林用下肢外骨骼机器人结构设计

下肢外骨骼助力机器人是一款能够帮助人们支撑地面和加强人们承载负荷能力的助力机器人。本文主要介绍了应用于林业的外骨骼助力机器人的机械结构。森林中的环境是复杂多变的,且现在大多数林业生产仍由人类手工完成,这项任务非常繁重,因此我们想发明一项装置来帮助人们完成各项工作。这样一来,不仅减轻了人们的劳动负荷,而且可以大大提高林业生产效率。这款下肢外骨骼助力机器人通过安装在其上的多个传感器来采集人们的运动样式,并做综合分析,作出准确地判断后为人们的运动提供助力。

下肢外骨骼助力装置设计

下肢外骨骼机器人是一种可穿戴在操作者身体外部的一种机械装置,它可给穿戴外骨骼的人提供支撑、保护,及增强运动能力。文章阐述了下肢外骨骼机器人的研究意义,介绍了下肢外骨骼机器人的机械结构,实验仿真为驱动电机的选型提供了理论依据。提出了一种实时性的外骨骼机器人控制系统,通过各种传感器及时收集机器人的运动和位置信息,信息经CAN总线传输至处理器,处理器能够有效地分析和识别人的运动意图,并做出准确的预判,从而配合人体做出相应的动作,实现人机协调,最终提高人体的行走能力。

基于Wi-Fi的心电信号采集装置开发

据统计,心血管疾病是威胁人类生命的主要疾病,世界上心脏病的死亡率仍占首位。因此,准确地进行心电信号提取,为医生提供有效的辅助分析手段是重要而有意义的课题。随着电子技术的迅速发展,医用电子监护系统近年来逐渐应用。本文针对心电信号的特点进行心电信号的采集、数据转换模块的设计与开发,设计一种用于心电信号采集的电路,使得心电信号的频率达到采样要求。为获得含有较小噪声的心电信号,需要对采集到的心电信号做降噪处理。

基于SPH-FEM耦合方法的柔性导爆索分离装置爆炸分离过程数值模拟

为深入研究柔性导爆索在爆炸分离装置中的作用过程和机理,提出一种改进的光滑粒子流体动力学方法(smoothed particle hydrodynamics,SPH)与有限单元法(finite element method,FEM)耦合算法。新方法中不仅包含导爆索模拟的SPH方法与分离装置模拟的FEM方法之间的接触算法,同时将完全损伤失效后的单元采用转化算法动态转化成SPH粒子继续参与计算,转化后的粒子与未转化的有限单元之间采用接触算法计算。采用该方法对环型和平板型两种爆炸分离结构的分离过程进行了数值模拟,验证了新方法的准确性与问题适用性;分析了分离板的变形断裂及损伤碎片的飞溅过程,得到了分离装置表面不同时刻的应力分布、损伤因子的变化趋势、von Mises应力的变化趋势;探讨了炸药在不同比内能情况下单元的屈服损伤速度、碎片的飞溅位移速度。

三维圆柱型颗粒堆坍塌问题的全相态数值模拟

静态颗粒堆在重力作用下的坍塌问题,是认识和理解许多人为过程和自然现象的基础.采用传统方法进行模拟存在单颗粒追踪数量大、宏观模拟流变特性明显和相态演变复杂等计算难点.本文从颗粒介质表现出不同相态的物理机理出发,对全相态概念进行了定义并进行了区域划分.根据颗粒介质的应力-应变关系及体积分数的不同,通过确定不同相态之间的耦合关系和转化准则,将描述各相态的现有理论有效结合起来,建立了描述颗粒介质经历全部相态的耦合模型理论.采用光滑离散颗粒流体动力学方法和离散单元法相耦合的策略,对颗粒介质物理模型求解,实现了对不同长径比下的三维圆柱型颗粒堆坍塌过程的数值模拟.计算结果与实验结果吻合较好,同时与离散单元法相比,计算量得到了控制.不仅捕捉到了不同参数影响下颗粒堆坍塌后沉积的不同现象,同时获得了不同条件参数对颗粒堆坍塌后铺展特性的影响规律,为揭示工业和自然界中广泛存在的颗粒介质复杂运动机理提供有效的支撑.