关键词： 高速精密重载机械手   建模   UG运动仿真   多领域   AMESim仿真  

摘要： 高速精密重载机械手作为重大装备制造业中最主要的工具而被广泛应用于汽车、船舶、航空、航天、大型机床、以及钢铁冶金等行业。但由于困扰机械手工作质量、性能和效率的主要因素仍然是重载情况下,机械手的定位精度、速度以及相应带来的结构优化问题。“精密”、“重载”和“高速”始终是一个矛盾的统一体,而要完美的解决这个统一体的矛盾,就必须找到影响它的因素。影响的主要因素往往不是某一方面的,而主要是来自机械手驱动系统、控制系统、传动系统和末端执行系统内部或相互之间的机-电-液等领域的众多因素,也不是众多因素的简单叠加,而是众多因素的相互作用、相互影响、共同作用的合成体。因此“高速精密重载机械手多领域建模与仿真研究”就成了当今研究的新课题。 本课题主要完成了以下研究: 第一,对高速精密重载机械手的总体、结构和驱动系统进行了相关的探讨,同时对高速精密重载机械手的动力学理论进行了研究。 第二,提出了一种用于汽车装配的高速精密重载机械手。对机械手的系统总体设计要求进行了分析,并对机械手进行了结构设计(包括零部件和总体装配)和建模,最后应用动力学的理论对这种六自由度装配机械手进行了正逆运动学分析。 第三,提出了高速精密重载手机电液多领域仿真研究理论与方法:首先对机械手进行了运动仿真,根据仿真结果分析了执行机构的速度和加速度曲线。其次应用AMESim软件对机械手的控制系统(电液方面)进行了分析和仿真;通过分析仿真结果(执行机构的位移、压力、速度和加速度曲线)得出了如下研究成果:该控制系统对机械手在行程范围内任意位置可控,能实现精确定位,且响应速度快,能取得良好的控制效果,进一步验证了所建模型的正确性和控制系统的有效性。 通过对高速精密重载机械手虚拟模型的运动分析和控制系统的仿真,验证了机械手的有关设计参数对性能、功能指标的影响规律,使其实现“高速”、“精密”和“重载”三方面的性能合理融合,从而为高速精密重载机械手性能评价技术和试验技术提供了理论依据和参考。

关键词： 惯性往复振动机械   结构动力学分析   结构优化设计  

摘要： 惯性往复振动机械应用的极为广泛,在许多行业中都有它的身影,例如矿山、冶金、粮食加工、公共交通等。目前对该类机械的设计大多仍然采用经验与简单计算相结合的方法,这样的设计方法适用于小型设备,随着生产的发展、企业规模的扩大,振动设备的大型化、自动化程度越来越高,传统设计方法已经不能满足要求。通过机构动力学和结构动力学分析,对惯性往复振动机械进行动态设计很有必要。 本文针对课题中的惯性往复振动机械进行了机构动力学分析方面的总结和结构动力学分析工作,并对结构进行了改进设计,取得了如下成果: 1.总结了目前惯性往复振动机械机构动力学方面的研究成果,得到了动载荷的计算方法或确定原则。应用拉格朗日方程建立惯性往复振动机械的数学模型,将数学模型化为状态方程形式,与电机的状态方程构成了机电耦合模型。通过对机电耦合模型进行数值求解,得出了惯性往复振动机械从启动到稳态工作过程中的振动曲线和所受的载荷情况,为进行结构动力学分析奠定了基础。 2.建立了典型惯性往复振动机械振动筛的有限元模型,通过对该模型进行模态分析和动力响应分析,得出了结构的前12阶模态和位移、应力及应变的时间历程分布,验证了结构的刚、强度,为进行结构的改进设计提供了依据。 3.在结构动力学分析的基础上,通过探求合理的结构形式及选用合适的零件材料,在保证结构刚、强度的前提下,较大的减轻了系统的质量,获得了较好的效果。 4.为惯性往复振动机械的动态设计提供了行之有效的途径,同时为相似产品的设计提供了借鉴。

