自由运动

摘要： 为了研究自由状态冰条件下的冰桨非接触干扰,本文采用重叠网格与流体-固体相互作用方法分别对冰桨非接触模型中冰块位移以及螺旋桨水动力性能进行了模拟,与实验结果的对比证明了该方法的可行性.研究发现:自由状态冰后面存在"加速区"与"阻塞区",随着冰块的靠近,阻塞区对螺旋桨的影响增大;随进速系数的增加,螺旋桨的推力系数和扭矩系数都会下降.

摘要： 为了模拟无约束状态下自由运动冰块对螺旋桨水动力性能的影响,文章使用重叠网格方法建立了冰桨相互作用的非接触模型.计算中采用六面体网格对计算域进行网格划分,然后使用动态流体-固体相互作用方法来模拟螺旋桨抽吸作用下的冰块的运动,经与冰桨作用下冰块运动轨迹实验结果的比对,证实文章方法的准确性.通过对不同大小的冰块、冰块的初始径向位置、初始轴向位置等参数变化下的螺旋桨水动力性能计算结果分析,得知:运动的冰块后方会出现一定的加速区和阻塞区.冰块大小会直接影响螺旋桨水动力性能,大尺寸的冰块在接近螺旋桨时阻塞效应比小尺度冰块更大,对螺旋桨的水动力性能影响更显著.

摘要： 我们考虑这样一个问题:已知地球正在自转,如何在地球上挖一条隧道才能使一个从纬度为θ(弧度制)无初速度进入隧道的物块不接触到隧道壁顺利的到达地球另一端？在本文章中我们建立了数学模型,对该问题进行研究.

摘要： 新型飞行器的研制越发强调先进的飞行性能,这对风洞试验模型支撑技术提出了高的要求,为扩展风洞试验的能力,迫切需要研究新型的智能支撑技术.绳牵引并联支撑是基于机器人技术的一种新型机构,具有刚度较大,动态性能良好等优点,为风洞试验提供了一种新的手段.首先,全面论述了绳系支撑在风洞试验中的应用,并给出动态分析;进一步根据绳牵引并联支撑技术的特点,将其分为可实现受迫运动的冗余约束支撑,以及可实现受迫十自由运动的欠约束支撑;其次,重点阐述了冗余约束与欠约束两类支撑系统的若干关键技术问题及其研究进展;最后,指出绳牵引并联支撑技术的发展方向是具有可重构性和智能化.可为绳牵引并联支撑技术在风洞试验中的工程应用提供一定的理论指导与技术支持.

摘要： United Grinding公司生产的Magerle MFP50和MFP51磨削和加工中心设计小巧，提高了生产率、灵活性、安全性和性能。作为五轴或六轴系统，该磨床可以采用单一工件夹具完成磨削、铣削和钻削加工。主轴转速10000rpm，同时保证较高的加工精度。冷却剂喷嘴可以通过两个轴进行控制，可不受限制的自由运动同时保证冷却剂精准喷射。

摘要： 针对大型沉浸式虚拟环境中人机交互完全依赖肢体动作且效率低等问题,提出利用三维视线追踪技术得到用户注视点,以实现交互操作,为沉浸式环境提供一种自然、双向的交互手段。创新性地将Leap Motion用于瞳孔位置跟踪,通过被动式光学追踪设备获取使用者的头部运动状态,依据初始标定得到的映射方程来估计使用者大空间范围内自由运动状态下的三维注视点。实验表明,使用者在3.0 m×3.2 m×2.0 m的空间内自由运动时,集成系统对三维注视点的估计频率可达60 Hz,估计误差小于45 mm,为视线追踪在沉浸式虚拟环境中的广泛应用奠定了基础。

摘要： Aiming at the problem that the gaze direction was difficult to track when the human body moved in a large space,this paper built a head-mounted eye gaze tracking system based on the optical tracking device.With the help of the passive optical real-time tracking device to track the user's head position,it used the head mounted eye camera to obtain the eye image,then compared the user's real-time head and pupil state with the initial states to estimate the gaze direction under the free movement.In the end,it obtained a simplified eye gaze tracking geometric model named three points three planes three conversions,which was applicable to similar environment and independent of specific hardware devices.The application experiments and error analysis of the system shows that the error of gaze direction estimation is within 1.69 degrees and the frequency is 20 Hz when users move freely in 3.0 m × 3.2 m × 2.0 m space.%针对人体在大空间范围内自由运动时视线方向难以追踪的问题,构建了一套基于光学跟踪设备的头戴式视线追踪系统.系统通过被动式光学追踪设备和头戴式眼部摄像机获取使用者的头部运动状态与眼部图像,然后依据初始标定结果来估计使用者自由运动状态下的视线方向;最后对系统进行简化,得到了适用于同类环境、与具体硬件设备无关的视线跟踪三点三面三变换几何模型.对系统进行应用实验和误差分析表明,使用者在3.0 m×3.2 m×2.0m的大工作空间内自由运动时视线追踪误差为1.69°,频率为20 Hz.

