刚体

摘要： 介绍了作用在刚体上力系的简化知识,指出作用在刚体上力的三要素宜改为大小、方向、作用线.通过分析重力、浮力、匀强电场力的做功特点,详细地论证了合力的作用点在本质上是一个实用的概念;指出重心、匀强电场中电荷系的荷心、浸没在液体中物体的浮心可以分别被看作重力、电场力、浮力的作用点,而漂浮物的浮心则不宜被看作浮力的作用点.指出一般力系合力的作用线要比作用点更客观、真实,并且后者也并非必需.

摘要： 以工科专业的大学物理中“刚体定轴转动的角动量定理和角动量守恒定律”为例,展示了如何在不同的课堂教学环节进行思政教育的融入.在引课环节、知识讲授环节和知识应用环节,主要从以下几个方面对学生进行思政教育:激发学生的民族自信心和自豪感,鼓励学生树立科技报国的远大志向;培养学生勇于探索、多角度考虑问题的素养,建立唯物主义世界观;鼓励学生不畏困难、不断超越自我的奋斗精神.思政教育的融入使得课堂教学更加饱满,达到了“教书”和“育人”的双重目的.

摘要： 圆环在抛物面上的运动是一种错综复杂的刚体运动,涉及许多晦涩难懂的理论知识.本文首先在实验上呈现了圆环在抛物面上的运动,获得了不同初速度方向时圆环的运动模式,即直线型、三叶草型和螺旋型.通过运动模式构造了在x y平面内的衰减位移方程,较好的拟合了利用Tracker软件跟踪圆环获取的实验运动轨迹,并解释了初始速度方向与圆环运动模式之间的内在关联.最后,在纯滚动理论框架内,探讨了特殊运动模式下圆环的角速度.

摘要： 分别用微元法、确定瞬心法和根据“刚体上任意两点的速度在这两点所确定直线方向上的分量相等”等方法,对一个运动学问题进行解析;并通过解析该问题的一个变式,将解决问题的方法推广至一般情形.

摘要： 通常把在外力作用下,物体的形状和大小(尺寸)保持不变,而且内部各部分相对位置保持恒定(没有形变)的理想物理模型称为刚体。在Unity 3D中可以为对象添加rigid body(刚体)组件,使对象具有物理属性。刚体在外力和外力矩的作用下,会产生平动和转动,这些运动都需要满足动量定理。文章分别介绍了刚体平动、刚体转动、转动惯量、给刚体添加力和力矩来说明动量定理在刚体运动中的体现。

摘要： 把"复摆"模型应用到一类刚体的碰撞类问题中,能快速找到刚体瞬时转轴的位置,把刚体的平面平行运动简化为绕瞬时转轴的定轴转动,并展示了几个应用的实例.

摘要： 小球与细杆的碰撞问题是大学物理教学中刚体部分的一个难点问题.本文对小球与静止细杆的碰撞问题进行了分析计算,给出:通常情况下小球—细杆组成的系统所受合外力矩为零或近似为零,角动量守恒;如果细杆没有固定的光滑轴,小球与置于光滑水平面或是竖直放置的细杆碰撞时,动量或沿某一方向的动量分量守恒.如果细杆有固定光滑轴,则只有小球与细杆某一特定部位碰撞时某一方向的动量分量才有可能守恒;碰撞中如果恢复系数e≠1,动能不守恒,碰撞后小球可能继续向前运动,也可能被弹回或是停止运动.如果e=0,小球粘附于细杆之上和细杆一起绕固定轴或是小球—细杆系统的质心转动.

摘要： 刚体是指在运动中和受力作用后,形状和大小不变,而且内部各点的相对位置不变的物体,刚体发生形变不需要时间,其弹力随外力的变化在瞬间就能发生突变.因为任何物体在受力作用后,都或多或少地发生形变,所以绝对刚体实际上是不存在的,刚体只是一种理想化模型.如果形变的程度相对于物体本身几何尺寸来说极为微小,在研究物体运动时形变就可以忽略不计,就可以把这个物体看成刚体.下面看三个例子,来体会一下刚体和非刚体的区别.

