腕部仿生康复机构设计及阻抗控制研究

为了更好地辅助腕关节损伤患者进行康复治疗,设计了一种腕部康复训练器。首先,根据腕关节的生物学运动机制和仿生原理,对康复训练器进行结构设计,并添加腕关节的柔性补偿关节设计;然后,基于柔性补偿关节建立腕关节的运动学模型并求得训练器工作空间;接着,搭建虚拟样机平台并设计关节驱动阻抗控制器,进行联合仿真试验,分析了摩擦参数、阻尼参数以及人机接触负载对阻抗控制性能的影响,验证关节控制可以实现;并对比分析了补偿关节的工作空间,验证了训练器结构设计的合理性和可行性,为下一步实物样机的制作提供了理论依据。

双活塞式高精度深海压力模拟方法

为研制高精度深海压力环境模拟实验平台,基于液体的可压缩性提出了一种双活塞式高精度水深模拟方法。介绍了该方法的工作原理和压力模拟系统的组成;分析了主、辅加压系统对系统量程和调整精度的影响,进一步地建立了压力系统的物理模型并进行了仿真,表明系统具有良好的压力跟随性能。搭建了样机实验平台,进行阶跃、“下潜—保持—上升”压力实验。结果表明该系统可以实现静态精度0.02 bar,动态精度0.1 bar,验证了该测量方法的可行性和有效性。

对称五连杆下肢康复机构的设计与分析

五连杆机构作为一种特殊的运动机构,有着丰富的运动特点,结合临床康复医学理论对下肢康复机器人方案进行研究,设计了一种针对下肢偏瘫患者的双曲柄对称五连杆康复训练器,推导了五连杆的运动学解析式,通过建立数学运动模型,用Matlab进行仿真,仿真结果表明通过调整该机构两曲柄的相位差或机架的倾角来能实现输出点的运动轨迹的变化,从而达到调整髋关节和膝关节运动范围或最大值的目的,证明了此款下肢康复训练机器人可以满足不同康复阶段的患者的使用需求。

深海大压力及其微小波动压力的测量方法

为了测量深海大压力及其微小波动压力,基于液体的可压缩性、活塞的平衡和差压敏感元件的特性提出了一种压力测量方法。首先介绍了该方法的工作原理,其次建立了测量系统的仿真模型,然后进行了仿真实验,分析了不同参数对系统的影响,并对参数进行了优化选取,仿真结果表明,该方法能够对大压力和微小波动压力进行高精度测量,最后搭建了样机平台。试验结果表明在20 bar压力下实现了静压力误差0.2 bar的压力跟踪测量,实现了4×10^-3bar的微小波动压力的测量,证明了该方法的可行性和正确性。

一种新型深海压力传感器的设计与系统仿真研究

随着对深海探测的不断深入,对压力传感器的测量性能提出了更高要求。为了实现在一定的大压力下对微小水压变化的精确测量,文章设计了一种活塞式深海压力测量传感器,该传感器不仅可以主动调节传感器的内外压力差,采用压力累加的方法获得大水深的压力值,还有效地提升了对微小水压变化的识别度。采用AMESim软件对整个传感器系统建立了仿真模型,分析了该活塞式压力传感器在深海中对不同动作模式的响应情况。结果表明,在6 000 m水深的情况下,出现10m水深波动时,该传感器的测量误差约为1.284mm。

无模组动力电池包设计及其冷却性能分析

为了提升电池包集成度以及有效能量密度,设计了无模组电池包和对称蛇形流道液冷板结构,同时探究了该电池包的冷却性能。研究结果表明电池包具有很好的冷却性能,能够满足2.0 C放电工况的冷却需求。在中国轻型汽车测试循环(China Light Vehicle Test Cycle,CLTC)工况下小流量运行电池包温差为0.25℃左右。此外,基于该电池包开展了冷却液入口边界以及导热材料对电池包冷却性能影响的分析,研究发现不同放电倍率下的电池包有着不同的最佳入口水温与冷却液质量流量,该电池包导热结构胶最佳热导率为0.9 W/(m·K)。