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基于反步法的下肢外骨骼机器人控制研究

机电工程 2024年

作者：苏东海王海啸梁全郭新博王忠伟沈阳工业大学机械工程学院

针对下肢外骨骼预定轨迹的控制问题，在构建了二自由度机械腿的运动学和动力学模型的基础上，提出了一种非对称液压缸负载力、伸缩量与外骨骼转动扭矩、运动角度的转化关系，用采用反步法控制下肢外骨骼系统的运动轨迹。首先，采用D-H... 详细信息

针对下肢外骨骼预定轨迹的控制问题，在构建了二自由度机械腿的运动学和动力学模型的基础上，提出了一种非对称液压缸负载力、伸缩量与外骨骼转动扭矩、运动角度的转化关系，用采用反步法控制下肢外骨骼系统的运动轨迹。首先，采用D-H法建立了二自由度下肢外骨骼系统的运动学模型，研究了外骨骼末端执行器关节速度的变化关系，并利用拉格朗日动力学方程推导了外骨骼动力学的数学模型；然后，使用了液压缸负载力控制为机械腿运动提供了相应的扭矩，进而控制了下肢外骨骼的运动姿态；其次，针对下肢外骨骼运动时的高精度要求，利用反步法控制理论，建立了阀控非对称缸系统结合下肢外骨骼动力学系统整体的状态空间方程，利用下肢外骨骼液压伺服系统控制了下肢外骨骼进行了预定轨迹运动；最后，对AMESim软件与Visual Studio软件进行了联合仿真，对比分析了PID控制与反步法控制的精度问题。研究结果表明：针对下肢外骨骼预定轨迹控制，反步法控制误差最大值为2°，对比传统PID控制，误差降低了67%；设计的反步法控制器对于下肢外骨骼具有良好的控制精度。

关键词：电液伺服系统非对称液压缸反步法控制下肢外骨骼系统状态空间方程 D-H法 AMESim 控制精度

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基于响应面法的螺栓拉伸器缸体优化设计

重型机械 2024年第1期 82-88页

作者：郭新博苏东海王海啸齐宇轩沈阳工业大学机械工程学院辽宁沈阳110870

螺栓拉伸器是大尺寸螺栓预紧常用的工具,其失效往往发生在缸体应力集中处。为保证其具有一定的强度,在理论设计中将其尺寸设计裕量增大来保证其安全性。这样会导致体积增大,需要对缸体进行优化设计,但使用传统方式设计费时费力。针对这... 详细信息

螺栓拉伸器是大尺寸螺栓预紧常用的工具,其失效往往发生在缸体应力集中处。为保证其具有一定的强度,在理论设计中将其尺寸设计裕量增大来保证其安全性。这样会导致体积增大,需要对缸体进行优化设计,但使用传统方式设计费时费力。针对这个问题构建缸体三维模型并进行静力学有限元分析,再使用Solidworks和Ansys联合仿真将缸体的尺寸参数化,利用参数敏感性筛选出影响优化目标的关键参数,将其作为输入参数进行试验设计,通过最佳空间填充设计选择样本点后,使用克里格法拟合响应面,最后应用多目标优化算法求出最优解。优化结果表明,优化后的结构满足强度要求、疲劳设计要求,质量降低10.7%,还找出缸体响应面优化的最优试验方法,对螺栓拉伸器缸体轻量化设计提供一定的参考价值。

关键词：螺栓拉伸器响应面法优化设计参数敏感性

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苏东海题词

苏东海题词

百年传承创新发展：北京地区博物馆第六次学术会议

作者：苏东海北京博物馆学会

＜正＞～～

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来源： cnki会议评论

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液压支架反冲洗过滤站反冲洗性能仿真分析

沈阳工业大学学报 2022年第1期44卷 56-61页

作者：苏东海于玲沈阳工业大学机械工程学院沈阳110870 沈阳化工大学机械与动力工程学院沈阳110142

针对煤矿用支架液压系统乳化液过滤问题,开发一种可在不拆解条件下实现滤芯反向清洗的反冲洗过滤站,基于AMESim建立反冲洗过滤站的仿真模型,研究了反冲洗工况的系统压力、流量和液控主阀启闭性能,并对过滤站的反冲洗功能进行了定性试验... 详细信息

针对煤矿用支架液压系统乳化液过滤问题,开发一种可在不拆解条件下实现滤芯反向清洗的反冲洗过滤站,基于AMESim建立反冲洗过滤站的仿真模型,研究了反冲洗工况的系统压力、流量和液控主阀启闭性能,并对过滤站的反冲洗功能进行了定性试验.结果表明:反冲洗过滤站可以顺利实现反冲洗功能;反冲洗时绝大部分流量经反冲洗口排出,系统处于低压状态;负载和未反冲洗滤芯的堵塞会对反冲洗功能产生影响,负载越小,反冲洗启动换向时间越长,严重时会导致不能完全开启;未冲洗滤芯压差越大,液控主阀不能完全开启现象越严重.

