直线驱动型并联机器人反向动力学分析与验证

以直线驱动型并联机器人为研究对象,根据其几何结构模型,利用矢量法建立并联机器人的运动学模型,并得到其运动学逆解、速度和加速度模型。利用虚功原理建立反向动力学模型,分析机械系统中各个运动部件在虚位移下对应的广义力,推导出其动力学方程,并确定其影响因素。给定动平台末端一个已知轨迹,反解出各个电机的力矩,分析得出惯性项是力矩的最大影响因素。通过ADAMS与Matlab联合仿真和负载特性试验,验证了动力学理论模型的正确性,为并联机器人的尺寸综合与轨迹规划奠定了理论基础,也为同类并联机器人控制器的研究与开发提供了理论支撑。

基于空间算子代数理论多刚体系统反向动力学仿真

应用空间算子代数理论,在通用计算机符号演算软件Mathematica5.2的环境下,对多刚体系统反向动力学进行设计与实现。广义质量是正、反向动力学及联系旋量力和旋量加速度的重要参量,据此可形成高效递推算法。用空间算子代数理论求广义质量、反向动力学具有形式简洁、物理意义明确、编程效率高和直观等特征。运用VB.NET编程软件实现与Mathematica5.2软件无缝集成,对多刚体系统动力学仿真及反向动力学进行参数化分析与计算,给出了实施过程。根据分析结果,对PUMA560机器人进行了反向动力学设计,并与结果进行了对比,通过算例验证了结果的正确性和有效性。

基于旋量与模态分析理论的多柔体系统反向动力学仿真

基于旋量与模态分析理论基础上,对多柔体系统的质量矩阵、刚度矩阵、反向动力学等进行了研究,由于质量矩阵是动力学研究的核心,因此质量和刚度矩阵的递推算法,以及它们可逆性的存在是形成高效算法的关键。运用Mathematica6.0软件,实现了多柔体系统反向动力学的符号推导;运用VisualC++编程软件实现与Mathematic6.0软件无缝集成,对多柔体系统动力学仿真及反向动力学进行参数化分析与计算,给出了实施过程。通过对某小型卫星算例验证,并与ADAMS的仿真结果进行对比,表明了结果的正确性和高效性。

应用反向动力学实现复杂机构运动的三维虚拟模拟

介绍了应用反向动力学设计复杂机构三维动态模拟图形的方法,并具体应用到液压挖掘机等工程装备中。较好地实现了各机构的三维动态运动模拟和工作过程仿真,为仿真分析和改进设计提供了一定的依据。

机器人反向动力学并行计算及实现

综述机器人反向动力学方程并行计算及实现。重点介绍最近几年利用多微处理机进行并行计算的调度算法。最后提出一些结论和观点。

应用反向动力学实现液压支架的三维虚拟仿真

采用Pro/E三维建模软件构建液压支架三维实体模型,并将其导入到3DSMAX环境进行仿真,解决了3DSMAX建模难题,克服了Pro/E贴图、渲染不足缺点,实现了精确的三维实体模型的虚拟仿真,达到了形象、生动、逼真的预期效果,为下一步工作面综采设备虚拟现实问题的解决创造了条件。

基于3D反向动力学IK算法的研究

反向动力学中CCD算法具有局限性,分析几何法应用于多自由度骨骼具有不可收敛性,而微分求解主要运用于小幅度的变化,因此利用雅可比矩阵使骨骼具有收敛性,将分析几何法与微分求解法融合,实验结果表明,IK反向动力学算法的改进很有意义。

六自由度机械臂反向动力学递推算法研究

针对多自由度串联型工业机械臂反向动力学求解问题,提出一种基于解耦自然正交补的反向动力学递推算法。通过六维旋量描述相邻连杆的速度约束,用自然正交补矩阵构建关节速度与六维旋量之间的关系。采用非解耦的Newton-Euler方程建立机械臂的动力学模型,当考虑连杆间的速度约束时,将该动力学模型用基于自然正交补的方法进行解耦,形成机械臂反向动力学递推算法,得到动力学模型的最小阶形式。以KUKA KR5六自由度机械臂为例,在仿真环境下对所提算法的有效性进行验证。结果表明:与其他4种算法相比,该算法计算复杂度低、计算效率高;该算法计算效率比ADAMS高67.7%。

