DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 3. 芳香气味对中学生心理健康的影响 3.1. 实验目的 本实验的目的是研究在实际教育教学环境中，甜橙精油能否改善中学生的心理健康水平。 3.2. 方法 3.2.1. 被试 选取某初中二年级两个平行班共78人，其中，男生41人，女生37人，平均年龄14.42 ± 0.56岁。其中一个班作为实验班(40人)，另外一个班作为对照班(38人)。最后剔除8名第二次回答问卷不完整者，剩余70人的数据参加最后分析，其中实验班37人(男生15人，女生22人)，对照班33人(男生19人，女生14人)。 3.2.2. 实验材料与仪器 诱发情绪的材料是稀释为3%甜橙精油和无火香薰灯。 3.2.3. SCL-90症状自评量表 采用SCL-90症状自评量表，本量表包括：躯体化、强迫症状、人际关系敏感、抑郁、焦虑、敌对、恐怖、偏执、精神病性9个分量表，共90个自我评定项目，采用Liskert 5级评分法进行评分。 3.2.4. 实验设计与程序 1) 实验设计：采用实验组对照组前后测准实验设计，选取某高中二年级两个平行班，两个班的教室规格相同，其中一个班作为对照班，另外一个班作为实验班。对照班中放置盛纯净水的香薰灯，实验班中放置盛有稀释为3%甜橙精油的香薰灯。2) 实验程序：先对所有被试的心理健康状况进行前测，确定心理健康的基线水平。然后，开始按照实验规定进行无火香薰(班内放置四盏香薰灯)，学期初开始实施，半学期后对所有被试进行第二次心理健康测量。 3.3. 结果 3.3.1. 实验班和对照班前测的心理健康差异分析 对实验班和对照班前测的心理健康得分进行分析，结果见表2。 从表2可见，对照班和实验班在躯体化、强迫症状、人际关系敏感、抑郁、焦虑、敌对、恐怖、偏执、精神病性和心理健康总分方面差异都不显著，ps > 0.05。这说明，实验班和对照班心理健康的基线水平一致。 Table 2 Mental health of post-test of experimental class and control class (M ± SD 对照班(N = 33) 实验班(N = 37) t p 躯体化 9.58 ± 6.41 7.92 ± 6.10 1.11 0.27 强迫症状 11.94 ± 7.50 12.19 ± 7.06 −0.14 0.89 人际关系敏感 8.55 ± 5.85 9.92 ± 7.05 −0.88 0.38 抑郁 9.73 ± 7.71 10.78 ± 9.47 −0.51 0.61 焦虑 8.79 ± 6.41 9.59 ± 7.18 −0.49 0.62 敌对 6.15 ± 5.75 6.08 ± 4.13 0.06 0.95 恐怖 4.45 ± 4.35 5.89 ± 5.19 −1.25 0.22 偏执 5.94 ± 4.27 5.22 ± 3.99 0.73 0.47 精神病性 7.36 ± 6.05 6.68 ± 6.14 0.47 0.64 心理健康总分 78.76 ± 50.29 78.70 ± 53.63 0.004 0.99 表2. 实验班与对照班后测心理健康对比分析(M ± SD) 3.3.2. 实验班实验处理前后的心理健康对比 对实验班实验处理前后的心理健康得分进行分析，结果见表3。 Table 3 Comparative analysis of mental health of pre-test and post-test in experimental class (M ± SD 前测 后测 t p 躯体化 7.92 ± 6.10 5.89 ± 5.75 3.74 0.001 强迫症状 12.19 ± 7.06 8.38 ± 6.39 5.15 0.000 人际关系敏感 9.92 ± 7.05 6.43 ± 6.37 4.47 0.000 抑郁 10.78 ± 9.47 7.05 ± 7.33 4.45 0.000 焦虑 9.59 ± 7.18 5.08 ± 5.01 6.52 0.000 敌对 6.08 ± 4.13 4.65 ± 4.18 2.93 0.01 恐怖 5.89 ± 5.19 4.57 ± 5.18 2.54 0.02 偏执 5.22 ± 3.99 3.51 ± 3.34 3.66 0.001 精神病性 6.68 ± 6.14 4.03 ± 4.69 4.81 0.000 心理健康总分 78.70 ± 53.63 48.24 ± 42.07 8.19 0.000 表3. 实验班前后测心理健康对比分析(M ± SD) 从表3可见，实验处理后，实验班的躯体化、强迫症状、人际关系敏感、抑郁、焦虑、敌对、恐怖、偏执、精神病性和心理健康总分都显著低于实验前得分，ps < 0.05。这说明，实验处理后实验班学生的心理健康水平比实验前有所提高。 3.3.3. 实验班和对照班心理健康差值对比分析 为检验被试心理健康实验前后的变化，将实验班与对照班的心理健康后测得分减去前测得分得到心理健康差值，差值越高，说明实验处理后心理健康程度越低。然后，对实验班和对照班心理健康的差值进行独立样本t检验，结果见表4。 Table 4 Comparative analysis of mental health difference between experimental class and control class (M ± SD 对照班(N = 33) 实验班(N = 37) t p 躯体化 −1.33 ± 6.71 −2.03 ± 6.31 0.56 0.58 强迫症状 −3.50 ± 5.35 −3.81 ± 4.50 0.53 0.79 人际关系敏感 −1.79 ± 4.59 −3.49 ± 4.74 1.52 0.13 抑郁 −0.91 ± 7.57 −3.73 ± 5.10 1.84 0.07 焦虑 −1.97 ± 4.24 −4.51 ± 4.21 2.51 0.01 敌对 −1.64 ± 3.59 −1.43 ± 2.98 −0.26 0.80 恐怖 −0.03 ± 4.12 −1.32 ± 3.17 1.48 0.14 偏执 −1.03 ± 3.54 −1.70 ± 2.83 0.88 0.38 精神病性 −0.85 ± 5.04 −2.64 ± 3.35 1.78 0.09 心理健康总分 −19.63 ± 32.49 −30.46 ± 22.62 1.63 0.11 表4. 实验班与对照班心理健康差值对比分析(M ± SD) 从表4可见，在焦虑方面，实验班的差值显著低于对照班，p < 0.05；抑郁方面，实验班的差值显著低于对照班，达到边缘显著，p = 0.07。其他方面没有显著差异。这表明，实验组被试在实验处理后焦虑和抑郁水平比实验前显著降低。