摘要： 针对工程机械悬置系统设计过程中面临的零部件质量、质心、惯量等物性参数繁杂,零部件硬点及悬置约束点空间坐标校核困难,模态分析指标不实用,计算文档管理混乱等问题,基于刚体假设与能量解耦理论,提出了多自由度刚体悬置计算与分析方法,并采用C#语言开发出,多自由度刚体悬置计算与分析系统(MDOS).该系统采用多文档架构,实现了计算方案的文档化管理,并流程化地完成了零部件、约束点位的管理、刚体模态的计算与分析、几何信息的3D显示及传递率分析.经过与商业软件计算结果的对比,MDOS的计算误差在0.5％之内.MDOS系统的开发与应用可有效提升工程机械产品各悬置系统的计算与分析效率.

摘要： 在解决两个球的对心弹性碰撞问题时,经常用碰撞点碰撞前后相对速度大小相等方程代替能量守恒的方程,这使得方程更加的简单易解.对于刚体的弹性碰撞,是否也可以类似的替代呢?笔者证明了做平面平行运动的自由刚体和受理想约束的刚体发生弹性碰撞过程中,发生碰撞的两点在碰撞前后沿碰撞力的方向上相对速度大小相等.

摘要： 本文以圆环的转动惯量为基础,结合刚体的平行轴定理,只用定积分计算了常见刚体的转动惯量,特别用填补法计算了圆台绕中心轴线的转动惯量．

摘要： 当刚体的转动轴与刚体的两个惯量主轴相交于一点且与它们共面时,刚体相对于该转轴的转动惯量可以简单地求解出来．本文利用坐标轴旋转推导出了刚体关于这种特殊转动轴的转动惯量．该结果适用于任何形状复杂的均质刚体．

摘要： 两个轴线平行的定轴转动刚体圆柱相接触时，由于摩擦相互作用而使转速更新改变，是一个有外力矩存在的角动量不守衡问题，在使用角动量定理时需要知道其中一个圆柱对另外一个圆柱轴线(选作参考系的轴线)的角动量，为此建立“平移不变性万定理就是十分必要的了。刚体绕定轴转动的角动量对于转轴平移的不变性是一个有实用意义的定理.本文给出证明和应用例证.

摘要： 本文通过研究在平面简谐波作用下刚体的转动特性,通过运用刚体绕定轴转动的定理,讨论了在不同初始条件和参数下,刚体的不同转动方式,从而分析其可能存在的实用价值．

摘要： 一般描述刚体三维运动的欧氏变换矩阵可以由特殊欧氏群SE(3)六个基的指数形式来表示，提出了一种基于李群和李代数的目标姿态估计方法。将帧间微小运动模式的指数形式线性化，以简化欧氏变换矩阵的表述模型，应用到投影矩阵的迭代计算中。迭代过程中基于图像的目标边缘特征，通过最小化图像提取边缘与模型预测边缘的距离统计量，求得表征运动参数，实现对目标姿态的相对计算。结合目标仿真模型对该方法作了多组典型实验，估计结果良好。

摘要： 大学物理力学课上有关刚体的演示实验,多为极易引起学生兴趣的实验,翻身陀螺和翻身石蛋实验便是这样的演示实验.学生力求用学到的知识,对实验现象给出解释,便是促进他们深入理解物理原理的动力。本文试对此用大学物理的语言,给出定性的解释.

摘要： 由于物体许多的动力性能都是在界面上体现的,如能量的耗散等,但一直没有一种比较统一的能解决物体界面动力性能计算的方法.所以本文通过对物体界面动力性能的研究表明无论上部物体是刚体还是变形体,最终都可以归结为利用一个自由度的伽辽金方法来计算,而且物体界面的动力变形与稳定性的影响效应以及超低摩擦现象都与物体及界面的体变能力密切相关.

摘要： 该文讨论了对地定向三轴姿态稳定卫星的受晒问题。首先，给出于太阳与卫星轨道之间的关系式；其次，给出了求解地影方程的新方法，并讨论了地影解的有关问题；第三，讨论了轨道受晒和刚体受晒的几个问题及分析受晒的程序；最后，给出了数值算例。

摘要： 由于多柔体构形的复杂性,目前解决多柔体动力学问题主要是依赖于数值的、定量的分析方法,几乎没有人进行解析的分析讨论,这对于深刻把握系统的非线性力学实质、预测系统的全局动力学现象是十分不利的.因此,极有必要开展多柔体系统的理论分析,当然,这是一个十分复杂的问题,解决它可能需要很长的时间.刚柔耦合分析动力学研究就是在这样的学术背景下展开的.由于能量守恒定律是最根本的自然规律之一,本文研究应用能量守恒定律来建立刚柔耦合分析动力学的泛函,进而应用变分方法来研究刚柔耦合分析动力学.

