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上肢鞭打动作技术原理的生物力学研究 被引量：51
1
作者 刘卉 《体育科学》 CSSCI 北大核心 2004年第11期30-36,共7页
鞭打动作是许多体育技术动作的重要组成部分 ,对鞭打动作技术的研究将对运动技术实践具有广泛而深入的指导意义。应用瑞典产 QUAL ISYS- MCU5 0 0红外远射测试系统 (6个镜头 )对羽毛球扣杀、排球扣球、标枪投掷、棒球投球动作过程进行... 鞭打动作是许多体育技术动作的重要组成部分 ,对鞭打动作技术的研究将对运动技术实践具有广泛而深入的指导意义。应用瑞典产 QUAL ISYS- MCU5 0 0红外远射测试系统 (6个镜头 )对羽毛球扣杀、排球扣球、标枪投掷、棒球投球动作过程进行测试。在一定简化的基础上建立了人体上肢 3环节 7自由度的环节链多刚体模型 ,应用多刚体动力学中的 Kane方法和红外远射测试系统所测运动学数据对上肢各环节运动的肌肉力矩进行计算 ,并应用隔离法计算上肢各环节在关节处的受力情况。通过对上肢鞭打动作技术进行运动学与动力学的综合分析 ,揭示了上肢在做鞭打动作时的空间运动规律与特征。 展开更多
关键词 鞭打动作 上肢 生物力学分析 kane方法
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Simulink和SimMechanics环境下并联机器人动力学建模与分析 被引量：46
2
作者 王英波 黄其涛 +2 位作者 郑书涛 韩俊伟 许宏光 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期100-105,共6页
为了对六自由度并联机器人动力学模型进行充分验证和分析,并提高建模与分析的效率,提出在Simulink和SimMechanics环境下进行动力学建模与分析的计算机辅助方法.将六自由度并联机器人描述为单个刚体,采用凯恩方法建立其单刚体动力学模型... 为了对六自由度并联机器人动力学模型进行充分验证和分析,并提高建模与分析的效率,提出在Simulink和SimMechanics环境下进行动力学建模与分析的计算机辅助方法.将六自由度并联机器人描述为单个刚体,采用凯恩方法建立其单刚体动力学模型,设计了基于铰点空间控制策略的经典PID控制器,并在Simulink和SimMechanics这2种环境下进行了动力学建模仿真,六自由度并联机器人的动力学响应完全一致,说明了在Simulink和SimMechanics 2种环境下的动力学模型都是正确的,并且所提出的方法也可应用于所有机械系统的动力学建模与分析. 展开更多
关键词 并联机器人 动力学模型 计算机辅助方法 凯恩方法 单刚体 PID控制器
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一种变体飞行器的动力学建模与动态特性分析 被引量：20
3
作者 张杰 吴森堂 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期58-64,共7页
对可变展长、可变后掠角的变体飞行器物理模型进行了简化,基于Kane方法,将变体运动假设为已知的可控输入,利用约束方程来表示机翼的变形运动,选取飞行器位移运动速度以及角速度在机体坐标系下的6个分量作为广义速率,建立了该变体飞行器... 对可变展长、可变后掠角的变体飞行器物理模型进行了简化,基于Kane方法,将变体运动假设为已知的可控输入,利用约束方程来表示机翼的变形运动,选取飞行器位移运动速度以及角速度在机体坐标系下的6个分量作为广义速率,建立了该变体飞行器的六自由度动力学模型.定义了附加力与附加力矩的概念用于描述变体运动对飞行器产生的动力学影响,仿真结果表明,在平稳飞行条件下,相对于变形引起的空气动力的变化,机翼变形产生的附加力和附加力矩都较小.在不同的变形速度下,对变体引起的飞行器纵向运动响应进行了仿真分析,仿真结果表明,变体过程中飞行器的高度、速度以及俯仰角等状态均会发生很大变化. 展开更多
关键词 变体飞行器 动力学模型 建模 变展长 变后掠角 kane方法
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浮基多刚体系统动力分析 被引量：14
4
作者 陈徐均 沈庆 崔维成 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2002年第5期139-143,共5页
引入浮体势流流固耦合理论和多刚体力学的凯恩方法对浮基多刚体系统进行动力分析。考虑入射规则波的影响和上部作业物体进行回转作业、升降作业的影响，建立了浮基多刚体系统的运动方程，讨论了浮基多刚体系统运动方程在三类情况下的求... 引入浮体势流流固耦合理论和多刚体力学的凯恩方法对浮基多刚体系统进行动力分析。考虑入射规则波的影响和上部作业物体进行回转作业、升降作业的影响，建立了浮基多刚体系统的运动方程，讨论了浮基多刚体系统运动方程在三类情况下的求解途径。 展开更多
