过顶作业外肢体机器人结构设计与补偿控制研究

为了提高航空装配的效率,开发了一种外肢体机器人用于飞机舱内的过顶作业。外肢体机器人(Supernumerary robotic limbs,SRLs)通过安装在人类肩膀上的三自由度机械臂,协助工人支撑天花板,实现单人作业,这种方法取代了原来的双人作业模式,降低了劳动成本,减少了工人的负担。为提升穿戴舒适性与环境适应性,分别设计了柔性鞍座与柔性末端执行器;同时,通过3种手段实现人机系统的安全性,包括设计碰撞检测外壳、选择套索传动的绳驱动解耦方式和限制关节转角。针对辅助过顶支撑作业中动基座问题对外肢体位置/力控制造成的干扰,构建了人机共融运动学模型,基于此设计了位置补偿控制算法,同时基于导纳控制原理设计了力补偿控制算法。实验测试结果表明,所设计的位置补偿算法使末端位置误差较原始误差减小74%以上,力控补偿算法可控制外肢体单臂以5 N的目标力恒定输出,满足其作业需求。

Bézier曲线到Wang-Ball曲线的转换矩阵及其应用

Wang Ball曲线作为一种广义Ball曲线已经在参数曲线求值、升降阶计算中显示出极其有效的作用 .为了在几何设计中更好地发挥其作用 ,应当用简单的方法求出Bernstein基到Wang Ball基的转换矩阵 .该文借助于一个多项式的展开算法 ,给出了这个转换矩阵 ,即给出了B啨ｚｉｅｒ曲线到Ｗａｎｇ Ball曲线的转换公式 ,并应用它简捷地推导出n次Wang Ball曲线的中点离散公式 .

任意偶数次Said-Ball基的对偶基的应用

利用任意偶数次Said Ball基的对偶基 ,给出Said Ball基函数下的Marsden恒等式 ,并实现B啨ｚｉｅｒ曲线到Said Ball曲线的转换 这些结果对Said

一类广义Ball基函数的对偶基及其应用

为进一步发挥广义Ball基在计算机辅助几何设计(CAGD)中的优越性.对能生成几何位置介于B啨zier曲线与Said Ball曲线之间的参数曲线的一类广义Ball基即β基作了深入研究.通过组合运算找到β基的对偶基,利用这种对偶基推导幂基函数在β基函数下的Marsden恒等式.在此基础上推出Bernstein基到β基的转换公式,进而实现B啨zier曲线到β基所表示的参数曲线的转换.矩阵实例运算表明,借助β基可以加快B啨zier曲线的求值速度,提高计算机辅助几何设计系统的效率.

仿生介入机器人的运动性能

针对弯曲多变的生物管腔,基于腹足动物运动机理,提出一种新型仿生介入机器人.通过理论建模及实验手段,分析管腔内壁表面特性、控制磁流变液固化的磁场强度、管腔蠕动、动压润滑膜减阻效果、直线电机运动方向变化频率对机器人运动性能的影响.结果表明:动压润滑膜能有效减小运动过程中的阻力;管壁内表面特性、控制磁流变液固化的磁场强度是影响机体与管道壁啮合效果的重要因素;直线电机运动方向的变化频率将影响机器人的运动性能;机器人能一定程度顺应管腔的自主或受迫小幅波动;当波动幅度较大时,机器人运动效率将大大降低.

螺旋内窥镜机器人非线性仿真分析模型研究

实验研究狗小肠肠道壁的生物力学特性、肠液及人体胃液流变特性,建立了内窥镜机器人运行环境非线性数学模型,并将其耦合到螺旋内窥镜机器人运动模型中,得到机器人非线性仿真分析模型。理论及实验比较研究了不同转速下机器人轴向驱动力的变化,结果表明,利用该非线性仿真分析模型获得的理论分析结果与实验结果吻合很好。

运行环境特性对螺旋内窥镜机器人性能的影响

在研究双圆柱螺旋内窥镜机器人的基础上,本文提出了单圆柱螺旋内窥镜机器人设计方案。建立了螺旋内窥镜机器人非线性仿真分析模型。利用该模型,分析研究环境管壁弹性模量、管道直径、环境黏液黏度对机器人轴向牵引力以及形成的最小黏液膜厚度的影响。实验研究了环境管道几何特性对机器人平均运动速度的影响,为螺旋驱动器在血管机器人中的应用提供了重要的基础数据。

