转向架质心高度的测定

为了更准确地确定转向架质心高度,借助于重量反应理论提出了质心高度的测定方法,开发了基于坡道模拟器的转向架质心高度测量系统。设计了坡道模拟器位姿反解Mat-lab/GUI用户控制界面,从而直观方便地通过调用反解模型实现了位姿反解,为转向架质心高度测量奠定了理论基础。

煤矿探测机器人垂直越障性能研究

通过分析机器人摆臂姿态变化对机器人质心轨迹变化的影响,掌握了六履带四摆臂煤矿探测机器人摆臂姿态与垂直越障性能的关系,提出了机器人在攀越垂直型障碍时前后摆臂的姿态控制要求,得到了机器人越障高度Hmax及其俯仰角度αm与机器人各参数之间的关系式,当其俯仰角度大于αm时,机器人就不能够攀越此类型障碍。同时分析了机器人摆臂质量对垂直越障性能影响的,得出可以通过增大摆臂质量来提高机器人对垂直型障碍的越障能力。

质量反应法在汽车质心高度测量中的应用

汽车质心高度测量过程中,引起测量误差的因素较多,为了弄清误差来源,提高测量数据的可信度,在特定假设条件成立的前提下,文章运用质量反应法对质心高度计算公式进行了推导,得到了通用公式。当前后轮静力半径相等时,该公式可以简化为国标给定公式。通过实车测量,并对质心高度按2种公式分别计算,比较2次计算结果的偏差,结果显示,在测量前置、前驱等前后轮静力半径不同的车辆时,更适合采用通用公式计算质心高度。

侧倾试验法测量车辆质心高度中承重地板质量转移问题的研究

利用侧倾法测量汽车质心高度时，由于被测车辆随承重地板（下称地板）一起侧倾，此时测量所得的质量转移值中包含了地板的质量转移量，势必造成汽车质心高度测量的不准确。为了提高汽车质心高度测量的准确度，必须对地板的质量转移问题进行研究。本文的研究结果表明，地板的质量转移除与地板本身的质量大小密切相关外，还与地板质心距地板支点连线的距离（以α来表征），侧倾驱动力的作用方式与位置（以上支撑、下支撑相对应的Ｈ′ｂ和Ｈ″ｂ来表征），以及地板的侧倾角β有很大的关系。地板质量一定的情况下，当α≥０时，地板质量转移的绝对值随β角的增大而增大，且增大的趋势越烈；当α＜０时，地板质量转移量的绝对值随β角的增大经历一个由小到大、由大到小再由小到大的过程。本文提出的地板质量转移的计算方法，其计算结果与实验结果完全一致，可以作为今后类似的设备设计计算和试验修正时的依据。

基于变质心高度策略的双足机器人变步长步态规划

针对双足机器人变步长步行需求,提出一种基于变质心高度策略的变步长步态生成方法。首先,通过理论计算结合样机实验,得出相同步行周期下不同步长对应的机器人能耗最低的质心高度,作为变高度过程中质心高度的参考值;其次,基于模型预测控制(MPC)建立质心状态方程,构建综合质心位轨迹、速度优化和落脚点控制的优化目标函数,考虑零力矩点(ZMP)稳定裕度约束,建立二次约束二次规划模型(QCQP),生成最优质心轨迹;最后,以NAO机器人为实验平台进行变步长步行对比实验。研究结果表明:采用模型预测控制方法,机器人步行过程中ZMP始终保持在稳定范围内,实现了稳定步行;基于变质心高度的步态生成策略,根据步长变化调整机器人质心高度,能适应0.04~0.10 m变步长步行,相比于定高度线性倒立摆模型具有更强的步长调节能力;针对所设计的变步长序列,基于变质心高度的变步长方法相比于传统恒定质心高度方法平均能耗降低约16%。

女子撑竿跳高各阶段指标对运动成绩的影响

目的:探讨影响运动员质心高度(质心最高点)及试跳成功/失败的因素。方法:运用三维图像采集与解析方法对2019年全国室内田径锦标赛总决赛(杭州站)女子撑竿跳高技术进行分析,对各阶段指标进行数理统计分析。结论:①“助跑步速”、“起跳离地水平速度”与质心高度呈现出显著正相关;“离地时垂直速度增加量”、“起跳瞬间质心腾起角度”与质心高度呈现出显著负相关;下手推竿时躯干角在40°~50°范围内质心高度较高。②影响试跳成功/失败主要因素是“起跳离地垂直速度”、“起跳瞬间质心腾起角度”和“质心与横杆距离”,要想提高试跳成功几率“起跳离地垂直速度”不宜超过2.21m/s、“起跳瞬间质心腾起角度”不宜超过19.03°、“质心与横杆距离”不宜超过0.24m。

