重力势能锁止型外骨骼设计及其效能评价

现存的被动式外骨骼存在助力效果不明显等缺陷。基于人体步态特征,提出了将人体行走过程中的重力势能转化为人体抬腿过程中动能的原理,通过弹簧、曲柄滑块机构、棘轮棘爪机构以及链传动机构的组合,设计了一款被动式下肢机械外骨骼,并通过外骨骼动力学分析和生理消耗指数实验测试的方法进行了外骨骼性能评价。动力学分析结果表明,穿戴外骨骼后髋关节峰力矩总量降低了23.43%,髋关节做功总量降低了30.59%,初步验证了外骨骼的有效性。生理消耗指数实验测试结果表明, 穿戴外骨骼对于短距离动作转换未产生显著效果,但在长距离行走和上坡行走中分别降低了8.1%和10.4%的能量消耗。因此,该下肢外骨骼助力性能得到了验证,为相关领域的研究提供了实例化参考。     

外骨骼机器人技术研究综述

外骨骼是指为生物提供保护和支持的坚硬外部结构.外骨骼机器人技术是融合传感、控制、信息、融合、移动计算,为作为操作者的人提供一种可穿戴的机械机构的综合技术.本文简要介绍了军事领域外骨骼世界机器人技术的发展现状与趋势.     

2020年人机混合智能技术发展综述

人机混合智能是一种新型智能形式,是一种跨越物种、属性结合的下一代智能科学体系.对人机混合智能领域的最新研究与应用进展进行了综合评述.首先介绍主要军事强国在智能外骨骼设备方面的研发和列装进度;然后盘点虚拟现实和增强现实技术在美军各军种的应用现状;最后讨论脑机结构技术的军事应用与影响.综述表明,通过人机协作的方式提高人与系...     

MASA展示外骨骼机器人辅助装置

美国家航空航天局（NASA）网站近日公布了一段关于其最新外骨骼机器人的演示视频。这款名为X1的外骨骼机器人重约26千克,有10个自由度,包括4个电动关节和6个被动关节。X1将穿戴者的下肢包裹,并通过背带装置从肩膀绕回腰间,在关节、膝盖和臀部等部位设置辅助装置,可让穿戴者灵活运动。     

基于动力学与运动学的四轮全向移动机器人轨迹跟踪控制

建立了四轮全向移动机器人的运动学模型和动力学模型,并分析了四轮全向移动机器人执行器的机械特性。在此基础上,利用反馈控制设计了四轮全向移动机器人的运动学控制器,利用逆动力学补偿控制设计了四轮全向移动机器人的动力学控制器,实现了基于动力学与运动学的四轮全向移动机器人轨迹跟踪控制系统设计。最后,利用Matlab/Simulink完成了基于动力学与运动学的四轮全向移动机器人轨迹跟踪控制仿真实验,实验结果验证了该轨迹跟踪控制方法的有效性。     

四轮独立驱动无人车的动力性参数设计仿真

四轮独立驱动无人车的轮毂电机功率、蓄电池容量与组数以及无人车续驶里程等参数的匹配设计是无人车研制过程中整体设计的一个难点和重点,需要通过无人车运动学和动力学分析进行确定,既要满足可行性又要具有很好的可靠性。根据实际需要和动力性设计要求,在对无人车进行运动和动力学分析的基础上,通过理论计算得到动力性参数,然后通过ADVISOR软件建立四轮独立驱动整车仿真模型,对其动力性进行仿真。通过仿真,其最高车速、爬坡性能、加速性能以及行驶里程在不同的工况下得到仿真结果与理论设计的参数相吻合,验证了参数设计的合理性,为下一步无人车样机的制作以及进行整车运动控制研究具有重要实际意义。     

鳐鱼胸鳍模式的运动学建模与仿真

由于流场环境中的鱼类动力学建模困难,目前胸鳍模式研究进展受到制约.随着计算机的高速发展和数值计算的进步,将有限元建模应用于水动力学研究,近年来也成为热点.而利用有限元建模,必须进行对象的运动学建模.本文提出了鱼类胸鳍模式的运动学模型,通过物理特征和运动参数探讨了运动波形,简化了鳐鱼胸鳍模式的运动方程,利用运动方程作为模型的运动边界条件,对牛鼻鲼的有限元模型进行仿真,探讨了牛鼻鲼的运动规律,验证了运动学模型的有效性.     

偏心圆凸轮机构的运动学与动力学分析

按对心与偏置两种情况推导出了偏心圆凸轮机构压力角、位移、速度、加速度表达式,并由此对偏心圆凸轮机构工作过程中的运动学与动力学特性进行了分析。     

基于PVDF压电传感器的智能外骨骼的研究

针对目前外骨骼助力过程中的运动识别问题,提出了一种在运动过程采集上肢控制肌群的压电信息的采集方法,实时获取运动状态下控制肌群的压电信息,提高人机感知交互的能力,该采集方法能够有效采集和监测人体运动时控制肌群的压电信息。制作了基于PVDF的上肢控制肌群压电信息采集传感器,从实验过程中采集到的压电信号表明:该系统能够通过采集上肢在运动过程中的压电信号来识别上肢的运动意图,从而证明该控制肌群压电信息采集的原理、结构和计算方法是正确的。     

弹性直槽式摆盘发动机的动力学分析

对弹性直导槽约束的摆盘发动机进行运动学和动力学研究,建立了该发动机工作过程的数学模型,并进行了仿真计算和结果分析,为解决运动部件不平衡性引起振动和噪声的问题提供了理论依据.     

