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自动步行装置分析

高云峰  
【摘要】:在第七届全国周培源大学生力学竞赛的团体赛中,最后一个题目是要求设计制作一个可以从斜面上"一蹦一蹦"走下斜面的装置。清华大学代表队最终顺利地完成了任务,获得了团体赛的特等奖。研究发现,该装置虽然只有2个刚体,但是考虑行走过程中的摩擦和碰撞等因素后,其动力学方程和行为特别复杂。本文首先利用符号推导得到了系统不同阶段的动力学方程,然后得到了数值解,最后利用动画直观地显示了装置行走过程。通过系统能量变化和动画演示,可以判断数值计算结果的可靠性。

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