关键词： 重载液压机械臂   动力学建模   确定系数  

摘要： 针对七自由度重载液压机械臂,建立精确、高效的重载液压机械臂系统逆动力学模型。利用牛顿-欧拉递推法、Spong柔性关节模型和Stribeck摩擦模型建立机械臂动力学模型;利用Creo完成机械臂三维模型搭建并导入ADAMS分析计算。与试验结果对比,确定系数均大于0.6,与无摩擦纯刚体模型计算结果相比有明显提升,验证了建模方法的准确性。

关键词： 电梯   鼓式制动器   全盘式制动器   点盘式制动器   上闸结构   制动力矩   计算方法  

摘要： 介绍了电梯用鼓式制动器、全盘式制动器和点盘式制动器这3种机械摩擦式制动器的上闸结构,通过对这3种制动器进行受力分析,分别推导了它们的制动力矩的计算方法。

关键词： 俯卧位机械通气   重症肺炎   呼吸衰竭   血气分析指标   血流动力学  

摘要： 目的:研究俯卧位机械通气对重症肺炎并呼吸衰竭患者的血气分析指标以及血流动力学指标的影响效果.方法:选择80例重症肺炎并呼吸衰竭患者,随机分成两组,对照组患者通过仰卧位机械通气治疗,观察组患者通过俯卧位机械通气治疗,比较两组患者的治疗前后的血气分析指标(SpO2(血氧饱和度)、PaO2/FiO2(氧合指数));治疗前后的血流动力学指标(HR(心率)、MAP(平均动脉压)、CVP(中心静脉压));治疗前后的CPIS评分(体温、白细胞计数、气管分泌物、氧合情况、气管吸取物培养、X线胸片、肺部浸润影的进展情况)

关键词： 机械动力设备   设备检修   1+X模式  

摘要： 铁路设备管理是铁路企业管理的重要组成部分,随着铁路政企分开、政事分开、事企分开的各项改革进程的不断深化,为顺应时代潮流,必须创新设备管理思想,探索科学管理理念,从观念创新、制度创新、管理创新方面对传统的设备管理进行改革.当前,在市场经济体制的管理方式下,如何做好设备检修工作,如何保障设备的正常运转、降低故障率、缩短故障维修周期,这些问题正摆在每一名设备管理人员的面前.本文从机械动力设备技术管理角度,针对设备检修工作的技术问题提出"1+X"模式,并对该模式下的工作机制进行分析探讨,以期为相关人员提供参考.

关键词： 急性脑梗死   术前双重抗血小板   Solumbra机械取栓   神经功能   血流动力学  

摘要： 目的探讨术前双重抗血小板治疗对Solumbra机械取栓急性脑梗死患者神经功能及血流动力学的影响。方法选取2021-01—2022-05首都医科大学附属北京地坛医院收治的急性脑梗死患者84例为研究对象,对照组和观察组患者各42例。对照组患者术前给予阿司匹林抗血小板治疗,观察组患者术前给予双重抗血小板治疗(阿司匹林联合阿加曲班)。2组患者均采用Solumbra机械取栓,对比2组患者NIHSS评分、日常生活质量评分(Barthel指数)、临床治疗效果、血管再通情况、脑血流动力学指标[脑血管外周阻力(R)、平均血流量(Qmean)和平均血流速度(Vmean)]、神经功能指标[神经元特异性稀醇化酶(NSE)、脑特异性蛋白(S100B)、基质细胞衍生因子-1(SDF-1)、视锥蛋白样蛋白-1(VILIP-1)]。结果治疗7 d、治疗30 d后组内比较,观察组NIHSS评分低于对照组、Barthel指数评分高于对照组(P<0.05)。观察组总有效率、血管再通率较对照组高(P<0.05)。治疗后观察组R低于对照组(P<0.05),Qmean和Vmean高于对照组(P<0.05)。治疗后观察组NSE、S100B和VILIP-1低于对照组(P<0.05),SDF-1高于对照组(P<0.05)。结论术前双重抗血小板能够提高急性脑梗死患者的神经功能及日常生活能力,改善血流动力学,具有较高的临床价值。

关键词： 重型机械   控制实验室   重点实验室   燕山大学   固定研究人员   流体动力传输   机械工业   河北省  

摘要： 燕山大学重型机械流体动力传输与控制实验室的前身为东北重型机械学院液压实验室,始建于1977年。2005年,实验室成为河北省重型机械流体动力传输与控制重点实验室,2006年成为国防重点学科实验室,2007年成为机械工业流体动力传输技术重点实验室。实验室现有固定研究人员34名.