动力化与反向动力化在骨折愈合过程中的作用

为了实现一致和可预测的骨折愈合,需要一系列的生长因子以高度组织化的反应相互作用。骨折部位周围的力学环境将显著影响骨愈合的方式,或者直接影响骨折能否愈合。各种生物因子的作用,它们引入的时间和空间关系,以及力学环境如何协调这种活动,都是需要考虑的关键因素。解剖位置获得骨愈合是骨折治疗的目的,并且尽可能地恢复患肢的最大功能。20世纪初骨折的治疗主要以石膏、夹板或者牵引固定等方法。患者制动时间长并且效果不理想,因此促使医生对骨折尤其是移位明显骨折的治疗逐步向切开复位内固定转变,但术后骨折延迟愈合与骨不连的发生率仍比较高。因此了解骨折愈合过程及影响骨折愈合因素,并采取积极措施促进骨折愈合过程尤为重要。

基于空间算子代数理论计算多体系统动力学建模

为了提高计算多体系统动力学正、反向动力学建模效率,应用空间算子代数理论,在通用计算机符号演算软件Mathematica6.0的环境下,对计算多体系统正、反向动力学进行设计与实现。广义质量是联系旋量力和旋量加速度的的重要参量,据此可形成正、反向动力学高效递推算法,用空间算子代数理论求出广义质量、正、反向动力学具有形式简洁、物理意义明确、编程效率高和直观等特征。运用VB.NET编程软件实现与Mathematica6.0软件无缝集成,对计算多体系统动力学仿真及正、反向动力学进行参数化分析与计算,给出编程实施过程及建模IDEFO方法。根据分析结果,对PUMA560机器人典型多体系统进行正、反向动力学建模,并与结果进行对比,通过算例验证结果的正确性和有效性。

一类平面二自由度并联机构的运动学与动力学分析

提出了一类新型平面二自由度并联机构 ,可用作二自由度平面运动的工作台 ,并分析了这种机构运动学的正反解 ,在此基础上 ,进一步应用拉格朗日方法对该机构进行动力学建模 ,获得了该机构动力学模型的具体表达式。基于该动力学模型 ,对机构的反向动力学进行仿真计算分析 ,从而获得了运动状态下机构电机的驱动力和各构件的受力情况 。

3－TRS型并联机器人的动力学研究

基于达朗伯原理和等效力方法建立了３－ＴＲＳ型并联机器人的动力学模型，写出了其正向动力学与反向动力学方程，讨论了两种方程的解法并给出了数值例。

碳纳米管和碳化硅纳米管热导率的分子动力学研究

采用Tersoff势测试和研究了反向非平衡分子动力学中的Müller-Plathe法和Jund法在一维纳米管热传导中的应用.在相同的模拟步数中,Müller-Plathe法可以得到很好的结果,热导率在交换频率大于50时对参数的选择并不敏感.然而,Jund法并不能得到良好的线性温度梯度,其热导率在一定程度上依赖于选择的热流大小.在此基础上,运用Müller-Plathe法进一步研究了碳纳米管和碳化硅纳米管的长度、直径和温度对热导率的影响.结果表明,无论是碳纳米管还是碳化硅纳米管,其长度、直径和温度对热导率的影响是一致的.只要长度增加,纳米管的热导率相应增大,但增长速率不断降低.直径对热导率的影响很大程度上还取决于温度,在高温时,直径对热导率几乎没有影响.除此之外,纳米管的热导率随着温度的增加总体上也是不断降低的,但峰值现象的出现还受纳米管长度的影响.

