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可变形束环助力治疗神经系统疾病 004

可变形束环助力治疗神经系统疾病

科技日报

作者：张佳欣

科技日报北京4月28日电（记者张佳欣）英国剑桥大学研究人员将柔性电子学和软机器人技术相结合，开发出一种微小而灵活的神经“束环”，可用于诊断和治疗一系列疾病，包括癫痫和慢性疼痛，还能用于控制假肢。相关论文发表在26日的《自... 详细信息

科技日报北京4月28日电（记者张佳欣）英国剑桥大学研究人员将柔性电子学和软机器人技术相结合，开发出一种微小而灵活的神经“束环”，可用于诊断和治疗一系列疾病，包括癫痫和慢性疼痛，还能用于控制假肢。相关论文发表在26日的《自然·材料》杂志上。目前用于连接周围神?

关键词：神经系统疾病电激活神经束可变形

来源： cnki报纸评论

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一种新型可变形轮腿式机器人的设计与分析

机械工程学报 2022年第3期58卷 65-74页

作者：刘超谭稀岑姚燕安付志洋北京交通大学机械与电子控制工程学院北京100044 载运工具先进制造与测控技术教育部重点实验室(北京交通大学) 北京100044

提出一种新型可变形轮腿式地面移动机器人,采用相同动力源实现轮式和腿式两种移动模式。将Chebyshev机构与平行四边形机构结合,提出了具有两种单自由度运动形式的单环闭链2RP3R变胞机构,进行了构型设计和运动学分析。将2个单环闭链变胞... 详细信息

提出一种新型可变形轮腿式地面移动机器人,采用相同动力源实现轮式和腿式两种移动模式。将Chebyshev机构与平行四边形机构结合,提出了具有两种单自由度运动形式的单环闭链2RP3R变胞机构,进行了构型设计和运动学分析。将2个单环闭链变胞机构构造成轮腿式移动模块,进而构建一种可变形轮腿式机器人。机器人具有256种运动形式,这些运动形式均采用相同的动力源,实现多足切换,通过不同高度的空间,在曲柄与机架共线时进行移动模式切换,实现倾倒后恢复。然后,分析了机器人的移动性能,得到腿式模式下的平均越障能力和两种模式下的平均速度比。建立虚拟样机模型,完成了机器人平地行走、越障、转向和模式切换仿真试验。研制一台样机,进行了两种模式下的移动试验,验证了机器人方案的可行性。

关键词：可变形轮腿式机器人单环闭链机构变胞机构

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可变形自收纳便携西服设计研究

毛纺科技 2022年第5期50卷 73-78页

作者：孔建建朱达辉许旭兵苏州工艺美术职业技术学院服装设计学院江苏苏州215100 东华大学服装与艺术设计学院上海200051

针对传统西服价格昂贵、工艺复杂、打理不易、携带不便等问题,从便携西服的材料选择、结构特点、款式设计等方面详细论述了可变形自收纳便携西服的设计研究方法。研究结果表明:要解决西服与包袋之间多次双向变形功能,首先要为传统面料... 详细信息

针对传统西服价格昂贵、工艺复杂、打理不易、携带不便等问题,从便携西服的材料选择、结构特点、款式设计等方面详细论述了可变形自收纳便携西服的设计研究方法。研究结果表明:要解决西服与包袋之间多次双向变形功能,首先要为传统面料增加良好的抗皱性能,这是可变形西服的关键技术;其次对传统西服的结构进行改进,完成利用自身固有构件进行收纳的构想;最后为了增强轻松、舒适的穿着体验,从款式细节等入手打造轻量化的设计,大大地降低了可变形自收纳便携西服的质量和体积,也成功地降低了服装制作成本。

关键词：可变形自收纳西服抗皱性能便携设计结构设计

基于可变形面元模型的新一代人体辐射剂量计算技术

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辐射防护 2023年第6期43卷 533-541页

作者：赵日刘兆行刘娜王仙祥张静梁润成刘鑫令狐仁静戴雨玲中国辐射防护研究院太原030006 核药研发转化与精准防护山西省重点实验室太原030006

为提高人体辐射剂量计算精度,满足精准防护需求,建立了基于可变形面元模型的人体辐射剂量计算技术完整方法,包括人体数字面元模型的变形算法与面元模型高速蒙特卡罗计算方法。其中面元模型的变形采用刚体旋转矩阵、体积图拉普拉斯算子... 详细信息