关键词：反冲洗过滤液压支架负载堵塞启闭性能反冲洗时间

剪切载荷下基于接触面滑移-黏着接触状态变化的螺栓松动特性

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航空动力学报 2023年第2期38卷 453-461页

作者：王开平闫明苏东海孙自强沈阳工业大学机械工程学院沈阳110870

为研究螺栓松动特性,首先建立了带升角螺纹螺栓连接结构精细有限元模型,采用施加力矩法施加了初始预紧力,然后进行了螺栓松动特性仿真分析,提出了基于螺栓头接触面和螺纹接触面滑移-接触状态变化分析螺栓松动特性的方法,最后对该方法进... 详细信息

为研究螺栓松动特性,首先建立了带升角螺纹螺栓连接结构精细有限元模型,采用施加力矩法施加了初始预紧力,然后进行了螺栓松动特性仿真分析,提出了基于螺栓头接触面和螺纹接触面滑移-接触状态变化分析螺栓松动特性的方法,最后对该方法进行了准确性验证。结果表明:螺栓头接触面和螺纹接触面滑移-黏着接触状态变化规律能准确表征螺栓松动特性;两接触面滑移-黏着接触状态的交替变化是造成螺栓松动的主要因素,若始终存在黏着区域,螺栓松动不会发生;接触面处于滑移状态区域面积越大,增长速率越快,螺栓松动越容易发生;振幅越大、偏心距离越大,两接触面进入滑移状态的区域面积越大、速率越快,螺栓松动越容易发生;两接触面摩擦因数相差越大,螺栓松动越不容易发生,并存在一个两接触面摩擦因数匹配值范围,使螺栓松动最容易发生。

关键词：螺栓松动特性滑移-黏着接触状态影响因素仿真分析

剪切载荷下航空发动机螺栓松动行为及其临界值的数值模拟研究

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推进技术 2022年第2期43卷 37-48页

作者：王开平闫明孙自强苏东海刘海超惠安民沈阳工业大学机械工程学院辽宁沈阳110870

为研究剪切载荷下螺栓连接结构松动行为,首先建立了多种螺栓连接结构精细有限元模型,进行了全六面体网格划分,并运用Yamamoto方法和Spowith方法验证了模型的有效性,然后通过多种模型仿真对比,分阶段首次研究了不同影响因素下塑性松动期... 详细信息

为研究剪切载荷下螺栓连接结构松动行为,首先建立了多种螺栓连接结构精细有限元模型,进行了全六面体网格划分,并运用Yamamoto方法和Spowith方法验证了模型的有效性,然后通过多种模型仿真对比,分阶段首次研究了不同影响因素下塑性松动期、旋转松动期内以及整个松动期内的螺栓松动行为及其重要临界值。结果表明:剪切载荷下螺栓初始预紧应力和其材料屈服应力之比在1.32~1.44时,松动最不容易发生;存在一初始预紧力临界值,当初始预紧力小于此临界值时,松动开始于旋转松动期,反之经历整个松动期;存在两个剪切载荷幅值临界值,当大于第1临界值时,螺栓松动会发生反之不会发生,当大于第2临界值时,松动过程经历整个松动期,反之仅经历旋转松动期;剪切载荷幅值越大,螺栓松动越容易发生,松动变化速率不单调且在某一幅值处发生突变;一定区间内,存在一个螺纹啮合面间摩擦系数范围使得松动最难发生;偏心距离越大,松动越容易发生。

关键词：剪切载荷螺栓连接结构松动行为临界值影响因素数值模拟

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情境体验式教学在高中地理教学中的应用

新课程研究 2023年第18期 111-113页

作者：苏东海贵州省铜仁市沿河土家族自治县第三高级中学

高中地理学习具有指向性，教师要激发学生的学习兴趣，并帮助学生在已有的认知思维体系下学习新知识，通过情境创设让学生在主题内容范围内进行自主探索。在高中地理教学中，教师需要在落实知识点的基础上优化教学内容，帮助学生理解学... 详细信息

高中地理学习具有指向性，教师要激发学生的学习兴趣，并帮助学生在已有的认知思维体系下学习新知识，通过情境创设让学生在主题内容范围内进行自主探索。在高中地理教学中，教师需要在落实知识点的基础上优化教学内容，帮助学生理解学科知识。文章立足情境体验式教学模式创新，探索优化高中地理教学体系的有效策略。

关键词：高中地理教学情境体验教育创新

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汽车风阻系数灵敏度分析方法研究

汽车工程 2021年第9期43卷 1336-1342,1349页

作者：郑鑫苏东海沈阳工业大学机械工程学院沈阳110870 华晨汽车工程研究院沈阳110141

通过对风阻系数敏感度的理论推导,寻找影响风阻系数的车身造型面关键部位,根据获得的灵敏度,采用自动变形技术,实现网格对影响风阻系数的造型面变化的自学习和自判断,最终达到汽车风阻自动优化的目的。对某款SUV风阻的灵敏度分析,验证... 详细信息

通过对风阻系数敏感度的理论推导,寻找影响风阻系数的车身造型面关键部位,根据获得的灵敏度,采用自动变形技术,实现网格对影响风阻系数的造型面变化的自学习和自判断,最终达到汽车风阻自动优化的目的。对某款SUV风阻的灵敏度分析,验证了灵敏度方法和自动变形技术在空气动力学风阻计算中应用的有效性,计算全过程无需人工介入,即可使风阻系数达到预设的目标值。

关键词：风阻系数灵敏度自动变形网格自学习自判断

小康社会目标的实现与少数民族地区生育政策的调整

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北京大学学报（哲学社会科学版） 2003年第S1期40卷 186-192页

作者：苏东海北京大学经济学院

少数民族地区人口增长快 ,生育政策宽松是一个不可忽视的重要因素。在国家颁布并开始实施《人口与计划生育法》、各地区正在制定计划生育法实施细则的关键时刻 ,对民族地区宽松的生育政策进行调整 ,应尽快列入民族地区计划生育工作的战... 详细信息

少数民族地区人口增长快 ,生育政策宽松是一个不可忽视的重要因素。在国家颁布并开始实施《人口与计划生育法》、各地区正在制定计划生育法实施细则的关键时刻 ,对民族地区宽松的生育政策进行调整 ,应尽快列入民族地区计划生育工作的战略决策之中。本文就小康社会目标与人口增长之间的关系 ,少数民族地区生育政策调整的必要性、可行性、指导思想、基本原则及主要内容进行了有益的探索。

关键词：民族地区生育政策政策调整