Steering disturbance rejection using a physics-based neuromusculoskeletal driver model

The aim of this work is to develop a comprehensive yet practical driver model to be used in studying driver–vehicle interactions. Drivers interact with their vehicle and the road through the steering wheel. This interaction forms a closed-loop coupled human–machine system, which influences the driver's steering feel and control performance. A hierarchical approach is proposed here to capture the complexity of the driver's neuromuscular dynamics and the central nervous system in the coordination of the driver's upper extremity activities, especially in the presence of external disturbance. The proposed motor control framework has three layers: the first (or the path planning) plans a desired vehicle trajectory and the required steering angles to perform the desired trajectory; the second (or the musculoskeletal controller) actuates the musculoskeletal arm to rotate the steering wheel accordingly; and the final layer ensures the precision control and disturbance rejection of the motor control units. The physics-based driver model presented here can also provide insights into vehicle control in relaxed and tensed driving conditions, which are simulated by adjusting the driver model parameters such as cognition delay and muscle co-contraction dynamics.     

基于伪密度法的汽车悬架摆臂拓扑优化

通过建立汽车悬架的三维运动模型,运用COSMOSmotion进行动力学仿真,获取零件结构优化所需的载荷条件,以上摆臂为例,在HyperWorks中建立拓扑优化模型,确定设计区域,并针对摆臂的不同制造工艺,采取相应的制造约束条件,采用多工况单一目标的方案,基于伪密度法对摆臂的结构进行拓扑优化,实现了摆臂的概念设计目标。     

直推式自卸车液压缸最优安装位置确定

以某轻型自卸车为例,阐述了直推式自卸车举升机构的主要结构特点,推导出“对于直推式自卸车,以液压缸的初始安装长度为底边,货箱翻转轴为顶点,所组成等腰三角形的举升机构,在货箱初始位置时,液压缸具有最大的工作力臂”的理论及相关的计算公式,从而可以很方便地确定直推式自卸车倾液压缸的安装位置,并以实例证明应用该理论所确定的液压缸安装位置为最优。     

六自由度可移动机械加工机器人的概念设计

为了满足机械加工作业智能化的需要,设计了一款六自由度四履带双摇臂机械加工机器人。介绍了其移动平台机械结构设计,该移动平台能够满足移动、转弯与越障等功能并承载刀具中心换刀机构;介绍了其机械臂的模块化设计,该机械臂可以实现钻、铣、镗等机械加工作业。对机械臂正逆运动学进行分析,并使用Matlab软件中的Robotics Toolbox功能进行仿真;对机械臂采用拉格朗日方程计算方法进行动力学计算,使用SolidWorks Motion功能对机械臂进行动力学仿真。分析结果表明,所设计的机器人能够满足使用要求。     

原油转拨船的稳性问题与对策研究

为了保证转拨船在输油作业等工况下的稳性与安全,通过设计原油转拨船与原油轮连接、解脱,传输等作业工况,得到各种作业工况下的装载参数,然后验证转拨船作业等工况下的稳性。本文通过介绍转拨船的船型特点和稳性技术要求,重点研究转拨船的稳性计算难点,提高转拨船复原力臂曲线和破舱稳性的措施和方法。通过设计转拨船的典型装载工况,利用NAPA软件模拟装载工况,实现稳性校核结果。这为后续的转拨船总布置设计和稳性研究提供了重要的设计参考依据。     

有黏结预应力梁中预应力筋的几何非线性分析

以常规的非线性平面梁元平衡方程为基础,将预应力束视为两端通过刚臂与混凝土梁元节点连接的平面杆元,在局部坐标系(随转坐标系)中计入预应力,根据刚臂在受力后只有刚体运动而本身不变形的特点,采用微分方法导出其在结构坐标系中的切线刚度矩阵,从而获得混凝土梁元与预应力束杆元在结构坐标系中的组合单元切线刚度矩阵;编制了程序,对预应力钢筋混凝土悬臂梁进行几何非线性分析;与ANSYS计算结果比较表明,提出的方法在非线性程度很高时仍能获得高精度数值解,具有对单元数量不敏感,预应力作为非保守荷载的特点容易被计入的优点。     

船舶在规则波中横摇稳性变化理论研究

对规则波中船舶横摇稳性的特点进行了分析和介绍,提出一种比较可靠的研究船舶在规则波中横摇时的复原力臂方法.基于切片理论,利用三个坐标系之间的转化关系,建立任意规则波中重力与浮力平衡及纵倾力矩为零的瞬时静平衡方程,同时提出任意规则波中船体各横剖面左右舷与波面一组或多组交点的求法及各浸水剖面面积的通用计算法,并基于Froude-Krylov假说得到船舶在波浪中的复原力臂.通过对一艘渔政船的各种瞬时状态的计算,得到波浪中船舶的复原力变化特性及影响波浪中复原力变化的重要因素.     

汽车高速方向盘摆振问题整改

解决摆振问题可提高驾驶的安全性和舒适性,文章探讨了某车型在高速时方向盘发生摆振问题的解决办法,通过改变相关件振动频率及阻尼特性来验证摆振问题。最后通过调整下摆臂衬套和转向系统相关零部件参数解决了此车的高速摆振问题,结果表明摆振的原因为系统共振所引起,通过吸收及改善此车况下的系统振动便可解决此类共振问题。     

起重机伸缩式箱形吊臂轴向受力分析

通过对吊臂进行受力分析,从而保证了吊臂具有足够的强度、刚度及稳定性。吊臂是起重机的重要部件,其设计的好坏直接影响到起重机整体的使用性能和经济成本。     

刚接曲线梁桥荷载横向分布的计算模型

借助于附加的水平刚臂单元，对曲线梁的弯一扭耦合效应进行了分离。这样，才有可能分别导出两类弹簧支承(竖向的和扭转的)的刚度计算公式。在此基础上．建立了能够应用电算程序来分析曲线梁桥荷载横向分布的计算模型。通过实例验证了该模型的正确性．并且这种方法可以大大地简化计算过程。