为提高人体辐射剂量计算精度,满足精准防护需求,建立了基于可变形面元模型的人体辐射剂量计算技术完整方法,包括人体数字面元模型的变形算法与面元模型高速蒙特卡罗计算方法。其中面元模型的变形采用刚体旋转矩阵、体积图拉普拉斯算子和近似刚体变换三种算法分别实现骨骼、软组织和内部器官的变形;模型高速蒙卡计算则基于Delaunay四面体切割技术。基于此,进行可变形面元模型与不可变形体素模型剂量计算对比试验,结果表明,蹲姿底向照射时,面元模型比直立体素模型得到的有效剂量高51.2%,器官剂量高至98.6%;跪姿前向照射时,面元模型比直立体素模型得到的有效剂量高58.7%,器官剂量高至98.0%。重点突破了新一代剂量计算技术中的面元模型变形、高速蒙特卡罗计算等关键环节,为国内进一步发展高精度剂量计算提供了重要支撑,未来有望在精准防护应用中实现人员剂量的精准评价。

关键词：辐射剂量面元模型可变形四面体切割精准防护

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可变形轮履复合式行进器的机构设计与研究

可变形轮履复合式行进器的机构设计与研究

作者：宋金雨北京交通大学

学位级别：硕士

随着技术的不断发展、革新与应用,各种地面移动机构都具有了更为优越的运动性能和环境适应能力。其中轮履复合式行进器的研究,对于车辆的地形适应能力有显著的提升,使车辆可以在连续多变的复杂环境中行驶。本文以轮履复合式行进器为研... 详细信息

随着技术的不断发展、革新与应用,各种地面移动机构都具有了更为优越的运动性能和环境适应能力。其中轮履复合式行进器的研究,对于车辆的地形适应能力有显著的提升,使车辆可以在连续多变的复杂环境中行驶。本文以轮履复合式行进器为研究对象,提出了一款具有多模式的行进器,可帮助车辆在执行特种任务时,适应连续多变的复杂陆域环境。本文调研了国内外提升地面移动机构地形适应能力方法的研究现状,在此基础上,对比分析了多种复合式移动机构的特点,并根据任务需求和特点提出了具有多模式、高地形适应能力的轮履复合式行进器,可以在连续多变的复杂地形中负载前进。通过对比不同轮履复合式行进器的方案,利用颜式机构创新设计方法的优化筛选,得到一种具有多模式的行进器构型配置方案。建立了轮履复合式行进器平面单变形单元的运动学及动力学模型,分析了各个模式行进器的运动模式及驱动参数。并通过动力学模型对行进器单变形单元进行优化。在此基础上,利用Solid Works软件对各个零部件进行建模设计,并使用ANSYS有限元软件对行进器的关键零部件进行强度校核。制作了行进器变形机构的原理样机,并通过控制系统完成样机的各个模式变形实验。本文的创新之处在于:综合变形机构运动链图谱,筛选多种构型,提出基于移动副的可变形轮履复合式行进器的构型;在保证外履带长度相等的前提下,突破轮履复合式行进器的轮式与单一履带模式的限制,实现了行进器的多模式变形。

关键词：可变形轮履复合创新性设计方法履带等长多模式

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可变形全方位移动机器人控制研究

可变形全方位移动机器人控制研究

作者：于腾天津理工大学

学位级别：硕士

主要针对可变形全方位移动机器人的应用场景以及工作环境,对其系统结构及运动学分析,首先阐述移动机器人的Mecanum轮结构布局、优势特点;对不同坐标系下的移动机器人及轮子的运动位姿进行理论推导及详细描述,并对每个轮子进行受力分析,... 详细信息

主要针对可变形全方位移动机器人的应用场景以及工作环境,对其系统结构及运动学分析,首先阐述移动机器人的Mecanum轮结构布局、优势特点;对不同坐标系下的移动机器人及轮子的运动位姿进行理论推导及详细描述,并对每个轮子进行受力分析,再通过将各个轮子的力学方程拆分拟合得出整个移动机器人的力学方程;根据机器人学中的相关理论,分别采集本实验室自建可变形全方位移动机器人在轮椅构型和轮床构型下的模型信息,建立与之对应的运动学模型。并通过分析Mecanum轮上辊子的安装角度对于轮子速度和加速度的影响,来确定最优安装角度。针对可变形全方位移动机器人动力学分析及控制分析,首先分别本实验室自建可变形全方位移动机器人的轮床构型和轮椅构型分别进行结构分析,根据相关的机械结构和物理定律并使用拉格朗日方法进行建模并进行动力学分析,然后从控制的角度,通过建立的动力学模型,来选择合适的控制算法实现可变形移动机器人的最理想控制效果。最后通过计算机的仿真来验证控制算法的可行性,并根据仿真结果完成了可变形全方位移动机器人移动平台的实物搭建。然后进行了针对可变形全方位移动机器人的控制研究,主要是针对自适应鲁棒PD控制算法应用于该模型时会出现的稳定性差等问题,进而选择更优的控制算法以实现更理想的控制效果,提出采用Lagrange法来分别建立动力学模型,并通过计算获取控制器所需的动力学参数,提供了模型基础,由于RBF神经网络拥有强大非线性映射及辨识能力,设计了相应的补偿控制器,对移动机器人系统整体不确定性进行逼近补偿。伴随着科学技术的不断进步革新以及智能控制技术的迅速发展,为了应对新时代发展给移动机器人带来更复杂、更困难的工作任务需求和更高的性能指标要求,加强对于移动机器人的研究探索势在必行。对于不同工作环境的移动机器人,尤其是服务用移动机器人在动力学智能控制研究方向仍有很大的发展进步空间和亟待探索的未知领域。本课题已经完成了运动学建模及动力学建模,对于模型的应用,分别采用了鲁棒自适应PD控制算法和RBF网络机器人自适应算法进行了初步的验证,是成果快速应用到了实际工况和服务用移动机器人领域。

