针对混凝土内部钢筋腐蚀程度判别难、精确度低等问题,提出了将改进粒子群算法(PSO)与BP神经网络结合起来,通过对钢筋锈蚀机理及其影响因素的分析,建立了以混凝土内部温度、湿度、pH值、Cl-浓度和腐蚀电位为输入,钢筋腐蚀率为输出的改进PSO-BP监测模型,并将实测输入数据与仿真结果进行了对比。结果表明,改进PSO-BP算法的收敛性与准确性均优于PSO-BP算法和BP算法。

该文介绍比率采样法在镀层厚度测量中的应用,详细叙述了测量系统的组成原理和主要单元电路的设计.所设计的测量系统适合于对导磁工件上镀有非导磁材料的镀层厚度的测量.通过采用比率采样技术,在保持元件性能不变的前提下,可提高测量精度.

根据力觉交互的需要,提出了一种基于磁流变液力觉驱动器的优化设计方法.介绍了磁流变液力觉驱动器的结构、原理及其动力学模型,用无因次量替代动力学模型中的相应参数得出无因次动力学模型,分析了在磁流变液宾汉值为常数的条件下输出被动驱动力动态范围、输出被动驱动力随结构参数的变化关系.综合考虑体积、输出被动驱动力大小及其动态范围基础上提出了阻尼器的最优设计方法,并给出了设计程序.利用该设计方法设计了应用于被动力反馈装置的驱动器,加工了原型并进行了测试,测试结果验证了设计方法的有效性.

针对目前柔顺性触觉接口设备存在的容易失真的问题,提出了一种基于电机和磁流变液混合驱动的柔顺性触觉接口装置。在简单介绍了磁流变液的基础上,讨论了基于磁流变液被动驱动器的结构和原理,该驱动器采用多转子设计思路以增大力输出范围。利用磁流变液驱动器能够模拟肌体组织的黏滞性,电机能够模拟肌体组织的弹性,将驱动器与电机串联实现肌体组织的柔顺性再现,同时利用电机补偿驱动器非有益阻尼力,增强装置的保真效果。在此基础上设计了柔顺性触觉接口装置,对装置模拟自由空间、不同的变形程度柔顺性物体受力进行了介绍,分析了装置的控制方法,最后加工了触觉装置原型,开展了不同柔顺度虚拟肌体组织柔顺性再现实验,实验结果验证了所设计装置及控制方法的有效性。

针对手部康复训练设备主要由主动驱动器驱动导致的安全稳定性差、容易造成二次伤害等问题,设计了一种用于手部康复训练的被动驱动交互装置。首先简单介绍了被动驱动器的结构、实现原理,在此基础上提出了一种两自由度手部康复训练交互装置设计方法,该交互装置在支架上设置两根相互垂直并处于同一平面的轴,轴的两端分别连接被动驱动器和数字编码器,手柄在两轴的驱动下能在两雏空间内运动并产生两自由度的力。接着分析了手柄受力与被动驱动器输出力的变换方法,最后设计康复游戏,与研制的交互装置配合,开展了脑卒中患者的康复训练试验,试验结果验证了康复训练交互装置对于手部康复训练的有效性。

根据力觉反馈的需要,设计了一种基于磁流变液的阻尼器,并建立了模型。介绍了磁流变液阻尼器的设计方法,该阻尼器由上、下盖组成密闭的壳体,转子通过轴设置于壳体内,壳体内充满磁流变液,在磁场作用下磁流变液屈服应力产生变化,转子相对于壳体转动时阻尼力连续快速变化,分析了阻尼器阻尼力构成及其可控性,运用较为简化的方法建立了阻尼器的逆动态模型,利用研制的阻尼器原型设计了实验系统并进行了挤压柔顺性物体和碰撞刚体力反馈实验,实验中阻尼器能够实现大范围的力觉反馈,因此表明设计方法有效、模型正确。