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user: 4. 讨论与结论 本研究探究环境中的芳香气味能否改善中学生的心理健康状况，结果发现，与对照班相比，实验处理后实验班学生的焦虑、抑郁情绪得分显著降低。这说明，甜橙精油的芳香气味对实验班学生的心理健康产生了积极影响。 本研究结果得到了其他芳香研究的支持。如有在病人群体中的研究认为，橙子的芳香气味可以缓解候诊者的焦虑情绪。以健康的成年志愿者为研究对象的研究中也发现，甜橙精油的芳香可以降低个体的状态性焦虑水平(Goes et al.， 2012)。因为本研究的对象为健康的中学生，所以结合前人的研究可以发现，无论是病人还是健康人群，无论是成人还是少年学生，甜橙精油的芳香都起到了缓解消极情绪的作用。 植物精油的芳香之所以能够改善心理健康水平，主要是因为植物精油具有高度扩散性，可通过呼吸系统进入人体，对人体神经系统、消化系统、内分泌系统等多个系统产生作用，从而对生理和心理产生积极影响，特别是可以消除烦闷、抑郁和焦虑等消极情绪，达到一种身心舒畅的感觉，有着治疗和辅助治疗作用(孙湘桐等，2012)。本研究结果得到了脑神经科学研究的支持，气味与情绪的脑神经研究发现，气味与情绪有共同的大脑基础，气味(尤其是芳香气味)的刺激会激活大脑的脑岛、前扣带回和眶额叶皮层等，而这些脑区都与情绪的产生密切相关(Soudrya et al.， 2011)。研究已表明，嗅闻甜橙精油气味可以使大脑产生更多的多巴胺，从而可以提高个体的积极情绪，改善个体的抑郁和焦虑等消极情绪(Soudrya et al.， 2011)。本研究中芳香气味之所以起到了改善情绪的作用，还可能因为青少年的嗅觉更敏锐，对气味更加敏感，更容易受到影响(Larsson， Hedner， & Olofsson， 2009)。 本研究采用无火香薰法，取得了与其他芳香疗法较一致的作用，如芳香按摩疗法(Imura et al.， 2006)和涂抹疗法(樊甜甜等，2017)。而无火香薰法简单实用，通过嗅觉通道影响个体的情绪，不会影响学生的学习感官(如视觉和听觉)，起到了“润物细无声”的效果。
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user: 5. 结论 综合以上讨论说明，甜橙精油的芳香气味的确能改善学生个体的心理健康水平，使学生的消极情绪降低。
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user: 摘 要 BDS/INS深组合导航可以提高系统的导航精度、抗干扰性和动态性能，是目前研究的重点和热点。本文给出了BDS/INS深组合导航仿真平台的设计及实现，介绍了仿真平台的总体体系结构、信息流程及各分系统的组成。该平台便于进行深组合导航系统算法及性能的验证分析，仿真验证结果表明，在高动态条件下，BDS/INS深组合导航系统的位置误差稳定在4 m范围内，速度误差稳定在0.2 m/s内。 关键词 :BDS/INS，深组合，仿真平台，性能分析 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 GNSS (Global Navigation Satellite System)和INS (Inertial Navigation System)具有良好的优势互补性，因此GNSS/INS组合导航被业内称之为“黄金组合” [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] ，根据观测量的不同，有松组合、紧组合和深组合三种组合模式 [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] 。GNSS/INS深组合是一种深层次的、基于硬件层面的组合方式，实现了INS导航参数与GNSS接收机相关器输出的I/Q信号的融合，在高动态、强干扰、弱信号及遮挡环境中具有优越的导航性能，是今后GNSS/INS组合导航应用的主要发展方向。目前，我国的北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System， BDS)已经在亚太大部分区域得到了广泛的应用，BDS/INS深组合导航系统在民用领域可应用于无人驾驶、精密精近飞机着陆、测绘、地图绘制等，在军用领域可应用于导弹、制导炸弹、单兵导航、无人侦察机等。由于其优越的性能及广泛的应用前景，得到国内外相关大学、研究机构高度重视 [ 3 ] - [ 9 ] 。 BDS/INS深组合导航是INS信息与BDS接收机跟踪层面的融合，涉及到BDS接收机内部编排，在高动态、强干扰应用环境下进行物理或半物理仿真试验难度大，考虑因素较多 [ 10 ] [ 11 ] 。而构建BDS/INS深组合导航仿真平台可以建立和提供接近实际的物理模型和工作参数，从而为方案论证提供依据，经济性和适应性强 [ 12 ] 。参照GSNRx-ut TM 设计思想，本文构建了BDS/INS深组合导航仿真平台，给出了仿真平台的体系结构、信息流程及各分系统的组成，该仿真平台可以同步输出BDS中频数据、INS观测数据，具备基带信号处理功能、INS导航解算功能、组合导航滤波解算等功能，可用于对BDS/INS深组合导航系统在高动态和弱信号环境下的导航性能进行仿真分析。此平台预留接口，可以扩展到其它GNSS/INS深组合导航系统。
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user: 2. 深组合导航系统 深组合的概念源于学者Spilker提出的“矢量跟踪” [ 2 ] ，其核心思想是利用相关器残差来更新导航参数，利用更新后的导航参数预测BDS信号跟踪环路参数。目前通常有两种设计方案 [ 7 ] [ 13 ] [ 14 ] ，一种是级联式深组合导航系统，其组合导航滤波器的量测值为经基带信号预处理滤波器处理后的基带I/Q信息；另一种是集中式深组合导航系统，其组合导航滤波器的量测值为基带I/Q信息与惯性导航估计的I/Q信息之差。从信息融合最优准则角度考虑，集中式深组合导航系统在导航性能提升层面是最优的。这里以集中式深组合导航系统为例进行仿真分析。BDS/INS深组合导航结构如图1所示。 从结构图中可以看出，这种组合模式将导航参数估计与BDS信号跟踪融合在一起，可同时跟踪处理所有可视北斗卫星信号。组合导航系统可以充分利用INS短时精度高的特点，提供准确的动态信息，增强BDS接收机对动态应力的适应性，减小BDS信号跟踪环路的带宽；同时利用导航滤波器输出信息修正INS，使BDS接收机跟踪环路仅跟踪由INS解算误差、BDS接收机晶振、外部噪声等导致的多普勒移 图1. BDS/INS深组合结构图 移误差，有效提高BDS信号跟踪精度。当BDS信号受干扰或遮挡时，INS测量值可以满足无缝导航，同时组合导航系统可以预测载体的动态信息，对BDS信号的Doppler和相位偏移信息进行连续预测，可显著减小BDS接收机重新捕获的时间。