重型车辆侧翻预警算法仿真研究

传统的TTR侧翻预警算法所选取的侧翻阈值往往会随着行车环境的改变而发生变化,使得预警的精确性下降,由此提出了以车辆当前的车身侧倾角与此刻理论上的最大侧倾角的比值作为侧翻评价指标,更考虑了行车过程中车辆质心高度对侧翻预警精度的影响。该文采用了传统的车辆三自由度动力学模型,结合轮胎的动力学模型建立了状态方程,利用Simulink软件仿真对比分析以及实车试验验证来对改进的侧翻预警算法进行研究。试验结果表明,改进之后的TTR侧翻预警算法具有一定的实用性,能更准确地进行侧翻预警。

合肥一次低空风切变的观测与分析

本文基于合肥地面观测、机场自动观测系统(AWOS)、多普勒雷达、探空及FNL 0.25°×0.25°等资料,分析了2015年8月6日合肥一次较强风切变天气过程,并对其形成机理进行研究。结果表明:低空风切变发生前,肥西地区不稳定能量及上升气流较为活跃,有利于对流云团的发展。地面自动气象站的观测资料表明,低空风切变发生时,近地层的风向、风速和温度等气象要素均有突变;风暴的质心高度、最强回波高度和风暴顶高迅速下降,空中气流快速下沉,至近地面向四周辐散,因此该风暴属于下击暴流性质;径向速度图中明显的正负速度对也印证了低空剧烈的风向和风速切变。

世界级优秀男子跳高运动员关键运动技术研究

目的:分析近5届田径世锦赛中世界级优秀男子跳高运动员运动技术参数表现,对比我国近5年来跳出2.28 m以上成绩的现役优秀跳高运动员的技术特点,探究世界级优秀男子跳高运动员的关键运动技术特征。方法:实验测试法、运动视频解析法、文献资料法、专家访谈法和统计分析法。结论:1)世界优秀运动员的弧线助跑与跳高架横杆平行方向的弧度角度约为60°、45°、40°和30°左右;2)世界优秀男子跳高运动员助跑倒2步的步长为2.18±0.16 m,最后1步的步长为2.06±0.11 m,按照由大到小的步长节奏助跑(P<0.05),存在个体化的差异;3)倒2步的助跑水平速度大小为7.69±0.29 m·s^-1,最后1步助跑水平速度为7.48±0.31 m·s^-1(P<0.01);4)世界级优秀男子跳高运动员踏跳着地瞬间的水平速度为7.53±0.37 m·s^-1,垂直速度为-0.10±0.43 m·s^-1;我国优秀男子跳高运动员在起跳着地瞬间的水平速度7.04±0.25 m·s^-1,垂直速度-0.01±0.32 m·s^-1,显著低于世界级优秀运动员(P<0.01);5)世界级优秀男子跳高运动员踏跳离地瞬间的水平速度为4.11±0.47 m·s^-1,垂直速度为4.56±0.25 m·s^-1;起跳离地瞬间的垂直速度显著大于水平速度(P<0.001),起跳角度为48.15°±3.18°,腾起初速度(合速度)为6.06±0.44 m·s^-1,在一定合理范围内起跳角度越大,成绩越好;6)在起跳阶段膝关节的着地角度为165.50°±7.15°,膝关节的离地角度为172.13°±3.24°;7)起跳着地瞬间质心高度均值为0.90±0.04 m,起跳离地瞬间H1的平均高度为1.35±0.05 m,过杆身体质心最高值H2为2.36±0.05 m,质心距离横杆高度差H3的平均值为0.05±0.03 m;8)世界级优秀男子跳高运动员起跳距离一般介于0.85~1.38 m,平均值为1.15±0.32 m,起跳距离与成绩之间的相关系数r为0.35(P<0.05)为显著中度相关。

