Cyclomatic Complexity-Based Encapsulation, Data Hiding, and Separation of Concerns

Three design principles are prominent in software development-encapsulation, data hiding, and separation of concerns. These principles are used as subjective quality criteria for both procedural and object-oriented applications. The purpose of research is to quantify encapsulation, data hiding, and separation of concerns is quantified using cyclomatic-based metrics. As a result of this research, the derived design metrics, coefficient of encapsulation, coefficient of data hiding, and coefficient of separation of concerns, are defined and applied to production software indicating whether the software has low or high encapsulation, data hiding, and separation of concerns.

冗余铺放机器人的自运动流形及逆解优化研究

针对用于复合材料铺放成型的八自由度冗余机器人系统的逆运动学问题,提出了一种求解其自运动流形及逆解优化的算法。首先,基于位姿分离思想定义了位置子流形和姿态子流形,采用几何求解法得到了基于自运动变量的参数化方程形式的位置子流形和姿态子流形;然后,根据机器人的关节约束和实际铺放工艺过程,对给定的铺放位姿进行了位置子流形和姿态子流形配对的仿真,并用流形中若干组逆解通过正向运动学得到了末端位姿矩阵(其结果均与给定位姿相符,从而验证了自运动流形求解过程的正确性);最后,在完成自运动流形求解的基础上,从机械臂运动的平滑性和关节运动变化量两个方面出发,提出了一种基于自运动变量参数化方程的全局优化目标函数;以飞机尾椎模型为实验研究对象,对其中一条铺放路径进行了逆解全局优化仿真,得到了自运动变量和机器人各关节角在铺放路径上的优化曲线,将仿真结果与一种多目标优化算法进行了比较。研究结果表明:针对相同的铺放路径,采用上述优化算法后关节角变化总量降低了11.25%;该算法能够有效地求解八自由度冗余铺放机器人系统的自运动流形,基于全局优化目标函数,其能够在自运动流形中寻找出自运动变量和机器人各关节的最优解。该算法同样也适用于其他位姿解耦的冗余机器人系统逆解问题的求解。

沈景允论治冻结肩经验介绍

总结介绍名中医沈景允治疗冻结肩的临床经验。沈景允认为阳气不足为冻结肩发病的主要病因。阳气温煦失常,则寒从中生、筋脉失养,经络循行不畅、气血凝滞,久之则挛急疼痛,进而导致肩关节筋骨失衡、屈伸不利为本病关键病机。治疗上首先着眼整体,重视阳气盛衰;其次重视局部,疏经通络;通过辨构论治,恢复肩关节筋骨平衡。采用独创二位分粘法结合推拿治疗冻结肩,术后配合八段锦导引功法防止再次粘连。简而言之,沈景允基于“阴阳为纲、经络为目、筋骨为轴”理论,以调和阴阳、治筋整骨、辨构论治为治疗原则,防、治、养结合,内外兼顾论治冻结肩,收效甚佳。

新型3PRPaR并联机器人的设计与多目标优化

设计一种三平移3PRPaR并联机器人机构。根据方位特征集证明机构输出特性,采用矢量法推导出位置逆解,根据运动轨迹仿真验证运动学模型正确性,分析机构奇异存在条件,并分别对工作空间与全局灵巧度等性能进行分析,以全域性能指标、可达工作空间指标、全域波动性能指标作为优化模型,采用NSGA-Ⅱ优化算法对3个目标函数进行多目标优化。研究表明,3PRPaR并联机器人具有较好的综合性能。

就业导向下辩论式教学法融入消法课程的特点与角色定位探析

消法课程即消费者权益保护法课程,是法学院的专业选修课之一,具有很高的实际运用价值。在就业需求导向下,消法课程中导入辩论教学模式,培养学生的表达能力、逻辑思维能力、应变能力、团队协作意识等就业能力。辩论式教学法融入消法课程具有教学开展阶段特定化、能力培养呈“慢热化”和教学模式非标准化三个特点。为了辩论式教学法更好融入消法课程,教师在确立辩题环节要把握辩题确立的意义、时代性、平衡性、体系性;辩论开展环节做好辩论前引导、辩论中的“方向”与“尺度”、辩论后的总结与复盘;在成绩考核环节,优化考核的指标体系、实现方式以及考核指标比重。

