射击全过程典型步枪人枪作用特性研究

为研究步枪射击全过程中人枪动态响应特性和规律,采用三维运动捕捉系统、表面肌电测试系统和足底压力测试系统,获得了瞄准和三发点射过程中枪的运动、上肢肌肉和关节角度响应、人枪压力中心和三发点射散布等数据.试验结果表明,枪托过短时,右肘角度变小导致瞄准阶段三角肌中束疲劳,而首发射击准确度下降;右臂与躯干夹角变小使得射击过程中右臂肱二头肌不易发力,肱三头肌补偿发力而稳定性变差,点射散布变差.分析指出,在枪托长度变化下最能反映三发点射散布的特征量为右臂肱三头肌积分肌电值.      

连发射击人枪系统机械导纳测量与分析

该文针对立姿无依托连发射击的情况建立了枪肩系统的抵肩力及枪肩运动的电测系统,利用电测数据求取了枪肩系统的机械导纳函数,采用正交分量法对枪肩系统的导纳函数进行了模态识别,并探讨了连发武器系统被动态与主动态的主要差异,即刚度、质量及阻尼有所不同,但曲线的变化规律及各峰出现的频率基本一致。     

论瞄准点与瞄准区对手枪射击成绩的影响

本文主要论述了在手枪射击瞄准动作中采用瞄准“点”与瞄准“区”的区别,瞄准点 与瞄准区的关系,它对射手射击成绩产生的影响等。瞄准点和瞄准区,其中的一字之差,无论在 技术动作或心理状态上造成的结果是大不一样的。为此,笔者提出了在手枪射击的教学训练中, 为了尽快地提高射击成绩,提高中靶率,瞄准时应选择瞄准区而不是瞄准点。亦提出了如何选择 瞄准区和正确瞄准的动作要领及标准,供射手和同行在射击教学训练中参考。     

基于表面肌电信号的绝缘手套法带电作业人员上肢肌肉疲劳分析

绝缘手套法是配网带电作业的主要作业方式,为获取穿戴绝缘手套的带电作业人员上肢肌肉的疲劳特性及其诱发的肌肉骨骼系统疾患(work-related musculoskeletal disorders,WMSDs)的风险,开展了基于表面肌电信号(surface electromyogra-phy,sEMG)的绝缘手套法带电作业人员上肢肌肉疲劳评估研究.针对配网绝缘手套法的典型作业工况,搭建了绝缘手套法带电作业上肢的sEMG试验平台,采集受试者上肢(右手)各目标肌肉在是否穿戴绝缘手套下的sEMG信号;基于时域特征参数积分肌电值(integrated electromyography,IEMG)、均方根值(root mean square,RMS)及频域特征参数平均功率频率(mean power frequency,MPF)、中位频率(median frequency,MDF)对绝缘手套的上肢肌肉疲劳特征进行评估;基于支持向量机(support vector machine,SVM)构建了带电作业人员上肢肱桡肌疲劳状态识别模型.结果表明:穿戴绝缘手套作业时各目标肌肉更容易进入疲劳状态;穿戴绝缘手套作业时,作业人员上肢部位的肱桡肌、肱二头肌、肱三头肌、三角肌的疲劳程度依次递减,与仿真计算的分析结果一致;sEMG时域特征参数IEMG、RMS对作业人员上肢肌肉疲劳的表征效果要优于频域特征参数MPF和MDF;带电作业人员上肢肱桡肌疲劳状态识别模型总体平均准确率为86.56％,能有效识别上肢肱桡肌肌肉疲劳状态.     

枪械设计中的动作可靠性研究

本文根据某式手枪的结构特点与力学原理,分析了该式手枪发生“膛外炸”的原因.阐明了该枪机构设计中的一些弊端,进而提出枪械机构设计时,不仅要考虑机构所完成的动作,而且应考虑机构工作的动力学性能,以确保武器工作的可靠性,这对分析现有武器和设计新枪械都具有普遍意义。     

