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拮抗式变刚度机器人关节设计与控制系统的研究

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拮抗式变刚度机器人关节设计与控制系统的研究

作者：马鹏菲沈阳工业大学

学位级别：硕士

机器人的柔性结构可以实现刚度的变化,而良好的刚度调节能力与抗外扰能力使机器人在人机交互中具有更好的安全性与工作稳定性。为了进一步探索机器人的柔顺性研究并提高工作能力,本文基于永磁弹簧,滑轮组和类行星轮系结构,提出了一种新... 详细信息

机器人的柔性结构可以实现刚度的变化,而良好的刚度调节能力与抗外扰能力使机器人在人机交互中具有更好的安全性与工作稳定性。为了进一步探索机器人的柔顺性研究并提高工作能力,本文基于永磁弹簧,滑轮组和类行星轮系结构,提出了一种新型线绳驱动的变刚度机器人肘关节。首先,对整体肘关节结构进行设计,将人体肘关节的性能参数作为设计目标,阐述了肘关节中应用的基础原理;并采用双线绳驱动系统对称布置,使肘关节运动中具有拮抗性;肘关节依靠磁弹簧变刚度模块产生刚度的变化,通过动滑轮组结构进行增大。设计了各零部件的结构与整体关节三维模型,并应用有限元仿真软件对肘关节中的核心零件进行校核分析,布置了各检测元件的位置。在结构设计的同时,对肘关节理论模型进行了推导。基于关节结构建立了机器人坐标系,并分别给出了由于关节位置变化和刚度变化与引起的线绳长度变化之间的关系式。根据线绳长度变化与位置运动之间的关系推导了机器人Jacobi矩阵并建立了机器人刚度模型。在对关节静力学等式的推导后,建立了肘关节的动力学模型。为了实现关节位置和刚度的独立控制,根据推导的刚度模型和动力学模型,设计了肘关节刚度位置解耦控制器。其次,根据设计的结构与推导的关节模型,对关节的刚度变化情况与运动情况进行了仿真测试。其中应用Ansoft Maxwell软件,对变刚度模块中永磁环之间产生的斥力进行了仿真。通过仿真计算得到了变刚度模块中线绳拉力与线绳长度变化之间的关系,并根据仿真数据应用Matlab软件进行了曲线拟合。通过对肘关节双输入刚度模型仿真计算,总结了线绳长度变化与关节转动位置对肘关节刚度变化的影响规律。应用Matlab/Simulink模块对解耦控制器进行框图的搭建,设计了肘关节独立控制实验方案,验证了关节刚度位置解耦控制的可行性。最后,根据设计的结构加工了实验样机并搭建了实验平台,分别进行了刚度解耦控制实验,位置阶跃实验和正弦轨迹控制实验。基于采集关节在不同刚度条件下的运动数据,分析总结了关节刚度对运动的影响规律和运动误差来源,并验证了肘关节控制的准确性与运动的稳定性。

关键词：永磁弹簧滑轮组肘关节变刚度线绳驱动

基于滑轮组和永磁弹簧的变刚度关节设计与控制

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农业机械学报 2023年第1期54卷 432-439页

作者：张明马鹏菲孙凤孙兴伟徐方超房立金沈阳工业大学机械工程学院沈阳110870 东北大学机器人科学与工程学院沈阳110169

基于永磁弹簧、滑轮组和类行星轮系结构提出了一种新型的绳索驱动变刚度机器人肘关节。阐述了关节中应用的原理和样机整体结构设计。利用模型间静力学关系和雅可比矩阵推导得到关节的刚度模型,并给出了关节刚度随磁弹簧刚度和关节位置... 详细信息