关键词：可变形全方位移动自适应鲁棒 PD控制神经网络

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可变形机器人协同变形方法

机械工程学报 2010年第17期46卷 1-7页

作者：刘同林吴成东李斌刘金国中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室沈阳110016 中国科学院研究生院北京100049 东北大学信息科学与工程学院沈阳110004

可变形机器人AMOEBA-I的主要特点是具有多种构形方式,但由于受地面条件等影响使得某些构形变换难以实现。为了减小变形阻力,增强机器人对环境的适应性,提出可变形机器人的协同变形方法。建立相应数学模型,分析机器人系统各部分在协同变... 详细信息

可变形机器人AMOEBA-I的主要特点是具有多种构形方式,但由于受地面条件等影响使得某些构形变换难以实现。为了减小变形阻力,增强机器人对环境的适应性,提出可变形机器人的协同变形方法。建立相应数学模型,分析机器人系统各部分在协同变形过程中的运动和力学特性,实现将变形阻力的一部分转化为变形的动力,完成5种特殊构形之间的相互变换。研究基于摄动分析方法的模型线性化方法,以减小计算复杂度。最后,给出可变形机器人协同变形性能评价指标,并通过仿真和试验验证协同变形方法的有效性,满足机器人变形需要。

关键词：可重构模块机器人可变形摄动分析协同

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截角六面体可变形滚动机构

机械工程学报 2013年第11期49卷 22-28页

作者：郝艳玲苗志怀谢基龙姚燕安北京交通大学机械与电子控制工程学院北京100044

提出一种具有截角六面体几何形态的新型可变形滚动机构。该截角六面体可变形滚动机构是一个由16个杆和20个转动副组成的空间闭链连杆机构,采用了以面作为结构组成单元构造多面体机器人的一种新设计方法,具有可变外形与滚动行进能力,并... 详细信息

提出一种具有截角六面体几何形态的新型可变形滚动机构。该截角六面体可变形滚动机构是一个由16个杆和20个转动副组成的空间闭链连杆机构,采用了以面作为结构组成单元构造多面体机器人的一种新设计方法,具有可变外形与滚动行进能力,并通过对奇异位形的控制实现转向功能。应用螺旋理论计算构型的自由度。运用Solidworks建立的三维模型与ADAMS建立的动力学仿真模型,分析其具有的两种变形方式,即固定式变形与移动式变形方式,进而得到最大变形压缩比,并验证了变形与转向的可行性。结合运动学分析与稳定性分析,讨论该机构实现翻倒的条件并判断出临界值。制作出一台原理样机,对其进行变形方式与滚动功能的可行性验证,并实现预期的结果。此外,该类多面体移动机构具有较高的结构刚度,易于提高机器人的承载能力。

关键词：多面体可变形滚动机构螺旋理论

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针对可变形履带机器人的动态变形方法研究

高技术通讯 2012年第4期22卷 403-409页

作者：李楠马书根李斌王明辉王越超中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室沈阳110016 日本立命馆大学理工学部机器人学系日本滋贺525-8577 中国科学院研究生院北京100039

针对可变形履带机器人在常规变形过程中履带与地面产生的摩擦力会阻碍甚至终止变形过程的问题，提出了一种新颖的动态变形方法。在动态变形过程中，该方法可使运动模块的履带单元辅助运动以配合变形模块的转动，从而将阻碍变形的部分摩... 详细信息

针对可变形履带机器人在常规变形过程中履带与地面产生的摩擦力会阻碍甚至终止变形过程的问题，提出了一种新颖的动态变形方法。在动态变形过程中，该方法可使运动模块的履带单元辅助运动以配合变形模块的转动，从而将阻碍变形的部分摩擦力转化为推进变形的动力。针对动态变形的动力学仿真分析表明，采用该动态变形方法，可以有效地减小机器人在变形过程中的阻力矩和能量损耗。同时，针对变形过程的能量损耗、阻力矩以及变形空间这些性能指标，采用多目标优化方法使机器人在动态变形过程中得到最佳的综合性能。该方法动态变形的有效性通过可变形履带机器人平台的实验得到了验证。

关键词：可变形履带机器人动态变形能量损耗变形空间多目标优化