基于再生运动链的四足机器人腿部运动学和动力学研究

再生运动链连杆机构传动效率高,承载能力强,自由度少,容易实现预期的运动轨迹,基于该构型方法设计了一种多连杆的机器人单腿机构。为了获得更好的运动规律和动力学特性,研究了机器人运动学和动力学问题。首先,基于几何法和拉格朗日法分别进行了运动学和动力学的理论建模。然后,通过运动分析软件Adams进行了运动学和动力学仿真。仿真中发现了机构运动不均匀现象,通过连杆尺度调整,消除了机构的急回特性,使速度和加速度波动分别降低了约10.18%和9.8%。最后,基于Matlab的理论建模与分析软件Adams仿真进行了相互验证。由此,确定了具有运动平稳,所受冲击小和承载大特点的该机器人单腿机构方案是可行的。

人体膝关节运动学和动力学模型研究

以人体膝关节为研究对像,建立人体膝关节模型已经成为了一种有效的研究方式。确定了人体膝关节模型的类型,并分别对每一种类型的模型进行了简单介绍。在解剖学的基础上,重点针对人体膝关节运动学和动力学模型的类型,相应地在国内外研究现状里做了详细描述和综合分析。通过深入研究发现其优点和局限性,对存在的问题进行了总结,并提出了解决方法以及未来的发展趋势。

基于有限元方法的凸齿镇压器运动学和动力学分析

为探索凸齿镇压器在作业过程中的运动学和动力学特性,基于验证有效性后的有限元模型,求解了凸齿镇压器外缘点运动轨迹和速度以及加速度随时间的变化规律曲线。结果表明:轮缘点所在凸齿冲击土壤的行为并未在轮缘点竖直方向速度最大时完成;凸齿镇压器轮缘外一点的绝对运动轨迹呈波动状态的余摆线形式;凸齿镇压器轮缘点在接地位置有与前进方向相反的相对滑动。

对刚体平面运动的某些运动学和动力学性质的研究

本文对刚体平面运动在特殊情况下的加速度瞬心和加速度投影定理做了较为全面的研究和总结,对刚体平面运动方程的直接推导和矩心可取点问题进行了讨论和证明。本文对教学和工程问题的研究有一定的参考价值。

质点与刚体的运动学和动力学的比较学习法

在大学普通物理学和理论力学中,力学部分一般包含质点(质点系)与刚体力学两部分内容.由于质点力学在中学阶段已经掌握得比较牢固了,因此,在此基础上,对于初学普通物理学或理论力学的本科生来说,质点力学部分的内容,是比较好学、易接受且容易掌握的.而对于刚体部分来说,同学们往往不像质点部分那样容易理解和掌握,然而有了质点部分的基础,再加上刚体部分与质点部分之间的内在关系,刚体部分的内容就会容易被同学们接受了.本文基于此目的,介绍质点与刚体力学的内在关系及比较学习法.这种比较学习法,在理论力学的学习中十分重要,掌握了它,就可以得心应手地将适用于质点的定律公式移植到刚体力学中去,使得质点力学与刚体力学两部分内容融会贯通.

关于可穿戴座椅机构设计及运动学和动力学分析

社会不断发展,为医疗产业带来全新发展契机,医疗领域开始关注可穿戴座椅机构设计工作,结合运动学和动力学特点,设计一套满足大众现代化需要可穿戴座椅,为人们健康做保障。本文主要就可穿戴座椅机构设计及运动学和动力学分析和研究,增加医疗研究领域对可穿戴座椅机构设计及运动学和动力学知识了解,保证设计工作有序开展。

一维分子晶体激子-孤子运动的激子运动学和动力学非线性效应

基于一维分子晶体相邻分子间静态作用势和分子间的(电)偶极-偶极相互作用,采用分子投影算符表示一维分子晶体激子系统的模型哈密顿量.在谐振近似下,根据激子运动学和动力学非线性效应的理解,推导了晶格运动和激子-孤子运动的非线性Klein-Gordon(K-G)耦合运动方程组.发现激子运动学和动力学非线性效应不但对孤子波函数Ф的Ф3,Ф2■2Ф/■x2有重要贡献,且导致重要的高阶非线性项,分别对Ф5非线性和Ф7非线性方程给出了解析解.详细分析Ф非线性方程的Bell型孤子和Kink型孤子解结果,发现激子运动学和动力学非线性效应对激子的有效质量m有显著增加贡献,对激子-孤子能量(Ω)有更负的修正,孤子局域范围更小.对Bell型孤子以超声速(v>cs)沿一维键传播,而Kink型孤子以亚声速传播(v<cs),它们分别出现在激子能带底部和顶部.

液压转盘转向机构的运动学及动力学分析

提出了一种新型的液压转向系统,此系统用于转向轮距较小的场合。利用SIMULINK和坐标法对液压转盘转向机构进行运动学仿真分析,得出液压缸各运动参数随时间及转盘转角的变化曲线;采用图解法对其作动力学分析,确定液压缸驱动力的控制算法及控制策略;最后运用LabVIEW程序设计液压缸动力控制界面。

考虑动力学模型的非完整移动机器人运动规划

针对非完整移动机器人,在运动学和动力学约束条件下提出了一种运动规划方法.在工作环境已知情况下,根据移动机器人的动力学模型和无打滑非完整运动约束条件,采用立方螺线对规划的路径光滑化,从而使得移动机器人易于跟踪所规划的路径,同时考虑了移动机器人速度的限制.最后采用Matlab对该算法进行了数值仿真,结果表明该方法是有效的.

