《陕西师范大学学报(自然科学版)》稿约

<正>1《陕西师范大学学报(自然科学版)》是经国家科委、新闻出版署批准公开发行的综合性学术理论刊物,它以繁荣科学文化、促进学术交流、发现和培养人才、为两个文明建设服务为办刊宗旨。主要刊登数学、计算机科学、物理学、化学、信息科学、材料科学、生命科学、地球科学、环境与资源科学、旅游学、体育运动学、教育技术学和科学史等方面的研究成果。读者对象为自然科学工作者、高等学校理科教师和研究生等。     

血管主从介入手术导管机器人三维模糊控制

在微创血管介入手术中,当从端导管机器人输送导管时,导管易受到患者心跳、呼吸等不确定因素的影响.为了能抑制这些因素对输送导管造成的影响,实现导管机器人系统从手端精确快速地跟踪主手端的控制指令,建立了导管远端弯曲段的运动学模型,设计了基于三维模糊控制器的导管机器人系统.三维模糊控制器是在二维模糊控制器的基础上引入了导管位置误差变化的速率的作用,能进一步提高系统响应速度、降低超调、抑制干扰.仿真结果表明,此控制方案使导管机器人系统具有快速的跟踪性能和较强的鲁棒性能,进而提高了系统的控制精度.     

大型喷杆运动模拟器设计与田间工况复现试验

针对喷雾机田间作业工况开展了喷杆运动模拟平台Stewart并联机构的设计,确定了平台的性能指标(最大负载、幅值、频率)和机构运动学参数(铰关节位置、驱动腿行程、工作空间等),通过MATLAB和ADAMS建模与运动仿真,验证机构设计参数的合理性,并设计了6个伺服电动缸的分布式控制系统及上位机软件,搭建了六自由度喷杆运动模拟平台.通过正弦轨迹跟踪试验和扫频测试数据可知,模拟平台可以实现10.0 Hz以下时域波形的复现,并准确获取了28 m喷杆摆式悬架的频响特性.同时,使用基于双GPS辅助惯性姿态测量系统,采集喷雾机在农田作业时运动姿态数据,通过五点三次平滑预处理和低通滤波处理,在六自由度运动模拟器上进行了10.0 Hz以下田间运动时域全波形复现,动平台滚转角均方根误差为0.297 0°,垂向位移均方根误差为15.7 mm.     

敬告作者

<正>《淮阴师范学院学报(自然科学版)》是由淮阴师范学院主办,国内外公开发行的综合性学术刊物,主要刊登数学、物理学、化学、生物学、地理学、信息科学、农业科学、资源与环境科学、体育运动学、科学史等学科的基础理论研究和应用技术研究的学术论文,以及相关学科在课程建设、教学改革方面     

一种机械臂运动学研究及3D仿真平台构建

针对川崎机械臂FS03N的构型特点,提出了一种逆运动学的求解方法。采用DH法建立了机械臂的连杆坐标系,得到正运动学方程,通过变量分离将机械臂姿态采用欧拉角表示,得到了机械臂位姿的一组广义坐标。通过对FS03N的构型分析,采用几何法与反变换法相结合的方法,以解的组合关系为基础,得到了机械臂的8组封闭解。建立了基于Matlab的机械臂算法验证与3D仿真运动平台,验证了逆运动学解算的正确性,为机械臂的轨迹与路径规划提供了前提条件。     

在摆动相中用于下肢外骨骼跟踪人体踝关节轨迹的方法

为实现外骨骼摆动腿踝关节对人体踝关节运动轨迹的跟踪,建立了外骨骼摆动腿逆运动学模型与卡尔曼滤波预测模型,并在外骨骼摆动腿踝关节处设置人机位姿误差传感器,同时进行了人体步态实验.仿真中以实验测取的人体踝关节相对于其髋关节的运动轨迹作为外骨骼踝关节的跟踪对象,并依此计算外骨骼踝关节处人机位姿误差.采用卡尔曼滤波器对外骨骼摆动腿的髋、膝关节位置进行预测,再利用外骨骼逆运动学模型对预测结果进行校正.结果表明:该方法能良好地实现外骨骼摆动腿踝关节对人体踝关节的运动轨迹跟踪,并且卡尔曼滤波预测能明显改善跟踪的滞后性,同时仅需检测外骨骼踝关节处的人机位姿误差也有助于简化人机之间的传感器布置.     

3-RRR并联机器人含间隙的运动学标定及误差补偿

机器人构件几何尺寸误差与关节间隙共同影响了机器人的定位准确度与精确度.文中基于考虑关节间隙的误差模型,使用运动学标定的方法对上述两误差源进行了识别,分析了关节间隙对重复定位中误差分布规律的影响.通过在逆运动学模型中补偿识别到的构件几何误差,以及将标定后的定位误差补偿到控制指令,提高了机构定位准确度;通过在控制中实时补偿关节间隙对定位误差的影响,提高了重复定位精确度.     

对武术套路中仰身平衡和燕式平衡的生理学即运动学研究

笔者运用 Ariel 动作解析系统、KISTLER 三维测力台、NORAXON 表面肌电测试系统分别对武术套路中的仰身平衡和燕式平衡两个典型的平衡动作进行了运动学、生物力学和生理学分析,发现：1）A 组 COP 在 AP、ML 方向上的最大动摇径、平均速度、动摇轨迹总长度和动摇轨迹包络面积均小 B 组（P ＜0．01）;2）两组运动员完成平衡动作时,肌电百分比值存在显著差异（P ＜0．05）;3）A 组平衡动作摆动腿 Y轴方向上速度变化显著,B 组在完成平衡动作时,摆动腿、在 X、Z 轴方向上的分速度变化变化显著．结论：1）仰身平衡动作,需摆动腿积极前伸,燕式平衡需小腿的主动的向后蹬伸;2）身体重心前后左右晃动幅度、轨迹长度、晃动面积能准确地反映武术套路运动员平衡稳定性,而且单位面积的轨迹长度,也能显示平衡稳定性,因此这两指标可以作为武术套路运动员的评价和选材的参考指标;3）这两个平衡动作,不仅需要训练腰、腹和背部大肌肉群的力量,还要有所侧重地加强支撑腿半腱肌、胫骨前肌和摆动腿的股直肌的力量训练．     

曲柄连杆检测机构的CAD

本文叙述柴油机气门顶杆、汽缸的活塞销等圆柱形零件,在检测机作用下作旋转运动,以测得零件外形尺寸是否符合公差要求。这一运转的主要尺寸、运动位置,通过数学模型及电算以及微机绘图加以说明。