关键词： 家具   喷涂机   机械臂   动力学  

摘要： 目前对于具有复杂形状的立体木质家具喷涂作业主要通过人工喷涂完成,存在喷涂质量不稳定和漆膜一致性差等问题,为了改善上述问题,设计了一款新型木质家具喷漆机。对喷漆机的总体结构和关键部件进行了设计,通过计算分析确定了大臂采用五个旋转关节的结构及大臂尺寸,并利用动力学仿真对机械臂的工作力矩进行分析,结果得出设计的机械臂满足工作要求。

关键词： 柔性机械臂   非线性系统动力学建模   轨迹规划   自适应位置控制   残余振动抑制  

摘要： 聚变堆内部空间有限,同时存在高温、强辐射等危险因素,传统的人工维护方式受到限制,机械臂进行维护变得尤为重要。然而,机械臂通常采用长悬臂结构以适应聚变堆有限的窗口尺寸和腔内操作空间,导致在自重和负载的作用下,不可避免地会出现一定程度的柔性变形,进而影响系统的工作精度和维护效率。针对上述问题,本文以典型柔性机械臂为研究对象,开展了系统动力学建模和位置控制策略的研究,主要内容如下:(1)基于多体系统的传递矩阵和Lagrange方程,建立了柔性机械臂的高效动力学传递方程,并将其拓展应用于系统控制策略的研究。通过浮动坐标法和有限元模态综合技术,建立了系统运动学模型;并在此基础上利用“化整为零”的思想以及系统各组件状态矢量之间的线性关系,分别推导了柔性杆件、刚性杆件以及转动关节的动力学传递矩阵;然后结合系统的拓扑关系得出了整体动力学传递方程。最后通过与经典Lagrange方程进行对比,验证了所提的方法有效性。该方法具有程式化程度高、可扩展性强和计算效率高等优点,为后续聚变堆维护机械臂的动态性能分析和结构设计提供了理论依据。(2)利用系统动力学模型和径向基函数的优点,提出了一种用于控制柔性机械臂残余振动的关节插值离散轨迹规划方法。该方法将五次多项式函数作为系统的关节基本轨迹,利用具有无限平滑性的径向基函数对基本轨迹进行分段插值,以得到待优化的浮动插值点,从而将轨迹规划问题转化为优化问题。然后提出一种基于模拟退火策略的混合粒子群优化算法对上述优化问题进行求解,得到能够有效抑制残余振动的关节轨迹函数。最后通过多组数值模拟验证了该方法的有效性。所提出的方法无需对机械臂结构进行任何改变或添加外部装置,在聚变堆维护中具有重要的研究和应用价值。(3)针对分段离散插值轨迹不连续和系统不确定性等问题,提出了一种基于关节连续轨迹规划和扩展状态观测器的柔性机械臂无模型控制策略。由于柔性机械臂的振动相较于大范围刚体运动来说属于高频运动,因此首先将系统的位置控制问题拆解为抑制振动的轨迹规划和跟踪轨迹的运动控制。然后提出一种基于关节加速度约束和动力学模型的轨迹规划方法,并利用改进的粒子群优化算法求解振动抑制的最优轨迹,并将其作为轨迹跟踪控制的期望输入;此外,利用零空间法缩并系统动力学模型,用以建立系统状态空间方程。在此基础上,提出了一种基于扩张状态观测器的模糊自整定PD控制策略,在考虑系统不确定性或干扰的情况下实现轨迹跟踪。(4)提出了一种基于模糊逼近技术的自适应控制策略,旨在实现系统在外部干扰下的快速位置控制,以及进一步提高控制精度和鲁棒性。首先,将蚁群算法用于系统关节轨迹的优化,并将所得轨迹用作控制器的前馈期望输入。然后考虑系统受到不确定性或干扰的情况,提出了一种基于模糊逼近技术和反步控制的自适应轨迹跟踪控制策略;同时通过构造Lyapunov函数证明了控制系统的稳定性。所提出的控制策略避免了对模型准确性的依赖,且结构简单、抑振效果好,能够更快速地实现高精度位置控制。(5)为应对柔性机械臂在工作过程中受到未知有界干扰的情况,提出了一种基于非线性干扰观测器的柔性机械臂位置控制策略。首先,通过构造余弦优化轨迹作为控制器的前馈期望输入,然后建立滑模自适应率下的反步控制策略和非线性干扰观测器,以便实现对未知有界干扰的实时估计和补偿,提高系统的控制精度和鲁棒性。

