基于轮球自平衡机构的机器人设计

通过轮球自平衡原理设计了机器人机构,应用多传感器完成该机器人自平衡姿态控制器设计,其中通过姿态传感器实时检测机器人姿态,并应用卡尔曼滤波对陀螺仪与加速度计数据进行优化。通过整定PID参数实现机器人与标准比赛足球组成系统的自平衡。通过无干扰自平衡实验和扰动下自平衡实验表明该设计的有效性。

基于轮球自平衡结构的控制算法实验平台研究

研发了一种基于轮球自平衡结构的控制算法实验平台。平台通过基于arm cortex-m3内核的stm32f103rct6控制芯片实现,具有测速、测姿态、状态提示、指令输入、数据无线反馈等多功能的外设。具有稳固的机械结构,通过步进电机和全向轮实现运动的驱动。具有前、后、左、右移动和偏航、俯仰和横滚角度变化五个自由度,运动灵活,占地小等优点,能够满足多自由度实验和演示的需求。对轮球自平衡结构,建立轴向转换模型,验证了平台上实现控制算法验证实验的可行性。

钢球检测用展开轮表面微结构增摩降磨特性分析

针对钢球缺陷检测过程中,镜面钢球打滑引起的滑动摩擦导致展开轮磨损这一问题,以实现展开轮增摩降磨为目标,提出将微结构应用于钢球展开轮表面的方法.首先,应用激光微造型技术在T10A试件表面加工不同特征参数凹坑微结构,采用单因素法在MMW-1立式万能磨擦试验机上进行点接触干滑动摩擦试验;在综合考虑局部激光硬化和几何参数对磨损性能影响的基础上,结合试验数据建立基于Archard理论的微结构磨损模型;最后通过仿真技术及磨损试验验证磨损模型的正确性,进而对微结构特征参数进行优选.结果表明:在点接触干滑动摩擦工况下,提出的三种微结构表面均可以实现增摩降磨;建立的磨损模型能准确地计算磨损系数用以分析实际工况的磨损特性;优选了凹坑面积在S_2~S_4范围内的菱形微结构.提出的方法为钢球表面缺陷检测设备提供了技术支持,所建的磨损模型为干摩擦状态下凹坑微结构表面磨损程度的预测提供了理论参考.

应用数值模拟的钢球检测展开轮磨损寿命预测

磨损是轴承钢球展开轮的主要失效形式,展开轮磨损达到一定程度则对钢球表面的展开作用失效。针对展开轮寿命预测问题,根据展开轮结构和展开原理建立展开轮的临界失效条件,以经典的Archard磨损模型为基础,结合有限元法,提出离散化的Archard磨损模型,并建立展开轮磨损寿命预测模型。利用ANSYS软件对展开轮磨损进行数值模拟,得到磨损深度与磨损次数的关系方程。通过算例验证了本寿命预测方法的有效性,为钢球检测展开轮系列化设计和实际应用提供了理论基础。

微结构钢球展开轮增摩降磨特性分析

针对钢球缺陷检测过程中,镜面钢球打滑导致展开轮磨损这一问题,结合试验与有限元的方法,得到适合于展开轮的材料与微结构。首先,应用激光微造型技术在不同材料表面加工圆形凹坑微结构,采用单因素法在M-2000多功能磨擦磨损试验机上进行滚滑复合干摩擦试验;结合试验工况建立基于Archard理论的微结构磨损模型;最后通过仿真技术模拟试验优选的材料在不同微结构表面的磨损性能,进而对微结构进行优选。结果表明:在滚滑复合干摩擦工况下,圆形凹坑微结构可以改善不同材料的摩擦磨损性能;利用磨损模型计算磨损系数能够应用于有限元中用以分析实际工况的磨损特性;优选出T10A和45钢在三角形和菱形微结构表面下具有较好的耐磨性能。为轮系结构耐磨材料及微结构表面的选取提供理论参考。

普通高校体育选项课开设轮滑球教学的SWOT分析

运用SWOT法对普通高校体育选项课开设轮滑球教学的内部条件和外部环境进行分析,结果表明:轮滑球项目内在的运动魅力,轮滑球与冰球运动技、战术的双行发展,北方冬季滑冰技术的技能迁移是开设轮滑球选项课教学的优势;劣势为轮滑球项目作为选项课其理论体系不完善,竞技水平和普及程度不高,轮滑球教学的场地设施、器材装备较少;经验不足、师资短缺和教学的经费紧张构成了开设轮滑球教学的威胁。并提出加强轮滑球运动教材化研究,提高轮滑球教学的师资水平,营造轮滑球教学的外部环境等相应建议,旨在为轮滑球运动的发展以及普通高校体育课程建设提供参考。