基于算子表达的柔性机器人动力学建模研究

柔性机器人反向动力学是已知机器人末端广义线速度、广义角速度、广义加速度以及每个铰链和操作臂的广义质量后,求解各铰链的广义力。以柔性机器人为研究对象,应用空间算子建立了一套新的关于链式开环柔性多体系统反向动力学的空间递推算法。这个算法同样适用于刚体机器人系统的反向动力学分析。经过对两连杆柔性机器人计算和仿真验证表明,与传统的分析链式柔性多体系统反向动力学的O(N3)阶算法相比,本算法是高效O(N)阶的,并具有可编程性高,应用广泛等特点。

多回转阀门执行器逆止机构的设计和分析

根据摩擦自锁原理,设计了多回转阀门执行器的逆止机构,在动力正向输入时,能实现双向传递扭矩及运动;在动力反向输入时,能实现运动的双向逆止。逆止机构不仅可以完成主动轴和从动轴的精确定位、转矩的传递和切断,还可以作为制动机构单独使用。与反传动双向逆止器相比较,该逆止机构结构简单,操作方便快捷,易于生产,便于装配和更换,可大大降低制造成本。

VIBRATION CHARACTERISTIC INVESTIGATION OF COUNTER-ROTATING DUAL-ROTOR IN AERO-ENGINE

Two methods for vibration characteristic investigation of the counter-rotating dual-rotors in an aero-en- gine are put forward. The two methods use DAMP tool on the MSC. NASTRAN platform and develope the re- solving sequence. Vibration characteristics of a turbofan engine are analyzed by using the two methods. Com- pared with results calculated using transfer matrix method and test results, the two methods are valuable and have great potential in practical applications for vibration characteristic investigation of aero-engines with high thrust-weight ratio.

基于并联机构的六维加速度传感器的反向动力学

六维加速度传感器能够测量完整的空间加速度信息,在人工智能等领域应用前景广阔。由于多输入、多输出量之间的强非线性耦合关系,该类系统的反向动力学问题至今尚未完全解决。以“12-6”、“9-3”两种并联式六维加速度传感器为例,通过引入四元数矩阵和关于四阶向量叉乘的运算规则,在相空间内重新推导并求解了反向动力学方程。据此,揭示了方程数值性态与其影响因素之间的映射规律。研究发现:不计入质量块与基座之间的相对运动参量时,方程的解算效果更优;方程的解算精度主要与弹性体的拓扑构型以及信号频率、采样频率比和采样时间有关;当采样频率小于60 kHz时,方程的解算效率满足实时性要求。结合虚功率原理和特征长度法,求解了两种构型刚度矩阵的最小特征值,找到了弹性体拓扑构型影响方程解算精度的根本原因,这为多维传感器的构型综合提供了理论指导。进一步地,针对方程中存在小扰动和大扰动时解算结果失效的问题,分别通过监测基座的转动方向交替点和构造关于输入量的协调闭链,构建了对应的误差补偿和故障修复算法。实验室条件下,两种构型实物样机的测量误差能够分别控制在5.822%和6.781%之内,且均满足实时性要求,验证了上述反向动力学模型是有效、可靠的。

论临床误诊管理中的几个辩证问题

长期以来,临床误诊是一个不吉利的概念,常常成为社会、病员及家属埋怨不休的话题;在医学界,有人也把它当作同行间内耗和互相抵毁的有力"武器",如果一个青年医生发生一起误诊事件,将可能成为以后晋级晋升的"拦路虎",如果一个有名望的医生发生一起误诊事件,也将使其"脸面无光"、"威风大减".因此,人人怕误诊、误诊却又始终屡有发生,那么,我们应该怎样看待临床误诊;误诊是否可以消灭;是否任何误诊都是不可原谅的;误诊是为医学发展开倒车呢还是医学发展的一种动力?这些问题都需要辩证地分析和思考.本文将从辩证唯物主义认识论、矛盾论、物质和思维的辩证关系、发展的观点、对比分析的角度对临床误诊加以辩证论述.

虚拟花卉植物在可变风场中的运动行为仿真

花卉植物茎、枝、叶和花瓣结构复杂,运动行为仿真成为目前虚拟植物的研究热点之一。该文基于花卉植株的高精度的建模,将动力学理论和弹簧-质点模型应用到虚拟花卉植物跟风力的交互运动仿真中,提出一种实时模拟花卉植物与风场交互的方法。运用多层次反向动力学原理和布料模拟系统原理分别实现了单株花卉植物在风场中自身运动和群落花卉在风场中的整体运动的模拟。可以模拟在球形风场和平面风场中,随风力和风速实时变化的单株或群落花卉植物的运动行为特征,模拟效果逼真自然,具有较强的真实感。该研究可为虚拟植物运动仿真提供参考。