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冲击地压扰动响应失稳理论并行计算
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作者 潘一山 王学滨 +1 位作者 郑一方 陈双印 《煤炭学报》 北大核心 2025年第1期81-91,共11页
目前,冲击地压理论研究已经完成了从定性分析到定量分析的转变。巷道围岩临界应力计算是巷道安全性评价的重要依据。鉴于冲击地压问题的极度复杂性,在理论上继续取得突破极为困难。基于理论公式的巷道围岩临界应力计算,无法考虑更复杂... 目前,冲击地压理论研究已经完成了从定性分析到定量分析的转变。巷道围岩临界应力计算是巷道安全性评价的重要依据。鉴于冲击地压问题的极度复杂性,在理论上继续取得突破极为困难。基于理论公式的巷道围岩临界应力计算,无法考虑更复杂的实际情况,例如非圆形巷道、非静水压力和复杂岩层结构。冲击地压理论和数值计算相结合具有更加广阔的应用前景,能使冲击地压理论进一步走向实际应用,这是极有价值的发展方向。这方面研究成果的成功取得依赖于数值计算技术的快速发展。研究将当今较先进的岩层运动并行计算系统StrataKing(一种自主开发的以拉格朗日元与离散元耦合方法为基础的非线性断裂力学GPU并行计算方法)与冲击地压扰动响应失稳理论相结合,首次提出了圆形巷道扰动响应失稳理论的数值模拟方法。该方法的思想是将非线性断裂力学数值分析方法中的Ⅱ型断裂能设定为中间变量,从而建立了静水压力条件下圆形巷道围岩临界应力与冲击能指数之间的关系。为了获取冲击能指数的数值解,采用了仅出现一个剪切面的理想岩样进行单轴压缩数值试验,以排除其他因素对应力-应变曲线峰后倾向于直线部分斜率的影响。对于高角度剪切破裂,提出了将非标准岩样的计算结果转换成标准岩样的结果的折算方法。折算后冲击能指数的范围为0.17~13.52,位于全国131个冲击地压矿井的调研数据之内。巷道围岩临界应力的计算结果是理论结果的0.4~2.5倍,这与针对全国20个冲击地压矿井的调研数据(临界应力的修正系数普遍大于1,甚至接近8)定性相符,从局部化破坏围岩比均匀破坏围岩的承载力高的角度进行了解释。冲击地压与局部化的关系过去有讨论,扰动响应失稳理论与局部化过去并无关系。通过局部化,扰动响应失稳理论与冲击地压之间在破坏机理上产生了密切的关联。StrataKing可为冲击地压矿井巷道安全性评价提供强大的算力支撑。 展开更多
关键词 冲击地压 定量分析 扰动响应失稳理论 冲击能指数 局部化 并行计算 临界应力
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3-CPS/S踝关节康复机器人运动/力性能分析与试验 被引量:2
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作者 李辉 郭文孝 +2 位作者 郭辉 杨云 李瑞琴 《中国测试》 北大核心 2025年第3期113-122,共10页
在我国,踝关节康复机器人具有巨大的市场潜力。为替代传统的人工康复训练模式,提出一种基于3-CPS/S并联机构的踝关节康复机器人。使用旋量理论建立机构的数学模型,推导的到机构的输入/输出运动旋量及传递/约束力旋量;通过闭环矢量法得... 在我国,踝关节康复机器人具有巨大的市场潜力。为替代传统的人工康复训练模式,提出一种基于3-CPS/S并联机构的踝关节康复机器人。使用旋量理论建立机构的数学模型,推导的到机构的输入/输出运动旋量及传递/约束力旋量;通过闭环矢量法得到机构的位置逆解方程;采用能效系数法推导并求解得到机构的局部传递指标;分析旋量的物理意义,计算机构的奇异位形;利用ADAMS进行动力学仿真,探索动平台运动速度与驱动力的相关性;最后搭建试验样机,由插值函数驱动机构运动。结果表明:CPS支链的输入传递指标始终为1,局部传递指标只与输出传递指标有关,且合适的设计参数能够显著改善机构的局部传递指标;3-CPS/S并联机构在工作空间内不存在奇异位形;动平台在由单一/复合运动过渡时,应缓慢进行加速/减速,以减少驱动器加速度的突变;样机够实现带动患肢进行康复训练的目的。 展开更多