关键词 多刚体系统 动力分析 浮基 凯恩方法 势流理论 流固耦合
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基于假设模态法的风力机动力学分析 被引量：16
5
作者 王磊 陈柳 +2 位作者 何玉林 刘桦 金鑫 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2012年第11期122-126,共5页
采用Kane方法建立风力机系统动力学模型,并使用假设模态离散化方法对其进行柔性化。结合修正的BEM理论计算得到的风轮气动载荷,并在Fortran环境下编程建立风力机整机的系统动力学数学模型,完成对风力机的随机响应分析。以某型2.5MW风力... 采用Kane方法建立风力机系统动力学模型,并使用假设模态离散化方法对其进行柔性化。结合修正的BEM理论计算得到的风轮气动载荷,并在Fortran环境下编程建立风力机整机的系统动力学数学模型,完成对风力机的随机响应分析。以某型2.5MW风力发电机组为研究对象进行分析计算,将分析数据同国际权威计算软件GH Bladed数据比较。比较表明,该分析模型可以较好的模拟风力机的动力学特性,同时兼顾了较少建模计算时间和较高分析精度两个优点,近而验证采用假设模态法进行风力机动力学分析是一种行之有效的方法。 展开更多
关键词 kane方法 假设模态法 修正的BEM模型 风力机 动力学分析
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末敏弹刚柔耦合系统动力学模型及仿真 被引量：12
6
作者 郭锐 刘荣忠 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期10-14,共5页
基于Kane方法建立了末敏弹刚柔耦合系统动力学模型并进行了仿真计算。模型将降落伞处理为柔性体,并用模态展开法表达降落伞的弹性位移,用混合坐标来表达降落伞的位置,进行末敏弹系统的运动学分析。选取与末敏弹系统姿态相关的10个广义坐... 基于Kane方法建立了末敏弹刚柔耦合系统动力学模型并进行了仿真计算。模型将降落伞处理为柔性体,并用模态展开法表达降落伞的弹性位移,用混合坐标来表达降落伞的位置,进行末敏弹系统的运动学分析。选取与末敏弹系统姿态相关的10个广义坐标,引入偏速度,分别推导相应的广义惯性力、广义主动力和广义内力。根据Kane方法的多柔体动力学理论,建立了10自由度的末敏弹系统刚柔两体动力学方程。利用该模型,用MATLAB进行编程计算,得到了某型末敏弹系统稳态扫描段的弹道结果,为末敏弹系统的总体设计提供参考。 展开更多
关键词 机械学 刚柔耦合系统 末敏弹 动力学模型 kane方法
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基于Kane方法的机器海豚动力学建模及速度优化方法 被引量：14
7
作者 沈飞 曹志强 +1 位作者 徐德 周超 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第8期1247-1256,共10页
在利用Kane方法对机器海豚进行动力学建模的基础上,提出了一种对豚体波拟合推进进行速度优化的方法.首先,选取各连杆的关节角和机器海豚头部质心的坐标作为广义坐标,对具有三个推进关节的机器海豚进行运动学分析,进而得到广义惯性力;然... 在利用Kane方法对机器海豚进行动力学建模的基础上,提出了一种对豚体波拟合推进进行速度优化的方法.首先,选取各连杆的关节角和机器海豚头部质心的坐标作为广义坐标,对具有三个推进关节的机器海豚进行运动学分析,进而得到广义惯性力;然后,结合对各连杆受力分析得到的广义主动力,建立机器海豚的动力学方程.其中,根据尾鳍攻角所处的不同范围,分别利用升力线理论和阻力模型将尾鳍建模为有限翼展机翼或平板来计算水动力.在此基础上,结合豚体波拟合推进,提出一种通过调节尾鳍关节角规律的幅度和相位来优化平均推进速度的方法.仿真结果表明了所建模型及优化方法的有效性. 展开更多
关键词 机器海豚 动力学建模 kane方法 豚体波拟合推进 速度优化
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含间隙移动副的曲柄滑块机构动力学研究——系统建模和动力学方程 被引量：12
8
作者 贾晓红 季林红 +1 位作者 金德闻 张济川 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2000年第5期698-700,共3页
