设计了一种新型的胶囊驱动机器人,用于控制胶囊在胃肠道内的运动和定位。首先,建立胶囊驱动机器人的三维数字化模型;其次,利用齐次变换矩阵来确定驱动机器人运动过程中的位姿,同时利用D-H坐标系法进行运动学正逆解的相关计算;最后,利用MATLAB软件完成运动学建模与仿真,进行驱动机器人的工作空间分析及运动学验证。结果表明,通过控制五自由度的驱动机器人,能在平面任何方向上引导胶囊穿过胃肠道。

为了提高机械油泵轴的耐磨性、减少油泵轴工作过程中的磨损量,提出了基于L1正则化递归最小二乘ESN网络的锻压工艺优化方法。分析了油泵轴的生产工艺流程和磨损实验方法。以回声状态网络为基础,为了解决训练过程中动态储备池中大量无关特征问题,将L1范数正则化约束加入到算法中,使ESN网络对特征具有自主选择能力,实现动态储备池中特征稀疏性,解决ESN网络计算量大和过拟合问题;使用递归最小二乘法优化输出权值矩阵,可以实时接受新样本对模型精度的训练和提高,综合以上两点创新,提出了L1RLS-ESN网络模型。将L1RLS-ESN网络应用于油泵轴磨损量的拟合与预测,得到了磨损量最小的对应锻压工艺。将模型优化的锻压工艺和实际锻压工艺进行对比,模型优化工艺锻压的泵轴磨损量比实际锻压工艺减少了约2倍。

为探究食物材料特性与吞咽系统的相互影响,设计了一种模拟人体食道蠕动的软体驱动器。选择软体材料硅橡胶制备驱动器本体,通过硅橡胶材料试验获得其Yeoh模型(超弹性材料应力应变本构模型)的二次项常数,并将其作为ABAQUS软件中材料模型的输入条件,具体分析了各个腔室结构参数对软体驱动器变形特性的影响,从而确定满足仿生蠕动运动结构的尺寸参数。

目的研究经硅烷（GPTMS）改性后的椰壳粉（G-CSP）作为添加剂对热塑性弹性体（TPE）表面性能的影响及其潜在应用。方法通过热压法制备G-CSP质量分数为0%、5%、10%和15%的G-CSP-TPE样品,采用Alpha红外光谱仪对GPTMS、CSP和G-CSP进行红外光谱试验。用MFP-D三维形貌仪观测G-CSP-TPE样品的表面形貌,在JC2000CS接触角测量仪上测试不同液体在G-CSP-TPE表面的静态接触角。基于陶瓷球与G-CSP-TPE组成的摩擦副,在MFT-5000摩擦磨损试验机上研究不同载荷和滑动速度下液体介质的摩擦性能。结果红外光谱显示,GPTMS中的某些官能团成功地接枝到CSP中。随着G-CSP质量分数的增加,试样表面粗糙度和接触角均呈增加趋势。去离子水和葵花油的平均摩擦系数与滑动速度和载荷有关,当滑动速度超过2 mm/s时,其平均摩擦系数总体上与载荷呈负相关,在0.8 N和4 mm/s的条件下,去离子水和葵花油的平均摩擦...

为探讨口腔加工时间对典型高脂高糖食品的摩擦性能影响,开展口腔环境下巧克力摩擦性能的影响因素研究。以人工唾液和某品牌巧克力配制不同巧克力质量分数的混合溶液,改变聚二甲基硅氧烷(PDMS)基础液和固化剂的比例分别制备硬PDMS和含微凸体的软PDMS材料,基于陶瓷球对软PDMS和硬PDMS对软PDMS的两组摩擦副,在MFT-5000摩擦试验机上开展混合溶液在不同载荷和滑动速率的摩擦性能研究,讨论混合溶液与摩擦副的作用机制。结果表明巧克力在口腔加工过程的摩擦性能与其质量分数、载荷、滑动速率和摩擦副等因素有关,随着巧克力质量分数的降低,巧克力的摩擦因数总体上是减小,这意味着消费者能够获得更好的丝滑感;载荷和滑动速率对巧克力摩擦性能的影响与摩擦副的选取有关,但滑动速率比载荷对其摩擦因数的影响更显著,研究结果为巧克力摩擦性能和口感...