关键词 踝关节康复机器人 并联机构 局部传递指标 奇异位形 动力学仿真
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长期施肥下黑土团聚体中溶解性有机质的光谱特征及其对有机碳矿化的影响
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作者 朱园辰 张敏 +7 位作者 韩晓增 陆欣春 冯浩亮 武志民 陈旭 严君 邹文秀 王伟 《光谱学与光谱分析》 北大核心 2025年第5期1432-1439,共8页
探究团聚体中溶解性有机质(DOM)的荧光特征对土壤有机碳(SOC)矿化的贡献。基于黑土22年有机肥定位试验,设置不施肥(CK)、化肥(CF)、化肥配施低量有机肥(OM1)、化肥配施中量有机肥(OM2)、化肥配施高量有机肥(OM3)5个处理。采用湿筛法测... 探究团聚体中溶解性有机质(DOM)的荧光特征对土壤有机碳(SOC)矿化的贡献。基于黑土22年有机肥定位试验,设置不施肥(CK)、化肥(CF)、化肥配施低量有机肥(OM1)、化肥配施中量有机肥(OM2)、化肥配施高量有机肥(OM3)5个处理。采用湿筛法测定了土壤水稳性团聚体的分布,利用三维荧光光谱耦合平行因子(EEM-PARAFAC)技术探究了团聚体中DOM的荧光结构演变特征,同时量化了全土中SOC的矿化能力,综合揭示长期施肥如何通过改变团聚体DOM的荧光特征以影响全土SOC的矿化。结果表明,与CK相比,长期化肥配施有机肥使>0.25 mm粒径团聚体占比显著提升了4.3%~11.9%,而<0.053 mm粒径团聚体的占比几乎不受影响。EEM-PARAFAC发现化肥配施有机肥可以提升各粒径团聚体DOM中的类富里酸、类蛋白质和类胡敏酸组分的荧光强度。其中,类胡敏酸和类蛋白质组分分别在>0.25 mm和<0.25 mm团聚体DOM中对有机肥响应最强烈。化肥配施有机肥后各粒径团聚体DOM的自生源特征(BIX>1.0)较CK显著加强(BIX<0.8),但荧光指数(FI)和腐殖化指数(HIX)变化不显著。此外,化肥和化肥配施有机肥均可以显著提升全土SOC的累积矿化量,提升效果符合OM3>OM2>OM1>CF>CK的规律,在培养结束时(28 d)较CK提升了68.2%~135.8%。Mantel试验和结构方程模型(SEM)表明,各粒径团聚体DOM的荧光结构变化均会影响SOC的矿化,其中BIX值的变化是主要诱导因子,而BIX的强弱主要受DOM中的类蛋白质组分所控制。此外,施肥主要通过改善>0.25 mm团聚体的粒径分布驱动全土SOC矿化,而<0.25 mm团聚体主要通过改变DOM的荧光结构以影响SOC的矿化。该研究结果表明团聚体的粒径分布,DOM的荧光特征,尤其是BIX指数也可以用来推测SOC的矿化能力,这为评估和预测有机肥长期施用后黑土碳排放提供科学依据。 展开更多
关键词 溶解性有机质 长期施肥 团聚体 平行因子 荧光指数
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基于国产加速器的三维卷积前向算子优化
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作者 姬晨晨 陈永青 韩孟之 《计算机工程》 北大核心 2025年第2期250-258,共9页
目前三维卷积神经网络(3D CNN)的应用场景越来越广泛,其能够从原始数据中提取更丰富、更具判别性的特征信息,在处理3D数据、特征提取和实际应用等方面具有重要意义。然而,从二维(2D)数据到3D数据的转变导致了卷积运算的数据量和计算量... 目前三维卷积神经网络(3D CNN)的应用场景越来越广泛,其能够从原始数据中提取更丰富、更具判别性的特征信息,在处理3D数据、特征提取和实际应用等方面具有重要意义。然而,从二维(2D)数据到3D数据的转变导致了卷积运算的数据量和计算量均呈指数级增长,对计算资源和时间的需求也相应增加,这会导致训练和推理过程更加耗时,特别是在处理大规模3D数据时尤为明显。针对以上问题,提出一种基于国产加速器的隐式卷积算法,对3D卷积的前向计算过程进行优化。首先,该算法结合了硬件特点和并行化思路,利用索引直接访问所需计算的数据地址,无须开辟新的内存空间,大幅节省内存开销;其次,考虑到国产加速器具有高度并行的计算结构和丰富的计算资源,适合处理大规模数据和复杂的计算任务,结合国产加速器的计算能力和架构特点,采用一系列特定的异构并行优化算法,加速3D卷积前向算子的计算过程,提高计算效率和性能。实验结果表明,自研算子性能远超国产计算平台现有算子的最优性能,在多数情况下与NVIDIA V100之间的能效比可以达到70%甚至更高。 展开更多
