足球高踢技术动作下肢环节链的生物力学特征分析

目的:探讨大学足球校队足球运动员与一般健身者在执行足球高踢动作时,整个动作下肢各肢段及关节活动范围,为足球教学人员及教练员的课堂教学提供参考.方法:采用Qualisys运动图像拍摄及解析系统(瑞典)获取足球高踢动作摆动腿各肢段运动学参数.拍摄频率100帧/s,数字摄像机将撷取到反光球反射的模拟讯号,透过视讯与模拟讯号处理器,将模拟讯号转换成数字信号,进而获得相应运动学参数.结果:(1)在相近的时相阶段,足球运动员大腿肢段后摆最大角度、小腿肢段后摆最大角度、足肢段后摆最大角度均显著大于一般健身者;(2)高踢过程中,足球运动员膝关节总活动范围与一般健身者并无差异,前者踝关节活动度范围显著大于一般健身者;(3)足球运动员与一般健身者执行高踢动作的总时间、足踢最大高度、下肢各肢段达到最大后摆时间、最大角度峰值、最大后摆角速度及最大前摆角速度等参数发生的时间与一般健身者无差异.结论:与一般健身者相比,足球运动员是通过增加下肢肢段的后摆角度,从而获得较快的肢段速度.     

平面广义Stewart平台位置正解求解策略及仿真

与六自由度并联机构相比,三自由度并联机构结构简单、易于控制、制造成本低,发展前景广阔。并联机构位置正解研究可为机构的设计提供必要的依据,然而到目前为止,Stewart平台位置正解的求解问题还未彻底解决。采用基于图论的自由度分析法和基于吴消元法的符号计算方法,研究了平面广义Stewart平台的位置正解求解策略。先将平面广义Stewart平台的位置正解问题转化为约束图,再对约束图进行完整约束完备化,生成构造序列,降低同时求解的方程组规模,并用吴消元法求得方程组对应的闭形解。最后对平面广义Stewart平台位置正解进行了基于MapleSim软件的仿真,用实例验证了方法的有效性。     

结合预测仿真的两级规划方法

为了实现移动机器人实时控制系统中机器人运动学、动力学和系统时延等物理约束下的运动规划,提出一种结合预测仿真的两级规划方法.该方法不仅具有近似规划方法的实时性优点,而且避免了运动规划中速度和位置的失真,大大提高了运动精度,实现了运动轨迹和时间的优化.实验结果表明,这种方法明显改善了移动机器人实时系统的运动性能.     

液压挖掘机挖掘力计算新方法

以工作区域和挖掘点为对象,提出了一种研究理论挖掘力大小及其分布规律的新方法.首先求得挖掘点的空间位置,再利用逆运动学原理求解每个挖掘点对应的挖掘姿态,根据对应的限制不等式组求解每个挖掘姿态的理论挖掘力,最后得到每个挖掘点的理论挖掘力和整个挖掘区域的挖掘力分布规律.以某36t反铲液压挖掘机为例,验证了相邻挖掘点或相似挖掘姿态的理论挖掘力相近的假设.结果表明:在大多数挖掘点上新方法得到的理论挖掘力比传统方法有较大程度(20.2%)的提高,且更能准确地反映挖掘机在给定挖掘点上所能发挥的最大挖掘力.     

基于肌肉电信号控制的假肢用机械手的设计

介绍了一种灵巧机械手的设计和控制,这种机械手可以作为多功能的上肢假肢.此机械手包含了手和手腕的设计.它的手部可以完成四种抓取模式(握,捏,侧握,侧捏),腕部可以屈曲和旋转.所有的这些动作仅有四个电机来控制.在尺寸优化的基础上,建立了食指的运动学模型并求出了食指运动学的正解和逆解.从而为进一步研究机械手的轨迹规划和控制问题提供了理论依据.最后,简要描述了肌肉电信号的产生以及如何利用肌肉电信号来控制该假肢的运动.     

基于遗传算法的柔型多功能机运动学逆解

在分析运动学逆解方法的基础上,应用遗传算法求解柔型多功能机器人运动学逆解,给出了用于优化求解的适合度函数,并应用二次编码法提高解的精度。计算机模拟结果证明：该方法能快速收敛于全局最优解,能给出柔型多功能机器人的可能解,并能计算冗余度机器人的逆解。     

女子三级跳远运动员运动学指标的研究

对国内外优秀女子三级跳运动员某些运动学指标进行了比较研究,阐述了目前我国优秀女子三级跳运动员存在的问题和差距,从而为我国女子三级跳远项目的迅速发展提供科学依据。     

月球机器人仿真中一种消除轮地交互误差的方法

利用虚拟现实技术虚拟出月球机器人在月面上的作业环境和作业过程,是提高机器人作业的安全系数和工作效率的一条有效途径。在3D重建得到的虚拟月面环境中,如果采用通常的单纯基于运动学(或者动力学)模型的仿真方法,对机器人的作业和运动进行虚拟,那么机器人与地形交互的过程中容易产生接触偏差。而且,随着仿真时间的推进,这种接触偏差会逐渐积累并不断增大,进而严重影响仿真测试的精度和效果。为了消除月球机器人仿真中的轮地交互误差,在分析误差来源的基础上,提出了基于运动学优化的解决方法。最后利用实际的虚拟现实仿真系统,验证了所提出方法的有效性。     

一种运动学形式的人员疏散仿真微观模型研究

从疏散群体中的人员个体角度出发研究人员疏散规律,提出一种运动学形式的离散时间仿真微观模型.每个个体的运动完全由其运动方向及速度大小所确定,将个体的运动姿态用两个笛卡儿坐标和一个方向角表示,进行运动学近似,个体运动过程由速度的两个"瞬时"值描述,即平移线速度和偏转角速度.进而考虑影响个体运动方向及速度大小的主要行为原则,建立综合这些行为影响因素的模型方程,允许通过调节各种参数,研究环境及个体心理状态对疏散的影响.     

机器人辅助显微手术(RAMS)系统执行机构运动学分析

首先描述了显微手术的技术要求,然后分析了用于显微手术的机器人辅助系统(RAMS)的执行机构,建立了运动学模型.分析结果为RAMS系统的进一步研究,如运动误差分析与高精度位置控制算法设计奠定了理论基础.文章最后给出了显微手术的动物临床试验结果.