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基于自制触觉感知器的人机安全协同控制研究

基于自制触觉感知器的人机安全协同控制研究

作者：刘乐康烟台大学

学位级别：硕士

随着机器人工作环境和任务需求的日益复杂化,确保机器人与外界环境之间的工作安全性已成为焦点,机器人的触觉感知在这一安全性问题中扮演关键角色。通过触觉接触,机器人能够直接获取与之接触的外部环境的物理信息,并直接影响其人机交互... 详细信息

随着机器人工作环境和任务需求的日益复杂化,确保机器人与外界环境之间的工作安全性已成为焦点,机器人的触觉感知在这一安全性问题中扮演关键角色。通过触觉接触,机器人能够直接获取与之接触的外部环境的物理信息,并直接影响其人机交互的安全性和运动决策。电阻抗层析成像(Electrical Impedance Tomography,EIT)是一种非侵入式的电生物学成像技术,能够通过少量边界电压数据计算敏感场域内部的电导率分布。其具备无辐射、低成本和实时性强等优势,在机器人的大面积“电子皮肤”触觉感知应用上具有显著优势。本文依托于国家重点研发计划智能机器人专项的“人-机器人智能融合技术”,立足于智能机器人具身触觉感知与学习的基础理论与关键技术,将基于电阻抗层析成像技术的机器人触觉感知作为主要研究方向,主要研究内容概括如下:(1)设计和制造了一种基于电阻抗层析成像的触觉感知器系统,用于实现智能机器人对于外部环境的触觉感知功能。首先根据压阻式原理完成二维和三维触觉感知器的制备,其次完成了硬件数据处理系统的搭建,然后完成了软件图像重构系统的设计,最后进行了多样性的实验验证。实验结果证明了该系统的有效性,该触觉感知器系统能够有效地覆盖于智能机器人身体的各个部位形成“电子皮肤”,有效地实现对外部障碍物刺激的感知功能,并实时完成触觉图像的重构,为后续的人机安全协同控制系统的研究奠定了坚实基础。(2)提出了一种基于自适应优化电流驱动的触觉感知方法,旨在应对大面积触觉感知器在空间分辨率和响应灵敏度方面的挑战。该方法专注于解决在大面积的触觉感知应用场景中内部位置空间分辨率不足的问题,它由一个全局扫描模式和五个局部优化模式组成。在全局扫描模式下,该方法利用少量边界电极对外部触觉刺激进行快速扫描和成像,并根据外部刺激的位置自适应地选择不同的局部优化模式,以实现对局部刺激位置的电流密度最大化。实验结果表明,该方法能够在不增加测量和计算时间的情况下显著改善大面积触觉感知器的空间分辨率。(3)实现了一种基于触觉感知的人机安全协同控制系统与虚拟障碍物空间模型构建方法,旨在促进更为安全高效的人机协作。针对机器人在变化复杂的非结构化环境中与外界的交互安全性问题,围绕UR5机械臂设计了由人机通信模块、指令解析模块、视觉定位模块、触觉感知模块和机械臂控制模块组成的人机安全协同控制系统。同时,提出了一种根据触觉反馈信息构建虚拟障碍物空间模型的方法,用于真实空间中障碍物的映射,以实现机械臂在重复任务执行过程中的自主路径规划和主动避障。实验结果证明了所提出的人机安全协同控制系统及空间建模方法的有效性。

关键词：电阻抗层析成像触觉感知图像重构人机交互

大学生情绪智力、外语愉悦与英语成绩的关系研究

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大学生情绪智力、外语愉悦与英语成绩的关系研究

作者：崔乐内蒙古师范大学

学位级别：硕士

基于颗粒堵塞的变刚度软体机械手设计与试验研究

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基于颗粒堵塞的变刚度软体机械手设计与试验研究

作者：林乐康烟台大学

学位级别：硕士

软体机械手相较于刚性机械手,具有安全性强、适应性高等优势,但其存在抓取力不足、姿态保持能力差和动态稳定性差等问题。因此,引入可变刚度的机构,使软体机械手能够在不同任务需求下灵活变换刚度,从而提高其抓取力和抓取稳定性具有重... 详细信息

