对日本、美国和中国等国家灾难救援机器人的研究现状和研究计划进行综述。根据世界各国救援机器人技术的研究现状，结合救援机器人在实际应用中取得的经验和教训，归纳和总结出救援机器人的关键性能为：存活能力、运动能力、感知能力、通信能力和作业能力。研究结果表明，灾难救援机器人研究逐步从试验研究转入到实际应用，多种技术融合化、多智...
生物制造工程是快速成形与生物材料、生物医学相互融合形成的新兴交叉学科。生物材料喷射技术是生物制造工程核心技术之一。在实际应用的基础上，研究了螺杆挤压喷射、活塞挤压喷射、气动挤压喷射、微滴喷射技术、激光引导直写技术和电纺丝技术、蘸笔纳米刻蚀技术的原理、使用范围和优缺点，并介绍了国内外相关技术的最新进展。喷头的选取在一定...
状态跟踪测量的过程噪声降低了目标信噪比，增加了自适应滤波跟踪的难度。当误差较大时，基本粒子滤波算法的预测累积误差效应将导致系统发散。无迹粒子滤波算法利用无迹卡尔曼滤波提高重要性函数估计精度，减少后验概率密度分布误差，但同时也将大幅增加运算时间。提出一种基于径向基函数网络（RBFN）的改进型粒子滤波算法PF-RBF，利用RBFN通过...
提出混联机械系统运动方案设计与综合的运动功能特征状态空间理论模型。构建混联运动功能特征状态空间，转换设计空间对象到特征状态空间元素，分析特征状态空间构成要素的空间关联关系。进一步探讨空间及其元素性质，研究对偶矢量问运算规则和度量方式，形成抽象有序的封闭空间框架。总结特征状态空间与设计解空间相互映射的方案综合理论，实现...
提出考虑疲劳本构关系随机性的结构应力疲劳可靠性分析方法。视循环本构模型的材料常数为相关随机变量，考虑存活概率和置信度2个概率测度，与疲劳试验有机结合，应用极大似然原理建立随机疲劳本构的概率模型。随机疲劳强度即概率S-N关系也用2个概率测度下表征，并考虑从中短到长寿命阶段的可能工程实践范围。基于载荷史服从疲劳本构关系产生随...
提出一种基于传统栅格法的变密度三维全六面体网格自动生成算法，建立基于实体局部表面曲率的加密源点信息场的生成技术和基于几何实体局部厚度特征的网格加密技术，并给出自动生成全六面体协调网格的加密原则与加密模板。实现了在厚度较小的特征区域和曲率较大区域局部协调加密及平缓变密度的网格自动剖分，可获得局部协调加密及平缓变密度的全...
研究大型水泵出水流道扩散角、断面形状和中心线走向对水力损失的影响，提出当量扩散角概念，以包括沿程摩阻水力损失、扩散水力损失和出口水力损失在内的总水力损失最小为目标，对出水流道扩散角和断面形状进行优化，提出流道中心线走向优化的原则。研究结果表明，在进、出口断面位置一定的情况下，出水流道存在最优扩散角，使总水力损失最小。...
针对含有时变啮合刚度的3自由度间隙非线性齿轮系统模型在其部分参数区间发生的混沌运动，提出一种多步混沌控制方法，借助该方法实现了系统混沌吸引子内部不稳定周期轨道的稳定化。建立3自由度齿轮系统的动力学模型，通过对其不稳定周期轨道结构的分析，观测到系统不稳定周期轨道的Jacobi矩阵存在位于单位圆上的复共轭特征值，以及周期轨道存在...
改进焊接工艺控制时序，编制起弧系统控制平台及信号采集程序。采用改进的起弧系统对2219铝合金和LF6铝合金薄板及中厚板进行变极性等离子弧立焊工艺试验，利用红外线测温仪检测起弧过程中焊接熔池区域附近的点随预热时间的温度变化，并把该曲线上的临界温度作为检测穿孔熔池是否形成的标志，计算机根据穿孔时刻的临界温度控制焊件行走的使能信...
