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    来源网站:www.zhankua.com   更新日期:2019-03-04 15:27:34  信息编号:6Z29683

【站夸网】基于体感机械臂的舒适控制算法设计研究分析人体手臂在体感控制中的舒适程度,依据疲劳度理论建立手臂舒适范围空间模型。采用体感方式控制机械臂运动,通过径向测试实验与点阵z定实验测试手臂的舒适参数,拟合控制映

基于体感机械臂的舒适控制算法设计研究

 分析人体手臂在体感控制中的舒适程度,依据疲劳度理论建立手臂舒适范围空间模型。采用体感方式控制机械臂运动,通过径向测试实验与点阵z定实验测试手臂的舒适参数,拟合控制映射函数,提出基于体感机械臂的舒适控制算法。通过动作跟踪与远程抓物实验,测得用舒适算法控制机械手的相对误差在5%以内,尖端位置j对误差在2 mm以内,舒适度比传统控制算法提高51.8%,在满足体感控制准确度的基础上较大程度保证了使用者的舒适性,提高了体感控制效率。

  体感技术是指通过做出肢体动作而无需操作任何复杂的控制设备就可以身临其境的人机互动技术[1]。区别于按键与触摸等传统的交互方式,体感技术提升了操作的灵活性、直观性,在游戏、移动应用、运动康复、虚拟学习系统等领域中,有着越来越广泛的应用[2-5]。

  目前的体感机械臂控制算法中,对于人手臂与机械臂姿态之间的映射,主要是基于几何关系求其运动学正反解[6],其核心思想是进行线性映射,安全体感设备报价,令机械手臂完全模仿人的手臂姿态。而人体手臂构造与机械不同,手臂的生理结构决定了其不具备机械关节那样完全的自由度[7],而且考虑到力度、能量消耗等因素,手臂做出不同动作的难易程度也不尽相同。这就导致在操作机械手臂完成一系列动作的过程中操作者容易疲劳,效率较低,不能长时间作业。

  为了减轻使用者的疲劳度,提高控制的舒适性和效率,考虑人手臂的舒适程度以及能量消耗等因素的影响,提出一种基于映射关系的体感机械臂舒适控制算法。

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    依据现有疲劳度理论,结合体感机械臂控制实验,为人手臂较为舒适的控制区域建立空间模型。用体感机械臂装置做大量样本实验,实测舒适区域的样本,与理论计算结果比对,用数学方法拟合并确立舒适空间。以测得的手臂舒适区域作为反馈,进一步优化和改进算法,修正动作映射关系,最终确立舒适控制算法。

舒适空间预测

  舒适是一个模糊的概念,目前尚无公认的量化指标,但仍有一些研究成果可以借鉴。通过理论分析和计算得出量化指标,进而分析舒适度情况。

  结合体感舒适性相关领域研究[8-10],可以推测人手舒适范围应具备以下特征:舒适度范围可能与手臂运动角度、方向以及速度有关;为了简化计算,取速度为60°/s,结合体感机械臂控制实践,考虑手臂肘关节的伸展和弯曲两个方向(对应于坐标系中y轴运动),安全体感设备,肩关节的内曲和外展方向(对应于坐标系中x轴运动)计算舒适度,绘出的满足舒适性条件的直角坐标形式。

  结合计算结果分析可知,安全体感设备质量,在假定简化模型的条件下,手臂的舒适控制区域偏坐标系左下方,成椭球形。为了进一步确定手臂的舒适控制区域,设计了让实验者以下臂自然平举正前方为圆心,画z大圆以获得感性z大舒适区,实验结果。经分析可发现整体趋势与理论计算相仿,舒适区域偏向于坐标系左下方。这为后续样本实验提供了有利的参考。

3 测定舒适范围

  为保证上述理论在模型建立与算法设计过程中具有指导意义,设计了A、B两组实验,分别定量测试了径向平面ρoz内和ρ=C(常数)的圆柱曲面内的手臂舒适范围。系统抽样了习惯使用右手的30名同学作为被测者,穿戴姿态监测模块根据自身习惯与控制舒适程度做出一系列规定的控制指令,将所有动作采集后汇总分析。