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user: 4. 性能仿真分析 为了验证BDS/INS深组合导航仿真平台性能，选用的参考时刻为 2015 年 9 月 9 日 0 时 0 分 0 秒 ，卫星高度截止角取15度，BDS中频模拟信号的采样频率为30 MHZ，中频频率为7 MHZ，预检测积分为1 ms，组合周期为1 s。模拟INS的器件特性参数见表1，其更新频率为100Hz。模拟载体速度1000 m/s，加速度为100 m/s 2 ，姿态角均为0˚。初始位置信息为东经108˚，北纬39˚，高程为200 m；初始位置误差为2 m，初始速度误差为0.1 m/s，初始对准姿态角误差为0.1˚。仿真时间为120 s，以仿真的标称运动轨迹作为真值，仿真结果与标称轨迹进行比较。位置误差和速度误差分别如图5和图6所示。 Table 1 INS device characteristic parameter 元器件 参数 量值 单位 陀螺仪 偏差稳定性 50 deg/h 随机游走 1 deg / h 加速度计 偏差稳定性 1 mg 随机游走 0.1 mg / Hz 表1. INS器件特征参数 图5. 位置误差曲线图 图6. 速度误差曲线图 从上面的仿真结果可以看出： 1、在高动态条件下，BDS/INS深组合导航系统的位置、速度误差迅速收敛稳定在很小的误差范围内。位置方向的误差稳定在4 m范围内，速度误差稳定在0.2 m/s范围内。 2、经度方向位置误差及东向速度误差在仿真时出现较大偏差，是由于仿真时载体可观测性较差。
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user: 5. 结束语 BDS/INS深组合导航具有广阔的应用前景，是目前研究的重点和热点。进行物理和半物理仿真试验，代价昂贵且试验难度大，而构建全数字仿真平台可以建立和提供接近实际的物理模型和工作参数，从而为方案论证提供依据，经济性和适应性强。本文给出BDS/INS深组合导航仿真平台的设计及实现方法，对系仿真平台的体系结构及信息流程进行详细的介绍。并以此平台为基础进行仿真分析，结果表明，高动态应用背景下，BDS/MEMS IMU深组合导航系统的位置误差稳定在4 m范围内，速度误差稳定在0.2 m/s内，这也表明了本文构建的BDS/INS深组合导航平台的正确性及有效性。后续将开展干扰情况下BDS/INS深组合导航精度相关研究，本研究内容对下一步设计BDS/INS深组合导航样机具有指导意义。
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user: 摘 要 本研究基于前人研究的小概率下的比率偏差现象，通过设置积极–消极框架和评价的绝对数量，以情景实验的方式探讨两者共同作用下消费者对产品购买意愿的影响。结果显示：1) 积极框架和消极框架下消费者的购买意愿都产生比率偏差现象，即在比率相同的情况下，被试认为以较大数呈现的事件更可能发生；2) 评价绝对数量和框架效应交互影响消费者购买意愿。好评绝对数量与差评绝对数量等效时，积极框架下消费者的购买意愿明显高于消极框架。结果表明比率偏差与框架效应可以影响网购意愿。 关键词 :比率偏差，框架效应，网购意愿 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 网络购物时，我们经常会看到这样的现象：在介绍自己的商品时，卖家会同时呈现好评率这一相对指标和好评数绝对指标。具有相同好评率的相同商品，买家更可能购买绝对好评数大的。此外，网购平台只会选择呈现好评指标，而不呈现差评指标，即使差评率非常低。前一种现象即比率偏差(Ratio Bias， RB)，后一种现象即框架效应，这两者都是行为决策领域的重要研究主题。 比率偏差是指当小概率事件以不同比率形式呈现时，人们倾向于认为以较小数字呈现的事件更不可能发生的现象(孟贞贞等，2013)。此外，研究者还发现大概率事件中也同样存在比率偏差现象(马华维等，2017)，即较大的数字发生的可能性更大。作为常见的决策偏差，比率偏差一直都是研究者关注的热点问题。首先，研究者先后提出了标准理论(Norm Theory)和认知经验自我理论来解释比率偏差。标准理论认为个体对事件正常性的认知会影响其对该事件发生的判断。具体来说，以过往经验和对事件的认知形成衡量事件正常性的标准，个体将事件分成标准的和异常的(Kahneman & Miller， 1986；孟贞贞等，2013)。比率偏差中，个体认为以较小数字呈现的事件更异常，于是引发更多怀疑。认知经验自我理论认为经验系统(Experiential System)和理性系统(Rational System)是个体在信息处理过程中存在的两种相对独立的认知加工系统。前者依赖个体过去经验，处理自动化，快速，很少占用认知资源；后者遵从逻辑规则，受个体意识控制，占用一定的认知资源(孟贞贞等，2013)。作为一种非理性决策，比率偏差产生的原因在于经验系统强度大于理性系统时，个体快速的信息处理。相比于比率(如10%)，处理绝对数字(如100个中的10个)更少占用认知资源、更容易理解，于是个体的经验系统强度更大，也就会快速处理绝对数字。由于标准理论只适用于事后结果的判断，而不能在事前解释比率偏差的发生原因，所以目前学者更认可认知经验理论。 其次，学者们进行了大量实证研究探讨比率偏差的影响，发现比率偏差可以影响决策行为、组织公平感、价值的判断和风险的评估(Alonso & Fernandez-Berracal， 2003; Miller et al.， 1989)。最近，研究者开始关注比率偏差对网络购物的影响。通过系列实验，研究者发现网购中存在比率偏差现象(马华维等，2017)。 此外，还有研究者探讨比率偏差的影响因素，发现元认知技能、计算能力、认知视角和任务性质可影响比率偏差(Amsel et al.， 2009; Peters， 2012; Denes-Raj et al.， 1995; Kirkpatrick & Epstein， 1992; Nelson et al.， 2008)。在任务性质的研究中，学者们发现比率偏差会发生反转。具体来说，即当任务性质与奖励结合时，比率偏差现象随着概率的增大逐渐减少而消失；但当任务性质与惩罚结合时，比率偏差现象随概率的增大从无开始到逐渐显著(Pacini& Epstein， 1999)。从另一个角度来说，奖惩可看作是同一件事件的不同表述，这也就是行为决策领域的一个重要主题——框架效应(Framing Effects)。 框架效应即由于表述方式的不同而导致对同一问题做出不同选择的现象(邓颖等，2016；Tversky & Kahneman， 1981)。Levin等(1998)学者将框架效应分为三类，分别是风险选择框架效应(Risky Selection Framing Effect)，属性框架效应(Attribute Framing Effect)和目标框架效应(Goal Framing Effect)。研究者们首先对框架效应进行了理论与机制的解释，从最初的补偿模型(计算)演变成目前的非补偿模型。在众多补偿模型中，大多数研究者都认可期望理论模型。期望理论模型认为决策时个体首先需要计算各选项的期望价值，从中选择最大的选项。期望价值与事件结果、事件发生的概率有关(张阳阳等，2014)。相比于概率，个体更为关注事件的结果。当用积极框架和消极框架描述同一事件时，积极框架的结果被表述为收益，消极框架则体现了个体的损失。而在决策时，个体偏好收益及规避损失。