谈轮滑球与冰球技术、战术的内在联系

就轮滑球与冰球运动的特点,即对两项运动的技术、战术的内在联系进行了剖析,以此来普及和推广这项极具开发潜力的集体运动项目。

对我国轮滑球运动发展的分析研究

1 轮滑球运动在世界上已有近百年的历史,而在我国正规的全国比赛虽只举行七届,但七年来我国轮滑球运动在亚洲及世界上取得了可喜的成绩,并曾经获得了1992年巴塞罗那奥运会轮滑球比赛的参赛权。经过几十年的努力,终于使轮滑球运动,列入了96年奥运会的正式比赛项目。

从轮滑运动的盛行看轮滑球运动在高校的发展趋势

本文通过对轮滑运动的开展现状以及轮滑球项目发展的优势条件分析,探讨轮滑球运动在未来众多高校以及社会的发展走向。

直排轮滑球运动与冰球运动双行性研究

对直排轮滑球与冰球2项运动的技、战术特点进行对比分析,有可有机转换的内在技、战术,旨在普及阶段冬季打冰球、夏季打直排轮滑球,提高运动技术水平,推动冰球、直排轮滑球运动的普及与提高。

冰球运动员与轮滑球运动员技战术可有机转换的内在分析

对轮滑球与冰球 2项运动的技、战术特点及内在联系进行对比性的分析 ,旨在帮助由冰球运动转项从事轮滑球运动的运动员 ,能在最短的时间 ,掌握轮滑球运动的全部技术动作 ,更快地推动我国轮滑球运动的普及与发展。

表面微结构参数对轴承钢球展开轮磨损量的影响

为研究轴承钢球展开轮表面微结构主要参数(面积、形状、深度)对干摩擦条件下展开轮磨损量的影响,采用正交试验法对不同参数的微结构表面进行试验,应用仿真软件进行应力分析,得到不同几何参数微结构的微观应力分布状态,结合试验与应力分析的结果对Archard磨损模型进行修正。结果表明:减磨效果最好的是菱形微结构,单坑面积为3.14×10^(-2) mm^(2),深度为150μm。发现不同几何参数微结构的高应力区分布位置,推导出包含微结构主要参数变量的磨损量计算模型,可为微结构展开轮的设计及寿命预测提供理论依据。

东北地区高校轮滑球与冰球协同开展情况的分析

轮滑球和冰球是两技战术相似的运动项目,深受广大大学生的喜欢。冬天的冰球课与夏天的轮滑球课协同开展,本文就轮滑球与冰球的协同发展的可行性作为论点进行分析。本文运用问卷调查、数据统计、文献资料和专家访谈等方法,对东北地区高校轮滑课与冰球课协同发展现状进行了解,对影响轮滑球与冰球的协同开展的多种因素进行分析,提出相应的合理化建议。

从射门看中国轮滑球队的长与短——第四届亚洲轮滑锦标赛轮滑球比赛调研报告

第四届亚洲轮滑锦标赛轮滑球比赛于1991年12月1～4日在澳门举行,共有7个队参加.经过7轮21场比赛,澳门队以6战全胜获得冠军.中国队5胜1负获亚军(见表一).这次锦标赛是中国队自开展轮滑球运动以来第三次参加正式国际比赛.自1989年首次参加国际比赛(第三届亚洲轮滑锦标赛)

青少年轮滑球运动爱好者运动损伤状况调查研究

采用文献资料法、问卷调查法、数据统计法等对轮滑球运动爱好者运动损伤情况进行调查研究,为轮滑球运动中损伤的预防提供科学依据。结果:(1)轮滑球爱好者运动损伤发生率为100%,人均损伤发生次数为3.8次;(2)躯干(48.57%)、膝关节(44.29%)、小腿(34.29%)、手腕(25.71%)、手指(25.71%)、大腿(20.00%)等是轮滑球爱好者运动损伤发生的主要部位;(3)轮滑球运动爱好者运动损伤的类型主要是肌肉韧带拉伤(57.14%)、关节扭伤(51.43%)、关节脱位(25.71%)、骨折(15.71%)、软组织挫伤(12.86%);(4)准备活动不足(74.29%)、场地器械因素(44.29%)、技术水平低(24.29%)、运动负荷过重(21.43%)、没有戴护具(18.57%)、注意力分散(15.71%)等,是轮滑球运动爱好者运动损伤发生的主要原因。结论:轮滑球运动对抗性强,运动损伤发生的概率比较大,但是在进行学习或练习的过程中,采取有效的措施,在很大程度上可以预防和减少不必要的损伤。

