连续变刚度仿生驱动关节的设计与建模分析

机器人仿生关节刚度连续变化功能的设计与控制是柔性驱动技术的难点问题。提出一种可连续变刚度的仿生驱动关节,该关节采用变力臂方式实现从低刚度到高刚度的连续变化,仿生驱动关节主副电机功率比大、结构紧凑。为了分析该仿生驱动关节的弹性变形与负载之间的刚度变化关系,建立有负载条件下的静力学方程,通过数值计算模拟得到关节刚度与主副电机的角度关系,并对仿生驱动关节进行力矩跟踪、阶跃响应和刚度跟踪3种实验。实验结果表明,新设计的变刚度驱动关节在16 N·m的正弦输出力矩下,最大误差为1.23 N·m,方差为0.19 N·m,最大误差占总幅值的7.7%;在刚度跟踪为0.4～1.6 N·m/(°)范围内、输出扭转角为5°时,误差最大为0.09 N·m/(°),占总均值刚度的9.0%。     

用于四足机器人的并联弹性腿足关节设计与优化

为了提升四足机器人腿足的运动性能,设计一种具有并联弹性驱动器(Parallel Elastic Actuator, PEA)的腿足关节,通过模仿四足动物的肌腱作用原理,将拉簧并联在小腿连杆和大腿连杆之间,在膝关节处实现了并联弹性驱动,具有尺寸小、质量和惯量低的特点。建立了PEA膝关节的动力学模型,并借助该模型,在预设跟踪任务轨迹下,综合考虑峰值力矩、峰值功率和能量利用率,对拉簧的刚度系数进行多目标优化,得到全局最优的拉簧刚度为5 510 N/m。为了对比本PEA关节与电机直驱关节的性能,从仿真和实验两个方面进行验证。利用Gazebo机器人仿真环境,使用带有刚度的滑动副来实现PEA拉簧的效果,通过物理引擎模拟获取关节电机的输出力矩、输出功率、机械能耗;搭建PEA膝关节实验平台开展样机实验,获取膝关节电机的电源输入参数,如输入电流、输入功率、电源能耗。实验结果表明：PEA对比电机直驱关节,在0.5～2.0 s的轨迹周期下,电机输出方面可以减少峰值力矩40%～79%、峰值功率52%～89%和机械能损耗40%～89%,电机输入方面可以减少峰值电流46%～77%、峰值电功率43%～76%和电能损...     

一种简易无线充电系统的设计

随着科技水平的不断发展与进步,手机、平板电脑以及笔记本等电子设备的更新速度越来越快,能量来源也是其发展过程中很重要的一部分,传统充电方式的缺点也更加明显,这种充电方式已逐渐被人们所摒弃,所需要的就是一种可应用于电子设备的无线充电技术。设计了一种基于磁耦合谐振原理的无线充电技术,包括变压、整流滤波、稳压、PWM、发射和接收6个部分,实现了能够在几厘米的范围内进行电能传输并获得比较稳定的电压,具有能量传输效果好、成本低、实现简单、安全可靠、适用对象广等特点。     

地埋管地源热泵系统冬季运行试验研究

介绍了地源热泵试验装置及测试装置的建设过程与冬季运行试验.分析了冬季地源热泵试验的有关数据.得到热泵运行前后土壤不同深度温度,地下5m以下土壤初始温度基本稳定在15.5～17.5℃,启动2h后地下50m土壤温度由运行前的17.2℃下降为12℃左右.地下土壤温度的恢复比开机运行时温度降低速度要慢.进出地下埋管的水温分别为6～8℃和9～11℃,温差一般为2～5.5℃.热泵供水温度为43～48℃,回水温度一般在39～43℃之间.温差一般为2～4℃.单位管长换热量在25～45W/m之间.机组平均COP为4.0,系统平均COP为2.3.     

武汉市部分三甲医院建筑能耗分析

医院建筑能耗较大,分析其能耗状况、构成及影响因素对节能工作有积极意义。选取武汉市部分三级甲等医院作为研究对象,调查获取了各医院的能耗数据,分析了各医院的能耗特点,并分析了建筑能耗与建筑面积、住院床位数和门诊人数的关系,得到建筑能耗关于建筑面积与床位数的线性回归方程及各因素对建筑能耗影响程度,对医院建筑能耗评价指标提出建议。     

岩土热物性测试若干问题探讨

针对目前在地源热泵岩土热物性测试领域存在的不规范现象,在研究与实践基础上,对测试参数、数据处理、功率、单位延米换热量的获得方法、测试工况等问题进行讨论,并提出相关建议。     

大型面天线的瞬态风荷分析

在ANSYS环境中,首先建立了某35m口径抛物面天线的有限元模型;然后详细介绍了天线在脉动风荷作用下的动力学分析方法;最后计算分析了天线处于指平姿态下,在自重和平均风速为20m/s的脉动风载下的变形,并给出了分析结果;验证了基于ANSYS二次开发、MATLAB编程结合有限元法的分析方法的实用性。     

一种基于PID的实时控制与调度协同设计方法

针对实时控制领域中由于资源共享引起的控制系统性能下降问题，提出一种对延迟和抖动进行补偿的协同设计方法．讨论了协同设计中的周期分配问题，对一些变结构任务或混杂任务，采用任务周期动态调整的方法以适应其最坏执行时间的变化，并通过查询宏周期实例表，改进PID算法对延迟和抖动进行补偿．     

基于工程理念的“模拟电子技术”课程教学

“模拟电子技术”是电子信息类各专业必修的基础平台课程。为了提高学生的工程素养和实践能力,本文就如何基于工程理念展开教学,从课程教材编写、教学模式及考核方式等方面进行了切实可行的改革。     

一种实时Agent的实现模型

如何在对实时性要求较高的场合中运用Agent技术,是目前Agent技术研究中一个很关键的问题。论文主要运用实例库技术来对项目中原有的Agent模型进行改进,提出了一个改进后的实时Agent模型。