机器人运动分析和动力学建模的一种简明方法

文章提出并讨论了一种利用旋转矩阵的导数矩阵分析机器人运动和推导机器人动力学模型的方法，文中推证的一组刚体旋转矩阵与角速度矢的关系式是该方法的基础，所提方法在文中的运用表明，它可以取代以往过于繁琐的图解法和递推法，成为一种简明有效的机器人运动分析和动力学建模方法，作为该法运用结果，文中分别给出了ｎ自由度机器人雅可比矩阵和动力学模型的一种简明封闭式，这里的方法可作为一般刚体运动分析和动力学建模理论的补     

人体下肢运动协调模型

人体在行走、奔跑等运动时,在运动神经中枢的支配下,下肢运动存在一定的协调关系.这种协调性是生物进化和后天学习的结果,它使人体运动更加灵活、高效.研究健康人体的下肢运动协调性对于中风病人的康复治疗、足式机器人的步态规划、外骨骼机器人等助力设备的人机协同控制等领域具有重要意义.目前人体下肢协调性的研究仍比较初级,多停留在现...     

飞机起落架动力学建模及地面运动仿真

为足够真实地仿真飞机的地面运动,在不简化起落架结构形式和受力方式的基础上提出了一种适用于高时效性、高逼真度的起落架动力学建模方法.本文模型通过计算每个起落架的机轮触地点、缓冲器压缩行程和压缩速率、缓冲器受力及地面摩擦力,能得到所有起落架相对于飞机的力和力矩.将其与气动、发动机集成后,可模拟飞机任意状态下的地面运动.仿真结果表明:该起落架动力学模型可实现落震、转向、刹车等起落架基本功能,能有效反映飞机地面运动的真实特性.本文模型加载到带运动平台的飞行模拟器后,飞行模拟器可提供给飞行员逼真的起降感受.     

网球运动中肘关节损伤原因及防治

在网球运动教学和训练比赛中 ,由于技术结构的特点 ,常发生练习者肘部损伤 .本文着重讨论“网球肘”损伤发生的机理 ,从专业技术上找出发生这种损伤的原因并提出预防的措施和对策 .     

大范围运动的柔性曲线梁动力学建模及仿真

针对航天器等领域中应用柔性曲梁的动力学问题，基于有限元方法，将连续的柔性曲线梁离散化为具有12个自由度的空间梁单元模型．为缩减系统的运动学变量数目，将柔性曲线梁的物理坐标转化为模态坐标．在此基础上，依据Kane方程建立了作大范围运动的柔性空间曲线梁非线性动力学模型．动力学数值仿真的结果表明。对小曲率柔性曲线梁，其横向变形比纵向变形大得多．     

上肢肩肘关节运动功能的综合性运动学评价指标

为了解决在神经康复机器人技术中实时定量进行运动功能评价的问题,提出了一个综合考虑了方向控制特征、运动范围,以及速度控制特征的运动学评价指标,用于评价偏瘫患者上肢肩肘关节的运动功能水平。以清华大学开发的复合运动神经康复机器人为平台,对8位偏瘫患者进行临床测试实验,优化了该指标中各特征的加权影响系数,并利用该综合性运动学评价指标对验证组的偏瘫患者进行了量化打分。结果表明,该综合性运动学评价指标与临床常用的Fug l-M eyer量表具有较高的相关性,可以用来定量表达肩肘关节运动功能,并且可以实现在线的实时检测。     

人体上肢在水平面上运动时的轨迹重构

研究的目的是能否通过使用计算机仿真方法去重构人体上肢在水平面上做快速运动时的轨迹，通过与实验结果的比较，进而探讨人体上肢在水平面上做快速运动时的控制策略。首先建立了人体上肢在水平面上运动的生物力学模型，应用时间最优判据对 上肢在水平面上做点到点快速运动时的轨迹进行了重构，并通过实验对重构结果进行了评估。评估结果表明：时间最优判据能够重构人体上肢在水平面上做快速运动时的手的轨迹，可以认为此判据是人脑体对手臂在快速运动情况下的一种控制策略的模拟。     

倒立式车磨复合机床运动精度的动力学

以倒立式车磨复合加工中心为研究对象,利用ADAMS软件构建了机床进给系统的多体动力学计算模型。通过对机床进给系统动力学仿真,得到主轴的位移、速度和加速度响应曲线,同时,分析了相关因素对机床运动精度的影响。研究结果表明:增大丝杠和轴承的轴向刚度以及导轨滑块之间的阻尼,减小鞍座质量都可以降低主轴进给运动的位移、速度和加速度波动,提高机床的运动精度。     

基于运动函数化的人体步态建模与跟踪

基于粒子滤波器的人体运动视频跟踪是目前视频分析领域中的重要研究方向.而如何消除自遮挡、互遮挡以及背景混乱等问题对人体运动跟踪的影响是人们研究的重点.针对这一问题,本文中提出一种通过运动函数化建模并利用模型进行粒子状态预测,以保证跟踪准确性与鲁棒性的方法.     

