三指灵巧手运动学与动力学仿真研究

仿照人类手指结构，设计出三指灵巧手的机械结构.灵巧手每个关节由电机驱动，手指结构接近于人手，每个手指具有4个自由度.进行单指运动学分析，得到坐标变换矩阵，通过Adams软件进行单指位姿和指尖位移仿真.通过对灵巧手的动力学分析，利用Adams软件对单指弯曲这一常见动作进行动力学仿真.仿真结果表明：灵巧手设计结构合理，有较大工作空间，动作灵活，可实现多种灵巧操作.     

基于空间闭链连杆机构的可折展手爪设计

为了解决多关节手指和手爪多为刚性连接而运动范围有限等问题，课题组基于单自由度面对称Bricard空间闭链连杆机构，提出了一种手指单关节驱动机构。将多个单关节驱动机构串联，组合为一个单自由度的多关节手指驱动机构；进一步，通过课题组提出的单自由度同步驱动副，可同步驱动手爪中的3根多关节手指同步开合、抓取目标物体；在进行可折展手爪的运动学分析和参数求解之后，完成了可折展手爪的样机实验。验证结果表明提出的可折展手爪驱动机构设计合理、抓取性能可靠。     

仿人机械手的触觉传感器和关节驱动及控制系统设计与实现

主要设计和实现具有分布式触觉传感器的仿人机械手关节驱动及其控制系统。使用触觉传感器作为仿人机械手上各个触觉点的检测机构,确定其5个手指和手掌上的触觉点配置及相互关系,实现一个分布式触觉传感器。将分布触觉传感器安放在5个手指和手掌上与被抓取物体的直接接触点处,以增加分布触觉传感器探测范围和采集精度。研发手指和手掌上众多触觉点的触觉信号检测和处理的融合方法。利用直流步进电机作为仿人机械手各个关节的驱动机构,开发单关节和多关节并发驱动控制电路及驱动控制算法。在考虑手指和手掌表面上众多触觉点接触力的情况下,对仿人机械手进行位置、力及速度反馈等控制。通过仿真检验了仿人机械手抓、握、推、夹、托、挤、撕、插、剪、钳等功能。     

一种超冗余机械手设计与分析

针对抗震救灾中救援机械设备的低灵活性等问题,提出设计一种超冗余7自由度救援型机械手,由腰部装置、上臂机构、小臂机构、手部机构等部件构成,腰部机构由连杆折叠升降机构组成,小臂部分包含伸缩构件,以增加机械手的作业运转的空间范围,末端执行机构采用单杆式液压能转换缸体来实现;进而,基于矢量积法对所设计的超冗余机械手进行雅克比矩阵计算,求解相关数学模型;基于MATLAB仿真软件,求解三维可视化和工作空间云图,并采用UG软件对其进行运动仿真,仿真试验表明:该机械手的设计满足所设计的要求,对救援型机械手具有一定的参考价值。     

基于LazyPRM算法的工业机械臂动态避障和轨迹规划及协调作业研究

针对6自由度关节串联型工业机械臂在动态作业环境中的实时智能避障问题,首先提出了一种基于改进LazyPRM算法的实时路径规划方法。该方法在传统的LazyPRM算法的基础上,引入了节点代价来对最短路径进行代价评估,通过优先选择最小代价的最短路径来避开发生碰撞的路径;然后通过仿真实验对比了传统的路径规划方法与所提出方法的性能优劣,结果表明所提出的方法满足工业机械臂在动态环境中的实时避障规划要求,避障性能优于传统方法;接着利用五次多项式轨迹插补方法对工业机械臂进行关节空间的轨迹规划,仿真表明:采用五次多项式插补法可以得到平滑的关节角度、角速度及角加速度变化曲线;最后利用装配有五指灵巧手的工业机械臂进行单手和单臂、双手和双臂协调配合,进行抓、夹、插剪、推、锤等作业,仿真实验确认了本文所提方法的有效性。     