软体机械手相较于刚性机械手,具有安全性强、适应性高等优势,但其存在抓取力不足、姿态保持能力差和动态稳定性差等问题。因此,引入可变刚度的机构,使软体机械手能够在不同任务需求下灵活变换刚度,从而提高其抓取力和抓取稳定性具有重大意义。本文对变刚度软体机械手的变刚度机理、结构设计、理论建模、仿真分析、制备工艺和抓取应用等方面展开深入研究,创新设计出一种刚度性能更优的新型颗粒堵塞变刚度软体机械手,具体研究内容和结论如下:(1)基于对人手指的仿生,对变刚度单指进行模块化设计。对驱动器模块,设计气动三段式多气腔结构,通过单轴拉伸试验和试验数据拟合建立驱动器材料Yeoh本构模型,并计算模型参数,基于分段常曲率方法和虚功原理建立描述驱动气压与弯曲角度关系的弯曲模型。对变刚度模块,针对现阶段颗粒重排对颗粒堵塞变刚度方法刚度影响较大的问题,设计球关节骨架与颗粒耦合的新型颗粒堵塞变刚度结构,并建立描述负压与刚度关系的刚度模型。(2)利用ABAQUS软件对柔性驱动器进行有限元仿真分析,以弯曲模型所提出的相关结构参数为变量,通过分析不同变量下的最大应力与弯曲角度,确定驱动器结构参数。利用分层制造的方法对驱动器进行制备,并对其进行弯曲性能测试,通过对仿真、试验与弯曲模型结果的对比,验证了弯曲模型的正确性。随后,对驱动器指尖力进行测试,得到驱动气压为100k Pa时,其指尖力为1.35N。(3)以刚度模型所提出的相关结构参数为变量,通过三点弯曲刚度测试试验,确定变刚度模块结构参数。当模块颗粒为直径4mm的玻璃颗粒,外膜为膜厚0.6mm的硅胶膜时,模块刚度达到1.849N/mm,相较于传统无球关节骨架颗粒堵塞结构提升了29.4%。将变刚度模块与驱动器模块结合制备变刚度单指,对其弯曲性能进行测试,针对高刚度与良好的弯曲性能相矛盾的问题,提出差分气压控制方法,刚度相同时使变刚度单指的弯曲角度提升了34.52%。随后,对变刚度单指指尖力进行测试,得出变刚度单指指尖力相较于无变刚度模块提升了217.7%。(4)基于Sawyer协作机器人,为变刚度软体机械手设计连接底座并进行装配。设计气路控制系统与视觉定位系统,实现机械手对目标物体的精准抓取。针对四指机械手,设置指尖抓取和环抱抓取两种抓取姿态进行最大抓取重量测试试验,得到变刚度软体机械手相较于传统软体机械手环抱抓取性能提升110.56%,指尖抓取性能提升280.2%,验证了变刚度模块对软体机械手抓取性能的提升。最后,对日常生活中常见的食物与工具进行抓取,验证了变刚度软体机械手的实用性和通用性。

关键词：软体机械手变刚度球关节骨架颗粒堵塞

全民健身背景下用户在线健身需求体系构建与分析——基于Word2Vec-IPA模型的研究

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北京体育大学学报 2024年第4期47卷 131-143页

作者：郭家欣崔乐泉郑州大学管理学院河南郑州450001 郑州大学体育学院(校本部) 河南郑州450001

精准识别并深入分析健身App用户需求,对于推动健身App发展和优化大众在线健身体验具有重要价值。基于健身App在线评论数据,运用Word2Vec模型和K-means++算法精准识别用户在线健身需求,构建在线健身需求体系,并结合IPA模型分析各需求维... 详细信息