穿戴式手枪射击稳定装置动力学仿真研究

为减小手枪射击时射击轨迹与瞄准基线的偏差,以子弹运动的方向为X轴正方向,与X轴垂直向上的方向为Y轴正方向设计了一种基于上臂外骨骼方案的手枪射击稳定装置。该装置通过限制手掌在X和Y方向上的运动及手腕关节处的转动来实现减小抖动的目的。分析了人体关节的阻抗类型,建立了手掌在射击前和射击后以及穿戴与未穿戴稳定装置状态下的运动方程,通过动力学仿真软件ADAMS计算手掌在X和Y方向上的速度和位移。得到的仿真结果表明方案达到了预期效果,并且在Y方向对位移的作用效果显著。     

穿戴髌腱加压带对跳跃动作影响的生物力学研究

为探讨髌腱加压带对股四头肌肌力、活化程度和跳跃力学的影响,招募16位自愿参与本实验的健康受试者,运用等速肌力仪及表面肌电测试系统,监测穿戴髌腱加压带前后股四头肌肌力及肌肉活化程度,并利用三维测力台分析3种不同跳模式的地面反作用力.结果显示:①穿戴髌腱加压带对股四头肌肌力及肌肉活化程度无显著影响,但可有效提升股内侧肌活化程度并可降低股外侧肌活化程度;②穿戴髌腱加压带可显著增加蹲踞跳起跳时地面反作用力,但对下蹲跳和着地反弹跳起跳时的地面反作用力无影响作用;③穿戴髌腱加压带虽不影响下蹲跳及着地反弹跳的地面反作用力,但却在负荷率及着地反弹跳第1次及第2次着地时地面反作用力方面存在下降趋势.认为穿戴髌腱加压带对于股四头肌肌力输出与肌肉活化程度没有负面效益,不会影响股四头肌在运动过程中的伸张-收缩循环机制,能降低着地时的冲击负荷.     

一种基于嵌入式平台的机械臂体感控制系统

针对传统机械臂控制方式复杂且效率低的问题,研制了一套惯性式动作捕捉的体感控制系统.该系统在用户手臂绑定多个节点,每个节点由加速度传感器、陀螺仪和磁通传感器组成.节点采集手臂运动数据发送到嵌入式系统,经过融合计算得到手臂运动状态,并最终得出机械臂舵机转动角度.在保证机械臂控制精度的前提下,针对嵌入式系统硬件条件采用了降低系统延迟的分状态数据融合方案.本系统在嵌入式平台上实现,降低了动作捕捉成本,提高了可移植性.测试结果表明,使用惯性式动作捕捉的机械臂体感控制系统动作响应延迟时间短、机械臂动作较平稳.     

车载火炮炮口扰动影响因素分析

研究火炮发射时的多柔体系统动力学模型可以分析炮口扰动的主要影响因素,为减小炮口扰动以及提高火炮射击精度提供技术途径。建立了某车载炮发射过程的虚拟样机模型,考虑了身管的变形,滑板与身管刚性连接,利用接触副模拟滑板与摇架的碰撞,通过数值计算获得了动力偶臂、导轨间隙、炮口制退器质量以及身管支撑位置对炮口扰动的影响情况,为该类武器的总体设计和结构设计提供了技术支持。     

狭小空间下机械臂关节的二阶线性系统控制方法研究

针对当前控制方法的控制精度较低,不适于狭小空间的问题,提出一种新的机械臂关节的二阶线性系统控制方法。介绍了机械臂关节动力学方程,给出狭小空间下机械臂关节二阶线性系统结构,二阶线性系统的控制主要通过跟踪微分器、过渡阶段和扩张状态观测器实现。分析了时间尺度,针对可通过传递函数描述的机械臂关节系统,在通过二阶线性系统对其进行控制的过程中引入时间尺度,以降低计算复杂度。实验结果表明,采用所提方法对狭小空间下机械臂关节进行控制,响应速度快,无超调,且跟踪精度高。     

隔离式双闭环开关电源的系统分析与实验

针对单闭环结构的开关电源受外界干扰时的动态响应速度慢,严重时会造成系统的不稳定问题,采用UC3842电流控制模式控制器,设计了一种基于电流型PWM(Pulse Width Modulation)控制技术的单端反激式隔离开关稳压电源.采用连续建模的状态空问平均法,建立了小信号模型,并利用控制理论,对双闭环反馈控制下的反激式变换器进行了补偿和稳定性分析,分析了其频域特性与系统性能指标之间的关系.实验结果表明:该系统具有快速限流特性,使高频变压器功耗和开关管功耗下降,系统动态响应的快速性和稳定性较好.     