钢球展开轮表面微结构几何参数优化研究

目的对钢球展开轮表面凹坑形微结构的几何参数(形状、大小、深度、间距)进行优化,获得增摩降磨(增加摩擦系数、降低磨损量)特性最佳的展开轮表面微结构几何参数匹配,为微结构展开轮的设计和应用提供方法和依据。方法首先运用Hertz理论对展开轮与钢球的接触面积进行分析,确定微结构几何参数范围,设计正交试验表,并进行摩擦磨损试验;然后,基于Archard理论推导展开轮表面磨损深度计算模型,通过数值模拟获得不同几何参数情况下微结构表面的磨损深度,将仿真结果与试验结果进行对比和验证;最后,以最小磨损量和最大摩擦系数为目标函数,利用基于Pareto思想的遗传算法建立微结构几何参数优化模型,通过求解得到摩擦系数和磨损深度的最佳范围及相应微结构的几何参数匹配。结果求解得到0.2 s时间内微结构展开轮磨损深度h为5.24×10^(–7)~5.32×10^(–7)mm,摩擦系数μ为0.2600~0.2607,与之对应的20个非劣解中,形状系数c为0.289左右,面积s全部为0.0310mm~2,深度d为97~112μm,大多数集中在100μm左右,间距θ在全部间距取值范围内都有分布,其中出现频数最高的为3.59°。结论微结构几何参数对展开轮表面磨损深度的影响程度顺序为:面积>形状>深度>间距;对摩擦系数的影响程度顺序为:形状>面积>间距>深度。展开轮表面微结构的最佳几何参数匹配:形状为菱形,面积为0.0310 mm^(2),深度为100μm左右,间距为3.6°。

一种带魔术球外壳的可变直径轮设计

文中提出了一种外部使用魔术球折纸结构内部使用多连杆支架的可变直径轮,所谓的魔术球折纸图案是一种众所周知的图案,它可从长圆柱形管变成扁平圆形圆柱。经过改进的魔术球外壳与经过特殊设计的多连杆支架同步运动,得益于魔术球结构外壳对多连杆的遮护,此款可变形车轮在恶劣工况下有更强的适应能力。此外,通过对车轮结构的运动学模型分析,可以得到车轮的折展半径和变形执行器的位置关系,并通过试验进行了验证。

对世界高水平女子单排轮滑球球队采用的普遍性进攻战术的研究

单排轮滑球在我国是新兴体育项目,我国还处于对其战术打法的学习阶段.世界高水平女子单排轮滑球队采用普遍性进攻战术分为长传战术、个人运球、阵地战、整体传接配合这基本四种.以这四种战术为本可以演变出许多进攻战术打法.本文通过文献资料法、数理统计法、逻辑分析法、专家访谈法来制定进攻战术图、得分比例、运用比例、前三名得分成功率等.得出世界高水平女子单排轮滑球的进攻战术.这四种进攻战术是互相依靠、互相支撑、互相变换的不可拆分的整体,缺一不可,哪个队也不能只靠一种战术取胜.但在应用时可以根据对方不同实力和特点灵活运用,也需根据自己队伍的技战术特点和球员特点来制定,加上判断场上比赛的形式变化,来安排以哪种战术为主、哪种为辅.

一种球形轮机器人双闭环非线性PID控制方法

以球轮自平衡移动机器人为研究对象,利用Adams建立机器人的虚拟样机模型,针对机器人的姿态平衡控制以及轨迹跟踪控制,提出了一种双闭环非线性PID控制策略;在MATLAB/Simulink中建立了机器人的控制系统,利用Adams和MATLAB实现对机器人的联合仿真。仿真结果表明,所提出的控制策略相比传统线性PID控制策略,可以有效地减少零点振荡,且具有较强的稳定性,可以使球轮自平衡机器人在平面进行直线位移运动。

球—轮复合可变形机器人的结构设计与分析

设计一种将球形机器人与轮式机器人运动特点相结合的可变形移动机器人。该移动机器人可以适应多种复杂的地形环境,自身几何形状发生变化以实现球形和轮式机器人互换。球—轮复合型移动机器人的机构系统由可变形球壳、球体推进装置和轮式驱动装置组成。通过对可变形球壳的拉伸和收缩实现球形和轮式机器人之间的角色交换。运用理论推导和参数优化等方法对球—轮复合型移动机器人中的变形球壳、车轮、和驱动重摆的结构尺寸进行分析,并通过仿真试验验证了机构尺寸参数选择的合理性,为该复合型移动机器人的机构设计提供了理论依据。最后通过实物试验验证,证实了该移动机器人实现的可行性。