为了研究运动副间隙对机构的影响 ,对机构进行动力学分析是一个必要环节。以曲柄滑块机构为例 ,考虑三球销滑动副间隙对机构动力学特性的影响。通过缩减变形获得树形系统 ,采用 Kane方法得到 8个一阶微分方程组 ;根据“动态分段”的思... 为了研究运动副间隙对机构的影响 ,对机构进行动力学分析是一个必要环节。以曲柄滑块机构为例 ,考虑三球销滑动副间隙对机构动力学特性的影响。通过缩减变形获得树形系统 ,采用 Kane方法得到 8个一阶微分方程组 ;根据“动态分段”的思想 ,实现全局仿真 ,并给出算例。本文采用的动力学分析方法 ,使得分离状态和接触状态机构动力学方程形式统一 ,大大减小了方程推导和求解的工作量 ,对其它含间隙副机构的动力学研究具有普遍意义。 展开更多
关键词 曲柄滑块机构 动力学方程 系统建模 间隙移动副
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多臂空间机器人的视觉伺服与协调控制 被引量：13
9
作者 冯骁 卢山 +2 位作者 侯月阳 王奉文 贾英宏 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期206-215,共10页
针对多臂空间机器人自主目标抓捕任务,首先建立多臂空间机器人的运动模型和其与目标的相对运动模型,采用Kane方法建立多臂空间机器人的动力学模型;其次,研究基于视觉伺服的机械臂在线轨迹规划算法,并引入零反作用机动,消除机械臂运动对... 针对多臂空间机器人自主目标抓捕任务,首先建立多臂空间机器人的运动模型和其与目标的相对运动模型,采用Kane方法建立多臂空间机器人的动力学模型;其次,研究基于视觉伺服的机械臂在线轨迹规划算法,并引入零反作用机动,消除机械臂运动对平台姿态的扰动;再次,在不使用零反作用机动功能时,分别使用基于角动量前馈补偿的协调控制算法和逆动力学方法设计了协调控制器,在机械臂运动时保持平台姿态和相对目标的位置。最后,开发了基于Matlab的仿真软件MASS(多臂空间机器人仿真),仿真结果校验了上述方法的有效性。 展开更多
关键词 多臂空间机器人 kane方法 视觉伺服 协调控制 逆动力学控制
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体育运动中统一的人体多刚体模型及动力学分析方法 被引量：13
10
作者 高云峰 刘颖 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2000年第2期142-144,共3页
本文介绍了人体的多种多刚体模型及在体育中的应用，提出了统一的人体多刚体模 型，讨论了该模型的自由度、广义坐标、人体参数等。在比较了多种动力学分析方法后，建 议采用ＫＡＮＥ方法。
关键词 人体多刚体模型 自由度 体育运动 动力学
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基于Kane方法的Stewart传感器动力学及固有频率分析 被引量：10
11
作者 姚裕 吴洪涛 张召明 《动力学与控制学报》 2004年第2期84-87,共4页
通过线性化动力学方程并应用Kane方法,研究了Stewart传感器的固有频率,将Stewart传感器的上平台、上连杆、敏感元件及下连杆作为独立的子结构分别处理.依据矢量和张量理论对其运动学方程和动力学方程进行系统的推导,并经过简化导出Stew... 通过线性化动力学方程并应用Kane方法,研究了Stewart传感器的固有频率,将Stewart传感器的上平台、上连杆、敏感元件及下连杆作为独立的子结构分别处理.依据矢量和张量理论对其运动学方程和动力学方程进行系统的推导,并经过简化导出Stewart传感器简洁的固有频率方程形式.为验证Kane方法的有效性,提供了MATHEMATICA数值算例.相比于传统的牛顿-欧拉方法及拉格朗日方法,Kane方法既简洁又高效,特别适合于计算机计算. 展开更多
关键词 Stewart传感器 动力学 固有频率 kane方法
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整体预紧式六维力传感器动态特性分析 被引量：11
12
作者 姚建涛 孙锟 +2 位作者 李立建 许允斗 赵永生 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期1037-1043,共7页
固有频率作为传感器重要的动态性能指标之一,是传感器动态测试范围的主要确定依据。针对整体预紧式Stewart六维力传感器,基于Kane动力学建模方法及引入角速度算子矩阵,构建了考虑中间预紧分支影响的六维力传感器系统的形式简洁的统一动... 固有频率作为传感器重要的动态性能指标之一,是传感器动态测试范围的主要确定依据。针对整体预紧式Stewart六维力传感器,基于Kane动力学建模方法及引入角速度算子矩阵,构建了考虑中间预紧分支影响的六维力传感器系统的形式简洁的统一动力学模型。通过忽略系统阻尼,推导得到了传感器系统的简化动力学方程、前6阶固有频率及对应振型。利用有限元仿真软件及对传感器样机进行动态标定实验2种方式分别得到了传感器的固有频率及动态特性指标,并验证了所构建传感器动力学理论建模的正确性。研究内容为传感器在实际动态力监测的应用场合提供了依据,为传感器的产品化设计提供了理论指导。 展开更多