螺旋式单链介入微机器人的研究

在对基于螺旋密封原理的双链介入机器人驱动原理进行分析研究的基础上,提出了单链介入机器人设计方案,构建了螺旋式单链介入机器人性能分析数学模型。分别制作了直径为5mm的螺旋式双链介入机器人及单链介入机器人的实验样机,并对机器人在离体肠道中的平均运行速度进行了比较,研究结果表明,螺旋式单链介入机器人能获得与双链结构机器人类似的运动性能。单链介入机器人在脉动流场中的运行实验表明,单链介入机器人能在流体冲击下进行顺流运动和逆流运动。

不同介质中螺旋机器人轴向力实验研究

为将螺旋驱动器应用到人体血管中,对单圆柱螺旋内窥镜机器人轴向力进行了实验研究,.基于旋转黏度计工作原理,建立内窥镜机器人动力学性能实验台.实验比较了牛顿流体和Casson非牛顿流体介质中机器人的轴向驱动力随机体几何特征参数的变化规律.结果表明,在两种介质中,随着机体螺纹线数,螺旋升角,螺旋槽深,螺旋槽宽的增大,机器人轴向驱动力均是先增大后减小,这四个参数都有其对应的最优解.在两种介质中,机器人轴向驱动力变化规律类似.在高剪切率的情况下,将生物体液简化为牛顿流体,可以大大简化螺旋机器人仿真分析模型.

用割角多边形产生Bernstein-Bézier曲线的更小包围域

基于Bézier曲线的控制多边形，介绍了割角多边形的概念．割角多边形的顶点可以由控制多边形的顶点快速递推得到，其几何意义是对控制多边形进行一系列的中点割角过程．进而提出了利用割角多边形来逼近Bern—stein-Bézier多项式曲线的新方法．当Bernstein-Bézier多项式曲线的次数为4～8时，分别导出了利用割角多边形逼近多项式曲线的精确界，此界值比利用控制多边形和拟控制多边形逼近Bernstein-Bézier多项式曲线所得的界值大为减小，极大地缩小了曲线的包围域，显著提高了逼近精度，节省了计算时间．

仿鞭毛菌游动的微型机器人近壁运动

鞭毛菌及模仿其运行的微机器人在靠近壁面游动时,其运动模式与远离壁面时有所不同。针对这一现象,本文利用抗力理论和Stokes方程的线性性质,对鞭毛菌在壁面附近运动时流体对其施加的作用力进行分析,建立了鞭毛菌近壁运动的动力学模型。同时计算了细菌在平行于壁面平面内的运动轨迹与游动速度,并与实验数据进行对比分析,结果验证了该理论模型的有效性。在此基础上,探讨了鞭毛尾的几何和运动学参数与细菌的速度变化量之间的关系。本文研究为微型仿生游动机器人运动控制时规避近壁效应提供参考依据。

支持广西中小企业发展的财政对策研究

近几年,随着改革开放不断深入,广西中小企业也逐渐进入了发展的快车道。据统计:2009年前三季度,广西中小企业已达126.7万户,占全区企业总数的99%,经济总量占全区生产总值的55%;其中规模以上工业中小企业完成工业增加值1481.5亿元,比上年增长14.8%。

系统性护理干预对急性心肌梗死患者负性情绪及心绞痛发生率的影响

目的研究讨论系统性护理干预对急性心肌梗死患者负性情绪及心绞痛症状的临床疗效。方法选取120例伴有负性情绪及心绞痛的急性心肌梗死患者,随机分为观察组(60例)和对照组(60例)两组。对照组进行常规护理,观察组在接受常规护理的基础上均给予个体化的护理干预,护理前后分别使用焦虑自评量表(SAS)及抑郁自评量表(SDS)记录,并对比分析两组的负性情绪和心绞痛发生率。结果研究发现接受系统性护理干预的观察组在SAS评分、SDS评分显示其效果明显优于常规护理的对照组,并且观察组患者心绞痛的发生率显著低于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05)。结论对急性心肌梗死患者进行系统性护理干预治疗可有效的改善患者的负性情绪,降低心绞痛的发生率,对促进患者早日康复有重要的辅助功用,值得临床推广。