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基于行星齿轮机构的牵引式欠驱动机械手设计

基于行星齿轮机构的牵引式欠驱动机械手设计

作者：左俊伟重庆邮电大学

学位级别：硕士

机械手作为机器人末端执行器的关键组成部分,是机器人与周围环境进行直接交互的一个重要接口,实现对物体的抓取操作。在移动机器人领域,机器人的续航时间较短,需要尽量降低各部件的能耗,而欠驱动机械手具有结构紧凑、能耗低等特点,更适... 详细信息

机械手作为机器人末端执行器的关键组成部分,是机器人与周围环境进行直接交互的一个重要接口,实现对物体的抓取操作。在移动机器人领域,机器人的续航时间较短,需要尽量降低各部件的能耗,而欠驱动机械手具有结构紧凑、能耗低等特点,更适合作为移动机器人的末端执行器。目前,机械手的应用场景越来越复杂,抓取的物体大多是柔性或脆性材料,抓取形式要么是精准的力控制抓取,要么是柔性抓取,如对鸡蛋、瓷器等非标易碎物体的抓取。由于每次抓取任务存在差异,常规机械手难以完成。而现有机械手存在以下问题:1.大多数机械手的结构部件是采用刚性金属材料,虽能通过精准的力位控制算法实现对非标物体的抓取,但其自身存在刚性大、成本高、能耗较高、控制复杂、需要高精密传感器、控制变量较多等问题,难以满足机器人在复杂环境下对非标柔脆性物体的抓取。2.气动或磁驱动等柔性机械手虽能实现够对柔性或脆性物体的抓取操作,但现有的缺陷是常规气动机械手需要独立的气泵,磁驱动机械手抓重比过小,都无法提高机械手抓取自适应性。针对上述问题,本文对现有常规刚性和柔性欠驱动机械手展开研究,致力于解决现有的缺陷,主要工作归纳如下:1.提出并设计了一种基于行星齿轮机构的牵引式欠驱动机械手,采用刚柔合并的设计模式,使其既具备刚性机械手的结构和性能特点,也具备柔性机械手的抓取性能,可应用于复杂环境下的抓取操作。2.结合力学和运动学分析,在CAD和Solid Works平台下对零部件进行设计和优化。3.设计了基于行星齿轮机构的传动系统,使其能够分配两种运动,一种用于手指的转动,实现机械手的抓取功能;另一种用于皮带轮的无限转动,通过皮带实现物体的牵引拉入功能。4.结合力学分析,提出并设计了一种阻力矩调节机构,使机械手可在一定范围内调节机械手抓取力。5.利用空间矢量调制技术,实现对伺服电机的稳定控制,提高了机械手运行的稳定性。6.根据测试需求,设计了基于虚拟仪器的欠驱动机械手测试实验平台,实现了对机械手抓取过程的控制和数据采集、数据处理和数据保存等功能。根据所设计的机械手,本文分别进行了抓取力测试实验和实物抓取实验。抓取力测试实验表明,在阻力矩调节机构的作用下,机械手能有效调节抓取力;实物抓取实验结果表明,机械手能够实现对刚性和柔性等非标物体的抓取操作,验证了机械手设计的有效性。

关键词：欠驱动机械手夹持力行星齿轮虚拟仪器

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基于行星齿轮机构的牵引式欠驱动机械手设计

机器人 2022年第6期44卷 641-648页

作者：蔡军左俊伟顾逸霏马鑫重庆邮电大学重庆400065

为实现夹持力调节和目标物体抓取功能,设计了一种基于行星齿轮机构的牵引式欠驱动机械手。该机械手采用不固定输出轴和内齿圈的行星齿轮机构来分配2种互斥的运动,一种用于手指的转动,实现机械手的夹持功能;另一种用于皮带轮的无限转动,... 详细信息

为实现夹持力调节和目标物体抓取功能,设计了一种基于行星齿轮机构的牵引式欠驱动机械手。该机械手采用不固定输出轴和内齿圈的行星齿轮机构来分配2种互斥的运动,一种用于手指的转动,实现机械手的夹持功能;另一种用于皮带轮的无限转动,通过皮带实现目标物体的拉入功能。相对于腱绳式和连杆式欠驱动机械手,这种单输入双输出形式不仅能够保持机械手的自适应性,同时还能降低机械手的耦合程度。根据行星齿轮机构的这种传动特点,设计了阻力矩调节机构,实现了机械手的夹持力调节功能。夹持力测试实验表明,在阻力矩调节机构的作用下,机械手能有效调节夹持力。抓取实验结果表明,机械手能够实现对刚性和柔性目标物体的抓取操作,验证了机械手设计的有效性。

