多足爬壁机器人新型足—掌机构运动学和力解析

本文介绍了一种新型足－掌机构，利用该机构可以解决多足爬壁机器人从地面向壁面过渡行走的难题。通过对机构的运动学正、逆问题的求解，推导出足端的工作空间以及可达的极限位置，同时对机构进行了受力分析，为规划多足爬壁机器人地壁过渡行走、机构参数的选择以及优化设计提供了理论依据。     

中国蒙医整骨术骨折分类及其整复手法生物力学基础

目的：探究中国蒙医整骨术骨折分类及其整复手法生物力学基础。方法：从骨折成因--“受力不当”概念出发,讨论中国蒙医整骨术骨折分类及其整复手法生物力学基础。结果：骨折成因“不当受力”是中国蒙医整骨术骨折分类生物力学基础;而骨折复位“动静合一”、“以力对力”准则是中国蒙医整骨术整复手法生物力学基础。结论：准确理解与运用中国蒙医整骨术骨折分类及其整复手法生物力学基础,可降低诊断误差、提高手法疗效。     

赤足支撑点稳定性研究

该文通过实验方式探寻赤足支撑点的稳定性问题,发现第一跖骨头到第五跖骨头距离变化幅度较小,在同一行走姿势时的变化集中在0.2cm左右,在不考虑行走姿势时变化集中在0.3cm以内;第五跖骨头到跟骨结节距离变化,在同一行走姿势时变化幅度较小,集中在0.3cm左右;但是在不考虑行走姿势时变化较大,集中在0.6cm以内;第一跖骨头到跟骨结节距离变化,在同一行走姿势时变化幅度较小,集中在0.3cm左右;但是在不考虑行走姿势时变化较大,集中在0.6cm以内。     

负载型四足步行平台静步态行走虚拟模型控制

为实现负载型四足步行平台静步态柔顺行走,减小控制方法的复杂程度,提出了一种基于机体虚拟模型的步行平台静步态行走控制方法。将平台静步态行走控制分为支撑阶段足端力的求解、摆动腿的运动控制及机体运动控制三部分。对于静步态行走支撑阶段中存在的三足及四足支撑阶段,分别在平台整体受力分析基础上,通过添加相应的约束条件,实现了其各方向的力可控。通过在摆动腿足端实际位置与理想位置之间添加虚拟的弹簧阻尼元件实现了足端轨迹跟踪准确性及足端着地时的柔顺性。通过在机体实际位置及期望位置之间添加相应的虚拟弹簧阻尼元件,结合平台机体轨迹规划实现其静步态行走。并通过机动平台平地及爬越台阶静步态行走仿真验证了控制算法的有效性。     

钻杆螺纹部位疲劳损伤的磁记忆检测试验研究

钻杆在使用过程中由于工况恶劣,受力情况复杂,其螺纹部位极易发生疲劳失效,造成重大损失。笔者利用磁记忆检测的基本原理,对不同使用工况的钻杆螺纹部位的疲劳损伤情况进行了现场检测试验,验证了磁记忆检测技术在检测钻杆螺纹疲劳损伤状况方面的可用性,证实了螺纹容易发生疲劳损伤的部位位于密封面端起前三扣位置,同时证实随着使用时间的延长,钻杆螺纹部位疲劳损伤越严重,并且在对大量检测数据进行分析的基础上建立了钻杆螺纹分级推荐标准。     

轮式车辆变速箱换挡拨叉断裂的累积损伤研究

以轮式车辆变速箱换挡拨叉为研究对象,寻找拨叉在使用过程中突然断裂的原因和理论依据. 从材料学角度观察断口形貌,确定拨叉是由于疲劳损伤而断裂;利用非线性有限元分析软件MSC Marc和疲劳分析软件MSC Fatigue对拨叉在理论设计换挡载荷1350N工况下进行校核,强度和寿命满足设计要求. 对不同换挡力工况拨叉受力状态和使用寿命进行仿真计算,根据Miner疲劳累积损伤理论和拨叉使用时间推断,拨叉实际承受换挡载荷应在1400～1800N之间,超出设计载荷,则会由于累积损伤导致疲劳断裂.     

基于交通量调查的大跨PC箱梁跨中区段疲劳应力谱

为分析大跨径预应力混凝土(简称PC)箱梁跨中区段在车辆荷载作用下的疲劳累积损伤,以某PC连续刚构桥为例,对车辆荷载产生的疲劳应力谱进行了研究.首先,运用实桥交通量调查数据,计算得到了等效标准疲劳车的总轴重,据此从相关设计规范中选取了标准疲劳车模型.其次,运用Newmark法进行了动力时程分析,得到了标准疲劳车通过全桥时跨中截面的内力历程,并运用雨流计数法对内力历程进行了计数处理.然后,根据实桥交通量调查数据,分析了桥梁设计基准期内疲劳荷载的循环次数.最后,依据Miner线性累积损伤理论以及桥梁实际受力状况,分别确定了200万次室内疲劳试验的等效疲劳应力幅和疲劳平均应力,由此得到了由车辆荷载产生的疲劳应力谱.     

