基于零力矩点的四足机器人非平坦地形下步态规划与控制

为提升四足机器人在非平坦地形中的行走能力,根据零力矩点理论分析机器人行进过程的稳定条件,利用稳定裕度的概念,在支撑多边形中求取最优稳定点来规划零力矩点. 为避免walk步态中频繁调整躯干姿态导致的能耗和行进速度损失,提出了在次优支撑三角形中求取最优稳定点的方法. 针对斜坡地形中机器人运动性和稳定性的矛盾,设计了综合性能更高的躯干姿态和支撑点位置. 为适应不同坡度和躯干角度,通过对零冲击足端轨迹规划方法进行改进,实现了以目标支撑点为中心的斜坡零冲击规划目标. 仿真试验结果表明,该规划控制方法能够实现机器人在不同斜坡中的稳定行走.      

跑跳中下肢关节肌肉生物力学特性测试方法的研究

通过直接测量下肢环节的加速度后换算成角加速度,并利用积分平滑的方法处理下肢坐标数据,利用人体简化模型进行逆向动力学的研究,得到了跑动中下肢关节力矩的变化规律。本方法可用于跑跳中下肢关节肌肉力矩生物力学特性的研究。     

开挖深基坑支护结构的分析及施工适用范围

因土地的批租和拆迁费越来越高,从利润角度考虑不得不尽可能充分利用地上和地下空间,即在有限的土地上增加建筑总高度和地下室层数,从而使基础埋身大大增加,使得水平荷裁引起的倾覆力矩也相应增加,为减少建筑物的整体倾斜,防止倾覆和水平滑移,对基础的埋深也有较高的要求.当在较软弱的地基上修建高层建筑时,更是要求基础有较大的埋深.     

高速磁浮轨道垂向不平顺动态检测系统设计

针对高速磁浮轨道垂向不平顺检测,提出了一种基于惯性基准法原理的随车搭载型动态检测系统,并通过试验验证了该系统可满足±0.2 mm的检测误差要求.针对同步电机长定子齿槽形式的检测面,设计了一种削弱"齿槽纹波效应"的算法,可将齿槽形状引入的波动影响限制在±5mm范围内.最后,根据检测要求分析有关传感器的选型,并提供了相应结构平台的初步设计考虑.     

周期法测G实验中磁场对扭秤周期的影响

磁场波动是周期法测G实验中的一个误差来源,作用到扭秤上的周期性变化磁场力矩会影响扭秤的运动周期.把磁场作用力矩当作噪声来处理,并利用非线性最小方差拟合法来提取扭秤周期.根据实验给出的相关参数值,利用数值模拟得到了周期性变化磁场力矩所引起扭秤周期的变化δT约为3.8×10-6s.     

毛片空气动力学几何参数分析与仿真

为了研究羽毛球飞行空气特性,有必要对羽毛球组成要素进行分析。通过任意选取羽毛球中一片毛片,建立有关毛片参数数学分析模型,给出了相关参数的定义。通过参数表示空气流在毛片上作用产生力的关系,并给出空气流对羽毛球作用产生的切向力和力矩的计算公式,利用公式讨论相关参数对羽毛球切向力和力矩的影响。实验和仿真结果表明,毛片参数是影响羽毛球飞行轨迹因素之一。     

炮钢销和黄铜盘配副时的摩擦磨损特性研究

在周期性瞬态热载荷和瞬态压力载荷耦合下,机炮弹膛系统中炮弹膛线和炮弹弹头产生的严重磨损会影响弹膛的使用寿命和弹头的命中精度。为研究压力对炮弹膛线和炮弹弹头两者摩擦磨损特性的影响,分别使用炮钢和黄铜加工制作成的销和盘在立式万能摩擦磨损试验机上开展摩擦磨损特性的影响因素实验研究,得到了不同压力下炮钢销和黄铜盘的摩擦系数和摩擦力矩、磨损量、磨面形貌的变化关系。推断表明：摩擦初期,试验力不同,摩擦系数也不同,稳定磨合期,试验力对摩擦系数影响减弱;摩擦力矩与摩擦系数变化基本符合比例关系,增大试验力,摩擦力矩成比例增大;炮钢销和黄铜盘的磨损为粘着磨损,压力越大,磨损量越大。该研究对下一步开展机炮弹膛系统摩擦磨损机理研究具有参考意义。     

光学头力矩器的工艺因素对其动态性能的影响

为提高光学头力矩器在大规模生产条件下的性能一致性,研究了力矩器生产过程中7种工艺因素误差对力矩器动态性能参数的影响。以有限元仿真并结合田口实验设计方法和数学统计原理,分析得出:悬线竖直预变形量对扭转共振频率的影响贡献率为72.4%,永磁铁轴向安装误差对扭转共振峰值和偏转共振峰值的影响贡献率分别为51.9%和58.1%,永磁铁水平安装误差对物镜倾角的影响贡献率为93.6%。结果表明,悬线竖直预变形量与永磁铁水平、轴向安装误差属于关键工艺因素,生产中应重点控制。     

基于固端弯矩相等原则的等效荷载法

为提高工程结构力学分析的效率,提出了一种基于固端弯矩相等原则的计算方法。首先,基于固端弯矩相等的原则,研究在对称集中荷载和三角形分布荷载作用下单跨超静定梁的等效荷载施加方法,并导出梁在非常规荷载作用下固端弯矩的实用计算公式。然后,将超静定单跨梁的荷载形式推广至更任意的集中荷载和分布荷载等情况,并探讨了任意多集中荷载作用下单跨超静定梁的等效荷载施加方法和通用计算公式。最后,通过多跨连续梁和框架结构算例验证了所提方法具有较好的计算效果。算例结果表明,基于提出的等效荷载法可快速得到单跨超静定梁的固端弯矩,从而可高效准确地确定结构的真实内力分布。研究成果表明了利用等效荷载实现高效求解的可行性,它为力矩分配法及其它力学分析问题提供了一条高效便捷的思路。     

四自由度挖掘装置的力学特性分析

为了分析四自由度挖掘作业装置的力学特性,利用Denavit-Hatenberg齐次变换矩阵建立了作业装置的运动学模型,确定了各个关节相对于基础坐标系的函数关系式。根据作业装置各个关节之间的连接关系和不同的驱动方式,分别建立了斗杆、铲斗挖掘时的最大挖掘力优化求解模型,得到了作业装置在工作空间内的挖掘力、倾翻力矩和水平作用力的分布特性,为作业装置的设计、挖掘机作业稳定性分析和安全控制提供了依据。提出的优化分析方法,具有简单、可靠的特点,有理论和工程应用价值。