关键词 三维卷积 国产加速器 隐式卷积算法 索引机制 前向算子优化 并行优化算法
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FM-index分块并行算法及其实现 被引量:1
5
作者 李开士 张云泉 李玉成 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2008年第8期53-54,58,共3页
查询海量数据有压缩和索引两种方法来提高速度,该文结合这两种方法提出了压缩查询的方法。FM-index是一种自索引的全文查询算法,存在内存占用过大的问题,对于复杂的查询效率也不理想。该文提出分块FM-index算法,在分块的基础上采用MPI... 查询海量数据有压缩和索引两种方法来提高速度,该文结合这两种方法提出了压缩查询的方法。FM-index是一种自索引的全文查询算法,存在内存占用过大的问题,对于复杂的查询效率也不理想。该文提出分块FM-index算法,在分块的基础上采用MPI对算法进行并行化,解决了内存占用过多的问题,达到了较好的并行效率。 展开更多
关键词 压缩 自索引 FM-index算法 分块 并行
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Reliability Comparison Between Parallel and Cold-standby Two-unit System Under Poisson Shock 被引量:1
6
作者 TANG Jia-shan LANG Man ZHAO Xiao-ling 《南京邮电大学学报(自然科学版)》 北大核心 2012年第2期118-120,共3页
This paper investigates the comparison problem of the reliability index between a parallel and a cold-standby system,both of which are consisting of two identical units.On the contrary to the general intuitive result,... This paper investigates the comparison problem of the reliability index between a parallel and a cold-standby system,both of which are consisting of two identical units.On the contrary to the general intuitive result,we proved that,under the condition that the system is shocked by a Poisson stream,the life time of the parallel system is longer than that of the cold-standby one in the sense of probability. 展开更多
关键词 parallel system cold-standby system shock model Poisson process reliablity index
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基于运动/力传递性能的索并联机器人尺度综合研究 被引量:1
7
作者 王耀军 金翔 《机电工程》 CAS 北大核心 2024年第11期2029-2040,2118,共13页