摘要： 由软刚臂系泊的浮式生产储存卸货装置(FPSO)在渤海海域应用十分广泛,艉部推力在软钢臂的安装与解脱、自航、定点排污和避碰等作业中发挥着重要的作用.采用数值模拟方法分析艉部推力对FPSO的自航能力、系泊状态下纵向和横向运动及水平系泊力、自由状态下的运动产生的影响,从而论证艉部推力存在的必要性.结果表明:艉部推力可为FPSO提供自航能力,对系泊状态下的纵向运动影响很小,反而会增大水平系泊力,对横向运动和自由状态下的运动影响显著.

摘要： 离散涡法与传统计算流体力学方法相比,流体内部无需进行网格划分,避免了畸形网格单元和数值粘性的问题.预测结果不受网格划分尺寸的影响,兼具计算的准确性和高效性.离散涡法已成功应用于水翼等潜体的水动力性能计算,然而在浮体的水动力性能计算领域应用极少.本文提出了一种可以预测三维船舶在粘性流下自由运动的离散涡法.此方法有机地结合了细船理论、边界元法和随机涡法,根据非线性自由表面以及瞬时水下物面上无侵和无滑条件,巧妙地基于二维粘性流体模型求解了三维物体、自由表面以及流体内漩涡的全耦合运动.本文验证了此方法在横摇运动上预报的准确性,讨论了该方法在船舶耐波性研究以及T型翼主动控制方式优化的可行性,并检验了该方法在涡发放频率上模拟的有效性.

摘要： 本发明涉及一种自由度优化的四自由度穿戴式上肢运动辅助装置，包括肩背部固定模块、上臂辅助模块和前臂辅助模块；所述肩背部固定模块包括肩背部固定支架、背包模块、设置在背包模块内的驱动控制模块和电源模块；所述上臂辅助模块包括电机底座、肩部转盘电机、固定连接件、承重支杆、第一转盘底座、直线驱动装置、第一上臂固定套，该装置可用于穿戴者上肢的日常运动辅助训练，能够完成单自由度动作训练及多自由度联动训练，该装置仅利用三个主动驱动单元即实现了肩关节的前屈/后伸、外展/内收和内旋/外旋以及肘关节的屈曲/超伸共四个自由度，能够用于便携的上肢运动辅助。该装置结构简单、穿戴便捷，具有较高的临床意义和实用价值。

摘要： 一种钹型两自由度压电驱动器及采用该驱动器实现的两自由度运动的激励方法，属于压电驱动技术领域。解决了现有两自由度压电驱动装置都是采用单自由度驱动装置叠加的形式实现，结构尺寸大，且不易于实现小型化问题。驱动器包括压电陶瓷片、钹形金属片、驱动足、基座和动子；压电陶瓷施加电压激励信号时，激励压电驱动器的驱动足实现两自由度摆动。通过改变钹型两自由度压电驱动器的电压激励信号，可以控制其驱动足的摆动方向，进一步利用摩擦力作为驱动力，驱动动子实现两自由度运动。本发明主要应用于工作空间狭小的生命科学和纳米制造等领域。

摘要： 弯曲压电振子的两自由度压电驱动器及采用该驱动器实现的两自由度运动的激励方法。属于压电驱动技术领域。解决了现有的两自由度压电驱动装置结构复杂、成本高和行程小的问题。驱动器包括基座、压电振子和动子，所述弯曲压电陶瓷组分为两部分，分别为第一组弯曲压电陶瓷组和第二组弯曲压电陶瓷组，两组弯曲压电陶瓷施加电压激励信号时，压电振子可以分别实现两个自由度的弯曲运动。通过改变电压激励信号，可以控制压电振子的弯曲方向；利用摩擦力作为驱动力，以压电振子为定子，驱动动子实现两自由度运动。本发明主要应用于超精密驱动、定位、加工等领域。

摘要： 本发明提供一种适于大角度复合姿态运动的多自由度运动平台及其运动控制反解方法，其中运动平台包括：上平台；下平台；多个并联式设计的电动缸；每个电动缸配两个虎克铰，一个为折弯型虎克铰，另一个为立式虎克铰；每个电动缸的导杆末端的第一曲柄通过折弯型虎克铰铰接到上平台；每个电动缸的缸体底部的第二曲柄通过立式虎克铰铰接到下平台。本发明提出的多自由度运动平台，通过平台位置姿态以及折弯型虎克铰的底座的转轴旋转中心确定出折弯型虎克铰与电动缸的导杆末端的旋转中心的位置，实现对旋转中心、导杆以及铰接件的位置限定，避免控制过程不正确使得运动平台进入位置奇异的严重后果，造成整个运动平台结构性故障，产生严重的安全问题。

