新型变形轮腿式移动机器人的运动学分析及设计

移动机器人作为智能勘探与侦察的自动化装备,在航天探测、军事侦察、抢险救灾等领域具有广阔的应用前景.兼具良好的机动性及越障性是移动机器人快速适应非结构化复杂环境的首要性能指标,结合轮式行进机构强机动性与腿式行进机构优越障性的变形轮腿式移动机器人受到普遍青睐.然而,现有变形轮腿式移动机器人在设计与优化方面仍存在变形形式过于复杂、设计方法缺乏理论依据等不足.针对上述问题,提出一种结构紧凑、操作简便的新型轮腿变换结构,借助电磁离合器分离运动的原理,通过改变轮-腿变形动力输入促使轮与腿相对运动,以曲柄滑块机构触发轮-腿结构径向扩展,完成由轮式变形为腿式的过程.定义变形过程中曲柄滑块机构的压力角为机动性指标、变形前后结构的展开比为越障性指标,进而开展变形结构的尺度综合,优化结果表明新型变形轮腿式移动机器人的展开比为1.92,可越过高度为150 mm的障碍物.基于优化后的尺度参数,建立变形轮腿式移动机器人越障过程的动力学模型,确定驱动电机参数,设计并制造物理样机.最终开展软件仿真与实验研究,仿真结果与理论分析结果一致,表明优化设计方法与动力学建模方法的有效性,实验结果证明所设计的变形轮腿式机器人具有...     

基于Mesh网的矿工心电信号无线监测系统研究

在矿难事故发生后实时监测被困矿工的生命体征,能够给营救工作提供重要的信息参考,因此设计了一款基于Mesh网的矿工心电信号无线监测系统.通过ADS1292心电检测模块对矿工的实时心电信息进行监测,然后将心电数据经过STM32F103单片机处理后通过OLED屏显示出来.同时,处理后的数据还可以通过无线组网模块发送至上位机进行显示,从而实现对井下采煤工人生命体征进行远程监测的目的.测试结果表明:该系统可以准确获取矿工心电信号波形,实测心率误差不超过4％,具有良好的应用前景和实用价值.     

复合跟踪微分器在电容式位移传感器中的应用

针对从含噪原始信号中提取位置以及速度信息,经典跟踪微分器存在不能很好兼顾相位滞后和噪声放大问题、参数多,调试复杂等不足.在跟踪微分器等效线性分析基础上,提出复合形式跟踪微分器,用于电容式位移传感器位置信号跟踪以及速度信号估计,通过MATLAB\SIMULINK仿真以及实验平台测试,结果表明:在跟踪频率1 Hz、幅值1含噪声正弦信号中,复合跟踪微分器能光滑逼近原始位置信号,且能有效进行速度估计,相较于经典跟踪微分器,复合跟踪微分器跟踪相位滞后小0.03 rad,能更好兼顾跟踪信号相位滞后及速度信号噪声放大.     

位移放大型扭转阻尼器性能分析

为了加固梁柱节点、避免框架结构出现"弱节点"的破坏模式、提高框架结构整体的抗震和耗能能力,研制出一种具有自主知识产权的位移放大型扭转阻尼器(DATD),并对其进行数值分析和试验研究.首先,设计了18个具有不同参数的DATD,建立其有限元模型进行数值分析;随后,设计并制作了一个DATD,进行性能试验并与有限元分析结果对比.结果表明:DATD滞回曲线饱满,耗能能力强;有限元分析与性能试验的滞回曲线吻合较好,且随着加载位移的增加,两者间误差变小,因此可以采用建立的有限元模型来研究DATD的力学性能.最后,对DATD进行参数影响分析,研究了铅芯直径、铅芯距中轴距离、橡胶层直径、橡胶层厚度及橡胶剪切模量对其特征参数的影响,结果表明:DATD的屈服剪力、等效刚度、等效阻尼比及耗能系数随着铅芯直径增大而明显增大,随着铅芯距中轴距离的增大略有增大;随着橡胶层直径、橡胶剪切模量的增大,屈服剪力及等效刚度逐渐增大而耗能系数及等效阻尼比逐渐减小;4个特征参数均随着橡胶层厚度的增大而略微减小.     

智斗椰心叶甲

也许很多人不知道,2002年,以椰风树影闻名的海南岛曾经历一场椰树"生死劫",无数椰树枯黄、死亡。造成这一惨剧的是一种外表美丽的害虫—椰心叶甲。为了拯救美丽的椰林,科学家们施展浑身解数,化学防治、生物防治,多管齐下围剿椰心叶甲。椰风海韵构筑了海南岛秀美的风光,夕阳西下,树影婆娑,最令人难忘。椰树巨大的羽毛状叶片从树梢伸出,撑起一片伞形绿冠。高大笔直的树干上端结着一颗颗圆滚滚的椰子,让人垂涎欲     

黄土山区贴坡填方地基的变形特性

为了研究贴坡填方地基的变形特性,依托兰州市某黄土“削峁填沟”工程,开展贴坡填方地基沉降及水平位移监测,借助有限差分数值分析,研究了回填土压实度、坡面坡度、回填高度的影响.结果表明,贴坡填方地基沉降及水平位移均随着时间呈两段式增长,水平位移进入缓慢发展期的时间晚于沉降,原状土地基沉降在总沉降中占比大.竖向平面内沿水平方向,距离坡顶越近沉降越小、水平位移越大;沿深度方向,深度越深,沉降及水平位移均越小,土体深度方向水平运动不协同.压实度、坡度、高度对土体运动矢量长度、方向的影响效果不同,对变形控制的重要性依次为压实度>高度>坡度.实际工程应控制压实度>0.93,尽量减小坡度和一次性填筑高度.     

中线在不对称负载作Y连接时的作用

通过实验分析和理论计算,从两个方面说明中线在不对称负载作星形连接时的作用.     

V型缺口应力及应力强度因子的计算

断裂力学理论和应用对平面线弹性线裂缝问题已相当成熟，但对V型缺口(如混凝土坝坝踵)的研究还不很多．实际上当V型缺口的a=2π时(图1)即为线裂缝，因而研究V型缺口的应力和应力强度因子将更具有普遍意义．用常规有限元法虽也能求解，但要求网格分得很细，工作量很大，且不易掌握．文献[1]对此类问题曾有所研究，但没有给出应力强度因子的求法．亦有人提出用边界配置法求解，但边界条件复杂时实用性较差．本文对V型缺口应力及应力强度因子的计算做了一些探索，推导了缺口附近位移场，应变场和应力场的任意高阶级数表达式，并据此构造了能反映V型缺口应力奇异性的扇形奇异单元．     

单取代香豆素的~（13）CNMR化学位移与电荷密度、跃迁能与Hammett常数关系的研究

用ＨＭＯ法研究了香豆素及一些４－、５－、６－、７－及８－单取代香豆素类化合物，发现这些化合物的￣（１３）ＣＮＭＲ化学位移与π－电荷密度之间有很好的线性关系。此外，跃迁能与Ｈａｍｅｔｔ常数之间也有较好的线性关系。表６．参８。