关键词： 刚柔耦合机械臂   动力学建模   轨迹跟踪   反馈控制   模型预测控制  

摘要： 空间机械臂能够适应恶劣的太空环境并协助宇航员从事高强度、高重复性的空间任务,因此在航天器在轨服务等领域具有广泛的应用。与传统的刚性机械臂相比,柔性机械臂重量轻、能耗少、发射成本低,得到了世界各航天强国的高度重视。然而,柔性机械臂在搬运负载并快速运动时,容易产生弹性变形。太空环境没有空气阻力,弹性变形在长时间内难以消除,容易影响控制精度、引起系统共振,因此研究柔性机械臂的轨迹跟踪问题具有广泛的应用前景。本文以空间刚柔耦合机械臂搬运负载为任务背景,针对其动力学建模与轨迹跟踪问题进行了深入研究,具体研究内容如下: 首先,本文利用假设模态法描述柔性连杆的弹性变形,并基于拉格朗日方程建立空间刚柔耦合机械臂的动力学模型。针对柔性连杆高速运动时,柔性连杆的变形将发散至无穷大的情况,本文在建模过程中额外考虑纵向变形和非线性耦合项对机械臂动力学方程的影响,并基于Adams软件建立虚拟机械臂系统。仿真实验结果与数值仿真结果吻合,验证了本文所建立的空间刚柔耦合机械臂动力学模型的准确性。 其次,针对机械臂系统存在外部干扰的情况,本文采用一种基于闭环反馈的控制方法对空间刚柔耦合机械臂进行轨迹跟踪。机械臂的动力学模型是高度非线性的,不易于控制器的设计。并且,柔性连杆末端的位置受到弹性变形的影响,增加了机械臂轨迹跟踪问题的复杂度。本文设计了一种基于事件触发机制的解耦闭环反馈控制器。该方法离线设计开环标称轨迹,并且在线设计线性二次型高斯控制器,可有效减少在线计算时间。通过仿真实验验证所采用的方法能够使机械臂跟踪期望轨迹。 最后,针对机械臂系统存在建模误差、模型不确定性以及未知干扰的情况,本文采用一种基于数据驱动的控制方法对空间刚柔耦合机械臂进行轨迹跟踪。由于基于闭环反馈的控制策略对模型精确度要求较高,而实际系统特性及参数与地面测试存在差异,机械臂的在轨参数可能是不准确或者未知的,机械臂的在轨控制也会受到影响。因此,本文采用一种基于数据驱动的模型预测控制方法,使用神经网络学习模型误差和未知干扰,得到误差模型,结合模型预测控制实现在线控制器设计。仿真结果表明,所设计的神经网络具有一定的鲁棒性,该方法能够有效控制空间刚柔耦合机械臂跟踪期望轨迹。

关键词： 分段光滑系统   延拓打靶法   周期吸引子   Floquet乘子   分岔  

摘要： 近年来,非光滑动力系统以其在日常生活中的普遍性和在实际工程领域的重要性,引起了诸多学者和工程技术人员的关注。碰撞系统作为非光滑动力系统的典型代表,广泛存在于机械工程领域。由于碰撞、黏滞和擦边等因素引起的非线性和奇异性问题使碰撞系统呈现复杂的动力学行为,并对系统的使用效率和性能等产生重要的影响。因此,碰撞系统的动力学研究具有重要的工程应用价值。首先考虑工程实际中存在的含预紧弹簧机械碰撞系统的简化力学模型,构建由光滑流映射和不连续映射复合的Poincaré映射,给出Floquet乘子计算的数值方法。数值仿真系统在两参数平面的周期吸引子模式及其参数域,结合Runge-kutta法、打靶法、延续法和胞映射法研究周期1吸引子的稳定性与演化规律以及不连续擦边分岔、擦边和周期倍化诱导的分岔、鞍结型和亚临界周期倍化分岔、激变等不连续分岔行为,揭示迟滞域和亚谐包含域的形成机理。当预压量不等于0时,1–m吸引子的不连续擦边分岔可产生Uk–（km+1）吸引子序列,从而在相邻1–m与1–（m+1）吸引子的转迁过程中产生迟滞域和亚谐包含域,亚谐包含域内周期吸引子的主要模式为k–（km+1）(k=2,3,4,…)。当预压量等于0时,1–m吸引子的擦边分岔是连续的,但是擦边诱导的鞍结分岔或周期倍化分岔在相邻1–m吸引子的转迁过程中形成迟滞域或亚谐包含域。亚谐包含域SIRm内亚谐周期吸引子的主要模式为2–（2m+1）和2–2（m+1）。在周期倍化分岔的微小邻域内,鞍结分岔使系统终态发生跳跃,周期倍化分岔表现出亚临界特征,我们把这一分岔过程称为鞍结型周期倍化分岔。不连续擦边分岔、亚临界周期倍化分岔和鞍结型周期倍化分岔在相邻吸引子的转迁中引起多吸引子共存。当周期吸引子与混沌共存时,混沌吸引子经边界激变消失。然后,考虑单自由度含间隙弹性碰撞振动系统,给出Floquet乘子计算的数值方法。数值仿真系统在两参数平面的周期吸引子模式及其参数域,结合相图、Poincaré映射图、Floquet特征值乘子分析相邻周期1吸引子经迟滞域和亚谐包含域转迁的分岔特点。结果表明,相邻周期1吸引子的转迁可以通过擦边分岔直接转迁,也可以通过由擦边诱导的鞍结分岔或周期倍化分岔经迟滞域或亚谐包含域转迁。弹性碰撞振动系统具有非常丰富的动力学。本文以新的视角发现了许多复杂的新现象,研究结果能够为工程实际弹性碰撞振动系统的参数设计与选择提供参考。通过两参数动力学以及共存吸引子的全局动力学分析可以实现系统的动态优化设计,使系统在更大的参数空间呈现期望的吸引子模式。