索并联机器人使用柔性绳替代传统并联机器人的刚性连杆,以控制末端动平台,在搬运、医疗康复等领域得到了广泛应用。为了解决索并联机器人设计过程中存在的尺度综合问题,对索并联机器人的性能评估指标进行了研究。首先,根据螺旋理论确定... 索并联机器人使用柔性绳替代传统并联机器人的刚性连杆,以控制末端动平台,在搬运、医疗康复等领域得到了广泛应用。为了解决索并联机器人设计过程中存在的尺度综合问题,对索并联机器人的性能评估指标进行了研究。首先,根据螺旋理论确定了索并联机器人驱动输入与运动输出的运动/力传递关系,并提出了局部运动/力传递性能指标,评估了其在指定工作空间下的全局运动/力传递性能;然后,借助空间模型法,得到了索并联机器人在参数设计空间的性能图谱,并基于参数设计空间的性能图谱,对索并联机器人进行了尺度综合,以得到优化后的尺寸参数;最后,采用了平面3自由度索并联机构的试验样机,对运动学可达工作空间进行了试验验证,试验了得到了优化尺寸参数下的运动可达工作空间。研究结果表明:利用尺度综合方法优化后的机构允许姿态角达到|θ|≤60°的工作空间,占总工作空间的95.1%,可达工作空间提高了29.4%;优化后机构姿态角达到|θ|≤80°的工作空间,占总工作空间的67.3%,可达工作空间提高了81.3%;优化后允许机构姿态角达到|θ|=80°的工作空间,占总工作空间的14.5%,可达工作空间提高了172%。因此,对运动/力传递性能尺寸参数进行优化,可避免索并联机器人工作空间内的奇异位形,满足绳索单向力传递的特性要求,可在索并联机器人设计中作为尺度综合的依据。 展开更多
关键词 并联机构 索并联机器人 性能评估指标 尺度综合问题 运动/力传递性能指标 运动学可达工作空间 允许机构姿态角
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基于河流地貌指数的澜沧江断裂南段构造活动性研究
8
作者 孙林龙 董有浦 +3 位作者 吴中海 张世涛 李立 刘志明 《地质科学》 CSCD 北大核心 2024年第6期1543-1561,共19页
西南三江地区澜沧江断裂带南段(小湾—景洪)沿澜沧江河谷发育,被认为是研究西南三江地区构造演化乃至青藏高原东南缘变形机制的重要窗口。目前有关澜沧江断裂带构造活动性特征的空间分布规律仍缺乏系统研究。地貌指数对于断裂的构造活... 西南三江地区澜沧江断裂带南段(小湾—景洪)沿澜沧江河谷发育,被认为是研究西南三江地区构造演化乃至青藏高原东南缘变形机制的重要窗口。目前有关澜沧江断裂带构造活动性特征的空间分布规律仍缺乏系统研究。地貌指数对于断裂的构造活动性较为敏感,可以直观反映构造活动性特征及其分布规律。因此,本文基于数字高程模型(DEM,分辨率30 m),提取了澜沧江南段流域西侧(右岸)的210个次级流域,得到各次级流域的面积高程积分(HI)、流域盆地不对称度(AF)、流域形状指数(BS)、谷底宽高比(VF)、标准化河流阶梯指数(SLK)、山前曲折度(Smf)和归一化河流陡峭指数(Ksn)。在此基础上,综合各地貌指数得到构造活动相对强度(Iat),分析发现研究区非构造因素(如降水和岩性)对澜沧江断裂南段的各地貌指数影响并不明显,而构造活动则是主导各地貌指数变化的主要影响因素,表现为澜沧江断裂带南段的活动性在断层附近及断层相交位置活动性较强。澜沧江断裂带南段构造活动性显示出明显的分段性特征,呈现高低错落,断裂北部的小湾—漫湾段活动性较强,中部和南部的漫湾—那招段、那招—谦六段、糯扎渡—勐往段及景洪段活动性则为中等。这反映出青藏高原东南缘同一断裂带不同位置的构造活动性也有差异,并非呈现简单的线性变化规律,而可能受其周边不同规模、不同性质的构造综合作用。青藏高原东南缘的新生代构造运动具有差异性和复杂性。 展开更多
关键词 西南三江 澜沧江断裂 河流地貌指数 相对构造活动性
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3-PUU并联机构运动副间隙耦合误差特性分析
9
作者 王亚阁 陈朝大 +1 位作者 刘倩宇 徐铭桦 《机床与液压》 北大核心 2024年第20期90-100,共11页