摘要： 本发明公开了一种基于二自由度超声电机的六自由度并联运动平台，包括超声电机底座模块、并联运动平台模块和万向旋转支承杆模块。本发明采用超声电机与并联运动平台结合的设计，使上活动平台实现六个自由度的高精度瞬时运动，包括横向移动、纵向移动、升降、俯仰、偏航和横滚，解决了六自由度并联运动平台工作时不便调节和工作精度不高的问题；万向旋转支撑杆模块采用上端球副，中间燕尾滑槽配合和下端万向节副的运动副结构，以实现万向旋转支承杆在多个方向的灵活调整，对上活动平台起到辅助支撑作用，增强结构刚度；通过螺栓连接加装外壳的设计，以起到防尘、降噪和保护内部零件的功能。

摘要： 本发明公开了一种仿真六自由度机器人与实体六自由度机器人同步运动装置，通过设置构建模块、计算模块和仿真模块，可以仿真机器人的运动，观察相关机器人控制算法的控制效果，通过设置包括若干关节的实体六自由度机器人，数据模块和服务器模块，通过服务器模块将数据模块根据计算模块得出的仿真六自由度机器人各关节偏转角度生成的自定义数据帧发送给机器人控制模块，由机器人控制模块控制实体六自由度机器人的各关节的转动反向和转动速度，实现实体机器人和仿真机器人的同步运动，方便研发人员通过实体机器人的运动状态，实时观察相关算法的控制效果。

摘要： 本发明涉及一种自由度优化的四自由度穿戴式上肢运动辅助装置，包括肩背部固定模块、上臂辅助模块和前臂辅助模块；所述肩背部固定模块包括肩背部固定支架、背包模块、设置在背包模块内的驱动控制模块和电源模块；所述上臂辅助模块包括电机底座、肩部转盘电机、固定连接件、承重支杆、第一转盘底座、直线驱动装置、第一上臂固定套，该装置可用于穿戴者上肢的日常运动辅助训练，能够完成单自由度动作训练及多自由度联动训练，该装置仅利用三个主动驱动单元即实现了肩关节的前屈/后伸、外展/内收和内旋/外旋以及肘关节的屈曲/超伸共四个自由度，能够用于便携的上肢运动辅助。该装置结构简单、穿戴便捷，具有较高的临床意义和实用价值。

摘要： 一种钹型两自由度压电驱动器及采用该驱动器实现的两自由度运动的激励方法，属于压电驱动技术领域。解决了现有两自由度压电驱动装置都是采用单自由度驱动装置叠加的形式实现，结构尺寸大，且不易于实现小型化问题。驱动器包括压电陶瓷片、钹形金属片、驱动足、基座和动子；压电陶瓷施加电压激励信号时，激励压电驱动器的驱动足实现两自由度摆动。通过改变钹型两自由度压电驱动器的电压激励信号，可以控制其驱动足的摆动方向，进一步利用摩擦力作为驱动力，驱动动子实现两自由度运动。本发明主要应用于工作空间狭小的生命科学和纳米制造等领域。

摘要： 本实用新型提供一种多自由度运动平台和多自由度运动地震模拟平台，其中多自由度运动平台包括底座、第一中间支架、第二中间支架、顶部平台、横向驱动装置、纵向驱动装置和倾斜驱动装置；所述底座、所述第一中间支架、所述第二中间支架和所述顶部平台由下到上依次布置；所述横向驱动装置驱动所述第一中间支架横向运动；所述纵向驱动装置驱动所述第二中间支架纵向运动；所述倾斜驱动装置设置在所述第二中间支架上，驱动顶部平台倾斜翻转。本实用新型的多自由度运动平台能够单独模拟水平方向横向、纵向以及水平方向的组合运动，还能够模拟竖直方向的倾斜运动，具备极高的自由度，并且其结构紧凑，降低了现有设备的高度，大大减小了占空间面积。

摘要： 本实用新型提供一种两自由度传动机构，可以做俯仰运动和滚转运动，包括带动负载做俯仰运动的电动伺服系统，还包括用于带动负载做旋转运动的旋转电动伺服系统。利用上述两自由度传动机构形成两自由度电动运动座椅，座椅可以在空间两个自由度上做300度的单自由度运动，也能做两个自由度的复合运动，并实现大幅度的俯仰、侧滚两个自由度运动，可应用于飞机、舰船、车辆的运动仿真和交互式娱乐动感体验游戏，并与VR 技术结合创造出身临其境的效果。