微生物培养体系预处理在MALDI-TOF MS快速鉴定血培养阳性病原菌的应用价值

目的分析微生物培养仪(HB&L)微生物培养体系预处理在基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱技术(MALDI-TOF MS)快速鉴定血培养阳性样本病原菌的临床应用价值。方法收集2022年1月至2022年12月安阳市人民医院实验室常规方法鉴定的120份血培养报警后单一细菌感染的阳性样本,所有样本均接受HB&L微生物培养体系预处理、分离胶促凝管法预处理,将传统方法的鉴定结果作为“金标准”对照,运用MALDI-TOF MS鉴定。对比HB&L微生物培养体系预处理、分离胶促凝管法预处理下MALDI-TOF MS快速鉴定的鉴定率;另外对比HB&L微生物培养体系预处理、分离胶促凝管法在不同分值下MALDI-TOF MS样本细菌菌属快速鉴定结果。结果HB&L微生物培养体系预处理下MALDI-TOF MS快速鉴定例数为116例,鉴定率为96.67%;分离胶促凝管法预处理下MALDI-TOF MS快速鉴定例数为92例,鉴定率为76.67%,两种预处理方法鉴定率对比差异有统计学意义(P<0.05);在3.000~2.300分值下HB&L微生物培养体系MALDI-TOF MS样本细菌菌属快速鉴定率均高于分离胶促凝管法,差异有统计学意义(P<0.05);在2.299~2.000、1.999~1.700、<1.700分值下两种预处理方法菌属鉴定率对比差异无统计学意义(P>0.05)。结论HB&L微生物培养体系是MALDI-TOF MS快速鉴定血培养阳性样本病原菌优质的预处理方法,可大幅提升鉴定率,值得应用。

锚杆钻车串并联冗余机械臂的运动学研究

锚杆钻车机械臂的自动定位打孔可进一步提高巷道支护工艺的自动化作业程度。本文针对某锚杆钻车的串并联混合8自由度冗余机械臂的逆运动学问题展开研究。该机械臂有两大特点,一是串并联混合机构,臂在整体上为串联开链机构,但其大臂存在一个四边形的并联结构;二是冗余自由度,导致逆运动学存在无穷解。针对前者,为便于使用D-H法建立运动学模型,推导了并联结构的运动表达式,将其用一个等效的串联结构来替代。针对后者,详细分析了机械臂的结构与实际工况,设置了逆解的3个条件:1)为保证推进器获得最大打孔行程,设置定位油缸为最大伸长量;2)根据不同类型锚杆孔设定大臂四边形形状,可实现姿态补偿;3)优先使用中臂进行位置补偿,以尽量减少大臂的运动。在以上约束下提出基于位姿分离的逆运动学求解方案,得到的逆解结果充分利用了机械臂的设计特点,且兼顾人工操作过程的直观、方便性。为验证算法,针对一个矩形巷道断面的锚杆孔设计,通过计算机进行了逆解计算,计算精度与速度均有满意的结果;将算法部署到PLC上,在模拟巷道自动打孔试验,结果满足工程要求。

机械臂的位姿分离求逆和改进RRT-connect算法研究

针对机械臂逆解求取过程中存在大量矩阵变换、计算成本高的问题,采用位姿分离法对逆运动学求解过程进行改进,并提出基于自适应步长的RRT-connect路径规划算法。首先建立六自由度机械臂连杆坐标系模型,采用Standard Denavit-Hartenberg(D-H)方法对机械臂进行正运动学分析,得到机械臂末端执行器位姿相对于基座的齐次变换矩阵。然后引入位姿分离法改进了机械臂的逆运动学求解方法,将机械臂运动学逆解分为位置逆解和姿态逆解两部分,分别用几何法和解析法进行求解,减少了整体计算量。再者提出基于自适应步长的改进RRT-connect路径规划算法,解决了扩展速度慢的问题。最后通过仿真验证所提出方法的正确性和有效性。