男子跳远全程助跑阶段划分研究

目的:探讨男子跳远全程助跑阶段划分。方法:采用录像拍摄解析法和测试法获取男子跳远运动员全程助跑运动学和动力学参数。结果:1)运动员助跑中身体质心高度逐渐提升,并在倒数第17步和倒数第6步出现转换点;2)运动员起动后支撑时间逐渐减小,腾空时间逐渐增大,支撑腾空时间在倒数第17步出现第1交叉点;3)运动员起动后趾-板距离标准差逐渐增大,在倒数第6步出现最大值,该步之后趾-板距离标准差逐渐减小;4)运动员起动加速后最初的4~5步中能产生较高的水平力,随后水平力骤减;5)阶段1中,运动员着地距离短、着地胫骨角小、躯干前倾幅度大,离地距离长、离地角度小,便于加速。阶段2和阶段3中,运动员着地胫骨角增大、着地距离延长、躯干前倾幅度减小,离地距离减小、离地角增大,制动力增大。结论:男子跳远全程助跑可分为起动加速、途中跑和准备起跳3个阶段。起动加速阶段减小躯干角、着地胫骨角和离地角,增大离地距离有助于加速;途中跑阶段和准备起跳阶段逐渐增大躯干角,提高身体质心高度,有助于提高“扒地”效果,提高跑速。

窄轮距拖拉机转动惯量与质心高度试验台研究

针对窄轮距拖拉机(最少有一轮的轮距小于1150 mm,拖拉机质量介于600~3000 kg)绕纵向质心轴线的转动惯量的测量,目前国内尚无相关的测试设备。而拖拉机的转动惯量以及质心高度对于拖拉机的操控性能有着很大的影响,对于窄轮距拖拉机,影响更甚。因而开发一种测试拖拉机转动惯量与质心高度的试验台已是势在必行。利用复摆法原理,通过测量不同摆长下的摆动周期,然后通过理论计算,获得被测拖拉机的转动惯量与质心高度。

JXK6820BEV客车制动点头问题的分析与处理

针对JXK6820BEV客车严重的制动点头问题,通过对整车的动力电池进行重新布置,以降低整车质心高度,并优化前悬架结构,最终减轻了严重的制动点头问题。

低重心大支承面浆砌片石构筑物拆除爆破技术

在城市拆除爆破中，用小孔爆破法拆除重心很低、支承面大的浆砌片石构筑物难度很大。本文通过用“集团装药”法拆除此类构筑物的工程实例，介绍这种方法的布药方式、药量计算及其适用条件。

基于数字摄影测量的火炮质心高度测量方法

提出了一种基于数字摄影测量技术的火炮质心高度测量方法。该方法将数字摄影测量技术和悬挂法结合使用,根据吊点垂线的延长线通过悬挂物质心原理进行质心高度测量。采用数字摄影测量技术精确获取在火炮三维坐标系下火炮和铅垂线上粘贴的测量标志空间三维坐标,在2种不同悬吊姿态下利用铅垂线上测量标志三维坐标拟合得到铅垂线方程,联立两条铅垂线方程确定火炮质心高度坐标。对该测量方法进行了试验验证及误差分析,验证了该方法的可行性。

基于轮廓投影算法的智能终端数字媒体图像信息识别研究

为了实现更高精度的数字图像信息识别,研究基于轮廓提取和轮廓质心高度增量特征描述符构建,并采用形状复杂度分析对描述符相似度计算进行优化和调整,完成对图像目标的识别。在对基于轮廓质心高度增量特征的数字媒体图像目标识别方法的有效性验证实验中,研究提出的方法的检索性能优于表中提出的几种常用方法,检索率提升了5.69%~24.81%。实验结果表明质心高度增量描述符精确地描述了轮廓点与点之间的位置关系,对于相似轮廓的区分性能更好,也验证了轮廓的复杂度评价可以帮助提升匹配结果的可信度。在带噪声的图像识别实验中,噪声水平增加到0.6以上时,虽然检索精度出现了明显下降,但仍能保持较高的识别精度,说明研究提出的方法对于噪声的干扰具有较强的鲁棒性。