关键词：欠驱动机械手夹持力行星齿轮

贺兰山东麓及其他产区干红葡萄酒风格特征研究

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贺兰山东麓及其他产区干红葡萄酒风格特征研究

作者：左俊伟宁夏大学

学位级别：硕士

风格体现为葡萄酒间的区别且所独有的个性,即为葡萄酒品质的重要体现。本研究以贺兰山东麓及我国其他产区的干红葡萄酒为研究对象,利用气相色谱-质谱联用(Gas Chromatography-Mass Spectrometry,GC-MS)、电子舌(Electronic Tongue,ET)... 详细信息

风格体现为葡萄酒间的区别且所独有的个性,即为葡萄酒品质的重要体现。本研究以贺兰山东麓及我国其他产区的干红葡萄酒为研究对象,利用气相色谱-质谱联用(Gas Chromatography-Mass Spectrometry,GC-MS)、电子舌(Electronic Tongue,ET)、液相色谱-质谱联用(Liquid Chromatography-Mass Spectrometry,LC-MS)、离子色谱(Ion Chromatography,IC)仪分别定性、定量出香气、口感、颜色及有机酸指标,对其进行归纳分析总结,并结合感官分析,从而鉴定出贺兰山东麓葡萄酒样风格特征,以此为贺兰山东麓及其他产区酒样风格特征提供理论支持。研究结果如下:1.贺兰山东麓产区不同品种干红葡萄酒风格特征酯、酸、醉、酚和萜烯类对酒样香气贡献最为重要;整体酒样具有果香味、花香味;桑娇维塞中丁酸乙酯、乙酸异戊醋、壬醛、辛酸乙酯最为突出,赤霞珠中乙酸异戊酿、壬醛己酸乙酯较高,具有果香、花香味,桑娇维塞与其他酒样香气差异最大,其次为赤霞珠酒样,则梅鹿辄与马瑟兰最为接近。酒样都具有较高酒石酸、乳酸含量,尤其西拉、蛇龙珠酒样中两酸含量基本持平:就主要口感物质酸度、苦味、涩味三维空间分布中,桑娇维塞、马瑟兰、西拉、梅鹿辄、品丽珠口感强度值较为接近,而赤霞珠与以上酒样具有一定的差异性。二甲花翠素-3-0-葡萄糖苷是花色苷中的主要类型,葡萄酒颜色深浅依次为马瑟兰、赤霞珠、西拉、品丽珠、梅鹿辄、蛇龙珠、黑比诺、桑娇维塞,依据其花色苷、总酚量化值、色度值对于表明颜色深浅度,也具有一定的参考价值。酒样总体体现出较深的紫红色,果香味突出、具有一定的苦涩味,口感清爽、后味中等的特点。综合评分高低依次为:赤霞珠>桑娇维塞>蛇龙珠>马瑟兰>西拉>梅鹿辄>品丽珠>黑比诺。2.不同产区赤霞珠葡萄酒的风格特征酒样果香、花香特征突出,个别酒样中体现出一定的植物味香气,其中,宁夏:果香、玫瑰花香较为突出,具有一定的香蕉味;北京:果香、草莓较为突出;新疆:香气与北京香气类似,但香气强度弱于其酒样;山东:青草味较为突出;山东产区酒样香气特征与其他产区酒样有着最大的差异,其次新疆产区与北京产区酒样香气特征最为接近。苹果酸、酒石酸、乳酸贡献度较大;宁夏与其他产区酒样有最大差异性;口感中酸、涩、苦涩味、丰厚度为主要贡献度,其酸度值强弱顺序为,山东、北京、宁夏、新疆,宁夏产区酸度值中等,苦涩味值低:强度值离散度中,新疆产区酒样离散度最大,宁夏、山东、北京酒样口感值相对集中。酒样总体体现出紫红色,二甲花翠素-3-0-葡萄糖苷为主要色素物质,其中颜色深浅度依次为,宁夏、北京、新疆、山东。综合整体评分高低依次为,宁夏>新疆>山东>北京。

关键词：干红葡萄酒风格特征香气口感颜色

基于LabVIEW的谐振式无线电能传输实验系统设计

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实验技术与管理 2021年第10期38卷 211-215页

作者：蔡军左俊伟潘峰重庆邮电大学自动化学院/工业互联网学院重庆400065 重庆市农业学校电子信息系重庆401329

为了进行磁耦合谐振式无线电能传输系统分析,开发了具有信号生成、无线电能传输、数据采集、数据处理、数据保存、数据图形化显示等功能的实验教学系统。该实验系统由硬件和软件两部分组成,硬件部分实现了无线电能传输功能,软件部分基于... 详细信息