一种新型1T2R并联机构的运动学及工作空间分析

提出了一种针对柑橘采摘末端执行器进行姿态调整的新型1T2R并联机构。先利用方位特征方程(POC)对该机构进行拓扑结构分析,得到其方位特征集。根据Yang和Sun提出的更具有一般性的自由度(DOF)公式,验证其DOF。利用封闭矢量法分析得到其运动学逆解方程,并用多种群遗传算法分析得到其正解,并与逆解相互印证。用逆解方程作为约束条件,基于蒙特卡洛法用Matlab软件编程求解并绘制其工作空间。用Adams软件建立该机构模型,并对动平台进行位移、速度和偏转角的仿真分析。结果表明此并联机构具备良好的转动能力和较大的连续工作空间,结构简单且运动平稳,为后续研究和设计该类型的并联机构提供参考依据。

基于位姿分离的机械臂解析求逆优化算法

针对6R机械臂逆向运动学求解过程复杂繁琐、求解精度不理想的问题,提出一种基于位姿分离的解析求逆优化算法.利用改进型D-H参数法建立机械臂的运动学模型,通过连杆变换矩阵推导出机械臂的正向运动学方程,利用位姿分离思想进行逆解优化算法设计,利用蒙特卡洛法分析机械臂的工作空间,运用Matlab Robotics工具箱验证改进算法的有效性.结果表明:该改进算法具有较高的求解精度,与现有解析优化算法相比,大幅度简化了求解过程,提高了运算效率.

7自由度串联机器人运动学分析

以北京某大学自行研制的7自由度串联机器人为研究对象,对其运动学正解和逆解进行分析和研究。应用旋量方法推导出该机器人的运动学正解求解方程。在运动学正解求解方程基础上,采用位姿分离方法,将7自由度串联机器人的运动学逆解问题分解为位置逆解和姿态逆解两部分,并结合几何法和最短行程原则优化计算位置逆解和姿态逆解,继而完成了该机器人的运动学逆解求解。仿真结果验证了该7自由度串联机器人运动学逆解求解方法的正确性,且证明了该方法具有运算量小和精度高等特点。

基于位姿分离法的ABB机器人IRB1200运动学分析

以ABB公司的IRB1200机器人为对象,对其运动学和工作空间进行研究。首先,简化机器人的实体结构,得到其运动机构模型,对其进行正运动学分析;然后,采用位姿分离的方法推导其逆运动学解析表达式,并对逆解过程中涉及的奇异点做了严谨的分析;最后,在Matlab中,对正逆运动学模型进行仿真运算,并采用蒙特卡洛法分析机器人的工作空间,绘制工作空间的点云图;位姿分离法完全避免了复杂的4阶齐次变换矩阵求逆运算,简单高效,有利于机器人的实时控制。

悬索桥索鞍位置的分离计算法

关于索鞍位置计算,已有的计算方法较为繁琐或仅适用于单圆曲线索鞍,针对这种情况,将单圆曲线索鞍位置计算的分离计算法推广到复合圆曲线索鞍位置的计算中,从力学关系和几何关系出发推导得到了复合圆曲线索鞍位置计算的解析公式和由解析公式求解的牛顿-拉斐森迭代算法。改进约束条件,给出合理的迭代初值计算公式,确保了索鞍位置迭代计算快速收敛于真实解。归纳提出了理论顶点的顺延悬链线交点定义法和切线交点定义法的概念,探讨了两种定义法所得的索鞍位置计算公式或计算结果之间的必然联系。算例表明:该精确方法正确可行,近似方法也具有较高的精度,可供悬索桥施工、设计人员参考。

木板抓取冗余机械臂逆运动学求解

针对木板抓取冗余机械臂逆运动学求解困难的问题,基于七自由度机械臂的几何构型与向量特性,引入机械臂自运动结合位姿分离法求解逆运动学。首先由机械臂关节末端位置向量解得关节变量4和臂型参考平面时的前三个关节变量,再引入臂型角对关节0-3的姿态矩阵进行Rodrigues变换求解前3个关节变量;然后通过机械臂关节末端姿态矩阵求解后3个关节变量,并对该机械臂奇异点进行分析;最后以加权构型空间距离函数最小值对应的机械臂关节角作为选定的逆解。通过实验表明该方法成功率更高、耗时更短、结果精度更高,木板抓取试验成功率高。该方法在冗余机械臂视觉伺服等实时控制中有较好的应用意义。