爸爸的大手

爸爸有一双并不漂亮的手。他的手掌是正方形的,五根手指又粗又长,关节处还特别硬,手心里全是老茧。他的手没有妈妈的手那么白皙红润,可它却包含着无私的父爱。爸爸有一双有力的大手。它能一下就包住我的小拳头;能一手将我举起,让我在空中“飞翔”,体会“空中飞人”的刺激和快乐;还能一手提着几十斤的米袋,一口气跑上几层楼。爸爸有一双能干的手。平时,这十根手指相互合作,在键盘上快速地飞舞着、敲击着,文字便飞快地出现在电脑屏幕上,它帮助爸爸出色地完成各项工作。双休日里,这双手也从不闲着,总是桌前灶旁地忙碌着,开开心心地为我们做出美…     

玩核桃有利健康和长寿

一对核桃握在掌心,不停地旋转,不但能转出健康,更能玩出长寿。由于核桃能按摩掌心穴位,不停地活动手指,对血液循环有极大的好处。核桃玩法很多,例如：揉、搓、压、扎、蹭、磨、滚。核桃能刺激手上的穴位起到保健作用。从中医经络学说来看,人的手上分布着二十几个穴位,如合谷、商阳、劳宫、后溪、鱼际、少府等。人体12经络中又有手三阴经和手三阳经贯通。核桃球表面凹凸不平的疙瘩,不断地刺激和按摩穴位,达到疏通经脉的作用。长期玩转核桃健身球能防治头晕、失眠,起到活血化淤的作用。核桃健身玩法很多,也很简单,单手双手均可,一手两枚在指间翻飞滚动,可上下左右自由转动,随心所欲。现代科学证明,揉核桃能延缓机体衰老,对预防心血管疾病、避免中风有很大作用。特别是一些长期从事案头或电脑工作的人群,把玩核桃更能起到舒筋活血、预防职业病的功效。细分核桃的玩法,可分为基本玩法和技术玩法：基本玩法置双核于单手掌心中,手指用力,使双核在掌心中顺转和逆转。在旋转时要手指紧贴核体,使双核互相摩擦,而不要碰撞。     

悬挂式协作机器人设计与分析

针对老年人独处晾晒衣物困难的问题,基于人机协作的特点及要求,研究设计一种悬挂式协作机器人,其主要由机械臂和末端手爪等部件组成,机械臂由两关节构成,采用Matlab软件求解协作机器人的运动空间云图;基于指数积公式,求解悬挂协作机器人的运动学方程;依据机器人的工作流程,采用UG软件对其进行运动仿真分析,求解其位移和加速度随时间的变化规律;最后,采用PLC对其进行控制研究,获取机器人的控制信号,为协作机器人的设计研究提供一种理论基础。     

吃手指的孩子

唐纳德老爱吃自己的大拇指。上小学了,同学们见了都笑他。乔治对他说“:我小时候也吃过手指头,可是现在不吃了。”唐纳德想:“我已经长大了,不能吃手指头了。”星期二那天,天气很暖和,唐纳德却戴上了手套。手在里面又闷又热,还痒痒的,笔都拿不好。星期三上学前,他把手指都蘸(zhàn)了辣酱,大拇指变得又麻又辣,不好吃了。星期四,小朋友们做游戏时,唐纳德把手坐在屁股下面。哎呀,不吃大拇指是多么难哪!星期五,唐纳德在跑步时摔(shuāi)了一跤(jiāo),赶紧把手放在嘴里。乔治见了,又笑了。晚上回到家,妈妈对唐纳德说:“你已经好几天不吃手指头…     

变速器传动轴变形对齿轮传递误差的影响分析

以某单对齿变速器为研究对象,建立只考虑传动轴变形的齿轴系统仿真分析模型。研究了不同扭矩下传动轴变形对齿轮传递误差的影响以及齿轮传递误差对传动轴单自由度变形的敏感度;通过改变输入输出轴的弹性模量以及齿轮在传动轴上的不同安装位置,分析了传动轴刚度以及齿轮安装位置对齿轮传递误差的影响。结果表明:在大扭矩下传动轴变形对齿轮传递误差会产生比较明显的影响;齿轮传递误差对传动轴绕X方向(中心距方向)转动变形最为敏感,对绕Y方向(齿轮圆周力方向)转动变形的敏感度次之;齿轮安装位置在前轴承附近,齿轮传递误差较大。     