关键词 六维力传感器 预紧式 kane方法 动力学 动态特性
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3UPS/S舰船稳定平台非惯性系动力学建模 被引量：12
13
作者 王力航 郭菲 +2 位作者 卢文娟 李永泉 张立杰 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期20-29,共10页
舰船稳定平台实时检测并补偿船体在海浪中运动,为舰载设备提供对地稳定空间。稳定平台处于不断运动着的工作环境,准确高效的非惯性系动力学模型是提升稳定控制品质的重要前提。借鉴串并混联机构动力学建模过程,通过虚拟低阶参考系机构,... 舰船稳定平台实时检测并补偿船体在海浪中运动,为舰载设备提供对地稳定空间。稳定平台处于不断运动着的工作环境,准确高效的非惯性系动力学模型是提升稳定控制品质的重要前提。借鉴串并混联机构动力学建模过程,通过虚拟低阶参考系机构,将惯性系动力学研究方法扩展非惯性系当中,利用凯恩方法建立3UPS/S并联稳定平台非惯性系下动力学模型。为了验证建模方法的正确性,分别搭建Simulink/SimMechanics多体动力学仿真模型以及非惯性运动试验平台。试验结果表明,计算驱动力与实测驱动力在量值上相近且变化趋势一致,验证了动力学模型的合理性。 展开更多
关键词 并联机构 非惯性动力学 凯恩方法 舰船稳定平台
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温室3P3R机械臂系统动力学建模与分析 被引量：10
14
作者 焦有宙 丁攀 赵大旭 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期179-183,共5页
针对温室等设施农业环境,设计了一种具有3P3R机械臂结构的机器人,为了分析机械臂的操作性能并实现精确运动控制,对机械臂进行了运动学和动力学分析;采用Kane方法和旋量理论分析方法建立了机器人的操作臂运动学和动力学模型,利用该模型,... 针对温室等设施农业环境,设计了一种具有3P3R机械臂结构的机器人,为了分析机械臂的操作性能并实现精确运动控制,对机械臂进行了运动学和动力学分析;采用Kane方法和旋量理论分析方法建立了机器人的操作臂运动学和动力学模型,利用该模型,针对原理样机的具体结构,在Mathematica环境下研究了机械臂的操作性能,得到在一定作业任务规划下,末端执行器的位姿变化规律,以及按照该规划轨迹运动时各关节的驱动力;结果表明,结合了Kane方法和旋量理论的动力学模型具有准确、简单、有效等特点,能够满足机械臂的运动学、动力学分析的要求。 展开更多
关键词 温室 机器人 3P3R机械臂 kane方法 动力学分析
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基座运动对并联调整机构动力学性能的影响 被引量：10
15
作者 姚建涛 韩博 +3 位作者 窦玉超 张硕 许允斗 赵永生 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第7期410-418,共9页
以上海65 m射电望远镜六自由度并联调整机构为研究对象,研究基座运动对并联调整机构动力学性能的影响。首先阐述了并联调整机构的构型与位姿状态;然后分析了基座运动对动平台和驱动分支受力的影响,计算了基座运动引起的动平台和驱动分... 以上海65 m射电望远镜六自由度并联调整机构为研究对象,研究基座运动对并联调整机构动力学性能的影响。首先阐述了并联调整机构的构型与位姿状态;然后分析了基座运动对动平台和驱动分支受力的影响,计算了基座运动引起的动平台和驱动分支惯性力和惯性力矩的变化,并分析计算了基座运动过程中引起的重力矢量方向的变化;进而采用具有高实时性特点的Kane方法分别建立了基座固定和基座运动两种情况下并联调整机构的动力学方程,最后分别采用Matlab和ADAMS软件仿真分析了基座运动对机构动力学性能的影响。仿真结果验证了所建动力学模型的正确性,同时也发现基座运动对此类机械系统动力学性能影响较为明显,在结构强度校核和控制系统参数设定时应加以考虑,以提高控制系统的准确性和结构强度的可靠性。 展开更多
关键词 并联机构 基座运动 动力学模型 kane方法 驱动力
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小型无人直升机建模与分析 被引量：9