基于永磁弹簧、滑轮组和类行星轮系结构提出了一种新型的绳索驱动变刚度机器人肘关节。阐述了关节中应用的原理和样机整体结构设计。利用模型间静力学关系和雅可比矩阵推导得到关节的刚度模型,并给出了关节刚度随磁弹簧刚度和关节位置变化规律。以变刚度关节的动力学模型为基础,设计了变刚度肘关节的刚度与位置解耦控制器。通过变刚度关节的刚度和位置解耦验证实验,验证了解耦控制器的准确性。通过轨迹跟踪实验,给出了关节刚度变化对关节位置控制的影响规律。本文提出的绳驱变刚度肘关节具有更轻的质量与结构,较好的刚度变化性能与运动精度。

关键词：肘关节变刚度永磁弹簧滑轮组线绳驱动

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多模式镇痛在加速康复外科胃肠道肿瘤手术患者中的应用

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上海医学 2019年第4期42卷 213-217页

作者：蒋鹏郭琪曲雪菲华佳范昕马鹏江苏大学附属医院麻醉科江苏镇江212000 江苏大学附属医院普通外科江苏镇江212000 江苏大学医学院

目的探讨多模式镇痛用于加速康复外科胃肠道肿瘤手术患者术后镇痛的效果。方法选择2017年8月—2018年7月在江苏大学附属医院择期于全身麻醉下行腹腔镜结直肠手术或腹腔镜胃癌根治术且术后需镇痛的胃肠道肿瘤患者50例,随机分为多模式镇... 详细信息

目的探讨多模式镇痛用于加速康复外科胃肠道肿瘤手术患者术后镇痛的效果。方法选择2017年8月—2018年7月在江苏大学附属医院择期于全身麻醉下行腹腔镜结直肠手术或腹腔镜胃癌根治术且术后需镇痛的胃肠道肿瘤患者50例,随机分为多模式镇痛组和单一模式镇痛组,每组25例。多模式镇痛组于麻醉诱导前静脉注射帕瑞昔布钠40 mg,术毕关腹后于超声引导下行双侧腹横肌平面阻滞麻醉,经静脉自控镇痛泵注射布托啡诺注射液3.5μg/(kg·h)+盐酸右美托咪定0.08μg/(kg·h);单一模式镇痛组经静脉自控镇痛泵注射枸橼酸舒芬太尼注射液0.05μg/(kg·h)。分别于术后1、6、12、24、48 h应用疼痛VAS评分评价两组患者的镇痛效果,测定术后24 h血清IL-6水平,记录首次下床活动时间、首次进食流质时间、首次排气时间、住院天数、术后48 h内静脉自控镇痛泵有效按压次数和不良反应发生情况。结果多模式镇痛组术后1、6、12、24、48 h的疼痛VAS评分和术后24 h血清IL-6水平均显著低于单一模式镇痛组(P值均0.05)。结论胃肠道肿瘤术后采用多模式镇痛可有效缓解患者术后疼痛,加速患者康复,值得在临床推广应用。

关键词：疼痛,手术后多模式镇痛加速康复外科

论法制革新与国家的经济治理——基于制度主义的思考

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学理论 2012年第10期 115-116页

作者：杜菲菲马鹏飞兰州大学法学院

法律制度对经济发展具有重大意义。现代社会经济领域变化迅速,而对其提供支撑和保障的法律制度也应当不断地进行革新,制度主义从国家治理和经济治理的角度为其提供了可借鉴的成分。国家治理要求法律制度的革新能够时刻保持时代性,而经... 详细信息

法律制度对经济发展具有重大意义。现代社会经济领域变化迅速,而对其提供支撑和保障的法律制度也应当不断地进行革新,制度主义从国家治理和经济治理的角度为其提供了可借鉴的成分。国家治理要求法律制度的革新能够时刻保持时代性,而经济治理则又要求法律制度具有现实的可操作性,这两者最终在法律制度的革新中得到统一。

关键词：法律制度制度主义革新国家治理

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论人性对刑罚的影响

法商论坛 2011年第1期 157-158页

作者：马鹏飞杜菲菲兰州大学法学院甘肃兰州730000

刑罚和人性的关系是历来学者关注的对象。在西方刑法学历史上，刑事古典学派和刑事实证学派均对此有所关注，并提出了相应的观点。刑事古典学派从意志自由的理性主义、功利主义和社会契约论的角度论述了人性对于刑罚的影响；而刑事实证... 详细信息