基于msc52的无线承载平台平衡调整系统

设计了一套无线承载平台平衡调整系统,该系统采用msc52单片机作为主控芯片,由可调稳压电源模块提供负载电压,选用2．8英寸TFT液晶屏作为角度显示输出,PS／Z接口小键盘和2．4G无线遥控器作为角度设定榆入。机械方面采用8mm厚有机玻璃作为承重平台,水平滑轨和球形关节提供所需的自由度,使用角铝连接各个部件以保证足够的机械强度。控制方面采用简化PID算法,通过分级微调反馈深度实现平台的高精度控制,同时消除震荡。系统能够实现语音播报倾角、平衡报警、单键平衡等功能。     

双耦合腔链慢波系统的色散分析

采用模拟场方法对由二隙缝耦合腔链所构成的“捆扎式”双通道慢波系统进行了分析,得到该结构的色散方程及耦合阻抗的变化趋向,并与传统单耦合腔链慢波结构的色散特性进行了比较。     

基于PLC的自动搬运空调机械抱手控制系统设计

针对工厂生产线之间采用人工搬运空调存在安全隐患大、效率低等缺点,提出了一种基于PLC的自动搬运空调机械抱手的控制系统。机械抱手设计方案以三菱Q系列PLC为控制核心,设计了系统的总体控制模块,包括气动控制模块和电路控制模块。气动控制模块实现抱手夹紧和松开的功能;电路控制模块实现信号的接收和处理功能。课题组采用伺服电机实现抱手和滑板上下移动,采用步进电机实现机械抱手左右移动;根据顺序动作的控制思路,设计软件控制程序;采用GX Works2软件实现机械抱手手动、回原点、自动、自行检测、报警等控制功能。应用结果表明系统具有运行稳定可靠、方便快捷等特点,且可有效提高工厂空调的调度管理能力。本系统能改善人工搬运空调安全隐患大的状况,提高了空调的运输效率。     

家庭状况对残疾人服务模式选择的影响

利用2009年北京市残疾人服务需求状况调查数据,以1 198名残疾人为研究对象,采用Logistic Regression模型进行逐步回归,研究了残疾人的家庭状况对其服务模式选择的影响。研究发现,家庭特征、照料资源、家庭及社区环境等因素对残疾人的服务模式选择有重要影响:残疾人多乐于选择居家服务;由子女/孙子女和配偶照料的残疾人选择机构托养服务的较少;社区服务设施状况越好,残疾人越乐于利用社区服务。     

我国残疾人社会保障的现状与问题研究

采用文献分析、抽样调查、数据分析等方法,探讨中国残疾人社会保障的现状、问题及政策取向,对中国残疾人的生活保障、就业保障、教育保障、康复保障状况进行剖析,结果表明:中国残疾人社会保障供需矛盾突出;保障的城乡差距大;残疾人社会支持体系不健全,并对完善中国残疾人社会保障的政策取向进行了探讨。     

仿蜘蛛救援机械臂结构设计与研究

针对非结构化环境下的救援任务,结合生物界蜘蛛腿部的运动特性,设计了一种仿蜘蛛式救援机械臂。基于机构学数学基础的拉格朗日方程求解救援机械臂的动力学模型。鉴于救援机器人的实时性、自适应等特性,分析径向基函数神经网络的控制策略,提出基于径向基函数神经网络救援机械臂的控制策略。采用径向基三层前向网络设计救援机器人的控制方案,重点探讨了救援机器人单关节的神经网络控制方法,并对其进行Matlab仿真。结果表明:所设计的控制方法可实现救援机械臂的自适应性和鲁棒性。     