16
作者 杜建福 吕恬生 +1 位作者 Konstantin Kondak 张亚欧 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第10期1726-1730,共5页
由于小型无人直升机具有不同于大型直升机的独特特点,提出采用结构分析法推导小型无人直升机的数学模型.将小型直升机看作2个刚体(机体和主旋翼),借助Kane方法推导了小型直升机的动力学模型,并与单刚体建模进行了比较.分析表明,2种建模... 由于小型无人直升机具有不同于大型直升机的独特特点,提出采用结构分析法推导小型无人直升机的数学模型.将小型直升机看作2个刚体(机体和主旋翼),借助Kane方法推导了小型直升机的动力学模型,并与单刚体建模进行了比较.分析表明,2种建模方法的运动学方程和平移动力学方程相同,但旋转动力学模型完全不同.采用2种刚体所建模型的响应具有余弦规律而单刚体所建模型则呈线性规律.飞行试验验证了模型的有效性. 展开更多
关键词 无人直升机 动力学建模 kane方法
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鱼雷和伞的空中运动模型 被引量：9
17
作者 金友兵 邵大燮 +3 位作者 薛晓中 李奉昌 颜开 史淦君 《弹道学报》 CSCD 北大核心 1998年第2期87-92,共6页
对于稳定运动阶段的雷伞系统，采用凯恩动力学方法，建立雷伞一体的运动模型，通过消去鱼雷和伞之间的相互作用力和力矩，为计算带来了方便，为空投鱼雷的弹道计算提供了新的方法．
关键词 鱼雷 降落伞 火箭助飞鱼雷 空中运动模型
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航天员舱外活动计算机动态仿真 被引量：7
18
作者 杨锋 袁修干 李银霞 《系统仿真学报》 CAS CSCD 2003年第2期216-218,225,共4页
详细阐述了应用计算多刚体系统动力学仿真航天员舱外活动EVA(Extra Vehicular Activity)的步骤。介绍了多刚体统系动力学的中Kane方法的基本原理,分析了Kane方法应用在EVA仿真中的可行性,介绍了反向运动学和反向动力学的基本概念。选取S... 详细阐述了应用计算多刚体系统动力学仿真航天员舱外活动EVA(Extra Vehicular Activity)的步骤。介绍了多刚体统系动力学的中Kane方法的基本原理,分析了Kane方法应用在EVA仿真中的可行性,介绍了反向运动学和反向动力学的基本概念。选取STS-63飞行中的一次任务,在对其进行适当简化的基础上,建立了航天员7节段6自由度的人体模型,利用Kane方法和反向运动学和反向动力学对模型进行了求解。对结果进行了分析,并得出了结论。 展开更多
关键词 航天员 舱外活动 计算机动态仿真 kane方法 多刚体系统动力学
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基于Kane法的柔性机械臂系统动力学建模及其模态截取研究 被引量：11
19
作者 孙占庚 金国光 +1 位作者 常志 唐国潮 《天津工业大学学报》 CAS 北大核心 2009年第4期61-63,共3页
基于假设模态法和Kane方程建立柔性机械臂的动力学模型,并对其进行数值仿真.仿真结果表明,基于凯恩法的动力学模型,截取系统的前一阶模态就能保证系统的精度.
关键词 柔性机械臂 动力学 凯恩法 模态截取
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上肢鞭打动作动力学模型的建立及分析 被引量：5
20
作者 刘卉 《北京体育大学学报》 CSSCI 北大核心 2004年第9期1202-1205,共4页
鞭打动作是许多体育技术动作的重要组成部分。本研究建立了人体上肢3刚体7自由度的多刚体模型,并应用多刚体动力学中的Kane方法建立人体上肢鞭打动作的物理模型,根据运动学测试数据计算出上肢各环节在鞭打动作过程中的肌肉力矩和关节反... 鞭打动作是许多体育技术动作的重要组成部分。本研究建立了人体上肢3刚体7自由度的多刚体模型,并应用多刚体动力学中的Kane方法建立人体上肢鞭打动作的物理模型,根据运动学测试数据计算出上肢各环节在鞭打动作过程中的肌肉力矩和关节反作用力。实践证明,Kane方法在描述和计算上肢多刚体运动的形式和力矩时具有列解方程规范简洁、编程计算方便高效的特点,计算结果能够反映动作实际。通过对棒球投掷动作上肢三个环节力和力矩进行计算与分析,初步了解了上肢各环节在运动过程中肌肉力矩和关节反作用力与动作技术的关系。 展开更多
关键词 动力学模型 kane方法 上肢鞭打动作 棒球投掷
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