曲柄摇杆式分插机构的动力学分析

曲柄摇杆分插机构具有结构简单、工作可靠和插秧质量好等特点,在水稻分插机中普遍使用。但由于分插机构做反复式运动必然产生惯性力,机构惯性力引起机器振动,限制了水稻插秧机生产率的提高。为此,对水稻插秧机摇杆式分插机构的动力学问题进行了研究,通过对曲柄摇杆分插机构的动力学分析、推秧过程的动力学分析以及碰撞过程的动力学分析,建立了栽植机构的动力学模型。利用上述方法找到了机器振动的原因,采用曲柄附加平衡块和改变缓冲垫刚度的办法,平衡并减少部分惯性力,提高单位时间工作插次,从而提高水稻插秧机的工作效率。

车辆多体动力学模型的动态仿真

利用多体动力学分析软件对某国产轿车的动力学特性进行仿真。首先建立了包含前后悬架系统、转向系统以及轮胎的整车模型,并对与整车性能影响最大的悬架系统进行模拟测试和优化修改,从而提高车辆的操作稳定性和平顺性。最后用频率正弦扫描的方法测试了整车模型的动力学特性。仿真结果显示,该车辆模型具有转向不足的特性,同时平顺性能也比较理想。用频率扫描仿真方法可以简单快速地获得车辆的整体模态特性,避免了随机振动分析方法要考虑随机振动信号的不确定性,为分析车辆动态特性提供了一种快速便捷的方法。

对技巧女三膝抛直体后空翻两周下动作的动力学和动动学特征的研究

本文采用高速摄影与三维测力同步的方法，对技巧女三膝抛直体后空翻两周下动作进行了定量测试，揭示了该动作的动力学和运动学特征，进而提出了完成该动作的最佳配合技术特点．

二杆机械臂的动力学建模与仿真

二杆机械臂是一个典型的、简单的、具有2-DOF的机构,且具有较为复杂的动力学特性.通过对二杆机械臂进行深入研究,推导出较为完整的向量方程和动力学方程,建立了一个能够全面反映二杆刚性机械臂动力学特性的模型,为进一步研究二杆机械臂的控制系统提供了完善的平台,同时应用Matlab Simulink工具箱完成了对其动力学模型的仿真工作.

四足爬行机器人步态分析与运动控制

为了实现液压作动的四足步行机器人的稳定行走,根据运动稳定裕量原则规划四足机器人的直行步态,保证三足支撑机体时稳定裕量为100 mm;针对液压缸运动加速度突变导致机体冲击振动的问题,提出了利用S型曲线作为各自由度的运动位移控制规律的方法。按照JQRI00型四足步行机器人原理样机的结构建立了虚拟样机模型,应用仿真软件对所设计步态进行了仿真,分析了步态的运动学、动力学特征和位移控制方法的运动特征;在四足步行机器人原理样机上进行了试验,并将试验与仿真结果进行了比较。研究结果表明,所设计的机器人步态可行,保证了机器人具有较好的行走稳定性;将S型曲线用于位移控制,消除了液压缸运动加速度的突变,进一步提高了机体运行的平稳性。

三连杆移动机械臂模型与运动规划

采用拉格朗日动力学方法和非完整动力学罗兹方程建立了三连杆移动机器臂运动学和动力学模型,并且利用该模型采用了人工势函数方法来驱动移动机械臂系统绕过障碍物到达目标位置.仿真的结果证明了该模型的正确性及其规划方法是有效的.

基于COSMOSmotion的液压挖掘机工作装置参数化建模及运动仿真

为缩短挖掘机设计周期,提出利用SolidWorks对其工作装置进行部件级参数化建模,采用SolidWork无缝集成插件COSMO-Smotin进行了工作装置运动仿真,得到铲斗位移—时间、速度—时间、加速度—时间曲线变化图,仿真结果可优化挖掘机设计。

理论力学教具DIY系列(三) 悬崖勒马玩具的原理及分析

我曾经为学生设计过一个“悬崖勒马”的探究项目:小马身上连一根绳子,加上配重后,可以让小马走到悬崖边上(桌面边界当悬崖,图1)。让学生探究配重与小马的运动学和动力学关系,即如何让小马不落下悬崖但是又尽可能走得远?

热力学第二定律与演化的物理世界

让我们先来回溯一下物理学的发展脚步。作为物理学的一个分支,力学主要研究能量和力以及它们与固体、液体及气体的平衡、变形或运动的关系,大致可分为静力学、运动学和动力学三部分。古希腊时期,阿基米德已经初步奠定了静力学(即平衡理论)的基础。

长时间跑步对下肢关节生物力学变量对称性的影响

目的探讨在执行长时间的跑步诱导疲劳实验后下肢跑步步态是否存在运动学和动力学差异。方法招募15名男性业余跑步爱好者,年龄(22±1)岁,身高(173±8)cm,体重(65±7)kg,BMI(21.62±2)kg/m^(2)。采用Vicon 8摄像机运动捕捉系统和Kistler测力板采集疲劳前后双侧运动学和动力学参数。跑步诱导疲劳实验是在跑步机上完成。