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多自由度欠驱动仿生机械手机构与造型设计

多自由度欠驱动仿生机械手机构与造型设计

作者：何秀芸东北大学

学位级别：硕士

由于战争、交通事故等原因,全世界的断臂、断手患者的数量日益增加,因此对假肢、假手的需求也不断的扩大。同时,在工业生产的特殊环境中,对复杂形状的物体进行自适应抓取,也需要这样的仿生机械手。但目前市场上接近真手功能的假手通常... 详细信息

由于战争、交通事故等原因,全世界的断臂、断手患者的数量日益增加,因此对假肢、假手的需求也不断的扩大。同时,在工业生产的特殊环境中,对复杂形状的物体进行自适应抓取,也需要这样的仿生机械手。但目前市场上接近真手功能的假手通常是机电结合的高科技产品,不但价格昂贵且维护费用高,不能满足广大患者的需要;而且由于人手的自由度多导致的驱动控制系统复杂的问题现在一直也没能得到很好解决。因此研究开发具有一般人手功能、便于维护而又成本较低的假手一直是研究者和工程师们的不懈追求。基于上述思路,研制了15自由度欠驱动仿生机械手。首先,利用多自由度差动驱动原理设计了5自由度差动滑轮组,放置在手掌部分,用于驱动手指运动;手指关节之间用片簧连接,构成弹性铰,并采用模块化嵌入式设计。通过差动驱动原理与弹性铰链的巧妙结合,设计的仿生机械手机构仅由一个原动力便可驱动手的15个关节进行运动,并具有对抓取物体的自适应性(原动力可由患者的上臂或上肩带动而不需要原动机)。在此基础上,本文设计了常闭和常开两种状态的仿生机械手,并对常开状态的仿生手设计了反向自锁机构对手指进行抓取控制。然后,对仿生机械手的运动驱动力以及驱动行程进行了分析,模拟了手指的运动及驱动力随时间变化的曲线。同时,应用产品形态设计理论和人机工程学原理对仿生机械手进行了造型和参数设计。并应用Solidworks三维软件对仿生机械手进行三维建模,并通过STL接口利用快速成型机制造出仿生机械手的各部分零件。最后,对零件进行装配,调试仿生机械手的运动,并应用仿生机械手对不同形状的物体进行了抓取试验。

关键词：欠驱动弹性铰自适应仿生设计快速成型制造

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考虑相关失效的管道类系统可靠性建模

中国机械工程 2008年第5期19卷 535-539页

作者：郝广波谢里阳何秀芸李莉东北大学沈阳110004

以管道、钢缆等典型的连续系统可靠性建模为背景,通过将管道类连续系统离散成若干单元(作为一个串联系统对待),应用最小次序统计量推导出了连续系统强度的概率密度函数,分析了基于最小次序统计量思想的串联系统相关失效可靠性建模。讨... 详细信息

以管道、钢缆等典型的连续系统可靠性建模为背景,通过将管道类连续系统离散成若干单元(作为一个串联系统对待),应用最小次序统计量推导出了连续系统强度的概率密度函数,分析了基于最小次序统计量思想的串联系统相关失效可靠性建模。讨论了连续系统材料强度的两种影响因素,即材料自身的不均匀性和材料质量的不稳定性,建立了管道类连续系统可靠性模型(该模型能反映单元间的失效相关性),并通过Monte Carlo方法模拟验证了所建立模型的正确性。最后,探讨了管道类连续系统的单元划分原则,并对大管道系统的失效概率进行了估算,为管道、钢缆等连续系统的可靠性设计与可靠性计算提供依据。

关键词：管道系统尺寸效应最小次序统计量相关失效强度分散性可靠性

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载荷共享并联系统疲劳累积损伤可靠性模型

东北大学学报（自然科学版） 2009年第2期30卷 262-265,278页

作者：郝广波谢里阳李莉何秀芸东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110004

针对存在载荷传递、分担的并联系统,传统的并联系统可靠性模型已不适用.为了有效处理载荷共享并联系统的可靠性问题,首先分析了并联系统的相关失效,并分步计算并联系统可靠度,应用全概率公式和Miner理论对并联系统进行了疲劳累积损伤可... 详细信息

针对存在载荷传递、分担的并联系统,传统的并联系统可靠性模型已不适用.为了有效处理载荷共享并联系统的可靠性问题,首先分析了并联系统的相关失效,并分步计算并联系统可靠度,应用全概率公式和Miner理论对并联系统进行了疲劳累积损伤可靠性建模.其次,运用Monte Carlo方法对零件寿命服从Weibull分布的并联系统可靠度进行了模拟计算,同时对零件寿命服从对数正态分布的并联系统可靠度显式计算公式进行了推导.建立了变应力作用下并联系统疲劳累积损伤可靠性模型.

关键词：载荷分担并联系统疲劳累积损伤可靠性寿命分布

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高考试题中的推广类问题浅述

数学通讯 2003年第24期 5-6页

作者：何秀芸楼可飞诸暨市草塔中学诸暨市草塔中学浙江311812

从一类对象或一个范畴的研究过渡到更广的一类对象或更广范畴上的研究,称为推广.类比是推广数学命题的一个工具.从逻辑上说,推广就是将数学命题的外延扩大,来研究它的内涵变化特点.在历年高考试题中,推广类试题曾多次出现.