昆虫比足

昆虫大比武,今日只赛足,谁足本领大?何种足特殊?步甲先登场,足细迈疾步,三对皆典范,都用来走路。蝗虫蹦过来,后足腿节粗,可蹦可行走,标准跳跃足。幢螂来亮相,高高举前足,带刺像折刀,可将猎物捕。蜜蜂采花粉,后足最辛苦,胫节扁带毛,盼节有把“梳”。续姑前足宽,典型开掘足,适宜土壤中,劈路筑巢屋。轰斯和蟋蟀,前足也特殊,足中长“耳朵”,接受异性呼。龙虱水生中,后足有风度,扁平似船桨,任游池塘湖,雄性前足特,跄节最显著,膨大带吸盘,爱时有用途。姬蜂前足勤,触角脏物除,苍蝇六足奇,天板可吸附。峡蝶做裁判,观后下评语:你足有特色,我足有长处,…     

Cessna172R飞机刹车作动筒活塞杆疲劳损伤的分析及维护

该文分析了Cessna172R飞机刹车作动筒活塞杆在操作中的受力情况，断裂原因，结合实例说明了疲劳损伤的特性以及对航空器安全的影响，并对活塞杆的疲劳损伤提供预防参考措施，对其今后的维护工作提出参考方法。     

桥面铺装温度对正交异性钢桥面板疲劳的影响

通过带桥面铺装的正交异性钢桥面板足尺模型疲劳试验,实测了不同桥面铺装温度条件下钢桥面板的受力,分析了桥面铺装温度对钢桥面板疲劳损伤度的影响.结果表明:沥青混合料钢桥面铺装刚度随着温度升高迅速降低,导致铺装层下的正交异性钢桥面板受力迅速增加;在相同的荷载条件下,高温(55℃)条件下钢桥面板疲劳损伤度约为常温(10℃)的21倍.     

基于虚拟模型的四足机器人控制策略

为提高四足机器人在对角小跑(Trot)步态下的行走稳定性,并减小控制策略的复杂程度,提出了一种基于虚拟模型的四足机器人控制策略;将四足机器人控制策略分为支撑相及机身运动控制、摆动腿相运动控制及足端轨迹规划三部分;在Trot步态下行走时支撑相中存在的前后对角支撑足,在分析四足机器人支撑足受力情况后,并添加相关的约束条件,实现了四足机器人足端力及力矩可控;并通过在四足机器人机身的质心位置添加相应的虚拟弹簧阻尼组件,实现了四足机器人姿态和高度控制;通过在摆动腿足端实际位置与环境之间添加虚拟的弹簧阻尼组件并结合足端轨迹规划实现了四足机器人柔顺行走以及足端轨迹跟踪精确性;通过Matlab和CoppeliaSim建立联合对比仿真验证了控制策略的有效性和优越性。     

六足爬壁机器人过渡行走运动规划

过渡步态规划是实现多足爬壁机器人从地面向壁面自动行走的关键问题之一，对于在其它相交面间的自动行走也不可缺少．这里，探讨了一种将复杂的过渡行走运动用两个较易实现的简单部分—“单足跨步运动”和“机身俯仰运动”来组合完成的方法．并通过计算机图形仿真验证了上述方法的可行性和有效性．     

闭合复位微创内固定治疗老年股骨颈骨折

研究闭合复位微创内固定的方法治疗股骨颈骨折,为临床治疗老年股骨颈骨折提供一定的指导。方法:抽取甘肃兰州市皋兰县医院治疗病人60例,其中男42例,女18例;采用局麻或硬膜外麻醉,第一枚针经股骨颈纵轴中心至股骨头软骨面下0.5cm,分别在进针点的前下、后下约1.5cm处呈三角形平行钻入第2、3枚导针,要求第3枚空心钉即靠近股骨颈后方钉先加压,将内收型受力方式改为外展型受力方式。均随访2年,其中的26例半年后拄拐行走,18例8月后下地拄拐行走,9例近一年下地拄拐行走,2例半年后发生螺钉松动,1例骨折不愈合,4例(均为Ⅳ型骨折)一年后股骨头坏死。采取闭合复位、小切口内固定,3枚螺钉呈三角形固定,可以维持骨折的三维稳定性,构成一完整的力学结构体系,加之有动力加压作用,有利于骨折愈合,值得临床应用和推广。     

竞技太极拳(324B+3)难度动作足底压力特征研究

腾空外摆莲360°接提膝独立(324B+3)是竞技太极拳的B级难度动作,在比赛中出现频率较高,分值为0.4,此动作的完成质量可直接影响比赛成绩.本文中,笔者采用足底压力测试系统,选取压力、压强、冲量、腾空时间等指标,分析324B+3动作的关键阶段的足底压力分布特征,为指导教学和训练、减少运动损伤提供依据.结果显示:1)起跳阶段左足第1,2,3跖骨、跖趾和大拇指冲量占整足冲量的46.66%,右足足跟内侧和2,3跖骨占整足冲量的54%;2)男运动员平均腾空时间为(0.62±0.15)s,女运动员为(0.53±0.26)s,T检验P0.05;3)落地阶段右足足底压强大小依次为足跟内侧、足跟外侧、第5跖骨、第4跖骨及第3跖骨等.结论:1)324B+3动作在起跳阶段双足压力不对称;2)腾空时间短将增大空中转体和稳定落地的难度;3)落地阶段出现较大的足内翻,对下肢肌力和足踝稳定有较高要求.     