精准识别并深入分析健身App用户需求,对于推动健身App发展和优化大众在线健身体验具有重要价值。基于健身App在线评论数据,运用Word2Vec模型和K-means++算法精准识别用户在线健身需求,构建在线健身需求体系,并结合IPA模型分析各需求维度关注度与满意度及两者间关系。结果显示,在线健身需求体系由4个维度构成:服务(基本功能属性/付费会员体验)、信息(运动数据记录/健身信息资源)、交互(社会交流互动/情感交流反馈)及技术(页面布局设计/技术设备支持)。其中,用户高度关注基本功能属性和健身信息资源且满意度较高,应采取优势保持策略;运动数据记录和设备技术支持满意度较低,但关注度较高,应重点优化;其他子维度的关注度较低,建议采取低优先改进策略。研究解决了以往用户在线健身需求研究的主观性和片面性问题,识别了市场与真实需求之间的对接不足,为在线健身产业优化方向提供了指导。

关键词：在线评论健身App Word2Vec模型 IPA模型需求体系

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汉画中“两两相当”角抵图像的考释与研究

成都体育学院学报 2024年第5期50卷 121-130页

作者：崔乐泉张红霞北京体育大学中国武术学院北京100084 山东航空学院体育学院山东滨州256600

汉画中的角抵戏,作为汉代社会生活中一类综合艺术形式的形象再现,始终是学界关注的一个重要领域。其中以“两两相当”特征呈现的角抵,因其在汉画中的多样表现形态和所蕴含的浓厚武术技击信息,已经引起了体育界及相关领域专家的关注。本... 详细信息

汉画中的角抵戏,作为汉代社会生活中一类综合艺术形式的形象再现,始终是学界关注的一个重要领域。其中以“两两相当”特征呈现的角抵,因其在汉画中的多样表现形态和所蕴含的浓厚武术技击信息,已经引起了体育界及相关领域专家的关注。本研究通过对多年来考古发掘及传世汉画中“两两相当”之角抵资料的归类整理,结合相关文献资料的分析,对角抵在汉代的发展、历史影响及其价值进行了探讨。认为,以“两两相当”为特征的两人角抵技击形式,在展示汉代社会文化的各类汉画中有着多样的形象呈现,既有两人之间的徒手角抵,亦有两人之间徒手对器械的角抵,更有两人之间互相持械的角抵。这类角抵形式的昌盛及其普及,为中华传统武术文化于汉代达成历史进程中的第一个发展高峰奠定了基础,而这类角抵形态所涉及的不同形式双人技击方式的流行,对中国古代武艺武术的演进、传承和整体发展产生了深远的影响。

关键词：汉画两两相当角抵摔跤技击

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文化传承视域下中华传统体育文化的创新表达——基于大型系列体育文化类节目《艺术里的奥林匹克》的叙事分析

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首都体育学院学报 2024年第3期36卷 237-243页

作者：崔乐泉林春北京体育大学中国武术学院北京100084 兰州理工大学甘肃兰州730050

基于对中央电视台奥林匹克频道推出的大型系列体育文化类节目——《艺术里的奥林匹克》的整体分析,结合该节目对体育文物或部分艺术作品的体育特点的叙述性解读,分析了中华传统体育文化在新时代的传承与价值转化。经分析认为,体育与艺... 详细信息

基于对中央电视台奥林匹克频道推出的大型系列体育文化类节目——《艺术里的奥林匹克》的整体分析,结合该节目对体育文物或部分艺术作品的体育特点的叙述性解读,分析了中华传统体育文化在新时代的传承与价值转化。经分析认为,体育与艺术表现方式融合后的独特叙事方式能构境出中华传统体育文化的时空图谱,不仅能传达出被叙述对象的文化层面的信息,而且还可以使受众对被叙述对象产生思考和感想;该节目通过对体育文物或艺术作品包含的中华传统体育文化元素的呈现,以唤醒文化记忆的方式,为中华优秀传统体育文化价值的创造性转化开辟了新的场域;通过对体育文物或艺术作品蕴含的中华优秀传统体育文化的解读式叙述,为中华优秀传统体育文化在从传统到现代的发展进程中实现跨越时空的传承提供了媒介平台;中国不同历史时期的体育文物或艺术品对中华传统体育文化要素的记录和描摹为建构中华民族对中华体育文化的认同奠定了基础。该节目独特的叙事方式在联通古今、以动态叙事诉说时代气韵与风骨的表达中达到了从体育文物或艺术作品发现中华传统体育文化意蕴、品读体育历史与中华体育文化精髓的目的。