关键词：高考试题等比数列数学命题对称轴方程直角三角形勾股定理三棱锥

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管道类连续系统可靠性建模方法

东北大学学报（自然科学版） 2008年第1期29卷 109-112页

作者：郝广波谢里阳何秀芸李莉东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110004

以管道这种典型的连续系统可靠性建模为背景,论述了国内外研究现状,通过将连续系统离散成单元(作为一个"串联系统"对待),应用最小次序统计量推导出系统强度的概率密度函数;分析了基于最小次序统计量思想的串联系统相关失效可靠性建模;... 详细信息

以管道这种典型的连续系统可靠性建模为背景,论述了国内外研究现状,通过将连续系统离散成单元(作为一个"串联系统"对待),应用最小次序统计量推导出系统强度的概率密度函数;分析了基于最小次序统计量思想的串联系统相关失效可靠性建模;同时讨论了连续系统材料强度的两种影响因素:材料自身的不均匀性和材料质量的不稳定性.最后建立了管道类连续系统可靠性模型,能够反映单元间的失效相关性,为管道、钢缆等连续系统的可靠性设计与可靠性计算提供依据.

关键词：管道系统最小次序统计量相关失效强度分散性可靠性

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概率与期望、方差问题

中学数学教学参考（上半月高中） 2007年第4期 43-45页

作者：楼可飞何秀芸浙江省诸暨市综合高中浙江省诸暨市草塔中学

1 考情比照2006年高考数学全国卷及各省市卷（理科）中涉及概率与期望、方差的试题统计如下表：

关键词：高考热点期望概率方差展望专题高考数学全国卷

结合正态分布变换与线面ICP的弹性激光SLAM算法

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武汉大学学报（信息科学版） 2024年第4期49卷 672-680页

作者：王彬章浙涛何秀凤河海大学地球科学与工程学院江苏南京211100

激光雷达(light detection and ranging,LiDAR)同时定位与建图(simultaneous localization and mapping,SLAM)中的位姿估计依赖于高精度和高可靠性的扫描匹配算法。针对实时LiDAR里程计与建图(LiDAR odometry and mapping in real-time,LOAM)框架中的点到线和点到面的迭代最近点算法(iterative closest point,ICP)在非结构化场景中退化的问题,提出了用于识别非结构化场景的环境特征值(environmental feature values,EFV),并根据EFV弹性地选择用正态分布变换(normal distributions transform,NDT)进行粗配准,实现了一种基于扫描匹配的弹性实时激光SLAM算法NDT-LOAM。实验结果表明,EFV可以有效区分非结构化场景,并给出了EFV阈值的调试方法。定位与建图实验分析表明,所提算法相比LOAM等经典的纯激光SLAM算法,在精度以及可靠性上均有较大提升,室外定位精度可从米级提升至分米级,在面对手持数据时也不会建图失败,能够得到全局一致性地图。因此此算法具有很好的环境适应性,丰富和发展了面向复杂环境的SLAM方法。

关键词： LiDAR SLAM 扫描匹配 NDT 线面ICP 弹性系统

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超欠驱动仿生机械手的机构设计与实验研究

机械设计 2009年第12期26卷 35-38页

作者：何秀芸李树军郝广波东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110004 Mechanical Engineering Department Heriot-Watt University

利用多自由度差动驱动原理,设计了5自由度差动驱动系统用于驱动手指5个分支的运动。应用欠驱动原理,通过在各关节处设置弹簧,约束各分支关节的运动;同时手指关节之间用片簧连接实现铰链和恢复弹簧的两种功能,构成弹性铰。在对传动机构... 详细信息

利用多自由度差动驱动原理,设计了5自由度差动驱动系统用于驱动手指5个分支的运动。应用欠驱动原理,通过在各关节处设置弹簧,约束各分支关节的运动;同时手指关节之间用片簧连接实现铰链和恢复弹簧的两种功能,构成弹性铰。在对传动机构进行分析的基础上,设计了常开状态的仿生机械手,对仿生机械手进行三维造型和模型制作,并对其进行了抓取等实验研究。研究表明,设计的仿生机械手仅由一个原动力便可驱动手的15个关节差动运动,具有对抓取物体的自适应性。

关键词：欠驱动机械手三维造型模型制作自适应

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技术进步视角的大豆竞争力比较研究

河北学刊 2024年第3期44卷 135-146页

作者：何秀荣中国农业大学经济管理学院

目前,中国大豆单产存在水平低、提升慢的突出问题,尤其是进入21世纪后的大豆技术进步国际差距在扩大,国内始终低于争地作物玉米的技术进步,从技术进步角度进一步弱化了国产大豆竞争力。为此,应以高产优先为大豆育种重点目标,以黑蒙皖川... 详细信息

目前,中国大豆单产存在水平低、提升慢的突出问题,尤其是进入21世纪后的大豆技术进步国际差距在扩大,国内始终低于争地作物玉米的技术进步,从技术进步角度进一步弱化了国产大豆竞争力。为此,应以高产优先为大豆育种重点目标,以黑蒙皖川四省区为大豆单产主攻区域,以技术、设施、制度配套为单产提升路径。

关键词：大豆竞争力单产技术进步国际比较

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