作为非补偿模型的经典理论，齐当别模型认为框架效应并非个体理性追求最大期望值的结果，而是个体主观认为某一选项优于另一选项的结果。该理论认为，框架效应是由于不同的表述方式产生的不同框架改变了个体对可能结果之间差别的知觉。在面对积极框架和消极框架时，个体主观上认为积极框架让他们知觉到的内容优于消极框架，于是个体偏好选择积极框架。 在实证研究方面，研究者们发现年龄、心理距离、认知风格、遗传因素、环境和概率对框架效应的影响(段锦云等，2003；Gosling & Moutier， 2017；韩玉昌等，2014；何清华等，2014；王青春等，2011；徐四华等，2013)。此外，大量研究表明框架效应可以影响财政评估、择偶决策、跨期决策、道德判断、处于信任回报困境中的决策等(Ayadi & Lapeyre， 2016；梁凤华，段锦云，2018；Evans & van Beest， 2017; 吴鹏等，2016)。框架效应对消费者购买意愿的研究发现属性框架显著影响消费者的购买决策，积极属性框架下消费者的购买意愿更高(Ayadi & Lapeyre， 2016；王冬雪，2017)。 综合以往研究可以发现，少有研究者探讨大概率情景的比率偏差现象，探讨大概率情景中比率偏差影响网购的研究则更少。此外，根据前景理论模型(Prospect Theory)，事件的概率与事件的结果都会影响个体决策。比率偏差可看作是事件概率部分的影响，而框架效应则可看作是事件结果的影响，这两者应该会共同影响个体决策，但缺少实证研究的支持证据。基于前人对比率偏差和框架效应的研究，本实验将比率偏差现象和框架效应结合起来，用好评与差评分别代表积极框架和消极框架，以评价的绝对数量操控比率偏差，研究在大概率事件条件下框架效应和比率偏差对消费者网购意愿的影响。
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user: 2. 实验1 本实验旨在探讨大概率情景下比率偏差对网购意愿的影响。 2.1. 研究方法 2.1.1. 被试 在心理学公共课招募150名高校在校生，删除无效数据，最终有效被试138人，年龄在18~20岁之间，此前均未参加过类似实验。 2.1.2. 实验设计 采用单因素被试内设计，自变量为好评绝对数量(多 vs. 少)，因变量为被试对产品的购买意愿。 2.1.3. 实验程序 参考前人的实验设计及前期简单偏好调查(马华维等，2017)，本实验同样选取“保温杯”作为目标产品。此外，通过分析多家网络购物平台该类产品平均相对好评率及绝对好评数量间的差值，同时结合前人研究的实验设置，本实验设定92%为相对好评率，以400作为大小绝对好评数量间的差值。 实验以情景问卷调查的方式展开，采用集体纸笔施测，要求被试想象前往某网站购买一个500 ml的不锈钢保温杯，现有下列几款商品供被试选择，提供的好评信息呈现的产品情况如下：“水杯a好评度为92%，好评绝对数量为683”，“水杯b好评度为92%，好评绝对数量为283”，告知被试依据所提供的信息和评分细则对这两款水杯的购买意愿进行评分，1 = “非常不愿意”，2 = “不愿意”，3 = “比较不愿意”，4 = “说不清”，5 = “比较愿意”，6 = “愿意”，7 = “非常愿意”。 2.2. 研究结果 以好评绝对数量为自变量，购买意愿为因变量，进行配对样本t检验，结果显示：好评绝对数量的主效应显著， t ( 137 ) = 11.286 ， p < 0.001 ， C o h e n ' s d = 1.06 ， 95 % C I [ 0.88 ， 1.25 ] 。具体来说，拥有相等好评率时，被试对好评绝对数量多的产品的购买意愿(5.40 ± 1.01)显著强于绝对好评数量少的产品(4.33 ± 1.01)。 2.3. 小结 本实验发现大概率网购事件中存在比率偏差现象，所得结果与以往研究结果一致(马华维等，2017)。但期望理论模型认为事件的概率与事件的结果共同影响个体决策，本实验仅仅探讨了概率，没有涉及事件结果。而以往研究发现奖惩情况下，比率偏差的影响会有差异(Pacini & Epstein， 1999)。因此，我们想增加事件结果(好评与差评)，来深入探究框架效应与比率偏差对网购意愿的共同作用。
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user: 3. 实验2 在实验1的基础上，本实验旨在验证网购中框架效应对消费者购买意愿的影响，同时探究框架效应与比率偏差是否会交互影响消费者的网络购买意愿。 3.1. 研究方法 3.1.1. 被试 在心理学公共课招募450名高校在校生，删除无效数据，最终有效被试370人，年龄在18~20岁之间，此前均未参加过类似实验。 3.1.2. 实验设计 采用2 (评价的绝对数量：多 vs. 少) × 2 (框架类型：积极框架 vs. 消极框架)的被试内设计，因变量为被试对产品的购买意愿。 3.1.3. 实验程序 实验程序与实验1相似，只是现在呈现4款商品的信息供被试选择：“水杯a：好评度为92%，好评绝对数量为683”，“水杯b：好评度为92%，好评绝对数量为283”，“水杯c：差评度为8%，差评的绝对数量为59”，“水杯d：差评度为8%，差评的绝对数量为25”。 3.2. 研究结果 以框架类型和评价的绝对数量为自变量，消费者的购买意愿为被试间变量进行方差分析，结果表明框架效应作用显著， F ( 1 ， 369 ) = 353.048 ， p < 0.001 ， η p 2 = 0.490 ，被试对积极框架下产品的购买意愿(5.64 ± 1.24)显著强于对消极框架下产品的购买意愿(3.32 ± 1.55)；框架类型和评价的绝对数量两者交互作用显著， F ( 1 ， 369 ) = 170.586 ， p < 0.001 ， η p 2 = 0.316 ，见图1。进一步做简单效应分析发现，在积极框架下，相比于评价绝对数少的产品(4.65 ± 1.12)，被试对评价绝对数多的产品的购买意愿更强烈(5.64 ± 1.24)， F ( 1 ， 369 ) = 183.01 ， p < 0.001 ， η p 2 = 0.391 ；在消极框架下，相比于评价绝对数多的产品(3.31±1.55)，被试对评价绝对数少的产品的购买意愿更强烈(3.65 ± 1.61)， F ( 1 ， 369 ) = 17.14 ， p < 0.001 ， η p 2 = 0.044 。 图1. 框架类型、比率偏差对网购意愿的影响