关键词： binol derivatives   circular dichroism   enantioselectivity   lanthanides   NMR spectroscopy  

摘要： The ligand 3,3'-bis(diethylaminomethyl)-1,1'-bi-2-naphthol (binolam) contains an arrayed Bronsted acid-Bronsted base (BABB) system, which is responsible for the original shape of its lanthanide compounds. The solution structure of Pr. Nd and Yb compounds is solved by means of paramagnetic NMR spectroscopy and it is demonstrated that they are substantially isostructural, but with a completely new fold compared to the apparently similar heterobimetallic systems based on 1,1'-bis(2-naphthol) (binol) and alkali cations. The aromatic nuclei lie in a region equatorial with respect to the C-3 symmetry axis, whereas the alkylamine chain stretches almost parallel to C-3, above (and below) Ln(3+). This is also found in the crystal structure of the binolamo-scandium complex. A detailed study of the proton-exchange processes within the network of BABBs present in the complex is reported, which provides insight into the mechanism of the enantioselective Henry reaction promoted by these systems.

关键词： Cells  

摘要： Cell migration is fundamental to various physiological processes, including metastasis, wound healing and tissue development. The complex processes involved in cell migration;polymerization, adhesion, and retraction, are mediated by highly orchestrated structure-function interactions that occur within the actin cytoskeletal structure. Thus understanding how migrating cells regulate the global dynamics of their cytoskeletal components, which result from rather localized protein-protein interactions, is fundamental to elucidating the mechanisms of cell motility. The objective of this review is to explore the mechanical regulation of actin network dynamics in migrating cells, and to discuss its regulatory role in cell migration. Specifically, we examine the various mechanical forces involved in cell migration, and how they couple with biomechanical factors to spatiotemporally regulate the dynamics of the actin cytoskeleton during cell motility. Two aspects of actin network dynamics are addressed, namely, network turnover by polymerization and depolymerization, and network flow resulting from actomyosin activity. We begin by highlighting the fundamental features of actin network dynamics in migrating cells. We then examine the coupling relationship between actin network flow and traction forces, as well as the mechanism underlying the regulation of traction forces by actin network flow. Finally, we integrate the various motility processes into a mechanical pathway in order to elucidate the importance of mechanical regulation of actin network dynamics to cell migration. © 2010 by JSME.

关键词： 往复式机械   动力学模型   磨损故障诊断   小波分析  

摘要： 往复式机械是冶金、煤炭、建材、化工和电力等现代行业生产中的一类重要设备,其是否能够正常高效的工作,对企业的经济效益有很大的影响。因此往复式机械的故障诊断及其运行状态监测技术,已成为国内外诊断领域的一个热门研究方向。由于此类机械的设备结构和运动状态十分复杂,使用传统的故障诊断方法,具有明显的不足和弊端,需要对往复式机械的故障诊断技术进行深入的研究。 本文以往复式活塞隔膜泵为载体,从典型的故障入手进行研究。在设备运行过程中,往复式活塞隔膜泵可能发生很多种故障,但实际中比较典型常见的机械故障是：滑道磨损故障以及元件松动故障。因此本文以往复式活塞隔膜泵的滑道磨损故障为研究对象,对其主要的运动机构——曲柄滑快机构,建立碰撞——分离二状态模型,得到了磨损故障下系统的动力学微分方程,利用MATLAB中ode45对滑道磨损故障下系统的动力学微分方程进行数值求解,研究了不同参数变化时系统元件的动态响应。 从太原钢铁尖山铁矿现场采集往复式活塞隔膜泵的振动信号,利用Matlab对隔膜泵主轴的振动信号进行仿真,采用Mallat算法,运用db4小波函数对采集的振动信号进行小波分析。对于往复机械的故障诊断问题,小波分析方法能够获得较为理想的诊断效果。

