27、新型可变刚度关节与8自由度冗余机器人平台在医疗应用中的创新设计

新型可变刚度关节与8自由度冗余机器人平台在医疗应用中的创新设计

可变刚度关节(VSJ)的魅力

可变刚度关节(VSJ)的主要特性是其出口刚度可独立于出口位置进行变化。通过用可变刚度关节取代传统关节,设备在执行各种任务时,能灵活改变输出刚度或保持输出恒定。不过,使用这类执行器也面临挑战,比如在轨迹规划和控制方面的复杂度大幅增加,尤其是在高动态运动中。

可变刚度关节的应用场景广泛,不仅能用于阻尼运动任务,还能在需要特定输出力的任务中发挥作用,甚至无需电机就能产生力。为使设备对运动提供可变阻力,通常需要高扭矩电机,但VSJ可替代它们,降低能耗并发挥诸多优势。

一些VSJ设计,如AwAS,采用两个弹簧的传统对抗配置,通过控制弹簧张力改变刚度。拉伸弹簧使关节变硬,放松则使其更灵活,这种关节已在ASIBOT服务机器人中得到测试。用于人机交互的VSJ有一个定时传动带,由弹簧张紧,非线性地连接主轴与一对反向驱动的直流电机控制的相对滑轮,协调的角度变化会产生位移和刚度变化。还有基于悬臂梁原理的关节,梁的支撑点可移动,该距离与刚度变化相关;也有使用杠杆的关节,其挠度取决于枢轴位置。

新型VSJ的设计方案

新型VSJ的设计要求是在连杆末端保持恒定刚度,不受旋转角度影响。该设计采用了安装在连杆上的对抗弹簧R1和R2。从平衡位置开始,关节逆时针旋转时,弹簧R1拉伸,R2压缩;顺时针旋转时,情况相反。利用单个弹簧的特性来确定关节刚度与连杆末端力之间的关系。

弹簧的压缩长度$l_c = l_i - x_m$,拉伸长度$l_e = l_i + x_m$。关节刚度取决于弹簧长度的伸缩,弹簧拉伸长度$x_m$取决于旋转角度和连杆半径。可以推断,旋转角度$

基于可靠性评估序贯蒙特卡洛模拟法的配电网可靠性评估研究(Matlab代码实现)内容概要:本文围绕“基于可靠性评估序贯蒙特卡洛模拟法的配电网可靠性评估研究”,介绍了利用Matlab代码实现配电网可靠性的仿真分析方法。重点采用序贯蒙特卡洛模拟法对配电网进行长时间段的状态抽样统计,通过模拟系统元件的故障修复过程,评估配电网的关键可靠性指标,如系统停电频率、停电持续时间、负荷点可靠性等。该方法能够有效处理复杂网络结构设备时序特性,提升评估精度,适用于含分布式电源、电动汽车等新型负荷接入的现代配电网。文中提供了完整的Matlab实现代码案例分析,便于复现和扩展应用。; 适合人群:具备电力系统基础知识和Matlab编程能力的高校研究生、科研人员及电力行业技术人员,尤其适合从事配电网规划、运行可靠性分析相关工作的人员; 使用场景及目标:①掌握序贯蒙特卡洛模拟法在电力系统可靠性评估中的基本原理实现流程;②学习如何通过Matlab构建配电网仿真模型并进行状态转移模拟;③应用于含新能源接入的复杂配电网可靠性定量评估优化设计; 阅读建议:建议结合文中提供的Matlab代码逐段调试运行,理解状态抽样、故障判断、修复逻辑及指标统计的具体实现方式,同时可扩展至不同网络结构或加入更多不确定性因素进行深化研究。
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值