并联机构运动副间隙直接影响机构的运动精度,导致末端输出特性产生差异。为了探究并联机构运动副耦合特性对末端输出精度的影响,以3-PUU并联机构为研究对象,设置运动副间隙误差为0.05、0.1、0.15、0.2 mm,利用单开链-局部指数积公式法... 并联机构运动副间隙直接影响机构的运动精度,导致末端输出特性产生差异。为了探究并联机构运动副耦合特性对末端输出精度的影响,以3-PUU并联机构为研究对象,设置运动副间隙误差为0.05、0.1、0.15、0.2 mm,利用单开链-局部指数积公式法对其进行耦合误差建模,从理论上推导运动副耦合特性与末端输出精度之间的关系,采用MATLAB对运动副耦合误差进行仿真分析,并制作样机进行试验。结果表明:当并联机构不同支链运动副存在误差时,机构末端沿x轴位置偏差随机构运动时间和关节间隙误差的增大呈现波动且伴随拐点和曲线分离;y轴位置偏差波动较大,在运动中轨迹拐点、折点和分离点相继出现,运动不平稳且超出运动空间,当并联机构双支链运动副误差为0.2 mm时,超工作空间达到-5.31 mm;机构末端沿z轴的位置偏差随着运动时间和关节间隙的增大呈现轨迹相互交错,与仿真分析一致。 展开更多
关键词 3-PUU并联机构 运动副 耦合误差 单开链-局部指数积公式
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基于R树的分布式并行空间索引机制研究 被引量:11
10
作者 赵园春 李成名 赵春宇 《地理与地理信息科学》 CSCD 北大核心 2007年第6期38-41,81,共5页
为提高分布式并行计算环境下海量空间数据管理与并行化处理的效率,基于并行空间索引机制的研究,设计一种多层并行R树空间索引结构。该索引结构以高效率的并行空间数据划分策略为基础,以经典的并行计算方法论为依据,使其结构设计在保证... 为提高分布式并行计算环境下海量空间数据管理与并行化处理的效率,基于并行空间索引机制的研究,设计一种多层并行R树空间索引结构。该索引结构以高效率的并行空间数据划分策略为基础,以经典的并行计算方法论为依据,使其结构设计在保证能够获得较好的负载平衡性能的前提下,更适合于海量空间数据的并行化处理。以空间范围查询并行处理的系统响应时间为性能评估指标,通过实验证明并行空间索引结构具有设计合理、性能高效的特点。 展开更多
关键词 分布式并行计算环境 并行空间索引 并行R树索引 空间数据划分策略
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面向批量插入优化的并行存储引擎MTPower 被引量:5
11
作者 陈虎 唐海浩 +1 位作者 廖江苗 彭江峰 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第8期1492-1499,共8页
针对多核处理器的特点,文章提出了一个符合MySQL接口标准的并行存储引擎MTPower.该存储引擎着重利用多核处理器的并行计算能力提升批量插入过程中的索引产生过程,主要包含存储引擎接口、并行批量线性Hash索引、并行批量B+树插入、支持... 针对多核处理器的特点,文章提出了一个符合MySQL接口标准的并行存储引擎MTPower.该存储引擎着重利用多核处理器的并行计算能力提升批量插入过程中的索引产生过程,主要包含存储引擎接口、并行批量线性Hash索引、并行批量B+树插入、支持并行访问的磁盘存储缓冲等部分.测试结果表明,在批量插入记录且需要创建Hash和B+树索引时,MTPower的性能比经典的单线程存储引擎MyISAM最高可以提高6.1倍和4.8倍;在系统中线程总数略大于处理器核数时,MTPower可以达到最佳性能;在处理器核的数量增加时,MTPower的性能也能随之提高. 展开更多
关键词 并行数据库 Hash并行索引 B+树并行索引 磁盘缓冲 多核处理器
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一种四自由度并联机构的性能指标分析 被引量:18
12
作者 季晔 刘宏昭 +1 位作者 原大宁 王庚祥 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期258-263,共6页