基于动力学仿真的6×6轮式越野车辆总体性能评价

为分析和评价某型6×6轮式越野车辆的总体设计性能,建立了整车多刚体动力学模型、刚柔耦合动力学模型以及悬架系统台架试验模型,计算了整车固有特性,依次进行了悬架系统运动学、行驶动力学、操纵稳定性分析。在计算车体和悬架摆臂结构模态的基础上,考核了典型行驶工况下车体和悬架部件结构的动态强度,依据国家相关标准,利用仿真结果对6×6整车设计进行了系统的评价,指出了该越野车总体设计性能的不足,为其进一步改进和优化设计提供了参考依据。研究方法对其他轮式越野车辆系统的设计和评价具有一定的参考价值。     

“尼罗河魔鬼”柔性长鳍运动曲面建模与仿真

以"尼罗河魔鬼"柔性长背鳍的波动运动为研究对象,综合考虑影响柔性长鳍运动建模的诸因素,建立了描述柔性长鳍波动运动时动态曲面的数学模型,并根据试验观测获得的仿生对象相关数据及对运动学模型中相关要素的简化假设,对仿生对象鱼体及柔性长鳍动态曲面进行仿真计算,通过与试验观测获得的照片进行对比,表明建立的柔性长鳍运动曲面模型通过合理设置各种参数,能够较好地描述柔性长鳍的波动运动,具有较强的适应性和通用性.柔性长鳍运动学模型的建立为其动力学研究及其基于有限元方法的仿真计算奠定了数学基础.     

基于SD流率基本入树的部队装备管理信息化建设研究

部队装备管理信息化建设是当前我军装备管理领域正在着力进行的一项复杂系统工程。深入探索建设规律,对于指导建设实践、提高建设质量具有重要意义。在对部队装备管理信息化建设进行系统分析的基础上,利用系统动力学（SD）流率基本人树建模方法构建了其流率基本人树模型,并利用vensim仿真软件对其进行了实例仿真。研究表明,运用系统动力学方法可以实现对部队装备管理信息化建设问题的研究由定性向定量转变,深化规律探索,同时研究结果也可为建设决策提供科学的定量理论支持。     

复杂外形导弹带空泡出水动力学特性研究

首先对潜射导弹出水过程进行动力学和运动学建模,随后基于Zwart-Gerber-Belamri空化模型,对带空泡的潜射导弹水动力学特性进行了数值计算研究。最后,依据以上动力学和运动学模型,对波浪扰动作用下,潜射导弹带空泡出水弹道及弹体姿态进行了数值仿真。结果显示,零攻角出水时,导弹轴向力系数随弹体空化扩大显著增加,压心后移;有攻角出水时,弹体法向力系数增量随攻角增加呈现先增大后减小的趋势。空化使潜射导弹出水速度降低约10%,出水时间延长约12%,导弹受波浪扰动程度增加约6%~7%。     

具有旁侧视声纳鱼雷攻击末弹道研究

为了实现具有旁侧视声纳鱼雷攻防对抗单一目标的模拟仿真,利用力学与现代数学的方法,建立了具有旁侧视声纳鱼雷攻防对抗单一目标的弹道设计动力学模型与运动学模型,并以此建立了鱼雷导引弹道段、平行航向弹道段和程序弹道段的数学模型,该模型的建立可以实现鱼雷攻击末弹道的仿真研究.     

螺旋推进器在湿软地面推进力的仿真分析

为了探究螺旋推进器在湿软地面的推进力特性,建立了螺旋滚筒三维运动学模型和动力学模型,利用Matlab/Simulink软件对动力学模型进行了仿真,分析计算了螺旋滚筒与地面之间的推进力随滑转率的变化规律,综合考虑了地面条件对推进力的影响。结果表明:随着滑转率、沉陷量、螺旋出土角的增大,推进力均会增大;螺旋滚筒与地面的接触条件会影响推进力的变化规律。研究结果为下一步分析整车行驶特性奠定了基础。     

基于HRRP的雷达目标识别研究综述

雷达目标识别(RTR)技术在国土防空和战略预警领域具有重要意义,目前相关研究大多基于高分辨距离像(HRRP)展开。梳理了当前研究主要聚焦于样本完备和小样本情况下目标识别的问题,研究方法主要聚焦于基于特征提取的识别方法、基于统计建模的识别方法以及基于深度学习的识别方法等3个方面。聚焦2大问题,从3个方面开展综述,进行归纳总结;指出在当前研究领域存在的5个亟待解决的问题,分析了下一步研究可以考虑的方向。     

欠驱动再入飞行器的抗饱和姿态控制器设计

针对只有两个舵的欠驱动再入飞行器,设计了具有抗饱和功能的姿态跟踪控制器.控制器的设计过程中,首先将姿态运动学与动力学模型分解成慢回路和欠驱动的快回路,然后分别针对快回路和慢回路设计了超扭曲滑模控制器和分层滑模控制器,最后通过仿真验证了该方法的有效性.     

欠驱动再入飞行器的抗饱和姿态控制器设计（英文）

针对只有两个舵的欠驱动再入飞行器,设计了具有抗饱和功能的姿态跟踪控制器。控制器的设计过程中,首先将姿态运动学与动力学模型分解成慢回路和欠驱动的快回路,然后分别针对快回路和慢回路设计了超扭曲滑模控制器和分层滑模控制器,最后通过仿真验证了该方法的有效性。     

柔性长鳍波动推进试验及分析

以依靠长背鳍推进的“尼罗河魔鬼”为研究对象,对柔性长鳍波动推进模式的运动学进行了研究。介绍了“尼罗河魔鬼”巡航游动试验的实验原理及方法,通过试验揭示了波动柔性长背鳍的形态学特征、运动特性及运动参数间的相关性,定性描述了“尼罗河魔鬼”正、逆向行进时背鳍产生波形的差异,在此基础上建立了柔性长鳍波动的运动学简化模型,利用细长体理论估算样本巡航游动时的水动力学效率大于83.12%。