“撇枪”与肘关节损伤的分析

通过多年的标枪教学、运动训练的观察,查阅有关生理学方面资料,对标枪的最后用力出手时的“撇枪”动作形成的原因进行分析研究,“撇枪”是一个严重的错误动作,是导致肘关节受损伤的直接原因,必须掌握正确的投掷技术,有针对性地发展投掷臂肘关节角围肌群的力量练习能够加强肘关节的稳定性,能有效地减少或避免肘关节的损伤。     

食指掌指关节的正向动力学分析

为探讨运动生物力学建模与分析的基础性问题 ,以食指为研究对象建立了包含神经兴奋 -肌肉收缩动力响应和肌肉 -肌腱动力特性在内的食指掌指关节正向动力学模型 ,并针对该关节快速屈曲 6 0°的运动过程 ,采用参数最优化方法进行了模拟计算。模拟结果表明 ,在快速屈曲过程中 ,食指短时平均角速度近似为匀速 ,瞬时角速度呈现阻尼振荡形式。该文提供的模型为包含神经控制信号的掌指关节运动的模拟分析和人手冗余运动控制机理的研究提供了基本的分析工具     

基于表面肌电的肘关节运动角度预测

表面肌电信号(sEMG)由于能够反映用户的动作意图而被广泛应用在上肢康复治疗系统中.针对目前上肢康复机器人的手臂关节运动控制不灵活的问题,提出一种基于sEMG的肘关节运动角度预测方法.为解决单一的时域特征提取方法存在的时间效率高而稳定性不足的问题,从时域和频域分别提取特征值,采用BP人工神经网络建立表面肌电信号与肘关节角度的映射模型,实现肘关节角度的预测.实验结果表明,该模型的预测结果与真实角度值有高度的一致性,有助于提高上肢康复机械臂的灵活性.     

多字体字符识别的分级协同模型

提出了一种用于多字体字符识别的分级协同神经网络模型。该分级模型的识别由两部分组成：Haken的协同网络确定识别进入哪个协同子网;用协同子网进行具体识别。对大量实际采集得到的多字体字符样本的测试表明：新模型能有效地提高协同神经网络对多字体字符的识别率,但由于仍保留了识别速度快的特点,所以新模型适用于实时的光学字符识别应用,对加噪字符的识别试验表明该模型具有很好的鲁棒性。     

基于聚类法的协同神经网络学习算法

根据协同学理论的基本观点（模式识别的过程即为模式形成的过程）,对构造出的协同神经网络在模式识别中的应用进行了研究．发现伴随向量的性能直接影响到模式识别的成功率,而伴随向量是由原型向量计算得到．所以原型向量的选择对识别结果有着十分重要的作用．提出了一种基于聚类算法的选择原型向量的方法．通过对近千个样本进行的模拟实验,结果证明这种基于聚类算法的原型向量选择方法很有效,使识别率有了较大的提高．     

一种新的基于梯度动力学的协同神经网络学习算法

在研究协同神经网络梯度动力学过程的基础上，针对学习过程收敛速度缓慢的缺点，介绍了一种改进的基于梯度动力学的协同神经网络学习算法。该算法分析了非平衡注意参数对学习过程的影响，简化了初始伴随向量的选取；并引入最优化理论，将该问题归结为求解非线性最优化问题，提出了适时地用共轭梯度法代替梯度下降法的算法，加快了学习过程的收敛。通过对标准人脸图像库的图像识别实验表明该算法较之其他学习算法有较高的识别率，并能较快地收敛到极小值。     

三自由度液压伺服关节动力学模型简化

采用拉格朗日法建立了三自由度液压伺服关节精确动力学模型．通过理论分析与仿真试验,阐述了重力项、惯性耦合项、向心项、哥氏项以及它们的组合形式对系统动态响应的影响,并根据以上诸因素对系统各自由度影响程度的不同,对精确模型进行了简化,仿真结果表明：简化模型与精确模型具有一致性．因此,采用简化模型代替精确模型是可行的,可使计算量大大减少．     

三关节机器鱼的动力学建模及其关键运动参数的研究

以三关节机器鱼为研究对象,分析了机器鱼在流体中的受力情况,建立了相应的动力学模型,并基于MATLAB仿真,讨论了机器鱼的摆动频率、摆动角度、相位差等参数对其速度和启动加速度等推进性能的影响,从而对仿生机器鱼的启动与游动状态的有效调试起到积极的指导作用.     

数控机床主轴刀柄锥配合结合部动力学建模

在分析现有主轴刀柄动力学建模方法缺点的基础上,根据刚度影响因子的概念,建立了锥配合结合部动力学模型,并利用结构动力学矩阵与频率响应函数矩阵互逆的特性,识别出结合部的动力学模型参数.实验表明:计算出的模型固有频率与模态实验得到的值的相对误差在10%左右,验证了所建模型的有效性.