提供了新的理论基础。

基于S3C2440的平动电机控制方法研究

设计一种新型的平动式啮合电动机。该电机通过四组"E"字和"|"字形铁心组成的定转子间磁阻的变化,将电能转化为机械能。提出了电压的正弦PWM控制方法,证明了该电机结构新颖合理,具有可带载启动、启动快速的特点。

一种新型的光伏并网接口结构及控制策略

随着单相光伏并网系统越来越被重视,针对目前大多数采用的非隔离型或采用工频变压器隔离型系统作为光伏接口变换器存在无法做到电隔离以及存在电能质量低等问题,提出一种新型的两级式结构光伏并网接口变流器,即前级采用交错并联型DC-DC变换器,克服由传统的BOOST型变流器功率等级小的问题,同时建立交错并联型DC变换器数学模型;后级接入电力电子变压器双有源桥结构,进一步克服传统光伏变流器装置无法实现电电气隔离的问题,同时建立电力电子变压器双有源桥数学模型。最后进一步通过MATLAB/SIMULINK计算机仿真平台对所提结构及控制方案进行仿真验证,结果表明,所提结构正确性与优越性。

带有螺旋副空间四杆机构运动学建模方法

本文研究带有螺旋副(H)机器人运动学建模方法问题,提出用于不规则地形下的螺旋副(H)移动机器人运动学建模方法——切比雪夫缩短算法。在分析带有螺旋副(H)空间连杆机构的运动学分析基础上,建立机构的位姿方程的矢量表达式。以空间HSSH机构为例,对其进行运动分析。先根据机构的封闭环建立矢量方程对HSSH机构建立运动分析模型,得到运动分析方程,采用矢量运算消除一些中间变量,得出关于度数和正弦、余弦的方程,利用切比雪夫多项式将正弦和余弦转化为度的关系式,从而求解度数。通过误差分析可知,切比雪夫函数逼近方法可以近似求解具有螺旋副(H)的空间机构学运动学问题。本文从中阐述切比雪夫缩短算法的方法和过程,并分析切比雪夫缩短算法的特点,用试验和仿真验证该建模方法的正确性。

特大型桥梁无线自组传感监测网能量消耗性能研究

通过NS2网络仿真,对每个动态传感器节点产生6 kbps的桥梁无线自组传感监测网络,应用AODV、DODV、DSR三种路由算法,不同无线带宽下的能量消耗等性能进行分析.结果表明:1)当无线带宽在1 Mbps时,对于小规模的桥梁无线自组传感监测网络,适合使用AODV路由算法,为提高其容灾能力,应当增加到监控中心的汇聚节点;2)当无线带宽在2 Mbps时, DSR路由算法的整体网络性能明显优于其它算法;3)当无线带宽大于4 Mbps时,即网络带宽大于整个网络数据流量的两倍时,随着带宽的增大,三种路由算法的性能逐渐趋于一致.

一种无线索力测试系统研制与开发

斜拉索的索力大小直接决定着斜拉桥的工作状态,采用准确的方法进行合理的索力测试是保证斜拉桥顺利施工和安全运营的必要手段。文章针对目前斜拉桥索力测试中常用的方法进行了阐述,提出了基于MEMS的无线索力测试系统的研制与开发,首先利用频率法推导出索力的一般方程,再通过实验得到索力的频率变化情况计算出索力的大小。最后通过钢箱梁吊装前后的索力变化值来证明这个系统是可以用来测试索力的大小。