关键词：奥林匹克文化传承中华传统体育文化创新表达电视节目叙事方式

考虑不确定参数的含间隙柔性机械臂非概率可靠性分析

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力学学报 2024年

作者：白争锋牛余新崔乐文赵继俊哈尔滨工业大学航天工程系哈尔滨工业大学(威海)机械工程系

由于加工制造精度以及空间环境等的影响，空间机械臂的几何参数、材料参数等特征参数的不确定性会降低机械臂系统的运动精度及可靠性。为了研究不确定参数和关节间隙对机械臂动态响应的影响，解决由于空间机械臂实验样本数据不足难以获... 详细信息

由于加工制造精度以及空间环境等的影响，空间机械臂的几何参数、材料参数等特征参数的不确定性会降低机械臂系统的运动精度及可靠性。为了研究不确定参数和关节间隙对机械臂动态响应的影响，解决由于空间机械臂实验样本数据不足难以获得精准的概率可靠性的问题。本文建立了含关节间隙和不确定参数的柔性机械臂的动力学模型和非概率可靠性计算方法，首先通过碰撞力模型和状态函数建立关节间隙数学模型，采用假设模态法描述柔性机械臂的变形，并利用Lagrange法建立含关节间隙柔性机械臂确定性动力学模型。在此基础上，考虑系统参数不确定性，将系统的不确定参数描述为区间变量，建立机械臂的不确定性动力学方程，并利用基于切比雪夫多项式的区间算法求解含区间变量的机械臂的动力学方程。针对空间机械臂的运动可靠性的问题，构建了极限状态函数，并分别建立了四种非概率可靠性指标。最后，基于提出的不确定性动力学模型和四种非概率可靠性计算方法进行仿真分析，数值仿真结果验证了所提出的动力学模型和非概率可靠性计算方法的有效性，且可能性法相比MonteCarlo方法的计算效率更高，实现了柔性机械臂的动力学响应预示与非概率可靠性分析。

关键词：机械臂关节间隙不确定性切比雪夫多项式非概率可靠性

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基于区块链技术的数字教育资源供给模式研究

教学与管理 2024年第12期 33-37页

作者：孙乐康安建强南京邮电大学教育科学与技术学院南京210000

随着信息技术的发展和教育要求的多样化,数字教育资源成为教育改革创新的重要支撑。目前,数字教育资源的供给过程中存在着诸多问题,制约了教育资源的有效利用和优化配置,而区块链技术作为一种新型的分布式数据库技术,具有去中心化,安全... 详细信息

随着信息技术的发展和教育要求的多样化,数字教育资源成为教育改革创新的重要支撑。目前,数字教育资源的供给过程中存在着诸多问题,制约了教育资源的有效利用和优化配置,而区块链技术作为一种新型的分布式数据库技术,具有去中心化,安全可信、可追溯等特点,为解决数字教育资源供给中的问题提供了新思路、新方法。从资源层、用户层、交易层、运营层四个方面构建一个更加安全、透明、高效、多元的供给体系,以期为具体的数字教育资源供给实践提供支持。

关键词：区块链数字教育资源供给侧改革

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浅谈从肝论治不寐

世界最新医学信息文摘 2019年第82期19卷 273-273页

作者：崔乐康帕力旦·吾布尔新疆乌鲁木齐市中医医院

本文从肝的生理与病理方面阐述了肝与不寐的关系,肝的主疏泄与主藏血功能失司对不寐的产生起重要作用,并与其它脏腑间有相互协调的作用,笔者跟师三年,老师运用从肝论治不寐效果显著,现将其论治思路及经验归纳如下,以资同道参考借鉴。

关键词：中医辨证论治不寐病藏象