摘要： A fundamental yet unresolved issue in cell biology is how force regulates actin dynamics and how this biophysical regulation is modulated by biochemical signaling molecules. Here we show, by atomic force microscopy (AFM) force-clamp experiments, that tensile force regulates the kinetics of G-actin/G-actin and G-actin/F-actin interactions by decelerating dissociation at low forces (catch bonds) and accelerating dissociation at high forces (slip bonds). The catch bonds can be structurally explained by force-induced formation of new interactions between actin subunits (Steered molecular dynamics (SMD) simulations performed by Dr. Jizhong Lou, Institute of Biophysics, Chinese Academy of Sciences, Beijing, China). K113S mutation on yeast actin suppressed the actin catch-slip bonds, supporting the structural mechanism proposed by SMD simulations. Moreover, formin controlled by a RhoA-mediated auto-inhibitory module can serve as a “molecular switch”, converting the catch-slip bonds to slip-only. These results imply anisotropic stability of the actin network in cells subjected to directional forces, possibly explaining force-induced cell and actin fiber alignment controlled by RhoA and formin. Our study suggests a molecular level crosstalk mechanism bridging the actin-mediated mechanotransduction and biochemical signal transduction pathways.

关键词： biophysics   charge transfer   molecular dynamics   quantum chemistry   semiempirical calculations  

摘要： Biomolecular simulations: Quantum mechanical molecular dynamics simulations of ubiquitin in a fully solvated environment are performed to study both the dynamics of charge transfer and polarization effects. The simulations predict realistic boundaries for protein-to-water charge transfer and reveal synchronous charging and recharging of salt bridges as well as the ability of nonpolar residues to hold large excess charge.

关键词： 机械臂   柔性关节   动力学建模   反馈线性化控制  

摘要： 建立了六自由度柔性关节机械臂的刚柔耦合动力学模型,并在该模型的基础上讨论了1P5R(1个移动关节5个旋转关节)柔性关节机械臂的反馈线性化控制问题。在系统工作空间内设计轨迹生成器,借助MATLAB,采用数值方法分别对同一路径下两种不同运动状态的轨迹进行了跟踪仿真控制。仿真结果表明:有启动和制动阶段的轨迹跟踪效果更好;关节柔性直接影响吸收弹性振动的旋转关节轴变量,柔性越大,轴变量与关节变量的角度差越大,但关节柔性对移动关节轴变量的影响很小。

关键词： 丙泊酚   芬太尼   机械通气   老年患者   血液动力学  

摘要： 目的观察联合应用丙泊酚和芬太尼对ICU中老年机械通气患者血液动力学的影响。方法30例入住ICU老年机械通气患者随机分为丙泊酚复合芬太尼组（P＋F组，n=15）和丙泊酚组（n=15），P＋F组持续静脉泵入芬太尼和丙泊酚，丙泊酚组持续泵入丙泊酚。根据Ramsay评分标准调整镇静药物用量。记录镇静后0、12、24、48h两组患者的平均动脉压（MAP）、HR、心指数（CI）、每搏指数（SI）、心加速指数（ACI）、外周血管阻力指数（SVRI）的变化。结果镇静治疗后，两组患者MAP、HR变化不明显。用药12h后，P＋F组SVRI、丙泊酚组CI、SI、ACI较镇静前均明显降低（P〈0．05），P＋F组SVRI、丙泊酚组cI、SI、ACI降低较对应组更为明显（P〈0．05），用药24h后，丙泊酚组SI、ACI仍低于镇静前（P〈0．05），且低于P＋F组（P〈0．05）。应用镇静48h，P＋F组丙泊酚总用量明显少于丙泊酚组（P〈0．05）。结论与单用丙泊酚镇静相比，丙泊酚复合芬太尼对机械通气的老年患者的血液动力学影响更小，丙泊酚用量更少。

关键词： 《日本经济新闻》   混合动力系统   工程机械车辆   三菱重工   乘用车   效率比   燃油  

摘要： 在日本，继普通乘用车之后，工程机械车辆也出现引进混合动力车型的新趋势。据《日本经济新闻》报道，三菱重工2009年10月将推出自主开发的混合动力叉车，其燃油效率比普通车高4成。