基于模型预测控制的协作焊接双机械臂轨迹跟踪算法

焊接双机械臂协作焊接时,存在从动机械臂对主机械臂末端位置的轨迹跟踪的精确性问题,课题组提出了基于模型预测控制算法的主/从位置协调控制方法。根据所建立的六自由度双机械臂的运动学模型,建立末端位置与关节角度的变换关系以及机械臂的运动预测模型;通过上述模型,对主机械臂采用位置控制方法,并通过从动机械臂末端的三维激光扫描仪测距传感器所获取的主机械臂位置及方向,对从动机械臂采用基于模型预测控制算法的位置控制;根据机械臂关节角度变换旋转运算序列及末端位置的预测模型,通过动态矩阵控制算法,由当前时刻的位置状态及下一时刻位置输入状态对未来某时域内的位置输出状态进行预测,从而实现期望的位置跟踪。最后,采用仿真实验测试来验证该算法的实用有效性,结果表明：从动机械臂末端在有较小超调的情况下快速达到稳态,实现对期望轨迹的跟踪;与传统PID控制算法相比,模型预测控制算法能够更快速、更稳定地达到对期望轨迹的跟踪效果;该算法对期望轨迹的跟踪误差在有小幅波动的情况下可保持在±0.05 mm之内,在无波动的情况下可迅速趋近于零。基于该算法,从动机械臂可根据主机械臂末端动态位置信息更加有效地实现对期望轨迹的实时跟踪。     

3支链6自由度并联机构运动学研究

为了使并联机构在三维空间完成3个转动和3个移动的动作,可以进行全方位的运动,课题组提出了6自由度2PPRS RPRS并联机构。课题组描述了该并联机构的构型,建立了机构的运动坐标系;利用螺旋理论求解了机构自由度,并运用修正Kutzbach Grüble公式验证了自由度求解的正确性;根据支链与定、动平台间的相对姿态关系,推导了支链平面方程,并结合杆长不变条件,推导获得了该6自由度并联机构全部位置逆解的解析解;并基于三维边界搜索法,求解绘制出了机构的可达位置工作空间;最后,通过SolidWorks/Simmechanics的三维运动/参数可视化联合仿真,得到了机构的驱动位移相对时间的变化曲线。研究结果表明该机构构型设计、自由度分析正确,得出了该机构在三维空间内的运动学输入、输出的变化规律。     

江苏老年残疾人的构成特点及其社会保险

分析2006年第二次全国残疾人抽样调查数据发现,江苏老年残疾人构成有8大特点：占总人口比例高且发展快;残疾率随年龄变化迅速;老龄化是残疾增加的主要原因;听残、肢残、视残和多重残构成老年残疾的大部分;农村及女性老年残疾率高;老年残疾领证率低;老年残疾率与地区人口残疾率相关、与老年人数相关;未来老年残疾人增长快。其次,老年残疾的社会经济状态研究表明,农村老年残疾人就业率高、依靠家庭成员供养比例高;老年残疾人受教育程度低、经济收入低;老年残疾有偶率低、丧偶率高。第三,老年残疾人享受社会保险现状为：医保参加率较高、寿保参加率低;苏中参保比例低。认为政府应加大对社会保险的投入,鼓励民间机构介入,建立劳务时间银行,组织老年残疾人之间的相互照料以提高残疾人生活质量。     

毫米波宽带集成本振混频组件的研究

介绍了一种结构紧凑的一体化混合集成本振混频组件和工程设计方法。该组件由具有机械调谐功能的鳍线耿氏振荡器与采用简化鳍线一微带魔Ｔ结构制作的单平衡混频器连接构成。设计制作的工程样品在Ｋａ频段的测试指标为：本振工作在３５ ＧＨｚ,射频在２６．５～４０ ＧＨｚ的频率范围内变化时,组件的变频损耗为４．７～９．５ｄＢ：中频选定为１００ＭＨｚ,射频随本振在３３～３７ＧＨｚ的４ＧＨｚ机调带宽内变化时,组件的变频损耗为４．９～６．２ｄＢ。