为了进行磁耦合谐振式无线电能传输系统分析,开发了具有信号生成、无线电能传输、数据采集、数据处理、数据保存、数据图形化显示等功能的实验教学系统。该实验系统由硬件和软件两部分组成,硬件部分实现了无线电能传输功能,软件部分基于LabVIEW实现了信号生成和数据采集等功能。基于该实验系统的实验教学,验证了无线电能传输原理,有助于学生加深对相关知识的理解,培养实践应用能力。

关键词：无线电能传输 LabVIEW 数据采集数据处理

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葡萄酒贮存过程中氨基甲酸乙酯动力学反应

食品与发酵工业 2016年第4期42卷 32-37页

作者：邹弯魏玉洁王德良薛洁武运左俊伟新疆农业大学新疆乌鲁木齐830052 中国食品发酵工业研究院北京100015 宁夏大学宁夏银川750021

为了更好地评价葡萄酒中氨基甲酸乙酯形成的潜在危害性,对贮存过程中氨基甲酸乙酯含量变化进行了研究,通过分析贮存温度、初始尿素和瓜氨酸含量对贮存过程中氨基甲酸乙酯含量的影响,表明在贮存过程中葡萄酒中尿素和瓜氨酸的变化符合平... 详细信息

为了更好地评价葡萄酒中氨基甲酸乙酯形成的潜在危害性,对贮存过程中氨基甲酸乙酯含量变化进行了研究,通过分析贮存温度、初始尿素和瓜氨酸含量对贮存过程中氨基甲酸乙酯含量的影响,表明在贮存过程中葡萄酒中尿素和瓜氨酸的变化符合平衡反应动力学模型,而氨基甲酸乙酯含量的变化呈现准一级动力学反应特征,基于研究结果,文章建立了预测贮存过程中氨基甲酸乙酯含量的方程。

关键词：葡萄酒氨基甲酸乙酯- 动力学反应尿素温度瓜氨酸

宁夏贺兰山东麓产区霞多丽、贵人香干白葡萄酒香气成分分析

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食品与发酵工业 2016年第10期42卷 149-155页

作者：左俊伟亓相媛赵彩云张军翔薛洁宁夏大学农学院四川大学四川成都610065 中国食品发酵工业研究院北京100015

研究宁夏贺兰山东麓产区霞多丽、贵人香干白葡萄酒地域特性的主要香气特点,运用固相微萃取技术提取霞多丽、贵人香干白葡萄酒的香气组分,用内标法对检测峰予以定量分析,并结合气相色谱-质谱、计算机检索技术对分离香气化合物进行分析测... 详细信息

研究宁夏贺兰山东麓产区霞多丽、贵人香干白葡萄酒地域特性的主要香气特点,运用固相微萃取技术提取霞多丽、贵人香干白葡萄酒的香气组分,用内标法对检测峰予以定量分析,并结合气相色谱-质谱、计算机检索技术对分离香气化合物进行分析测定,共检测出49种香气物质。结果表明,干白葡萄酒香气成分主要有酯、醇、酸、酚、萜烯5类化合物,其中酯类、醇类、酸类分别为18种、16种、4种;两品种酒样(霞多丽与贵人香)干白葡萄酒香气成分含量显著不同,有关香气成分含量多少与其贡献度大小并不成正比,与气味活度值(Odor Activity Value,OAV)大小关系较为密切;贵人香新酒主要香味成分与霞多丽相当,霞多丽酒样具有一定的青苹果、草莓果香,贵人香则有较明显的花香、水果的味道,经过陈酿的贵人香酒样表现出香蕉、椰子等热带水果及奶酪等乳制品的味道;经气相色谱-质谱联用仪(Gas Chromatograph-Mass Spectrometer,GC-MS)检测,在定量出酒样中的49种香气成分中,高含量化合物中酯类香气贡献率明显高于醇类和酸类,微量成分中酚类和萜烯类贡献率高,微量香气成分中,虽然一些物质含量较低,但具有较高贡献率;经聚类分析得出,新酒香气成分含量表现出年份影响较品种差异明显,但经过陈酿酒样,则品种差异占主要优势。