针对少自由度并联构型装备，必须通过误差建模将影响末端可控和不可控误差的几何误差源进行分离，从而指导机构的精度设计和运动学标定的问题，以5自由度混联机械手TriVariant为对象，研究一种少自由度并联构型装备的误差建模方法。该方法可有效分离出影响末端不可控误差的几何误差源，得到由UP支链连架胡克铰的加工和装配误差，以及套筒导轨扭...
根据非圆齿轮的啮合原理，对数控锥面砂轮磨齿机磨削椭圆齿轮进行研究，提出两种不同的机床结构运动形式，即砂轮移动型和砂轮固定型，并建立椭圆齿轮磨齿加工运动关系数学模型。由于椭圆齿轮的各个轮齿不同，其所需的展成行程也不相等，通过对展成和分度运动的详细分析，推导磨削每个齿槽的展成行程通用计算公式。最后给出加工实例，对两种加工...
以半解析环形单元对旋转型行波超声电动机的定子进行径向离散，基于动态子结构和Guyan缩聚的思想提出考虑齿的影响的方法并得到了定子的半解析动力学模型，该模型在保证精度的同时达到缩减计算量的目的。分析定子上的齿和转子的三维接触驱动机理，结合转子的动力学描述得到了整个旋转型行波超声电动机较为完整的数学模型。由此给出的仿真结果与...
以混流式水轮机尾水管为研究对象，设计构建了用于内部流场激光测量的模型水轮机尾水管试验台，对粒子图像测速仪（Particle image velocimetry，PIV）技术测量水轮机尾水管内部流动的应用进行了实践。试验尾水管测试面由透明的有机材料制成，分别测试了在不同导叶开度下混流式水轮机尾水管的锥管段、肘管段出口、扩散段进出口不同测试位置上的...
为了研究高速工具钢超长寿命S-N曲线特征和内部裂纹萌生行为，使用沙漏形状试样在室温空气环境下进行旋转弯曲的疲劳试验。结果表明，材料的S-N曲线均由表面裂纹萌生型和内部裂纹萌生型组成。表面裂纹萌生型的S-N曲线位于高应力幅短寿命区，内部裂纹萌生型的S-N曲线位于低应力幅长寿命区。前者的S-N曲线向后者的转移几乎是连续的，回火温度对疲...
以提高多自由度并联机构的运动性能为目标，探索柔顺双稳态机构在克服并联机构力奇异问题中的应用。提出一种双稳态凸轮柔顺机构，利用双稳态机构在非稳态位形的非零内力，为并联机构提供柔顺过驱动输入，利用柔顺过驱动输入消除并联机构在运动奇异和力奇异位形时的运动或操作力不确定性。以平面五杆2-DOF并联机构为例进行了机构工作空间分析、...
针对综合应力加速寿命试验设计问题，就恒定应力加速寿命试验方法，在应用均匀正交试验理论确定了试验应力组合方式和试验次数的基础上，根据所提出的加速寿命试验方案优化设计的准则和方法，以产品在正常工作应力水平时寿命估计值的方差最小为目标，以各加速因子试验应力水平和各次试验试样分配比例为设计变量，应用极大似然估计理论，建立综合...
为提高分形维数的计算精度和效率，减少分形无标度区确定中的主观因素，基于分形维数计算中的关联积分算法，综合利用具体时间序列和拟合点数等信息，建立故障诊断中分形无标度区的一种自动识别方法。运用该方法对所测得的两台航空发动机在不同工况、不同转速下的振动数据进行分析计算，给出分形无标度区的上、下限和关联维数，并与一般方法的计...
针对结晶器锥度设计必须考虑结晶器的热膨胀和凝固壳的收缩，理想的结晶器应能够完全适应凝固壳的收缩，使凝固壳与结晶器既紧密接触、又不发生干涉的问题，根据方、圆坯结晶器内凝固壳收缩的特性，推导出高速连铸方、圆坯结晶器内壁的纵断面曲线和锥度曲线的设计计算公式。这些公式明确地反映了浇注钢种、冷却条件和拉坯速度的影响。结晶器的纵...