摘要： 由于多柔体构形的复杂性,目前解决多柔体动力学问题主要是依赖于数值的、定量的分析方法,几乎没有人进行解析的分析讨论,这对于深刻把握系统的非线性力学实质、预测系统的全局动力学现象是十分不利的.因此,极有必要开展多柔体系统的理论分析,当然,这是一个十分复杂的问题,解决它可能需要很长的时间.刚柔耦合分析动力学研究就是在这样的学术背景下展开的.由于能量守恒定律是最根本的自然规律之一,本文研究应用能量守恒定律来建立刚柔耦合分析动力学的泛函,进而应用变分方法来研究刚柔耦合分析动力学.

摘要： 本发明提供了一种基于可变形刚体机构综合理论的刚体链连接方法，采用刚体链和虚拟链相互转化的方法，可将实际刚体链转化为只存在转动副(和球副)的虚拟链，因此除了要求解第一个虚拟链段的起点坐标位置外，只需要求解各个虚拟链段起点处的方向角，由此可以对虚拟链方向角设置统一的变化上限来求解。而且，由于虚拟链中各链段的结构是简化了链段的结构，每个链段都是线性的，只需考虑其起点和终点(即节点)，因此在求解过程中极大地减小了计算量，可以提高计算速度。

摘要： 本发明公开了一种刚体滑触线安装移动平台，包括移动车体组件、用于起吊刚体滑触线支架的可水平旋转吊杆组件、可伸缩吊篮组件以及靠尺组件，其中，移动车体组件包括安装于行车钢轨上且相对于其可滑动的车体，以及安装于车体上且分别位于行车钢轨两侧的支撑杆和万向轮；可水平旋转吊杆组件包括安装于车体上的可水平旋转吊杆，以及安装于可水平旋转吊杆顶端的悬挂式电葫芦；可伸缩吊篮组件安装于车体上且其一端相对于车体可伸缩；靠尺组件安装于车体上且设置有水平水准泡和垂直水准泡。本发明提出的刚体滑触线安装移动平台，不用频繁收放吊篮和人力拉吊刚体滑触线及其支架，就可以快速、安全、精确完成刚体滑触线安装，节约了时间及劳力成本。

摘要： 识别包含计测对象物的质量及重心位置的刚体特性识别装置包括：不能移动的静止部（10）；包含计测对象物（T）的可动部（20），其能够相对于静止部移动；支承部件（30），其以使可动部能相对于静止部自由振动的方式支承可动部；计测部件（40），其在可动部振动时计测用于算出可动部的固有频率所需的数据；解析部件（50），其被输入支承部件的支承条件及由计测部件计测出的计测数据，且基于这些支承条件和根据计测数据算出的固有频率进行演算处理。解析部件基于支承部件的支承条件和根据计测数据算出的固有频率识别上述计测对象物的刚体特性。由此，提供能减少测定点的数量，且高精度地识别刚体特性的刚体特性识别装置或刚体特性识别方法。

摘要： 本发明提供了一种基于可变形刚体机构综合理论的刚体链连接方法，采用刚体链和虚拟链相互转化的方法，可将实际刚体链转化为只存在转动副(和球副)的虚拟链，因此除了要求解第一个虚拟链段的起点坐标位置外，只需要求解各个虚拟链段起点处的方向角，由此可以对虚拟链方向角设置统一的变化上限来求解。而且，由于虚拟链中各链段的结构是简化了链段的结构，每个链段都是线性的，只需考虑其起点和终点(即节点)，因此在求解过程中极大地减小了计算量，可以提高计算速度。

摘要： 本发明公开了一种验证刚体转动惯量垂直轴定理的刚体精确定位三线摆，包括底座、固定于底座上的立杆、固定于立杆上端的横杆、上盘、下盘及设于上盘与下盘之间的三根悬线，还包括放置到下盘上的垂直轴定理测试件，垂直轴定理测试件为外周设置有两个相邻并相互垂直的平面的薄板状物体，垂直轴定理测试件的两个平面上对应设置有定位销轴，下盘的中心设置有与第一销轴或第二销轴匹配且轴线与下盘垂直的定位销孔；本发明结构简单、操作方便、刚体定位精确、方便做验证刚体转动惯量垂直轴定理，且三根悬线可调可适用不同尺寸的待测刚体，可有效减小三线摆的体积以及占用空间，从而降低成本。

