高速机车传动系统等效负载的研究

等效负载的确定是机车传动系统动力学研究中的关键问题。根据Ｋａｌｋｅｒ理论,确定出计算负载力矩的方法,并选取直线运行时的几种典型工况编程计算。结果表明,负载力矩除了与机车结构参数、轮轨几何参数、材料特性等有关外,还与外界激励作用下机车的动力学响应有关。提出的计算方法和计算结果对其它工况下负载的计算以及机车传动系统动力学研究都有着重要的意义。     

新工科背景下机械创新实验室的建设与探索

基于新工科建设背景,以清华大学人事制度改革为契机,以培养大机械类创新人才为目标,以国家级实验教学示范中心平台为依托,以清华大学多层次大学生实践项目为支撑体系,同时结合多年教学经验与资源,对机械创新实验室进行了改革与建设等相关工作,取得了一定成果,为今后相关实验室建设提供了新的思路与方法.     

设计科学的内涵、研究对象及方法

 设计科学已有几十年的研究历史,但近年其含义发生一定变化,其研究趋势也从各个层面、各个领域的设计研究发展为设计科学系统理论。本文基于Design Science杂志2015年创刊号上发表的主编文章"Design Science：Why,What and How",分析、归纳设计科学的内涵、研究对象、研究内容、研究方向、研究方法。     

水轮机叶片坑内修复机器人的机械臂样机磨削力

该文介绍了一种自主设计的可进行水轮机叶片坑内高效修复作业的磁吸附爬壁式机器人,该机器人焊缝的修磨方式为缓进深切磨削.为进一步研究采用该方式修磨焊缝时的受力特点,搭建了由应用于该机器人的机械臂样机系统和测力仪系统构成的焊缝磨削实验平台,对机械臂采用缓进深切磨削方式修磨焊缝时的切削力进行了测量.通过实验得到了切削力经验公式,该公式估算误差在20%以内,可为机器人及机械臂后续的优化设计和作业控制研究提供依据.     

精密并联机器人系统误差的分析与补偿

为减小机构末端定位误差,提高精密并联机器人运动精度,以6-HTRT并联机构为结构模型,分析了机构的各种制造误差。首先在机构上开发了一种新型虎克铰链,同时采用了预紧装置;然后在控制系统中引入DSP高性能数据处理器;最后,用矢量构造的方法计算机构速度Jacobian矩阵,用数值法计算位置正解,用构造法计算误差Jacobian矩阵,对机构末端误差进行补偿。通过以上措施,可以使系统的精度提高到机构重复运动精度的3倍左右,满足精密并联机器人工作的精度要求。其中,软件误差补偿算法不受并联机构类型的限制,有较大的适用范围。     

基于自适应Chirplet分解的偏瘫肌强直症状评估

为对偏瘫患者的痉挛性肌强直症状进行定量评价,设计了一种基于自适应Ch irp let(线性调频小波)分解的表面肌电信号处理方法。采集了15例偏瘫患者在上肢单关节神经康复机器人上做肘关节被动屈伸动作时肱二头肌的表面肌电信号。通过比较不同患者的最优Ch irp let时频参数,量化评价患者肌强直症状。结果表明:通过该方法得到的患者在出现肌强直症状时的肌纤维放电时间与患者相应的简式Fug l-M eyer运动功能评价(上肢)分数存在较好的线性关系,可以从一个方面反映偏瘫患者患侧上肢的运动功能。     

跳板跳水起跳动作时的人板协调关系

为了研究运动员在跳板跳水起跳过程中人板之间的协调关系,根据跳板跳水运动特征建立起跳过程的"人-板"系统模型,分析得到起跳过程的4个有机联系的时相以及各个时相能量转化的特点.以4名运动员为研究对象建立了走板起跳的数据模型,从相关分析的角度首先分析了人板协调关系,然后利用数据模型量化分析了各个动作结构时相在起跳周期中所占的比例以及肢体运动模式特征,从能量转化的角度进一步分析了人板之间的协调关系.     

基于能量的人体动力学平衡评价指标的仿真研究

了解人体平衡机理 ,对人的疾病诊断和康复有重要意义。提出了一种基于能量分析的人体动力学稳定区域的评价指标。以人体两刚体倒立摆模型为例 ,利用优化方法 ,计算了其动力学稳定区域的前后边界 ,分析了动力学稳定区域与肢体动力学特征之间的能量关系。该方法更适合人体质心有较大位移及速度运动时的稳定性分析。分析了人体踝关节力矩对其稳定区域的影响。仿真结果表明 :踝关节力矩的减弱会导致稳定区域的明显减少 ,而且对稳定区域前边界的影响较后边界更明显 ,即踝关节肌肉力矩的减弱会导致更多的向前跨步来保持平衡。这与临床观察到的老年人跨步平衡特征是一致的