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...     

具有外部干扰的耦合时滞神经网络固定时间二分同步

针对结构平衡图与结构非平衡图的网络拓扑,考虑了一类具有外部干扰的耦合时滞神经网络模型,分别设计了其固定时间同步控制协议.借助固定时间稳定性理论与不等式技巧,获得了耦合网络在固定时间内达到同步的充分性判据,给出了具体的收敛时间上界,并验证了固定时间同步网络的鲁棒性与抗干扰性.为了扩大网络模型的适用性,考虑的神经网络激活函数为非连续的函数,可借助微分包含与集值李导数理论解释非连续微分方程的动力学行为.最后,分别在结构平衡图和非平衡图下对耦合神经网络的固定时间二分同步进行了数值仿真,验证了控制算法的有效性及理论结果的正确性.     

高陡横坡段桩柱式桥梁双桩基础受力分析

基于高陡横坡段桩柱式桥梁双桩基础承载特性,提出了一种改进有限杆单元计算分析方法.分析了高陡横坡段桩柱式桥梁双桩基础承载机理及受力特性,建立了双桩基础计算分析模型.其次,根据前、后桩与边坡相对位置关系,给出了后桩所受剩余下滑力与前桩所受土压力的比例关系.在传统有限杆单元分析方法基础上,结合陡坡桩受力特征,导得了考虑桩土共同作用与"P-Δ"效应的单元刚度矩阵修正方法,并在此基础上编制了适用于高陡横坡段桩柱式桥梁双桩基础的有限杆单元分析MATLAB计算程序.采用室内模型试验对本文计算方法进行验证,给出了适用于陡坡段桥梁桩基的设计流程图.研究结果表明:本文理论计算值与模型试验实测结果吻合良好,表明本文计算方法正确可行,可为同类工程设计提供参考.     

锚杆静压桩在纠倾加固工程中加固效果分析

湿陷性黄土地区,由于勘察、设计、施工等方面原因或者使用过程中地基的浸水,可能造成建筑物产生不均匀沉降而倾斜。针对湿陷性黄土的特性,采用"地基加固与钻孔取土纠倾"的综合纠倾方法,在建筑物沉降量较少一侧采用钻孔取土迫降纠倾,在沉降量较大一侧进行地基加固止倾,可以恢复大楼的正常使用功能。不同的加固措施加固效果不同,对比两项工程地质条件相似的建筑物纠倾加固工程,采用锚杆静压桩加固的建筑物加固止倾侧最大沉降量仅16.11mm,采用灰土桩加固的建筑物止倾侧最大沉降量高达到53.72mm。锚杆静压桩在湿陷性黄土地区钻孔取土纠倾加固工程中的加固效果良好,为相似工程提供借鉴经验。     

磁流变液中磁性颗粒成链与团聚的临界特征分析

热运动对纳米级磁流变液系统的颗粒团聚行为和宏观流变特性扰动影响不可忽视.为研究施加外磁场后系统微结构与热运动间的关系，探讨在不同颗粒粒径情况下热运动能量在系统总能量中的占比.采用CCD设计方法，分析Monte Carlo仿真获取的颗粒位形信息，生成关于外磁场磁感应强度、颗粒粒径和体积分数的系统热耦合系数<λ>回归模型;成链团聚的临界颗粒粒径计算值比文献经验值高出约23%，证实在考虑系统内多因素的综合影响下，纳米级磁流变液具有更严格的流变现象临界发生条件.     

斜插桩板墙在工程应用中的问题研究

为使斜插桩板墙结构在边坡及道路工程应用领域中得到推广。目前,斜插桩板墙结构以其美化效果较好在个别城市道路已经得到应用。通过总结斜插桩板墙在施工过程中遇到的部分问题,亟待提出相应的解决办法。     

六维力传感器薄板受迫振动分析

目前弹性体的解耦大多以静态实验标定的方法求解,而缺少对弹性体建模的理论分析。以六维力传感器弹性体中的上E型膜为研究对象,根据其结构和约束条件建立力学模型,通过薄板弯曲理论推导出上E型膜在仅受Z方向载荷FZ时受迫振动过程中任一瞬时的动扰度表达式,并求出动态应变输出。仿真实验表明理论推导与实际情况较吻合。     

浅谈水泥搅拌桩的施工质量控制要点

20世纪初，水泥搅拌桩在我国迅速发展起来，它是利用水泥做加固剂，使用特制的深层搅拌机械，对地基深处的软土、软弱土原地进行搅拌使之与加固剂混合后起化学物理反应，对软土或软弱土加固的一种方法，从而提高地基承载力，减少地基沉降。因其具有适用土质类型广、施工速度快，成本低，无噪音、无振动、无污染等特点，广泛应用在建筑物地基、高速公路桥台等部位。笔者结合沿海高速公路沧州歧口至海丰段某合同水泥搅拌桩施工管理的一些经验，就搅拌桩施工环节的质量控制要点、易出现的质量问题及原因进行了简要论述。     

刚-柔性桩复合地基设计理论探讨

刚-柔性桩复合地基设计理论的发展明显地落后于工程实践,基于工程实践成果以及计算机仿真分析结果对刚-柔性桩复合地基设计理论进行了研究,根据不同的基础形式对刚-柔性桩复合地基进行分类,分析了不同型式复合地基的适用性,提出了具体的设计步骤,探讨了承载力与变形等相关问题.此外,还提出了刚-柔性桩复合地基优化设计的建议,并通过工程实例对上述设计理论进行验证.