大运动量训练后骨运动疲劳的初步研究

运动骨疲劳是运动员骨损伤的重要原因之一。提出了一种对运动员骨疲劳进行实时检测和评价的新技术。初步研究了胫骨超声声速反映骨疲劳的可行性。为评价骨疲劳,降低运动员骨折风险提供了重要指标。     

考虑轮迹横向分布的钢箱梁桥面板U肋处受力与疲劳分析

为研究轮迹横向分布对钢桥面板受力与疲劳性能的影响,本研究基于有限元理论建立悬索桥钢桥面板有限元模型,得到不同轮载作用下、不同参数构造的钢桥面板细节的等效应力,并计算其疲劳损伤度;通过数学方法建立车辆轮迹分布模型,确定轮迹在车道不同位置的分布概率,从而提出一种考虑轮迹横向分布的疲劳损伤计算方法。结果表明:U肋与横隔板连接处的应力幅受轮迹横向分布的影响范围较小,约为1.5 m,不必考虑多车效应;U肋与横隔板厚度的增加能改善研究部位的受力性能;U肋腹板处的损伤相对较小,靠近顶板部位、腹板与底板连接部位的损伤较为严重;考虑车辆轮迹分布后的疲劳损伤度下降了74%,因此考虑车辆轮迹的位置可以提高疲劳损伤评估的精确度。     

连续宽箱组合梁桥混凝土桥面板的疲劳损伤度

以杭州九堡大桥北引桥工程为背景,在已知疲劳设计车辆荷载模型的基础上,利用有限元法计算了车辆荷载下组合梁桥桥面板局部钢筋的应力历程.根据预测交通量,采用雨流法,换算得到了桥面板钢筋的应力谱,并用累计损伤准则得到了钢筋的疲劳损伤.对各车道在车轮局部荷载作用下钢筋的等效应力幅进行了对比,找到了最不利的车道受力位置,并对重车比例对混凝土桥面板的疲劳损伤的影响进行了比较.分析结果表明:如果仅按照静力标准设计,连续宽箱组合梁桥桥面板在100年设计使用期内出现疲劳破坏的可能性很大,设计时应充分考虑疲劳的影响,慢车道位置的合理布置以及减少重车的比例对桥面板的疲劳性能有显著的提高.     

旧砼路面上沥青加铺层疲劳开裂的损伤力学分析

运用疲劳损伤力学-有限元方法,对旧水泥混凝土路面沥青混凝土加铺层进行疲劳损伤断裂全过程数值模拟计算分析,系统地探讨地基支承条件、接缝(裂缝)传荷能力、沥青混凝土加铺层厚度以及加筋作用等因素对沥青混凝土加铺层疲劳开裂的影响.研究结果表明,接缝传荷能力对沥青混凝土加铺层疲劳开裂影响最为显著,它决定了裂缝的起源、裂缝发展方向以及加铺层疲劳开裂寿命;而加筋材料能有效地改善接缝位置加铺层的受力状态,从而延长加铺层疲劳寿命.与现场观测资料进行对比的结果表明,所开展的疲劳损伤分析是合理的.     

正交异性钢桥面板栓焊接头疲劳性能研究

针对正交异性钢桥面板栓焊连接细节,设计制作两个足尺试验构件,进行了静载、疲劳试验,并建立了有限元计算模型.计算分析发现:纵肋螺栓接头中面外弯矩影响明显,内侧拼接板受力大于外侧;拼接板中纵向应力呈鞍状分布,两个试验构件的疲劳裂纹均在内侧拼接板的中间区域首先出现.建议栓焊接头按Eurocode中的71级或铁路桥梁钢结构设计规范中IX细节进行疲劳设计.通过有限元模拟计算,对拼接板进行优化设计,改善了栓焊接头的疲劳性能.     

散货船分轮装卸最佳方案的确定

为保证散货船的船舶强度在装卸过程中不受过度疲劳的损伤，提出一种确定分轮装卸最佳方案的方法，它是通过对船舶强度在装卸过程中变化的“单调性”、“平稳性”、“均匀性”的依次综合判断来实现的．实例计算的结果表明方法中选用的参数能真实地反映强度变化的特点，此方法可行，为解决散货船装卸过程中船体结构的疲劳损伤问题提供了新的依据．