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user: 4. 讨论 本研究通过情景实验探讨了比率偏差和框架效应对个体网络购买意愿的影响。结果表明，在大概率的情况下，比率偏差和框架效应均可以显著影响个体的网络购买意愿，并且二者还存在交互影响。 实验1验证了大概率事件存在比率偏差现象，即在比率相同的情况下，个体认为以较大数呈现的事件更可能发生。本研究发现，在具有相等好评率的情况下，个体对好评绝对数量多的产品的购买意愿显著强于绝对好评数量少的产品。这一显著差异的原因可以从经验自我理论和锚定效应来解释。首先，认知经验自我理论认为经验系统和理性系统是个体用于信息加工的两个独立系统。占用认知资源少的经验系统会选择绝对数值(绝对好评数量)进行加工，因为它需要较少的认知资源，因而偏爱绝对好评数多的产品；占用认知资源多的理性系统则会选择相对值(好评率)进行加工，它需要较多的认知资源，因而不会偏爱绝对好评数不同但好评率相同的产品。当这两个系统的作用或方向不一致且产生冲突时，占用认知资源少的经验系统便会占优势(Passerini， Macchi， & Bagassi， 2012)。个体同时面对产品的好评率和绝对好评数量时，经验系统与理性系统会发生冲突，经验系统就会主导个体的判断与决策。经验系统的信息加工处理自动化且快速，因此个体通常会做出非理性决策，个体就会偏爱绝对好评数多的产品。此外，从锚定效应和基线比率忽略来说(Reyna & Brainerd， 2008)。在决策过程中，两个好评率相同的产品给个体的信息是没有差异的，个体不能充分利用比率或者忽略基线比例而需要寻找新信息，从而对两产品相同的好评率不敏感。如果要区分这两个产品，就需要其它信息。此时，绝对好评数就成了重要的信息来源。个体会以产品的绝对好评述作为锚，对产品进行评估而加以区分。绝对好评数大的产品就会带来更积极的评估，于是个体就会更愿意选择这一产品，也就导致了比率偏差的发生。 实验2结果表明在网购决策中，框架效应显著影响个体的购买意愿。按照前景理论(Kahneman & Tversky， 1979)，个体的决策过程包括编辑和评价两个阶段。编辑阶段中，个体的任务是对决策项目的相关信息进行加工处理，其中最主要的工作是根据自身的参照点判断出决策项目是收益还是损失情境。评估阶段中，个体的任务是主要基于编辑阶段的信息加工，结合价值函数与主观概率分析出决策项目的价值从而选择最大期望效应值的项目(吴鹏等，2016)。编辑阶段中存在许多不同的参照点，当分别从好评(积极框架)和差评(消极框架)两个维度描述产品时，个体的参照点实际上就是收益–损失。此时，产品的好评就代表了收益情境，产品的差评则代表了损失情境。个体在决策时会倾向于趋向收益与规避损失，也就导致了积极框架即好评水平下个体购买意愿更强，而消极框架即差评水平下个体购买意愿更弱。此外，齐当别理论认为个体决策者并不是无限理性的，最终个体的决策只能在有限的维度上进行，人们的决策行为是一种搜寻某一选项在主观上优于另一选项的过程(刘扬，孙彦，2014)。也就是说，个体在进行决策时并不会精确地计算期望效应值以寻求决策效益的最大化，而是在选项之间主观构建一种优势关系，占有优势的选项就会被选出。相比于消极框架(差评)，积极框架(好评)会激发个体更多关注产品的积极因素，从而更积极地评价产品，也就带来更强烈的优势，最终增加个体的购买意愿(Ayadi & Lapeyre， 2016；王冬雪，2017)。 同时，实验2还发现框架效应和比率偏差可以交互影响个体的网络购买意愿。具体来说，在积极框架下，相比于评价绝对数少的产品，个体对评价绝对数多的产品的购买意愿更强烈；在消极框架下，相比于评价绝对数多的产品，个体对评价绝对数少的产品的购买意愿更强烈。根据前景理论(Kahneman & Tversky， 1979)，决策项目的价值函数与主观概率是重要的影响因素。在积极框架下，决策项目的价值是积极的，个体会追求价值最大化(Pacini & Epstein， 1999)。而此时的主观概率即事件发生的概率，在相同好评率的情况下，个体会判断绝对好评数多的产品更多人购买，其主观概率更大。于是，在积极框架下，对于好评率相同的产品，个体更愿意购买绝对好评数多的产品。但是在消极框架下，决策项目的价值是消极的，个体会追求价值最小化。在相同差评率的情况下，个体会判断绝对差评数少的产品更少人购买，其主观概率更小。于是，在消极框架下，对于差评率相同的产品，个体更愿意购买绝对差评数少的产品。也就是说，消极框架会出现比率偏差反转现象。为了规避风险，个体会避免差评绝对数量多的产品转而选择差评绝对数量少的产品。 本实验结果支持了前景理论模型，也为网购平台呈现相关产品信息提供了理论与实证研究的依据，但本研究也存在以下不足与值得进一步研究的地方。首先，本实验选取的被试皆为高校在校大学生，该样本不能代替全部的消费者群体，今后应针对其它消费者群体开展研究。其次，本研究采用情景实验法，生态效应不够大，不能模拟个体的真实网购行为，个体对购买意愿的评分与实际购买时的决策还是存在一定的偏差。再者，本研究中被试的决策有一定的时间限制，而这个时间限制是否对被试的购买愿意有着影响呢？在时间压力下，个体的购买意愿是否会有变化？这还需要进一步探讨。
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user: 5. 结论 本研究采用情景实验法探究了网络购物情景是否存在比率偏差现象，同时也探讨了框架效应对这一偏差现象的影响，结果发现：1) 网络购物中存在大概率比率偏差现象；2) 框架效应与比率偏差交互影响个体的网络购买意愿。
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user: 摘 要 目的：本研究旨在探讨视听训练对老年人认知能力的重塑作用。方法：在经典的视听时序同步性判断范式基础上，将时间因素与空间因素相结合，考察了老年实验组与控制组在视听训练后的认知差异变化，并采用基本认知测验量化评分。结果：实验组与控制组进行对照后，实验组后测工作记忆得分显著高于前测得分，而控制组后测工作记忆得分与前测得分无显著差异。结论：视听训练可以提升老年人工作记忆水平，进而对认知能力起到重塑作用。 关键词 :视听时序同步性判断，时间因素，空间因素，工作记忆，视听训练 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 认知能力包括了记忆、加工速度、问题解决等要素，是人脑加工、存储、提取信息的重要能力，是保证人们成功完成活动的重要心理条件。而年龄因素是制约着认知能力发展的重要因素(Craik， 1992; Lovden， Backman， Lindenberger， Schaefer， & Schmiedek， 2010)。随着年龄的增长，个体诸多的认知能力，如加工速度、工作记忆和执行功能均会出现下降，且老年人认知能力水平的下降，还可能发展为轻度认知障碍，甚至会转变为老年性痴呆，严重影响老年人的身心健康和生活质量，加重家庭和社会的负担(李旭，杜新，陈天勇，2014)。 但越来越多研究表明老年人的认知能力可以通过训练得以改善，此外训练可以使脑区功能激活水平发生变化，这一现象被称作认知能力可塑性(Baltes & Lindenberger， 1988)，即通过训练干预可以重塑老年人的认知能力，延缓老化期。有研究发现，通过记忆、加工速度、推理训练可以提高老年人认知能力(Stine-Morrow， Gagne， Morrow， & DeWall， 2004)，同时又有研究者发现通过记忆策略训练可以提高老年人的记忆能力等(Ball， Edwards， & Ross， 2007)。而Mahncak等人认为感知训练可以促进认知能力发展(Mahncke， Bronstone， & Merzenich， 2006)。