关键词：干白葡萄酒气相色谱-质谱联用仪GC-MS) 香气成分

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不同覆盖方式对“赤霞珠”葡萄越冬的影响

北方园艺 2016年第16期 34-37页

作者：邓恩征张军翔张光弟顾琴左俊伟宁夏大学农学院宁夏银川750021 宁夏设施园艺技术创新中心宁夏银川750021

以酿酒葡萄"赤霞珠"为试材,采用不同覆盖方法,研究了葡萄越冬期间枝蔓、根系附近土壤温度及含水量的变化及对翌年葡萄生长特性和果实品质的影响。结果表明:越冬期温度最低时,化纤毯加覆土与聚苯乙烯保温被处理,枝蔓附近土壤温度较覆土... 详细信息

以酿酒葡萄"赤霞珠"为试材,采用不同覆盖方法,研究了葡萄越冬期间枝蔓、根系附近土壤温度及含水量的变化及对翌年葡萄生长特性和果实品质的影响。结果表明:越冬期温度最低时,化纤毯加覆土与聚苯乙烯保温被处理,枝蔓附近土壤温度较覆土处理分别提高了3、0.8℃,根系20cm附近土壤温度较覆土处理分别提高了1.9、1.4℃;化纤毯加覆土处理枝蔓附近土壤含水量较覆土处理提高了1.7%;化纤毯加覆土与聚苯乙烯保温被处理,根系20cm附近土壤含水量较覆土处理分别提高了3.5%、1.5%;化纤毯加覆土覆盖处理"赤霞珠"葡萄翌年萌芽率最高,单果质量最大,为1.35g,可溶性糖含量为21.33%,总酸含量为8.09%。说明化纤毯加覆土覆盖对"赤霞珠"葡萄越冬防寒效果最好。

关键词：化纤毯聚苯乙烯保温被覆土酿酒葡萄越冬

宁夏贺兰山东麓产区霞多丽、贵人香干白葡萄酒呈味特征差异及相关性分析

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食品与发酵工业 2017年第1期43卷 180-185页

作者：左俊伟吴志军张军翔薛洁苑鹏段盛林耿晨晨邓恩征杨宝雨宁夏大学农学院宁夏银川750021 中国食品发酵工业研究院北京100015 宁夏大学葡萄酒学院宁夏银川750021 烟台大学生命科学学院山东烟台264005

运用电子舌、常规指标检测法对宁夏贺兰山东麓产区霞多丽、贵人香干白葡萄酒的呈味特征差异及相关性检测分析,并结合主成分分析(principal component analysis,PCA)、聚类分析及因子分析等分析方法,对不同酒样进行分析测定,从而为宁夏... 详细信息

运用电子舌、常规指标检测法对宁夏贺兰山东麓产区霞多丽、贵人香干白葡萄酒的呈味特征差异及相关性检测分析,并结合主成分分析(principal component analysis,PCA)、聚类分析及因子分析等分析方法,对不同酒样进行分析测定,从而为宁夏贺兰山东麓产区霞多丽、贵人香干白葡萄酒呈味相关特征提供理论指导。结果表明:经主成分分析得出,鲜味、咸味、酸味、丰厚度指标对呈味特征贡献较大;经聚类分析得出,对葡萄酒呈味特征影响因素中,品种差异较年份影响具有优势;经雷达图得出,不同酒样中,除苦味、涩味值相差较大外,鲜味、咸味、丰厚度等指标强度基本一致,且品种间区别较明显;经因子分析对常规理化指标分析得出,酒样中干浸出物与总酚贡献度较大,且酸味优于甜味的贡献度。经过以上多种分析处理法,以上酒样得到了较好区分。

关键词：干白葡萄酒呈味特征电子舌理化指标

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葡萄酒风格影响因素研究进展

中国酿造 2016年第7期35卷 1-5页

作者：左俊伟耿晨晨吴志军张军翔薛洁宁夏大学农学院宁夏银川750021 中国食品发酵工业研究院北京100015 宁夏大学葡萄酒学院宁夏银川750021

葡萄酒风格即自身独有的令人舒适的特征(颜色、香气和口感之间的平衡)和个性(最佳质量),也是葡萄酒优良典型性的重要体现形式。葡萄酒风格受多种因素的影响,该文从自然因素(品种、气候和土壤条件、生态条件)、人为因素(栽培、采收、酿... 详细信息

葡萄酒风格即自身独有的令人舒适的特征(颜色、香气和口感之间的平衡)和个性(最佳质量),也是葡萄酒优良典型性的重要体现形式。葡萄酒风格受多种因素的影响,该文从自然因素(品种、气候和土壤条件、生态条件)、人为因素(栽培、采收、酿造方式)等对葡萄酒风格的影响进行了综述,以期对葡萄酒风格进一步了解并提供葡萄酒酿造理论指导。

关键词：葡萄酒风格:影响因素