舰载火箭炮随动系统调炮动力学仿真

该文研究了某舰载火箭炮在舰船摇摆情况下随动系统调炮时的火箭炮受力问题.通过虚拟样机技术对舰载火箭炮系统进行简化和建模.根据海浪波能谱,计算了舰船摇荡运动的功率谱密度和舰船的随机摇荡运动.用ADAMS软件求解了某火箭炮在横浪和斜浪2种航行状态下,以大正弦规律调炮时各连接部位的受力情况.计算结果为舰载火箭炮瞄准机的设计提供了依据.该方法同样适用于其他舰载武器在舰船摇摆情况下的受力分析.     

手臂疲劳时表面肌电信号特征

为了解表面肌电信号(surface electromyography, sEMG)特征的变化规律,找出更加有效的疲劳特征参数组合,通过回归分析和皮尔逊相关系数分析的方法研究了6名受试者负重状态下,手臂表面肌电信号的时域、频域和时频域特征参数与主观疲劳感量表(rating of perceived exertion, RPE)之间的关系。结果表明:随着负重时间的持续,sEMG的时域特征均方根值(root mean square, RMS)和积分肌电值(integrated electromyography, iEMG)有上升趋势,频域特征平均功率频率(mean power frequency, MPF)、中值频率(media frequency, MF)有下降趋势,而时频域特征瞬时平均频率(instantaneous mean power frequency, IMPF)、瞬时中值频率(instantaneous median frequency, IMF)出现先短暂上升然后下降趋势。对各特征参数进行非线性拟合,发现RMS和iEMG幂函数拟合优于指数函数拟合,而MPF、MF、IMPF和IMF指数函数拟合优于幂函数。对联合特征参数进行多元回归分析,发现RMS与MF组成的回归模型判定系数R~2最大。可见RMS与MF相结合作为评估肌肉疲劳的联合参数更加合理有效。     

服务组合系统交互协议兼容性检测模型

针对服务组合系统中存在某些实体属性会控制Web服务内在的隐式执行路径,致使客户端发送的消息与服务组合系统等待接收的消息不一致时,会发生交互无响应等问题,提出一种在服务组合系统的设计阶段进行交互协议兼容性检测的通用模型。将实体信息抽象为上下文变量,并对上下文感知服务交互协议进行建模;设计一种消除隐式转换的算法,对消除隐式转换后的服务组合系统进行上下文感知服务交互协议兼容性检测模型的形式化定义,并通过NuSMV模型检测工具对应用案例中的CSR模型进行验证。实验结果表明,该模型应用范围广,实现简单,实用性强;不仅能避免服务组合模型状态数较大时引发的状态爆炸问题,而且能有效地缩短服务组合系统的开发周期,降低系统的开发成本。     

负载横移扰动下人体步态频率变化特性

为了研究人体行走时适应负载横向动态干扰的机制,从而设计可靠的穿戴式机器人辅助策略,提出采用基于双自由度受迫振动模型构建人-负载耦合系统。基于机械振动原理分析人-负载耦合系统特性,给出不同行走频率对人和负载位移的影响,提出人体通过调节行走频率适应负载横移扰动影响的假设;搭建负载横向动态干扰人体行走实验平台,获得实验对象无负重行走以及负载横向扰动下的肌肉协同特征及腿部激励频率,并与仿真结果进行对比分析。实验结果表明：负载横移扰动下人体行走是一个适应性调整并最后进入动态稳定的过程。其中,在负重情况下的人体上肢躯干摆动幅度比无负重情况下摆动增幅大60%,人体通过调整行走频率以及相关肌群肌肉协同策略来减少负载横向动态干扰带来的上肢躯干摆动影响。在负重情况下,不同行走速度的步态频率均趋向于人-负载耦合系统的固有频率,设定常速频率与固有频率相同,慢速下行走到达稳态时腿部激励频率上升4.30%,快速下腿部激励频率下降2.71%,负重下的行走控制策略与无负重下的行走控制策略相比发生了改变,以适应负载横移扰动带来的影响。     

矿业城市人地系统脆弱性评价——以安徽省铜陵市为例

以生态安全P－S－R分析框架和脆弱性系统结构理论结合的方法构建了矿业城市人地系统脆弱性评价指标体系,采用集对分析原理和变异系数方法构建了评价模型,对矿业城市(铜陵市)人地系统脆弱性进行了动态评价.结果表明：2001年以来,铜陵市生态环境压力和生态环境响应逐年下降,环境状态波动变化,无明显上升趋势;铜陵市人地系统脆弱性等级呈下降趋势,评价期内一直处于脆弱、较脆弱等级,脆弱性等级高;生态环境响应和生态环境压力是铜陵市人地系统脆弱性下降的主要约束子系统,生态环境破坏和环保投入不力是主要的综合约束因子.     