通过改变并联机构的拓扑结构,得到了一种具有空间四自由度的并联机构。根据位置关系方程,通过理论推导,得到了机构速度和加速度映射解析方程,同时求出了机构的一阶和二阶影响系数矩阵。综合分析了机构的运动学和动力学性能指标,得到了... 通过改变并联机构的拓扑结构,得到了一种具有空间四自由度的并联机构。根据位置关系方程,通过理论推导,得到了机构速度和加速度映射解析方程,同时求出了机构的一阶和二阶影响系数矩阵。综合分析了机构的运动学和动力学性能指标,得到了影响多种性能指标的敏感因素。考虑量纲的不同,将Jacobian矩阵分离,在动平台任务空间内,研究了决定速度和力、角速度和力矩的性能指标。提出了对Hessian矩阵采用"分层"研究的方式,在任务空间内,得到了各支链扰动对机构加速度和惯性力性能的影响程度。研究结果为机构的设计和优化以及控制策略的选择提供了理论依据。 展开更多
关键词 四自由度 影响系数矩阵 性能指标 并联机构
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平行分度凸轮机构虚拟设计研究 被引量:15
13
作者 吴雪艳 杨玉虎 +1 位作者 沈煜 张策 《机械设计》 CSCD 北大核心 2004年第6期10-12,共3页
系统分析了平面共轭分度凸轮曲面的形成特点 ,建立了适用于各类平行分度凸轮机构的一般数学模型与方程。在此基础上 ,探讨了平行分度凸轮实体建模方法及该类产品的虚拟设计问题 ,并以SolidEdge软件为平台 ,编制了应用程序 ,进行了大量... 系统分析了平面共轭分度凸轮曲面的形成特点 ,建立了适用于各类平行分度凸轮机构的一般数学模型与方程。在此基础上 ,探讨了平行分度凸轮实体建模方法及该类产品的虚拟设计问题 ,并以SolidEdge软件为平台 ,编制了应用程序 ,进行了大量的实例计算。提出的实体建模方法 ,可为深入研究该类共轭分度凸轮产品的虚拟设计问题奠定基础。 展开更多
关键词 平行分度凸轮 数学模型 实体建模
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小净距隧道夹岩力学特征分析 被引量:46
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作者 章慧健 仇文革 冯冀蒙 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期434-439,共6页
以深圳地铁3号线老街站—晒布路站区间盾构隧道为背景,针对小净距双孔盾构隧道中间夹岩的复杂三维受力状态,引入基于Mohr-Coulomb剪切屈服准则与拉伸屈服准则的屈服接近度函数,采用数值模拟计算和离心模型试验相结合的手段,对上下重叠... 以深圳地铁3号线老街站—晒布路站区间盾构隧道为背景,针对小净距双孔盾构隧道中间夹岩的复杂三维受力状态,引入基于Mohr-Coulomb剪切屈服准则与拉伸屈服准则的屈服接近度函数,采用数值模拟计算和离心模型试验相结合的手段,对上下重叠和水平并行两类小净距隧道中间夹岩力学特征进行了深入研究。研究结果表明,无论是重叠还是并行隧道,其夹岩的中间部分屈服接近度值均大于两侧部分,即中间比两侧相对稳定,但两者的原因侧重点不同,前者侧重于减小应力圆"半径",而后者主要是通过应力圆"圆心"外移来相对改善夹岩中间部分的受力状态;对于城市浅埋隧道,在同等静力学条件下,上下重叠隧道夹岩的受力优于水平并行隧道。计算结果可为今后类似工程的设计、超前注浆孔的合理布置提供指导。 展开更多
关键词 重叠隧道 并行隧道 中间夹岩 屈服接近度 应力圆
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三自由度并联机械腿静力学分析与优化 被引量:19
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作者 荣誉 金振林 曲梦可 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第20期41-49,共9页