刑罚和人性的关系是历来学者关注的对象。在西方刑法学历史上，刑事古典学派和刑事实证学派均对此有所关注，并提出了相应的观点。刑事古典学派从意志自由的理性主义、功利主义和社会契约论的角度论述了人性对于刑罚的影响；而刑事实证学派由于秉持的极强的功利色彩以及更多的对刑罚的社会实际状况的关注，所以其否定人性埘刑罚有什么具体的影响。

关键词：刑罚人性刑事古典学派刑事实证学派

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论法制革新对经济发展的作用

南方论刊 2012年第4期 40-41页

作者：马鹏飞杜菲菲兰州大学法学院甘肃兰州730000

法律制度对经济发展具有重大意义。现代社会经济领域变化迅速,而对其提供支撑和保障的法律制度也应当不断的进行革新,由此才能不断的适应经济发展的现实需求和发展趋势。而法制革新的途径可以从内部和外部两个方面去考察,其中内部环境... 详细信息

法律制度对经济发展具有重大意义。现代社会经济领域变化迅速,而对其提供支撑和保障的法律制度也应当不断的进行革新,由此才能不断的适应经济发展的现实需求和发展趋势。而法制革新的途径可以从内部和外部两个方面去考察,其中内部环境可以起到决定性作用,支撑法制革新的不断进行。

关键词：法律制度法制革新经济发展

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渤海湾盆地6000m深油气成因及勘探潜力

西部探矿工程 2015年第4期27卷 30-34页

作者：马鹏孙菲菲李林王权王静中国石油新疆油田分公司新疆克拉玛依834000 中国石油华北油田分公司河北任丘062552

渤海湾盆地霸县凹陷牛东1井在6000m深度的潜山发现了高产轻质油和天然气,井底温度达到201℃,油气当量超过1000t/d,揭示了深层油气勘探潜力巨大。但是对于该油气成因存在不同的认识,有人认为是潜山油藏在新近纪快速埋藏过程中原油受到高... 详细信息

渤海湾盆地霸县凹陷牛东1井在6000m深度的潜山发现了高产轻质油和天然气,井底温度达到201℃,油气当量超过1000t/d,揭示了深层油气勘探潜力巨大。但是对于该油气成因存在不同的认识,有人认为是潜山油藏在新近纪快速埋藏过程中原油受到高温而裂解形成轻质油和天然气,有人认为是深层高成熟烃源岩生成的轻质油和天然气再充注成藏的。分别采取与牛东1井油气相关的成熟度较低的烃源岩样品和原油样品,进行生烃热模拟实验,得到了不同成熟度的油气产物,并且通过分析对比原油和天然气中共同存在的8个轻烃地球化学参数,发现霸县凹陷深层油气是源自高成熟烃源岩,不是潜山内原油裂解形成的。在成因研究的基础上对深层的勘探前景进行预测。

关键词：霸县凹陷油气成因烃源岩热解气原油裂解气

基于最近邻聚类法的RBF神经网络的商业银行分支机构绩效评价研究

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基于最近邻聚类法的RBF神经网络的商业银行分支机构绩效评价研究

作者：马鹏飞重庆工商大学

学位级别：硕士

随着我国加入WTO,银行业竞争加剧。2006年12月11日起我国的金融大门已经向世界各国金融机构敞开,外资银行已经陆续进入中国,银行业竞争日益激烈,加上近些年席卷全球的金融海啸更是让银行业雪上加霜。所以当前必须提高我国商业银行的管... 详细信息