柔性机械臂试探前行的碰撞响应控制策略

针对柔性机械臂在碰撞过程中的安全问题,仿照人类在黑暗环境中摸索前进的行为提出了一种试探前行的安全碰撞响应控制策略.控制器采用变刚度阻抗控制策略,先根据碰撞对象来调节系统刚度,以实现与被撞对象的软接触,然后控制器以当前位置为起点进行试探运动,若通过上一次碰撞点且无碰撞发生时,控制器恢复高刚度阻抗控制方式,以较高的精度到达目标位置.为了验证提出的控制策略,在4自由度机械臂上进行了碰撞试验,结果表明,该控制策略在无碰撞时具有良好的位置跟踪性能,在发生碰撞时能够有效地保护机械臂本体及被撞对象,从而克服了传统控制策略在碰撞时中止任务的缺点.因此,提出的控制策略是有效可行的.     

人体在向后滑倒时平衡调节能力的生物力学研究

通过分析从坐到站及行走过程中多次平衡干扰对滑倒的调节效果,从运动生物力学的角度,探究在有外部干扰及疲劳滑动状态下对人体平衡能力的影响以及差异性.利用动态滑轨在受试者完成坐起动作和正常向前行走时产生突然的向前运动,使受试者产生向后跌倒的趋势.运用Noraxon表面肌电测试系统、Kistler三维测力台、BTS三维红外动作捕捉系统,以及Ariel录像分析系统,同步记录受试者在正常坐起及向后滑倒过程中的运动学、动力学和肌电参数.运用Biodex多关节等速肌力测试系统实现下肢关节肌肉的疲劳.结果表明:有效的质心调节可以使人体在遇到突然的向后滑动时保持相对稳定状态,使身体不至于产生较大的波动,充分的下肢支撑以及有效的上肢关节的调节是避免滑倒的关键.在从坐到站及人体行走过程中,地面反作用力、压力中心移动范围的值相比无干扰状态下显著增加.在从坐到站过程中突然滑动测力台,腓肠肌内侧、股二头肌,胫骨前肌和股直肌的积分肌电值较无干扰状态有了显著的增加.人体在疲劳状态下,腓肠肌内侧和股直肌肌电值明显增加.在滑台上多次的滑动训练可以提高人体平衡能力.模拟跌倒的测试可以评估人体的跌倒风险,对于老年人跌倒风险的评估也有一定的意义.      

腰背屈伸肌群等速力星重复测量边程中肌力变化特征研究

目的：通过对腰背屈伸运动时一系列肌肉特征参数值的测试和分析,探讨和研究等速运动状态下躯干屈伸动作时屈伸肌的力学特征。结果：（1）等速向心运动时,伸肌的峰值力矩值随角速度的增加而减少（P〈0．05）,屈肌峰值力矩值未见规律性的变化;屈、伸肌的峰值力矩比随角速度的加快而增大,但差异无显著性意义（p〉0.05）。（2）屈、伸肌的峰值力矩先上升后下降。结论：由此看出运动队力量训练进行腰背屈伸肌群等速向心康复训练时宜采用3～6组慢速或中速方式：等速力量评价时应以第3组或／和第4组的测试数据为基础进行评价。     

磁耦合无线电能传输频率控制技术研究进展

磁耦合谐振式无线电能传输技术因其可靠性和实用性等优势进而成为近几年的研究热点。当电源频率与发射端和接收端电路的固有谐振频率相同时,系统可以取得较高的传输效率。但系统有时可能会偏离谐振状态,造成传输效率大幅下降。在对频率分裂现象进行研究后,分析了几种抑制频率分裂的方法,并从动态补偿、频率跟踪等方面给出了使得系统恢复谐振频率的对策。最后对系统频率控制技术进行了总结,并展望了未来的发展趋势。