随着人工智能技术在各行各业的广泛应用,人们对于机器人的仿真度需求越来越高,而机械手作为机器人的重要组成部件,对其高仿真的研究一直没有停步。基于人手解剖学结构的分析,设计一种具有与人手相似运动特性的弹性铰链指关节,以期实现拟人机械手对人手的高度仿真。首先,从生物医学角度分析了人手解剖学结构。其次,主要对指间关节和掌指关节处结构分别进行设计,并对所设计弹性铰链结构进行研究分析,完成单指结构设计。最后,对单指进行运动学分析,并通过MATLAB进行运动学仿真验证以及单指指尖工作空间分析,为后续控制系统提供参考。

飞机地面除冰系统是保障冰雪天气民航飞行安全的重要装备,加热管是该系统的关键元件。为满足对高黏度除冰液的快速加热需求,提出一种新型双螺旋梯形槽管。建立以槽深h、上底宽m、底角θ为结构特征参数的异型管数学模型,采用多项式函数构建响应面近似模型,综合考虑结构参数对努塞尔数、阻力系数和综合评价指标的影响。利用非支配排序遗传算法进行多目标优化,筛选得到结构参数的Pareto最优解集。结果表明:当h∈[1. 06,1. 08]、m∈[0. 17,0. 33]和θ∈[84. 06,84. 75]时,努塞尔数提高了78. 7%,综合评价指标提高了60%~62%。优化后的异型管可实现除冰液的快速加热,有利于提高航班正点率。