基于双质量-弹簧模型的仿袋鼠机器人间歇跳跃落地稳定性研究

跳跃落地稳定性是跳跃机器人的关键技术。通过对仿袋鼠机器人跳跃运动稳定性分析,揭示了袋鼠跳跃稳定性的运动规律,提出了一种机器人跳跃动态稳定性的分析方法。考虑踝关节力矩作用,建立了仿袋鼠跳跃机器人双质量-弹簧动力学模型,采用能量法,分析给出了该跳跃机器人的动态稳定区域及其前、后边界稳定裕量的表达式,并结合实例,应用Matlab进行仿真计算分析,给出了袋鼠机器人保持落地稳定性时的腿部弹簧刚度系数、触地角及触地速度等参数之间应满足的关系和各取值范围。分析结果表明:仿袋鼠机器人的动、静态稳定区域不同,二者无重合域。

超高车辆与箱梁立交桥碰撞简化计算模型评估分析

为了考察受超高车辆撞击装配式钢筋混凝土箱梁跨线桥的冲击动力和破坏行为,以一起近来发生的实际工程事故为案例进行精化有限元数值分析,并提出了双质量-并联弹簧(double mass-parallel spring,DM-PS)简化车辆模型,以有效地模拟超高车辆与桥梁的非对心碰撞行为。所建议DM-PS简化模型的有效性通过与两种广泛使用的车辆模型包括全尺(full scale,FS)模型和简单刚体(simple rigid,SR)模型的比较而得到充分地评估。计算结果表明:采用FS模型可得到与事故现场照片基本一致的跨线桥撞击区域破坏特征;SR模型高估结构的局部破坏,弱化结构的整体变形;DM-PS模型对于预测结构破坏具有较高的准确性。因此,所提出的DM-PS模型为超高车辆撞击桥梁结构防护设计提供了一个简单有效的分析手段。在此基础上,利用DM-PS模型进行了详细的结构行为参数分析,深入考察了车辆撞击速度、撞击质量、撞击位置以及结构形式等效应。所得到的结论为:相比撞击质量,结构的冲击动力行为对于撞击速度有更高的敏感性;跨中受撞和边跨受撞的变形和破坏模式有较大差异,边跨受撞对于单侧支座损伤更严重;箱梁内的箱板以及底板可以有效提高结构的抗冲击性能。