具体而言，视觉辨别能力训练会提高工作记忆任务的完成效率(Berry et al.， 2010)。而Wong等人利用FMRI研究老年人的认知能力补偿作用时得到类似结论，发现认知区域激活水平较高的区域与在单词再认训练任务中较好的表现相关(Wong， Marc， Sheppard， Gunasekera， & Sumitrajit， 2010)。 认知训练的目的是为了增强或保持认知能力，从而使得老年人的日常生活活动，如做饭、理财、就医、外出能够得到正常开展。本文的假设依据是如果老年人日常生活能力衰退是由认知的衰退(年龄因素)所导致，则找到适当的训练方法提升老年人的认知能力，可使得老年人日常生活能力得到提升。 视听整合训练 日常生活中，我们持续不断的接受到来自不同感觉通道的感觉信息，而我们的大脑可以适当的把这些不同的信息资源加以整合，形成完整的认知，简称多感觉整合(Wallace， 1997)。且多感觉整合可以易化对事件的定位和探测(Lovelace， Stein， & Wallace， 2003; Stein & Wallace， 1996)，提升我们对周围环境信息的感知能力。而老年人感知能力(视觉、听觉、嗅觉等)的逐渐衰退，导致了其生活灵活性的丧失(Freiherr， Lundstrom， Habel， & Reetz， 2013)。此外，感知能力的衰退会对认知功能产生影响，相对于青年人(感知能力较好)而言，老年人(感知能力较差)在注意、记忆、感知、决策、行动速度上都有明显下降(Glisky， 2007; Van et al.， 2014)。那么是否可以通过多感觉整合的作用来弥补老年人感知能力衰退所导致的认知能力下降呢？ 随着多感觉整合研究的深入展开，越来越多的研究不再仅仅局限于对多感觉整合机制的探讨，而将对多感觉整合的研究延伸到对大脑认知的塑造上来，有研究表明在提升感知与认知能力上，多感觉整合有着十分重要的作用，相对于单通道而言，双通道的刺激输入会提升对事件的探测速度和准确性(Demattè， Sanabria， & Spence， 2009; Gottfried & Dolan， 2003)。在老年人双手协调研究中，相比于视觉单通道，当听觉单通道或者视听通道刺激呈现时，老年人在所有的协调任务中表现出更好的稳定性(Blais， Martin， Albaret， & Tallet， 2014)。此外，有研究表明，通过多感觉整合训练可以促进时间窗口(temporal binding window)的减小(只要刺激落在一定的时间范围内，即使它们之间存在一定的空间差距，也能发生整合)，使得感知敏感性提升(Waka， Shinsuke， Makio， & Shin’Ya， 2004)。同时，也有研究认为，视觉感知训练可以成功的提升跨通道的时序感知能力(Stevenson， Wilson， Powers， & Wallace， 2013)。最后，视听感知训练也被运用于认知障碍的改善上，在一项书面语言的再认任务中，发现视听任务训练可以促进声音语言特征的分辨能力，即阅读障碍的儿童通过视听任务训练，其单词再认水平得到显著提高(Huotilainen et al.， 2011; Magnan & Ecalle， 2006)。尽管阅读障碍儿童在听觉加工机制存在缺陷，但通过视听训练可以使其得到明显改善(Veuillet， Magnan， Ecalle， Thai-Van， & Collet， 2007)。此外，对于语音感知中的听觉感知学习也可以通过视听训练得到提升(Bernstein， Auer， Eberhardt， & Jiang， 2013)。而在对单耳空间听觉的研究中，Strelnikov等认为视听训练可以提升其敏感度(Strelnikov， Rosito， & Barone， 2011)。 综上所述，研究普遍支持了视听任务训练可以在一定程度上促进认知能力的发展。但已有的研究中多采用单通道训练，如单听觉训练或单视觉训练，且实验范式单一较为简单，如对呈现刺激的时间序列判断，即判断视觉刺激在前还是听觉刺激在前(Bedard & Barnett-Cowan， 2016; Sekuler， Sekuler， & Lau， 1997)，又如对阅读障碍患者的视听再认训练(Magnan & Ecalle， 2006)。此外，现有视听任务训练旨在促进具体认知能力，如听觉敏感性、时序感知敏感性、再认能力等，而对综合训练任务研究不多，即训练任务只针对一项认知能力水平提升，如采用视觉搜索、动态目标追踪、视听差异刺激辨别等训练任务可以提升老年人加工速度(运动速度、知觉速度、认知速度) (Anderson， White-Schwoch， Choi， & Kraus， 2014)，而复述训练、地图作业训练或位置法被用于提升老年人记忆能力(韩笑，石岱青，周晓文，杨颖华，朱祖德，2016)，本研究为了进一步了解视听训练对认知能力的重塑作用，将训练分为五个认知任务(空间表象、心算效率、工作记忆、记忆再认、知觉速度)进行评定，从而更全面的了解老年人认知能力是否得到提升。
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user: 2. 方法 2.1. 被试 被试选取湖北大学退休教职工27名，所有被试均为右利手，视力或矫正视力正常，听力正常，采用随机分组法，将被试分为训练组与对照组，训练组男性3名，女性11名，年龄58~78岁；对照组男性4名，女性9名，年龄58~78岁。所有参加实验的被试均得到一定报酬。 2.2. 实验仪器和实验材料 本实验采用presentation软件(Neurobehavioral Systems Inc.， Albany， California， USA)编制以及呈现实验程序。视觉刺激为呈现在黑色背景上的白色圆环(外圈直径为7毫米，内圈直径为6毫米)，呈现在屏幕左侧或右侧，视角为−6˚。听觉为2000 HZ的正弦声波，音高约为65 db，通过耳机呈现在屏幕左侧或右侧。 数据统计处理采用SPSS 20.0统计软件处理，数据比较采用相关样本T检验，单侧p < 0.05为差异有显著意义。实验组中有两名被试数据未正常录入以及对照组中一名被试退出实验，故数据分析时剔除这3名被试数据，共有24名被试有效被试参与结果分析。 2.3. 训练任务 对实验组被试进行认知训练，并告知被试认知训练的重要意义，认知训练为双通道视听觉刺激训练，视听刺激按时间和空间位置差异分为三种刺激类型，见图1。在时间差异维度上，视听刺激的呈现时间间隔从+300毫秒(视觉刺激先于听觉刺激)到−300毫秒(听觉刺激先于视觉刺激)，不同的时间间隔差值为20毫秒如图1(c)。在空间差异维度上，视觉与听觉刺激同时出现在左侧或右侧或出现在对侧，如图1(a)~(b)。在时间空间差异维度上，视听不仅存在时间间隔差异同时也存在空间位置差异，如图1(d)。被试在三种条件下，如果感受到视觉与听觉刺激在时间和空间上为一致性呈现，则按鼠标左键，如果感受到视觉与听觉在任何一个维度上不一致，则按鼠标右键。在实验每个试次中，黑色屏幕上首先呈现一个白色的注视点+号，持续3000毫秒后消失，随后屏幕出现视听任务刺激，每个刺激的呈现时间为15毫秒，在任务刺激呈现结束后，被试有1500毫秒的反应时间(告知被试尽可能快而准确的反应)，如果反应按键正确，屏幕会出现绿色“√”标记，反应按键错误，屏幕则会出现红色“×”标记，呈现时间均为500毫秒。本实验为认知训练任务，在避免天花板效应出现的前提下，被试无需完成所有条件下的视听任务，如当被试在时间差异维度条件下进行训练， 如果在300毫秒时间间隔条件下，被试的反应正确率过高(90%)，则需降低时间间隔，直至被试的反应正确率为60%~70%。认知训练每周四次(一天一次)，持续四周，根据被试的个体差异，实验持续时间为10分钟到20分钟不等。 图1. 视听训练示意图 2.4. 认知训练评定标准 本研究采用《基本认知能力测验》(李德明，刘昌，李贵芸，2001)及其软件(2.0版)对训练效果进行评定，完成5个不同的认知实验任务，结果呈现为5个水平的认知能力得分(空间表象、心算效率、工作记忆、记忆再认、知觉速度)。将被试训练前与训练一个月后的基本认知能力进行评定，评价训练效果。