一种跟随人体重心高度的骨盆支撑减重康复系统

支撑减重康复训练系统现已成为下肢运动功能障碍康复的重要治疗方法。本文针对现有的恒定阻抗减重的骨盆支撑减重康复系统在康复训练过程中骨盆机构提供固定的运动轨迹、患者主动参与康复训练程度低等问题,提出了一种跟随人体重心高度(CoMH)的骨盆支撑减重康复系统。该系统通过惯性测量单元采集人体下肢运动信息,经过人工神经网络对CoMH进行预测,实现骨盆支架高度的跟踪控制。通过偏瘫患者康复训练进行试验,结果表明,相比于骨盆支架运动轨迹固定的传统减重康复训练,跟随CoMH骨盆支撑减重康复训练使患者患侧髋、膝关节活动范围分别提升25.0%和31.4%,患侧摆动相与支撑相占比更接近健侧步态相位。该减重康复训练模式的骨盆支架的运动轨迹取决于当前训练者的状态,可实现偏瘫患者健侧主动运动引导行走训练。动态调整减重支撑的策略更有助于提高行走康复训练效率。

5种不同计算纵跳高度方法的比较

目的:以重心法获得的纵跳高度作为参照标准,比较叉腰纵跳和摆臂纵跳情况下不同高度计算方法之间的差异。方法:采集20名男性受试者叉腰纵跳和摆臂纵跳时的运动学和地面反力数据,分别采用重心法、腰点法、腾空时间法、离地速度法、地面反力积分法计算纵跳高度。结果:5种方法所得纵跳高度之间均具有显著差异(P<0.001);与重心法相比,其他4种方法所得结果误差从小到大依次为腰点法、地面反力积分法、腾空时间法和离地速度法;4种方法计算高度与重心法计算的结果具有较好的一致性,且高度相关(0.914≤r≤0.974)。结论:腰点法、腾空时间法、离地速度法、地面反力积分法在计算纵跳高度时均存在不同程度的系统误差,但在一定程度上几种方法仍可替代重心法,且计算的结果可用于实际纵跳高度的预测。推荐使用腰点法和地面反力积分法计算纵跳高度。