3-PRS机构工作空间的蒙特卡洛方法分析

工作空间分析是并联机构设计与评价中极其重要的工作.针对3-PRS并联机构工作空间描述及求解复杂的问题,采用蒙特卡洛方法进行工作空间的求解及分析.对运动特性及工作空间进行了分析,给出了计算工作空间的方法,并给出了具体的实现步骤.最后用计算实例验证了该方法的有效性.结果表明,蒙特卡洛方法研究3-PRS工作空间编程简单,并且工作空间中点的均匀性好;刀具的长度对工作空间的范围有很大影响;3个姿态角,X,Y的坐标等信息可以展现在一个二维图上,直观形象,方便查询.

跨尺度微小型零件的测量与装配

针对跨尺度微小型零件的精密装配中显微视觉视场狭小与零件的特征尺寸跨度较大相矛盾的问题,研究了跨尺度零件的位姿检测技术,基于高、低倍显微视觉单元研制了自动装配系统,系统采用模块化体系结构及先看后动的装配控制模式.提出局部特征拼接法实现了跨尺度零件的定位测量,使用标定尺对系统坐标系之间的误差角进行了标定,采用参考基准法辅助对显微视觉单元切换后的装配基准进行定位.设计测试模板对系统测量精度进行了验证,结果显示高倍显微视觉单元的同轴度测量精度优于1.5μm,平行度精度优于1μm.利用研制的装配系统进行了装配实验,实验结果表明,关键零件的装配精度满足工艺要求.该装配系统可稳定、可靠地完成跨尺度微小型零件的自动装配.

典型并联机构拓扑结构特征分析

采用基于方位特征(POC)和有序单开链(SOC)的并联机构拓扑结构设计理论与方法,对Omni-Wrist III、PS+PRS+PSS、3-RRR球面、2-SPS+1-RPR,以及实现Schoenflies运动的3种3T1R机构(H4、4-R∥R∥R⊥R∥R、X4改进型)等7种具有较好实用价值的典型并联机构进行了拓扑结构具体分析,给出了它们的POC集、自由度、耦合度3个主要拓扑结构特征,这些特征反映了这些机构拓扑结构、运动学及动力学的基本性能,为其拓扑结构优化、运动学与动力学研究,以及设计和应用提供了理论基础;揭示了一些有利于并联机构设计和应用参考的共性规律。

矿井通风系统可视化程序设计原理

针对矿井通风系统特点,利用面向对象的程序设计方法,对矿井通风系统进行可视化进行程序设计,把矿井通风系统构成实体分成几类对象,通过对象间发送消息,解决双线条绘制巷道节点处自动处理问题,创新地实现矿井通风系统拓扑关系自动建立和维护。实现矿井通风系统属性数据采用数据库存储,利用面向对象编程的思想,对数据库指针对象进行封装,达到数据库和图形无缝连接。

3-PRS并联机构正解的数值方法

正解计算是3-PRS并联机构设计与评价的重要工作之一,由于求解3-PRS并联机构的解析表达式十分困难,所以通常求其数值解。针对正解迭代求解时可能由于初始值设置不当引起的求解失败或遗漏真实解的问题,提出了运用蒙特卡洛方法设置迭代初始值。通过大量的随机抽样得到所有可能的解,并且归并这些解,然后绘制3-PRS并联机构的位姿简图,以此来直观判断解的合理性,最后应用算例验证了该方法的有效性及可行性。结果表明:充分利用蒙特卡洛方法的随机性,可以找到所有的解;绘制的3-PRS并联机构位姿简图形象直观,方便对真实解进行判别。

多位法误差分离技术的统一方程及可操作性

提出了多位法误差分离技术读数方程 ,可统一现行的多步法和多点法 .按照对该方程中两类不同误差映射矩阵的处理方式可得到通用的分离操作模式———“首次分离操作”和“二次分离操作” .指出 ,描述了对该方程加权结果的权函数是考察“测量 分离”系统参数设计是否合理的重要手段 .以圆度误差的等角多步法为例 ,分析了其可操作性和实用性 .结果表明 ,等角多步法的分离求解宜用时域法而非频域法 .