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user: 3. 分析 3.1. 对照组前后各有关变量差异显著性检验 从表1可知，对照组在知觉速度、心算效率、空间表现、工作记忆在前测后测中均不存在显著性的差异，可以认为对照组的认知能力在该时间段内未发生显著变化。 Table 1 Mean， SD of cognitive score in control group (pretest and posttest 认知能力分类 对照组(n = 12) 前测 后测 t值 P 知觉速度 12.33 ± 3.31 12.17 ± 2.36 0.158 0.878 心算效率 13.83 ± 4.04 13 ± 2.63 0.585 0.570 空间表象 7.67 ± 3.17 7.17 ± 2.62 0.522 0.612 工作记忆 10.83 ± 5.08 9.33 ± 6.23 0.563 0.585 记忆再认 10.75 ± 3.84 11.08 ± 4.33 −0.332 0.746 表1. 对照组被试实验前后认知能力得分差异显著性检验(M ± SD) 3.2. 实验组被试实验前后各有关变量的差异显著性性检验 由表2可知，经过视听训练的实验干预后，相对于实验组前测认知能力得分，实验组后测工作记忆认知能力得分成绩显著性提高(P = 0.046)，表明视听训练对提高工作记忆水平有明显效果。 Table 2 Mean， SD of cognitive score in experimental group (pretest and posttest 认知能力分类 实验组(n = 12) 前测 后测 t值 P 知觉速度 10 ± 4.55 11.5 ± 3.87 −1.055 0.314 心算效率 12 ± 4.90 13.50 ± 5.05 −1.682 0.121 空间表象 6.33 ± 3.28 8.50 ± 2.84 −2.315 0.141 工作记忆 8.33 ± 6.31 13.83 ± 3.46 −2.244 0.046 记忆再认 5.91 ± 4.58 8.17 ± 2.20 −2.109 0.059 表2. 实验组被试实验后认知能力得分差异显著性检验(M ± SD)
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user: 4. 讨论 基于认知能力下降会对老年人生活产生影响，许多研究者在积极探寻认知训练是否可以延缓认知能力下降(Ball， Edwards， & Ross， 2007)，而本研究得出的结论是认知能力可以通过认知训练得到提升，这与一些研究结果一致(Ball， & Sekuler， 1986; Ball et al.， 2002; Schaie， 1993)。本研究在传统的视听时序同步性判断训练任务上加入了空间因素，是因为在日常生活中，视听整合现象会面临更加复杂的加工，此外同步性呈现的视觉和听觉刺激已经被证实可以提高在目标辨别和空间定位任务中的准确性(Van Wanrooij， Bell， Munoz， & Van Opstal， 2009)，在一定程度上说明了二因素的关联性。Poliakoff等人认为，当刺激无论呈现在相同位置或者不同位置时，老年组的跨通道时序辨别能力都比青年组要差，但无论青年组还是老年组，对来自同一位置的刺激都会产生更大的最小可觉差(Poliakoff， Shore， Lowe， & Spence， 2006)，这更加印证了当进行多感觉训练时，需要把不同感觉通道所呈现刺激的相关空间位置纳入考虑范围。最后对训练结果进行评定时，采用李德明、刘昌等编制的《基本认知能力测验》(李德明，刘昌，李贵芸，2001)，从五个任务维度去探究认知能力变化。通过多维度的视听训练，实验组被试在工作记忆的得分表现更好。 工作记忆，被认为是一种在进行复杂任务(言语理解、推理、学习)进程中，记住当前必要信息的系统，其核心是大脑前额叶(Baddeley， 2010)，它也是一种在同时处理多项任务或分心情况下在短时间内操作与保持信息的能力，是高级认知功能的决定性因素，而工作记忆的衰退被认为是老年人认知衰退的重要指标之一(Engle， 2002)。当前工作记忆研究表明，老年人的工作记忆可以通过训练来进行塑造(Li et al.， 2008; Shipstead， Redick， & Engle， 2010)，如视觉整合、听觉、运动形式训练。本研究设计的视听刺激训练任务，使得被试在工作记忆得分得到显著改善，这可能与前额叶区域激活水平提高相关(Kimberg & Farah， 1993)，具体而言由于多种信息刺激输入，对前额叶产生刺激，对正常脑区功能产生了激活作用，从而促进工作记忆提升。本文的研究结论也在前人的研究中得到印证(King， Kagerer， Harring， Contreras-Vidal， & Clark， 2011)。 此外，老年人能够通过训练提高相应的认知能力，表明老年人认知功能的可塑性存在(杜新，陈天勇，2010)。但由于训练任务类别与训练时效的差异，各认知能力的提升存在一定差异。首先从训练效应上讲，即训练组的老年人在认知干预中可获得较好的训练效应，本文采用的训练任务为综合认知训练，即训练任务主要包括了认知控制与记忆训练。可能会对记忆功能产生更大的影响效应。其次，训练的时间长短可能对训练效果产生不同的影响，如在之前的元分析研究中，将认知训练按时间分为长于12小时与短于12小时两组，结果发现训练时间较长的研究其训练效果量较小(Martin， Lars， Ulman， Sabine， & Florian， 2010; Toril， Reales， & Ballesteros， 2014)。而本实验中训练总时长为16小时，属于训练时间较长的认知训练，可能造成认知训练的效果量较低，导致知觉速度、心算效率、记忆再认等方面没有产生提升作用。从训练效果的迁移效应来看，即由训练带来的目标能力的改善能否运用到新任务情境中去，根据迁移的范围大小，把迁移分为近迁移与远迁移，近迁移是指迁移任务与训练任务涉及的认知能力相同；远迁移是指迁移任务与训练任务所涉及的认知能力不同，或者是对日常生活能力的迁移(杜新，陈天勇，2010)。而本实验中训练任务与迁移效果评定任务属于远迁移范畴，即迁移任务与训练任务所涉及的认知能力差异较大，而可能造成整体可塑效应较低。 现有研究中，大部分基于认知改善的训练方式都集中在对视觉通道与听觉通道的探讨，如视听时序判断训练、视听一致性训练，以及在此类范式上所衍生出来的新的研究设计。而我们应该尝试将关注点转移到其他形式的多感觉通道的整合训练，如触觉与听觉的整合。此外由于当前面临着严重的人口老龄化问题，研究视角也应将多感觉训练与健康老龄化相结合，进而更好地改善老年人群体的认知能力和生活状态。