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现场搭设脚手架作业安全知识

  1、脚手架是现场为了高空作业的工作需要,按照统一标准而搭设的能够满足高空作业基本要求的结构性承重里、外脚手架,是检修工作中必不可少的临时设施。

  2、从事脚手架的作业人员必须经持证上岗,发现作业人员饮酒、精神不振或患有心脏病等不宜从事高处作业人员,禁止参加有关搭设脚手架的工作。

  3、脚手架必须由搭设方和使用方共同验收合格,并填写验收合格证方允许使用。

  4、在带电体附近搭设脚手架,有发生触电的危险,应做好防止触电的措施。

  5、脚手架上禁止乱拉电线,必须安装临时照明线路时,木竹脚手架上应加绝缘子,金属管脚手架应另设木横担。

  6、在脚手架上的作业时,工器具应放置牢固,防止工器具掉下落物伤人。不准他人在工作地点的下面通行和逗留,工作地点下面应有围栏或装设其他保护设施,防止落物伤人。

  7、在电力线路附近拆除时,应停电进行。不能停电时,有触电的危险,一定采取防止触电和打坏线路的措施。

  8、脚手架搭设不牢固、不稳定,容易造成高空坠落伤害事故。

  9、脚手架要有足够的面积满足堆料、操作行走的要求。

  10、脚手架包含:脚手架按搭设按位置分为外脚手架和里脚手架;按使用材料分为木、竹脚手架和金属脚手架;按结构形式分为多立杆式、框式、吊挂、挑式以及适用于层间工具式脚手架等。

  11、不按脚手架实际载荷使用脚手架,有造成脚手架倒塌,发生人身伤害的危险。

  12、应熟悉《电业安全工作规程》“第十三章 第y节、第二节、第五节”关于脚手架的搭设及脚手架的拆除等相关安全知识。

  1、脚手架的搭设和拆除必须办理工作票。作业前,必须进行危险点分析,制定预防措施。

  2、立杆的要求:

  (1)以扒皮杉槁和其他坚韧圆木为材料规格标准。杨木、柳木、桦木、椴木、油松和其他腐蚀、易折裂、枯节等木杆禁止使用。其小头有效直径不小于8cm。若采用钢管为立杆,安全体感设备哪家好,其外径要采用48-51毫米的钢管,壁厚为3-3.5mm。

  (2)在非硬化的地面上,立杆基础必须平整、夯实,立杆与基础要实接触,埋地不小于50cm或绑扫地杆。钢管立杆下脚加通垫板,并设金属板墩或绑扫地杆。

  (3)立杆接长时,其搭接形式必须有足够强度。杉槁搭接的有效长度不小于1.5m,绑扎不少于3道,绑扎材料使用8号镀锌铁丝。钢管搭接要用“一字型”对头卡扣。

  (4)单排立杆离墙的距离,最宽不得超过1.8m,最窄不得小于1.5m;超过1.8m必须搭设双排架。双排架外皮立杆离墙距离一般为2-2.5m,里皮立杆距离不小于50cm、不大于60cm。立杆间距最d不超过1.5m。

  3、大横杆的要求

  (1)材料为扒皮杉槁,小头有效直径不小于8cm或48-51mm外径钢管,壁厚为3-3.5mm。

  (2)大横杆的搭接,选用杉槁时有效长度不小于1.5m,小头压大头顺序绑扎,用8号镀锌铁丝绑扎不少于3道;钢管搭接要用“一字型”对头卡扣。大横杆搭接要交圈、不得错开和断开。大横杆上下间距最d不应超过1.2m。

  4、小横杆的要求

  (1)小横杆长度为2-3m,杉槁时小头有效直径不大于9cm;钢管时外径为48-51mm,壁厚为3-3.5mm。

  (2)小横杆间距最d不超过1m,放正绑牢。允许垫木块、不许垫易碎物,脚手板翻板后,下面要留一层脚手板作为防护层。不铺板时,排木间距不得大于3m。

  (3)单排架子的排木,靠墙的一端必须插入墙内至少14cm,对头搭脚手板的搭接处必须用双排木,两根排木的空隙为20-25cm,有门窗口的地方应绑吊杆和支柱。

  5、 脚手板

  (1)杉松木质板长度为2-6m,厚5cm;宽23-25cm。钢质板长度为1.5-3.6m,宽2-3cm,肋高5cm,宽不小于23cm。木质板两头应用8号镀锌铁丝绑扎,腐朽、劈裂、有活动节子、偏棱和变形严重的脚手板禁止使用。

  (2)脚手板的铺设应严密、牢固;搭搓端压过小横杆15cm,距墙体距离不大于15cm,严禁存有踏头板。

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