不同肥胖症评价指标联合应用对不同性别人群新发胆石症预测价值的多中心回顾性研究（附88947例报告）

目的：探讨不同肥胖症评价指标联合应用对不同性别人群新发胆石症的预测价值，寻找最优组合。方法：采用回顾性队列研究方法。收集2006年7月至2015年12月华北理工大学附属开滦总医院、开滦林西医院、开滦赵各庄医院、开滦唐家庄医院、开滦范各庄医院、开滦荆各庄医院、开滦吕家坨医院、开滦林南仓医院、开滦钱家营医院、开滦马家沟医院、开滦医院分院行健康体检的88 947例受试者的体检资料。由固定医师团队于2006、2008、2010、2012、2014年在相同地点按相同健康体检顺序对受试者进行5次健康体检。收集流行病学调查内容、人体测量学指标、生化指标。观察指标：（1）不同性别受试者的一般资料比较。（2）受试者胆石症的发病情况。（3）不同肥胖症评价指标影响受试者新发胆石症的危险因素分析。（4）不同肥胖症评价指标联合应用对新发胆石症模型的拟合情况和预测价值的比较。正态分布的计量资料以±s表示，组间比较采用独立样本t检验。偏态分布的计量资料采用M（P25，P75）表示，组间比较采用秩和检验。计数资料比较采用x2检验。采用人年发病率计算不同性别受试者胆石症的发病情况。采用COX比例风险模型分析各肥胖症评价指标对新发胆石症的风险比（HR）和95%可信区间（CI）。采用似然比检验和赤池信息量准则（AIC）计算不同组合对新发胆石症模型的拟合情况。结果：（1）不同性别受试者的一般资料比较：88 947例受试者中，男性受试者的年龄、体质量指数（BMI）、腰围、收缩压、舒张压、总胆固醇（TC）、三酰甘油（TG）、空腹血糖、糖尿病、高血压病、吸烟、饮酒、体育锻炼人数分别为（51±12）岁、（25±3）kg/m2、（88±10）cm、（132±20）mmHg（1 mmHg=0.133 kPa）、（84±12）mmHg、（4.95±1.16）mmol/L、1.18 mmol/L（0.81 mmol/L，1.74 mmol/L）、（5.5±1.6）mmol/L、6 223例、31 816例、26 993例、15 779例、11 063例，女性受试者分别为（49±11）岁、（25±4）kg/m2、（83±11）cm、（124±21）mmHg、（79±11）mmHg、（4.98±1.08）mmol/L、1.30 mmol/L（0.92 mmol/L，2.00 mmol/L）、（5.3±1.6）mmol/L、1 409例、5 866例、248例、87例、2 450例，两组上述指标比较，差异均有统计学意义（t=587.20，894.27，1 064.97，813.49，986.22，630.97，H（x2）=642.39，t=452.87， x2=35.10，1 205.40，9 619.42，4 901.75，84.82，P〈0.05）。（2）受试者胆石症的发病情况：88 947例受试者总随访时间为713 345人年，共有新发胆石症4 291例，总人年发病率为6.02千人/年。其中男性受试者总随访时间为562 821人年，共有新发胆石症3 268例，人年发病率为5.81千人/年；女性受试者总随访时间为150 524人年，新发胆石症1 023例，人年发病率为6.80千人/年。（3）不同肥胖症评价指标影响受试者新发胆石症的危险因素分析：COX比例风险模型分析结果显示：在男性受试者中，校正年龄、TC、TG、糖尿病、高血压病、吸烟、饮酒、体育锻炼因素对新发胆石症的影响后，与BMI正常受试者比较，超重、肥胖受试者新发胆石症的风险增加（HR=1.35,1.63，95%CI：1.24～1.46，1.48～1.80，P〈0.05）；与腰围低受试者比较，腰围中、高受试者新发胆石症的风险增加（HR=1.27,1.53，95%CI：1.15～1.40，1.39～1.67，P〈0.05）；与WHtR低受试者比较，WHtR中、高受试者新发胆石症的风险增加（HR=1.20,1.44，95%CI：1.09～1.32，1.31～1.58，P〈0.05）。在女性受试者中，与BMI正常受试者比较，超重、肥胖受试者新发胆石症的风险增加（HR=1.35，1.77，95%CI：1.16～1.56，1.49～2.10，P〈0.05）；与腰围低受试者比较，腰围中、高受试者新发胆石症的风险增加（HR=1.38，1.72，95%CI：1.15～1.66，1.44～2.07，P〈0.05）；与WHtR低受试者比较，WHtR中、高受试者新发胆石症的风险增加（HR=1.34，1.71，95%CI：1.12～1.61，1.43～2.04，P〈0.05）。（4）不同肥胖症评价指标联合应用对新发胆石症模型的拟合情况和预测价值的比较：男性受试者中建立多因素模型，将年龄、TC、TG、糖尿病、高血压病、吸烟、饮酒、体育锻炼等胆石症传统危险因素共同带入模型中，计算此模型的-2log L值和AIC值，分别为71 257和71 275。而后将BMI、腰围、WHtR、BMI＋腰围、BMI＋WHtR、腰围＋WHtR、BMI＋腰围＋WHtR分别带入此模型中，计算-2log L值和AIC值分别为71 156和71 178、71 170和71 192、71 197和71 219、71 134和71 160、71 132和71 162、71 170和71 196、71 132和71 162。其中AIC值最小模型为多因素模型＋BMI＋腰围组合，与多因素模型的-2log L值的差值为123，差异有统计学意义（x2=123.00，P〈0.05）。女性受试者中建立多因素模型，将年龄、TC、TG、糖尿病、高血压病、吸烟、饮酒、体育锻炼等胆石症传统危险因素共同带入模型中，计算此模型的-2log L值和AIC值，分别为19 612和19 630。而后将BMI、腰围、WHtR、BMI＋腰围、BMI＋WHtR、腰围＋WHtR、BMI＋腰围＋WHtR分别带入模型中，计算-2log L值和AIC值分别为19 568和19 590、19 575和19 597、19 574和19 596、19 558和19 584、19 557和19 583、19 571和19 597、19 556和19 586。其中AIC值最小模型为多因素模型＋BMI＋WHtR组合，与多因素模型的-2log L值的差值为55，差异有统计学意义（x2=55.00，P〈0.05）。结论：男性和女性人群中，高水平的BMI、腰围、WHtR均为胆石症发病的独立危险因素。在男性人群中联合BMI、腰围作为肥胖症评价指标可提高对新发胆石症的预测价值；而在女性人群中联合BMI、WHtR则是预测新发胆石症的最优组合。