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user: 摘 要 目前国内工业作业普遍具有较高的危险度，且工业作业过程劳动强度大，生产效率低，恶劣的工作环境并不适于工人长期作业，因此在各种高危作业过程中，采用智能化的作业是十分必要的，而作业机器人正满足了发展的需求，因此本文对作业机器人执行结构的手爪进行了设计以满足作业机器人的抓取功能要求。基于三维Solid Works软件对手爪进行了模型结构设计并将三维实体模型导入Ansys Workbench中进行了运动仿真分析，验证了手爪结构设计的合理性。该装置可改善劳动条件，提高生产率，实现机械化、自动化。 关键词 :作业机器人，手爪结构，运动仿真 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 2015年我国则推出了“中国制造2025”国家顶层战略，同时也同步提出了“中国智造”的计划，旨在促进我国智能化技术的快速发展。在这样的背景下工业机器人现阶段已经获得了较大的发展，同时在未来的应用也必然会得到进一步的推广 [ 1 ] 。目前我国的工业作业过程劳动强度大，生产效率低，恶劣的工作环境并不适于工人长期作业，以带电作业为例，带电作业是在高压电气设备上不停电进行维修、构件更换和测试的一项特殊的工程技术 [ 2 ] 。这是不同电压等级输、配电线路上出现问题时，避免维修停电，保证正常供电的非常有效的措施。目前在我国人工带电作业中是一直被采用的带电作业方式。人工带电作业的方式能够有效解决配电线路中出现的问题，但这种作业方式需要操作人员处于高空、露天、高压及高电磁辐射的环境中工作，导致跌落或高压触电等引发的伤亡事故不断发生 [ 3 ] 。因此，根据我国的实际情况，在带电作业这种高危作业过程中，采用智能化的作业是十分必要的，而作业机器人正满足了现代化电力发展的需求。 而且目前我国的工业作业过程很多都存在劳动强度大、生产效率低、工作环境恶劣的情况，在这种情况下并不适于工人长期作业，由此进行作业机器人结构设计，以改善劳动条件，提高生产率，实现机械化、自动化。本文设计了一种可用于复杂工况的作业机器人末端操作器，基于三维Solid Works软件对手爪进行了模型结构设计并对该模型进行了运动仿真，验证了手爪结构设计的合理性。详细分析了机器人手爪的结构设计，并对该机器人手爪进行了运动学模型仿真分析。
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user: 2. 机器人手爪整体结构设计及工作原理 根据实际的所需加工的工件，在辊锻阶段为直径在25~40 mm之间的圆形棒料，采用V形块加紧方式(图1)，并且在中间的板处，开小口槽，使工件在加紧时，保持双线加紧，增强加紧的稳定性。 设计机器人的卡爪部分时，考虑安全因素，该手抓需要具备自锁功能，参考设计手册以及国内外成熟的机器人末端执行器的结构设计，其传动方式选用传动稳定、结构紧凑、具有自锁功能的普通蜗轮蜗杆机构，采用直流伺服电机驱动 [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] 。由三维结构图2，主传动为一蜗杆带动两蜗轮进行旋转，两蜗轮通过键带动与之相连的轴旋转，进而带动轴上的齿轮旋转，齿轮再带动与卡爪固定在一起的齿条上下移动，从而实现卡爪的张合；在卡爪的背部增添与之相连的滑块和直线导轨，固定并限制卡爪只能上下移动，并且减少张合过程中的摩擦阻力 [ 7 ] [ 8 ] 。 图1. 机械手末端执行手爪结构图 图2. 手部三维结构 该设计中，传动过程虽然传动较为复杂，蜗轮蜗杆的效率较低，但是它能够很好的实现直径在25~40 mm不同规格的连杆棒料的抓紧，内部结构紧凑，外形尺寸小，并且整体结构刚性较好，加紧过程中平稳可靠，能够实现自锁，保证在意外情况下(气源气压不足或者断气、断电)，卡爪必须保持抓紧工件，不许松开，以免高温引起火灾及其他伤害。
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user: 3. 机械爪运动仿真分析 Solid works是市面上常见的CAD建模软件。利用Solid works可以建立机械爪的三维实体模型 [ 9 ] 。由于机械爪在受力情况下，各个传动部件均可能产生一定程度的变形，这样的位置偏移会造成末端机械爪位置的误差。同时，由电机输出的力和扭矩在经过传递机构时会产生一定的损失和延时，因此有必要对建立的机械爪三维实体模型进行静力学和动力学分析，以便检查机械爪在正常工作过程中的运动轨迹是否符合预期。 Ansys是最常用的CAE分析软件之一，利用该软件进行可以对虚拟机械系统进行静力学、运动学和动力学分析，了解复杂机械系统设计的运动性能 [ 10 ] 。 本文将利用Solid works中建立三维实体模型导入Ansys中进行分析，通过设定电机输出轴扭矩的条件，实现机械爪结构的运动仿真分析。 3.1. 机械手的运动模型建立 在Solid works环境下，建立机械爪传动部件的三维实体模型，如图2所示。主要有与电机相连接的蜗杆、齿轮轴、齿条等组成。主传动为一蜗杆带动两蜗轮进行旋转，两蜗轮通过键带动与之相连的轴旋转，进而带动轴上的齿轮旋转，齿轮再带动与卡爪固定在一起的齿条上下移动，从而实现卡爪的张合。 3.2. 机械爪的运动模型运动仿真 将建立后的Solid works模型导入至ansys workbench之中，考虑到本文主要是研究受力情况下传递系统和夹具末端的位移误差，因此删除多余外壳部件。只保留内部涡杆、涡轮、齿条以及执行爪结构，如下图3所示。 图3. 机械爪传动结构图 依次将蜗杆与齿轮、齿轮与齿轮、齿轮与齿条直接的接触定义为摩擦接触。蜗杆的右端与伺服电机输出轴相连接，对蜗杆右端圆柱面施加等速运动的旋转运动，模拟电机在正常工作情况下驱动机械爪抓取和释放操作。选取齿条末端的位移为测量值，如下图4所示，生成位移变化曲线。 根据位移曲线图结果，可以看出由于涡轮与蜗杆、齿轮与齿条以及传动齿轮之间存在一定的间隙和摩擦，所以实际机械爪末端位移与理论计算有一定差异。在初始的电机启动阶段，即使电机输出轴产生一定的扭矩和角度，但是传动系统直接的间隙和弹性变形的效果使得末端无明显位置变化。由于机械爪在受力情况下有一定的弹性变形，在输出扭矩不断增大情况下，弹性变形量增大，当扭矩超过一定值时，末端的位移大于理论的计算值。 图4. 位移变化曲线