为了对六足机器人的并联机械腿进行静力学优化设计,提出了一种同时考虑约束力映射关系和驱动力映射关系的腿部机构静力学优化设计方法,进而对结构参数进行了优化。在对腿部机构进行了驱动、约束映射分析的基础上,分别建立了腿部机构的... 为了对六足机器人的并联机械腿进行静力学优化设计,提出了一种同时考虑约束力映射关系和驱动力映射关系的腿部机构静力学优化设计方法,进而对结构参数进行了优化。在对腿部机构进行了驱动、约束映射分析的基础上,分别建立了腿部机构的驱动雅可比矩阵和约束雅可比矩阵;基于驱动雅可比矩阵建立了腿部机构的驱动静力传递平衡方程,定义了驱动静力学性能评价指标并绘制了评价指标分布图,分析了结构参数与驱动静力评价指标之间的关系;基于约束雅可比矩阵建立了腿部机构的约束静力传递平衡方程,定义了约束静力学性能评价指标,分析了结构参数与约束静力评价指标之间的关系;基于驱动、约束静力学性能评价指标,采用蒙特卡罗法对结构参数进行了优化设计,计算结果表明,固定平台结构参数为200mm、中间连接杆结构参数为70mm、运动平台结构参数为50mm、支链1和3的最小杆长为530mm、支链2的最小杆长为330mm、支链1和3的最大杆长为900mm、支链2的最大杆长为600mm时腿部机构的静力学综合性能最好。本文分析结果为六足步行机器人的进一步分析研究奠定了基础。 展开更多
关键词 静力学分析 优化 机器人 并联机械腿 性能评价指标
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基于并联机构调姿的大部件支撑点优选 被引量:6
16
作者 张洪双 王青 +1 位作者 柯映林 蒋君侠 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2014年第10期2419-2425,共7页
为了提高基于并联机构形式的数字化调姿装置的操作性能和支撑稳定性等,对部件上的支撑点位置进行了优化选择。建立了该定位调姿装置的运动学模型,根据分支机构运动链的矢量图形,求解了定位调姿装置的位置方程及机构雅克比矩阵;根据机构... 为了提高基于并联机构形式的数字化调姿装置的操作性能和支撑稳定性等,对部件上的支撑点位置进行了优化选择。建立了该定位调姿装置的运动学模型,根据分支机构运动链的矢量图形,求解了定位调姿装置的位置方程及机构雅克比矩阵;根据机构雅克比矩阵建立了调姿装置的灵活度、承载力和刚度等性能评价指标;根据定位雅克比矩阵建立了调姿装置对部件定位时的支撑稳定性指标;对上述指标进行综合评价,根据指标的优化得到了部件的优化支撑点位置。分析结果表明:基于并联机构形式的大部件调姿装置的性能评价指标和位姿无关,支撑稳定性和姿态有关,且各指标依赖于初始支撑点的选择,以上结论为大部件定位支撑点的选择提供了参考。 展开更多
关键词 并联机构 性能评价指标 稳定性指标 机构雅克比矩阵 定位雅克比矩阵
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3-PRS并联机器人惯量耦合特性研究 被引量:18
17
作者 王冬 吴军 +1 位作者 王立平 刘辛军 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第4期804-812,共9页
惯量是影响机器人动态性能的主要因素,并联机器人因其多支链耦合的结构特点,关节空间各驱动轴出现惯量耦合的动力学特性,在高速、高加速度运动时易引起控制超调、振动等现象,破坏机器人的动态性能,因此研究并联机器人惯量耦合特性具有... 惯量是影响机器人动态性能的主要因素,并联机器人因其多支链耦合的结构特点,关节空间各驱动轴出现惯量耦合的动力学特性,在高速、高加速度运动时易引起控制超调、振动等现象,破坏机器人的动态性能,因此研究并联机器人惯量耦合特性具有重要意义.以3-PRS并联机器人为例,通过虚功原理求得惯量矩阵,提出惯量耦合指标,该耦合指标表征了并联机器人在工作空间不同位姿时各驱动轴的耦合惯量大小,并给出了该耦合指标在机器人工作空间内的分布规律.进一步在一台3-PRS并联机器人样机上进行了实验验证,结果表明耦合惯量会改变驱动轴负载,负载的改变将最终影响动态性能.同时各驱动轴的负载变化量随着惯量耦合指标的变大而变大,与理论分析有较好的一致性.研究成果可帮助评价并联机器人的动力学耦合特性,并可用于并联机器人的结构参数优化及伺服参数调试以提高机器人的动态性能. 展开更多
关键词 并联机器人 惯量耦合特性 惯量耦合指标 动态性能