针对模糊C-均值（FCM）聚类算法假设各维特征和每个样本对聚类贡献相同，同时需要预先设定聚类数的不足，利用3层前馈神经网络、点密度函数算法和聚类有效性指标对其进行改进，提出一种新的混合聚类算法。该算法考虑到不同特征和不同样本对聚类结果有不同程度的影响，并根据聚类有效性指标的变化自适应确定聚类数来实现聚类。利用基于梯度下降的...
为了解决细水雾喷头喷雾保护半径小的问题，研制了一种新颖的两级雾化高压细水雾灭火喷嘴。计算了索太尔雾滴直径DSM、喷嘴流速、流量和充分雾化距离。在CFD仿真中，将两级雾化喷嘴的速度场和水体积分数分布与单级雾化喷嘴的对应仿真结果分别进行对比，并优化了两级雾化喷嘴的结构参数。试验测量了DSM、喷雾速度、喷雾密度分布并和仿真结果进行...
为研究离心试验中微机械加速度计的线性度和输入加速度的关系，分析闭环系统的位置误差，然后根据微机械加速度计闭环系统的输出公式，对离心试验的加速度输入和电压输出之间的关系进行最小二乘分析，提出单程线性度和全程线性度的公式，证明线性度为输入的二次曲线函数，且与开环系统低频环路增益有关。线性度公式表明增大低频环路增益，增大悬...
为能够对大型复杂旋转机械转轴动态载荷特性进行在线监测，给出一个表征转轴动载特性的参量一动载波动系数KID。应用动力学理论推导出动载波动系数KID测量模型的数学表达式，该式表明测得转轴转速波动值即可求得KID值。基于激光多普勒技术，提出一种直接提取动载波动系数KID的激光测量方法。通过构造光学测试系统测量相邻时刻转轴轴段两端面的瞬...
通过剖析可重入制造系统控制的需求，提出双反馈控制的协同控制策略。为使复杂制造系统的控制问题降阶，提出包括系统层协调机制、设备组／设备协调机制以及重调度协调机制的分层协同控制机制。基于混合控制原理，提出基于Multi-agent的中心协调与局部协调相结合的自治控制系统体系结构，以满足可重入制造系统非线性动态控制的需求，该体系结构...
根据跨越超高压输电线路障碍物的类型，提出一种新的双臂自主越障巡检机器人机构。该机器人采用复合轮爪机构在架空地线上连续行走并跨越障碍。由于架空地线呈悬链线状，机器人在连续行走过程中会出现上坡和下坡，对行走动力特性的影响非常明显。在上坡时行走电动机提供驱动力矩，在下坡时行走电动机提供制动力矩，以保持匀速巡线。详细分析了机...
从基于案例推理和认知心理学的思想出发，提出包含问题情境、求解情境和解情境的设计情境概念，并建立基于案例的工业设计情境模型。该模型包含工业设计情境组织框架和情境推理模型。在此基础上以数控机床为对象，对该模型从情境三个方面进行知识表达，初步建立一个基于案例的计算机辅助工业设计系统，并应用到设计实践中。
针对目前水生物种转基因注射时存在的手工操作注射效率及成功率低等缺点，研究用于水生物种基因转移的专用细胞自动注射技术。提出卵细胞自动定位输送、吸持、注射的方法。研制了细胞自动注射试验系统，进行。鱼卵细胞自动注射试验研究，试验表明，在注射过程中可完成卵细胞的自动定位输送、吸持、注射；可完成未注射和已注射卵细胞的分离和计数...
针对机器人运动模型的非线性，导致异构型主从式外科手术机器人系统控制算法需要大量的计算的闯题。基于线性化的思想，利用逆Jacobian矩阵将笛卡尔速度映射到关节速度，并用关节瞬时速度代替微小时闻段内位移，线性化机器人运动学模型，减小计算量，满足机器人实现缝合打结等手术操作的实时性要求。通过增加反馈环节，消除机器人在工作空间下线...
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