低温环境下电热手套对医护人员手部灵活性的影响

为探究电热手套在低温环境下的御寒能力及其对医护人员户外采样时手部灵活性的影响,利用气候室提供的-20℃低温环境,对穿戴不同手套的受试者进行手部皮肤温度变化和抓取试验,并记录抓取试验中受试者手部主观热感。研究结果表明:在-20℃的低温环境下,与受试者手部初始平均温度相比,30 min内受试者穿戴加热状态的电热手套时手部皮肤平均温度提高7.275℃,穿戴医用采样手套时手部皮肤平均温度降低21.425℃;与医用采样手套相比,电热手套能够有效减小低温对手部灵活性的影响。从室温到低温环境,20 min内受试者穿戴电热手套时的工效提高4.3%,对手部灵活性的影响率从常温时的42.1%降至低温时的39.6%;穿戴医用采样手套时的工效下降19.2%。综合受试者手部主观热感,所研制的电热手套可在低温环境中长时间保证手部工作的灵活性。研究结果可为医护人员户外采样用电热手套的研制提供参考。

楔横轧上料机器人设计与分析

在楔横轧机轧制过程中,为了实现对大质量、大尺寸轴类零件的灵活抓取与大范围的稳定转运作业,设计了一种新型楔横轧上料机器人。该机器人分别利用六连杆机构和四连杆机构实现机身的两次升降运动和水平摆动,并基于拉紧机构和回转关节实现夹钳的开闭和翻转,从而完成对大尺寸轴类零件的转运。首先,依据机构运动原理简图,结合大尺寸轴类零件带来的重载抓取和转运要求,进行了机器人三维虚拟样机设计;然后,采用D-H参数法推导了机器人运动学的正逆解,通过Robotics Toolbox建立了机器人的运动仿真模型,并基于蒙特卡洛法规划了机器人的工作空间;最后,利用ADAMS对机器人虚拟样机进行了动力学仿真分析,获得了各驱动部件及关键杆件上各铰接点的受力和力矩变化曲线。研究结果表明:机器人末端夹钳的水平移动范围为-889 mm~1172 mm,纵向移动范围为1548 mm~2551 mm,证明机器人末端夹钳可灵活抓取物料,并可完成大范围的稳定转运;该结果可为超大型轴类楔横轧制设备的自动化上料提供一种解决方案。

基于柔性并联连续体的灵巧操作手的设计及分析

提出了一种新型4-DOF柔性并联连续体机构,将该机构与末端绳驱动的抓手相结合,设计完成具有灵活抓取性能的操作手。将该柔性机构通过柔性支链等效的方式等效为传统刚性连杆的并联机构,并且运用螺旋理论对该机构进行自由度分析;采用经典的Cosserat Rod模型对机构进行运动学建模;通过对比分析三种并联连续体机构的可操作度,4-DOF并联连续体机构由于具有一个额外的扭转自由度,使得操作手能够更加灵活地抓取物体,在此基础上给出了一组操作手抓取的仿真实例。最后通过试验验证机构自由度以及运动学模型的数值解,并且实现操作手灵活抓取的性能。