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3PRS/UPS冗余驱动并联机器人刚度特性分布 被引量:11
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作者 郭江真 王丹 +1 位作者 樊锐 陈五一 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期500-506,共7页
设计提出了一种采用冗余驱动的3PRS/UPS三自由度并联机器人,并建立分析其机构模型.基于螺旋理论,对并联机器人进行运动学分析,通过分别针对机构的驱动和约束建立了雅可比矩阵,最后整合建立了包含冗余驱动在内的全雅可比矩阵.利用虚功原... 设计提出了一种采用冗余驱动的3PRS/UPS三自由度并联机器人,并建立分析其机构模型.基于螺旋理论,对并联机器人进行运动学分析,通过分别针对机构的驱动和约束建立了雅可比矩阵,最后整合建立了包含冗余驱动在内的全雅可比矩阵.利用虚功原理,结合并联机器人驱动副和约束副的柔度影响,推导得出了机构全刚度矩阵.同时,分析了机构在给定静载荷条件下的变形情况,总结出机构的空间变形分布规律.使用刚度矩阵的最小、最大特征值和运动刚度指标(KSI,Kinematic Stiffness Index)为机构刚度评价指标,对比和分析了引入冗余驱动前后对并联机器人刚度特性分布的影响,得出冗余驱动支链的引入可提高并联机器人特定方向的刚度和改善刚度分布的结论,为冗余驱动并联机器人优化设计和开发应用奠定基础. 展开更多
关键词 冗余驱动并联机构 螺旋理论 刚度特性 评价指标
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基于影响系数的6-PUS并联机构逆向运动学分析 被引量:4
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作者 谢志江 王成非 +2 位作者 史浩明 王俊杰 游诗茂 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第24期3348-3352,共5页
以一种6-PUS并联机构为研究对象,据其结构特点得到了运动学逆解及影响系数矩阵,建立了正确的运动学方程。利用MATLAB软件对机构运动学性能指标进行了理论计算与仿真分析,获得了相应的运动学性能指标图谱。通过算例证明了该性能图谱能为... 以一种6-PUS并联机构为研究对象,据其结构特点得到了运动学逆解及影响系数矩阵,建立了正确的运动学方程。利用MATLAB软件对机构运动学性能指标进行了理论计算与仿真分析,获得了相应的运动学性能指标图谱。通过算例证明了该性能图谱能为机构的设计和优化以及控制策略的选择提供理论依据。 展开更多
关键词 并联机构 运动学 影响系数 性能指标
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基于ADAMS的平行分度凸轮机构的动力学仿真 被引量:14
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作者 朱皞 葛正浩 +1 位作者 苏鹏刚 李竞洋 《包装工程》 CAS CSCD 北大核心 2009年第6期1-4,共4页
以包装机组中的平行分度凸轮机构为研究对象,开发了平行分度凸轮机构CAD/CAM系统。利用其生成的精确轮廓数据,在Pro/E环境下创建了凸轮三维实体。通过Mechanism/Pro无缝接口实现了在ADAMS环境下虚拟样机的创建。对碰撞接触理论进行了研... 以包装机组中的平行分度凸轮机构为研究对象,开发了平行分度凸轮机构CAD/CAM系统。利用其生成的精确轮廓数据,在Pro/E环境下创建了凸轮三维实体。通过Mechanism/Pro无缝接口实现了在ADAMS环境下虚拟样机的创建。对碰撞接触理论进行了研究,并对平行分度凸轮机构进行了动力学仿真,得到了很有实际应用价值的结论。 展开更多
关键词 平行分度凸轮 CAD/CAM系统 碰撞接触 动力学分析
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