摘要： 本发明公开了一种刚体滑触线安装移动平台，包括移动车体组件、用于起吊刚体滑触线支架的可水平旋转吊杆组件、可伸缩吊篮组件以及靠尺组件，其中，移动车体组件包括安装于行车钢轨上且相对于其可滑动的车体，以及安装于车体上且分别位于行车钢轨两侧的支撑杆和万向轮；可水平旋转吊杆组件包括安装于车体上的可水平旋转吊杆，以及安装于可水平旋转吊杆顶端的悬挂式电葫芦；可伸缩吊篮组件安装于车体上且其一端相对于车体可伸缩；靠尺组件安装于车体上且设置有水平水准泡和垂直水准泡。本发明提出的刚体滑触线安装移动平台，不用频繁收放吊篮和人力拉吊刚体滑触线及其支架，就可以快速、安全、精确完成刚体滑触线安装，节约了时间及劳力成本。

摘要： 识别包含计测对象物的质量及重心位置的刚体特性的刚体特性识别装置包括：不能移动的静止部（10）；包含计测对象物（T）的可动部（20），其能够相对于静止部移动；支承部件（30），其以使可动部能相对于静止部自由振动的方式支承可动部；计测部件（40），其在可动部振动时计测用于算出可动部的固有频率所需的数据；解析部件（50），其被输入支承部件的支承条件及由计测部件计测出的计测数据，且基于这些支承条件和根据计测数据算出的固有频率进行演算处理。解析部件基于支承部件的支承条件和根据计测数据算出的固有频率识别上述计测对象物的刚体特性。由此，提供能减少测定点的数量，且高精度地识别刚体特性的刚体特性识别装置或刚体特性识别方法。

摘要： 本发明提供了一种航空大型薄壁类非刚体零件的参数化数控加工方法和系统，包括：步骤1：工件装夹；步骤2：Mark点标记；步骤3：扫描路径规划；步骤4：点云扫描；步骤5：变形分析；步骤6：POGO柱调整；步骤7：二次扫描；步骤8：基于二次点云与三维设计模型，获取大型薄壁类零件的定位误差；步骤9：以步骤8中获取的定位误差为基础，补偿大型薄壁类零件加工代码。本发明可以有效检测阵列式柔性支撑工装的装夹定位误差、大型航空薄壁类非刚体零件的形变误差，并以此对数控机床加工代码进行补偿修正，在此基础上进行加工，从而大幅度提高航空薄壁类零件的加工精度，进而提高航天制造中薄壁类零件的质量稳定性。

摘要： 本发明涉及计算机视觉技术领域，尤其涉及一种单相机环境中主动式刚体的位姿定位方法及相关设备。该方法包括：获取相邻两帧的二维空间点坐标、二维空间点编码和相机参数，根据二维空间点编码，将二维空间点坐标进行匹配，得到多组二维空间特征对，将多组二维空间特征对和相机参数构造线性方程组，求解出本质矩阵；通过奇异值分解算法分解本质矩阵，得到多组旋转矩阵和平移矩阵；估算出三维空间点坐标，检测深度值，确定出目标旋转矩阵和目标平移矩阵，根据所述目标旋转矩阵和所述目标平移矩阵确定刚体位姿。本发明在单相机环境中，能以较低的成本就可实现主动光刚体的跟踪定位，相较于复杂的多相机环境具有明显优势。

摘要： 本发明公开了一种获取多人多刚体TPose相关信息的方法，人体站立进行TPose动作，获取t时刻刚体的位置信息集合、四元数姿态集合、场地所有标记点位置信息集合；根据第一约束条件，判断TPose的刚体信息是否有误；若是，则根据头部刚体中心点判断所有标记点位置信息集合在XOZ平面上是否符合第二约束条件，若符合，则将相应标记点位置信息记录到点集S’n中；利用S’n中的标记点位置信息进行刚体匹配计算，得到新的刚体位置信息；若判断出新的刚体位置信息正确，则由此获取多人多刚体的TPose相关信息。通过该方法可使复杂环境条件下多人多刚体TPose成功率大大提高，极大提高了动捕系统求解刚体位置信息和四元数姿态信息的准确性，进而有助于提高多人多刚体的动作捕捉精度。