电磁驱动球形机器人的原理及性能分析

提出了一种电磁驱动全方位运动球形机器人驱动原理：通过电磁磁芯与永磁磁钢之间的吸引或排斥力,带动内部驱动机构绕主轴旋转,实现球形机器人的前进和后退;由电机带动飞轮一起旋转,实现电磁驱动球形机器人的转向运动,两种运动合成即可实现球形机器人的全向滚动。对球形机器人的滚动条件、越障能力、爬坡能力、转弯特性等作了静力学分析。为提高球形机器人的越障、爬坡等动力性能,研究了等效摆质量m与球形机器人总质量（M+m）的比值对球形机器人静力学性能的影响。     

汽车水泵轴承变形和载荷计算方法

汽车水泵轴承变形和载荷的精确计算是提高轴承寿命、润滑性能和分析其动态特性计算合理性和准确性的重要条件,也一直是轴承工业界面临的难题之一。计算汽车水泵轴承两列滚子受载的传统方法是将整个轴承的所有元件看成是刚性的,忽略了轴承转轴滚动元件变形,因而计算精度不高。以WR3258152型汽车水泵轴承为研究对象,建立了可以精确计算水泵轴承变形和内部载荷分布的解析模型。在考虑汽车水泵轴承内部弹性变形的基础上,构建了两列滚动体的受力计算模型,并通过实例计算,对比了该模型和传统方法的载荷计算结果。     

基于行人头部保护碰撞的试验设备设计

基于EEVC(European Enhanced Vehicle-Safety Committee)制定的行人碰撞保护（头部）标准,开展了行人碰撞保护设备的设计工作,介绍了头部碰撞试验设备的功能原理及各个模块的设计,建立了设备冲击所需气压与头型飞行速度之间的关系,并从速度控制方面对设备的试验能力进行了仿真。仿真结果表明：该设备满足EEVC对行人碰撞的要求,可用于下一步的设计开发。     

烧结型多孔管在NaCl溶液中的传热与结垢特性

采用强化传热因子、临界循环量和临界结垢浓度等分析方法,研究了烧结型白铜多孔管与白铜光滑管在NaCl溶液中的传热与结垢特性。建立了多孔管在NaCl溶液沸腾传热过程中气泡努塞尔数与气泡雷诺数、普兰特数和溶液浓度之间的关联式。结果表明：与光滑管相比,烧结型多孔管在不同浓度的溶液中都能明显提高其沸腾传热系数,最大可达到3.3倍。NaCl溶液的质量分数只要低于临界结垢质量分数,多孔管都具有抗垢性能。该关联式与实际情况相符,能较好地预测多孔管在NaCl溶液中的传热性能。     

基于物体影子反求特定时空

根据物体在太阳光照射下将产生影子的自然现象,研究物体影子的形成原理,通过分析物体实形与其影子关系建立数学模型。进一步利用影子的形成原理进行逆向变换,通过Visual Basic和Visual Lisp编程实现反求算法,研制了计算机反求实验平台,实现对影子的反求,并通过实验反求实际模型,比较分析数据误差从而验证算法的有效性,最后提出了一种新的反求方法。     

工程优化设计中的近似模型技术

解决复杂系统的建模优化问题,需根据具体的应用环境,选择合适的近似模型。本文对响应面模型、多元自适应回归样条模型、克立格模型、径向基函数模型、支持向量回归模型等近似模型的性能特点和适用范围进行了系统的比较研究,在分析这些近似模型基本特性的基础上,选取具有广泛代表性的测试函数,并综合考虑问题的复杂度、非线性程度、采样点的规模及分布等多个因素,对上述5种近似模型的全局和局部拟合能力、鲁棒性等进行了较为全面的比较评价,并给出应用实例。     

油套管螺纹联接粘扣失效过程的试验研究

油套管螺纹联接中,粘扣失效问题一直是影响油套管安全性和工作寿命的关键。设计了一台能够模拟油套管螺纹联接的实验装置。以P110S油套管螺纹为研究对象,试验观察了螺纹表面形貌随着不同的加载和摩擦而发生改变的过程,分析了接触应力大小对发生粘扣失效的影响规律;采用实际应用中的拧紧齿面接触应力进行试验,观察了螺纹齿面逐渐发生粘扣失效过程的表面形貌,得出在接触应力为300 MPa时,P110S油套管螺纹大约拆卸4次即发生粘扣失效的结论,这与目前工业界中的最大装拆次数是吻合的。     

唇形密封圈润滑性能的数值模拟

在同时考虑密封压力,密封唇口和轴表面微观形貌、密封唇口过盈量、密封唇的弹性变形等因素的基础上提出了一种对唇形密封圈润滑面进行流体动压润滑性能计算的数值模拟方法。该方法可以有效地对不同密封压力下具有不同初始过盈量的唇形密封圈的润滑性能进行模拟计算,与现有的模拟计算方法相比更为合理。将所建立的模拟计算方法应用于江苏容天乐公司生产的WR型汽车水泵轴承密封圈的研究,数值计算了轴承工作时密封区域内两粗糙表面间的最大油膜压力、平均油膜压力、最小油膜厚度、平均油膜厚度,密封唇表面摩擦力等参数,得到了不同密封压力下初始唇口过盈量变化对密封面润滑性能影响的规律曲线,并对其进行了分析。     

基于血压标定的中医脉图信号分析识别研究

目的为了赋予脉图波形特征更明确的生理意义、提高脉图分类识别率。方法基于提取的脉图信号时域特征,分别运用随机森林算法等多种机器学习算法建立血压预测模型,并用预测的血压对脉图进行标定,使脉图波形特征点生理意义更明确;对标定后的脉图提取时域特征参数和血液动力学参数,并应用随机森林等多种机器学习算法对脉图进行分类识别。结果建立的血压预测模型对收缩压与舒张压的预测精度满足AAMI国际电子血压计标准要求;基于血压标定后的脉图特征建立的分类识别模型,其识别效果优于血压未标定的脉图特征。结论该研究为脉图分类识别提供了一种新的思路和方法,对脉诊客观化有一定的实际应用价值。     

基于随机森林的脉象信号特征降维与分类研究＊

应用于中医脉象信号分类研究中的多种方法提取了大量复杂特征，但使用时由于缺乏系统分析而难以在算法中高效利用，本文提出了一种基于随机森林的脉象信号特征评估降维方法。首先，提取常用的脉象时域、频域以及时-频域特征共93维；随后，使用随机森林算法，基于Gini指数对各个特征重要性进行排序，并使用支持向量机(SVM)、反向传播神经网络(BP-NN)以及随机森林(RF)算法验证排序的正确性，最后，结合序列前向选择算法，根据算法的分类准确率变化进行特征选择。实验结果表明：基于随机森林算法的脉象特征重要性排序可行，且进行特征筛选后，特征维数从93维降低到13维左右，对平、实、弦、滑四类脉象的分类，SVM和BP-NN的准确率均提高了10%以上，对特征冗余性不敏感的RF也提高了4.5%，该方法可用于脉象信号分析中大量特征的评估降维，可显著提高算法的分类准确率和运行效率。