随着我国加入WTO,银行业竞争加剧。2006年12月11日起我国的金融大门已经向世界各国金融机构敞开,外资银行已经陆续进入中国,银行业竞争日益激烈,加上近些年席卷全球的金融海啸更是让银行业雪上加霜。所以当前必须提高我国商业银行的管理水平来应对这些危机。若要提高我国商业银行的管理水平,商业银行经营业绩的绩效评价就必须受到越来越多的重视。如何根据我国商业银行发展现状,运用科学的方法综合评价商业银行经营绩效已是摆在商业银行面前的一个严峻问题。目前在对相关课题进行的研究中,大多是对各商业银行总行的经营绩效进行评价,而对商业银行分支机构的经营绩效评价则少有人研究。因此如何建立全面、准确的商业银行分支机构绩效评价体系,以及采用什么评价方法,准确地反映经营绩效成为银行分支机构绩效评价极为重要的一个环节。本文在借鉴国内外对商业银行绩效评价的研究成果的基础上,以商业银行绩效评价概念和理论为出发点,分析现有的我国商业银行分支机构绩效评价指标体系存在的缺陷,采用了德尔菲法对指标进行了初步选,然后采用数理统计和定性分析相结合的方法对指标进行调整和改进,建立了三层次27个指标的商业银行分支机构绩效评价指标体系。在过去的商业银行分支机构绩效评价方法中,传统的模糊综合评判法无法摆脱决策过程中的随机性、主观不确定性以及缺乏与时俱进的自学习能力的缺点。并且在过去采用的BP神经网络评价方法具有局部极值的缺点,虽然其具有自学习能力,但是在自学习训练中具有致命的缺点:在有限的学习样本情况下缺乏严密的实验设计,那么这将导致所训练出的网络性能很难覆盖绝大多数情况,以至于神经网络无法得到充分全面的学习,评价性能差。本文采用了均匀设计法来设计RBF神经网络训练样本。采用均匀设计法可以用较少的试验次数来安排多因素、多水平的试验,是在均匀性的度量下最好的试验设计方法,这样可以产生均匀分布的、大量的、具有代表性的样本,从而更好的训练RBF神经网络。我们利用均匀设计法U1000(527)表,通过DPS软件,获得大规模的标准化的均匀设计样本,接着利用这些有代表性的样本进行RBF神经网络训练,获取误差小于预定误差0.0001的模型训练结果,并且获取了误差小于预定误差0.2的实例检验结果。这样我们就建立起了一套准确的、快速的、智能化的银行分支结构绩效评价模型。从而能够对我国商业银行分支结构绩效进行科学准确的评价。

关键词： RBF神经网络商业银行分支机构绩效评价均匀设计

以邻菲罗啉为第二配体的铱配合物及其电致化学发光性能

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发光学报 2014年第7期35卷 813-818页

作者：童碧海马鹏张曼董超振华中胜安徽工业大学冶金工程学院安徽马鞍山243002 安徽工业大学分子工程与应用化学研究所安徽马鞍山243002

设计合成了一系列以邻菲罗啉为第二配体的离子型环金属铱配合物,通过核磁共振和质谱分析对其结构进行了表征,通过紫外吸收光谱、荧光光谱和循环伏安法对其光物理性质进行了研究,并测试了其电致化学发光性能。结果表明:配合物1[(pq)2Ir(p... 详细信息

设计合成了一系列以邻菲罗啉为第二配体的离子型环金属铱配合物,通过核磁共振和质谱分析对其结构进行了表征,通过紫外吸收光谱、荧光光谱和循环伏安法对其光物理性质进行了研究,并测试了其电致化学发光性能。结果表明:配合物1[(pq)2Ir(phen)](PF6)和2[(dpq)2Ir(phen)](PF6)波峰在554.5 nm和566.5 nm处,发射黄色光;3[(pqcm)2Ir(phen)](PF6)和4[(pqca)2Ir(phen)](PF6)波峰在621 nm和618.5nm处,发射红色光。几种配合物的荧光量子效率在2.5%~7.9%之间,配合物1的量子效率最高,为7.9%。配合物1的电致发光效率是最好的,在相同条件下为三联吡啶钌([Ru(bpy)3]2+)的9.50倍,表明该铱配合物在电致化学发光领域有很好的应用潜力。

关键词：铱配合物光物理性质电致化学发光邻菲罗啉