面向在轨服务的舱段间机电连接接口研究

针对在轨服务任务中的在轨舱段对接与更换任务,介绍了采用模块化设计理念的一种合作卫星舱段间新型机电连接接口方案设计,用Adams软件对接口容差进行动力学仿真分析.结果表明:该新型机电连接接口具有一定捕获及容差能力,能够达到位置容差±50 mm、角度容差±7°的容差范围,满足了容差指标要求.     

基于康复训练中力信号的人体参与度建模

设计一种基于人机接触力的人体主动参与程度评估模型,用于康复机器人应用中的主动康复训练。通过人体的肌电信号得到肌肉活跃度,确定肌电信号与人体参与度的关系。分析这一过程中人机接触力的变化,将腿部力信号平均值以及腰部力信号方差作为模型输入,对基于肌电信号的参与度模型进行拟合,得到基于力信号的参与度模型,使用肌电信号参与度模型对力信号参与度模型进行验证,证明了该模型的有效性。该方法避免了肌电信号采集时干扰较大且准备工作繁琐等缺点,具有良好的实用性。     

基于碰撞力的谐振致动机理与试验

单侧碰撞约束的双摆是一个复杂的动力系统,有多种多样的运动形式。对初始条件为接触的单侧碰撞约束双摆在正弦激励下的运动特性进行研究时发现,当激励频率与系统特性匹配时,只需很小的激励双摆的末端就会与约束分离,从而进入碰撞振动状态,且此时双摆每次与约束碰撞产生的切向冲量的概率分布具有不变性,即碰撞力具有驱动效果。根据这种特性提出一种基于碰撞力的谐振致动机理。基于该致动机理,模拟双摆的力学特性,设计谐振式驱动足,并研制移动机构样机。通过试验证明谐振足与地面约束的碰撞力具有驱动效果,在幅值为10V的正弦激励下,样机的移动速度可达172mm/s。基于碰撞力的谐振致动机理具有结构简单、易于实现、运动速度快的优点,可以很好地适应微小型移动机器人的需求。     

Absorption of Low Concentration Sulfur Dioxide Using Liquid-containing Microporous Membrane

The absorption of low concentration SO2 in flue gas by using the module of liquid-containing microporous membrane which is made up of hollow fiber and citric acid-sodium citrate buffer solution was investigated. The absorption efficiency of hydrophilic and hydrophobic membranes by using the concept of dynamic contact angle was mainly studied. The influences on absorption efficiency from absorption time, flowrate of gas phase, SO2 concentration of gas phase, air pressure, citrate concentration, pH value of solution as well as the generation of sulfate radical in absorption solution were examined. The results indicate that the hydrophobic hollow fiber membrane is better than hydrophilic membrane, the absorption efficiency decreases with increasing absorption time, gas phase flowrate, gas phase SO2 concentration and air pressure, the absorption rate and capacity of SO2 can be improved by increasing the citrate concentration, the absorption efficiency can be improved by increasing the pH value of citrate solution, the concentration of SO42- in absorption solution increases linearly with the absorption time at a rate around 0.192 g/(L×h).     

欠驱动异构式下肢康复机器人动力学分析及参数优化

针对现有外骨骼机器人人机自由度不匹配和关节对中性差的问题,提出欠驱动下肢康复机器人. 欠驱动机器人只有4个直线驱动,驱动的直线运动通过推杆和人机连接机构转化为人下肢在矢状面内的屈伸运动,带动人体进行步态康复训练. 建立机器人系统的人机耦合模型,进行模型的动力学分析,对人机耦合模型中影响动力学结果的参数进行分析,建立驱动力与肢体推动力之间的关系模型,并以推力系数最大为目标进行参数分析与优化,得到最佳的结构参数. 根据优化后的结构参数搭建康复机器人实验系统,对髋、膝关节驱动力与角度进行对比. 实验结果表明最大髋关节角度误差为2.9°,最大膝关节角度误差为6.4°,最大误差均约为9%,验证了动力学模型和参数优化结果的正确性.     

一种单构件双运动机理微小型机器人移动机构

传统微小型机器人的移动机构难以同时满足对高移动速度和高分辨力的需求,而宏微双重移动机构通 常存在结构复杂的缺点．针对这一问题,提出一种单构件双运动机理移动机构．该机构具有双重运动机理,即非谐 振条件下的粘滑运动机理和谐振条件下的碰撞运动机理,分别用于实现较高的运动分辨力和较高的运动速度．实验 结果表明,原理样机在前进与后退方向的运动分辨力分别可以达到0.896 mm 和0.456 mm,在10V 电压驱动下运动 速度可达172 mm/s．该机构结构简单,易于微小型化与批量制造,同时具有较高的运动速度与运动分辨力,可以提 高微小型机器人的运动性能．     

谐振式微型管道机器人设计与实验

针对直径在18~30 mm范围内的细小管道难以检测的问题,提出一种微型机器人。该机器人采用谐振原理驱动,简化了传动机构。由微型电机带动偏心轮旋转作为激励源,建立了机器人在管道壁约束下的数学模型,求解机器人柔性足与管壁碰撞产生的角加速度和接触点位置,分析了机器人的运动机理。研制机器人样机,并搭建管道试验环境,进行速度和牵引力测试实验。最小样机尺寸15 mm×15 mm×22 mm,由实验结果得出:样机在8 V电压下,速度最高可达到68.29 mm/s,功耗约为0.15 W,最大爬坡角度30°。     

结肠镜机器人结构设计与通过性研究

连续体型机器人具有弯曲性能优良、对管腔类非结构环境适应能力强的优点.为了研制一种可用于结肠疾病检查的医疗机器人,分析了连续体型机器人的仿生原理,设计了一种采用多关节段连续体型结构的结肠镜机器人.根据结肠解剖学结构特征建立了成人结肠模型,提出了一种基于端点重合思想的连续体型机器人运动控制策略及其在三维结肠模型中的实现方法,并基于机器人结构、结肠模型和控制策略对机器人在肠腔内的运动进行了可视化仿真分析,验证了连续体型结肠镜机器人结构设计的合理性以及在结肠肠腔内的通过能力.本文的研究为结肠镜机器人的后续研究奠定了基础,对连续体型机器人在管道环境内的运动控制也具有一定参考意义.     

中空纤维膜吸收烟气二氧化硫

本文综述了国内外用膜吸收法治理烟气二氧化硫的研究现状,对采用中空纤维膜吸收过程中的膜组件操作方式、吸收剂、膜材料以及工艺参数的选择进行了介绍,并应用双膜理论对中空纤维膜吸收二氧化硫过程中的各分传质系数和总传质系数进行了推导,初步探讨了建立膜吸收过程数学模型的方法。