形貌优化是工业设计中提高零件性能的重要工具,现有的商业软件多通过节点偏置进行形貌优化,但形成的加强筋高度为定值且起筋形态过于简单,限制了性能的发挥。采用壳单元虚拟偏置的方法,在元胞自动机理论基础上建立了CA和LS-DYNA联合仿真系统(混合元胞自动机,Hybrid Cellular Automata,HCA),实现了自动迭代计算生成虚拟加强筋。算例结果与商业软...
考虑到产品族设计中产品平台的可适应性,将产品模块分为公共模块、可适应性模块和定制模块。针对平台模块与个性化模块间的层次关联特性,建立了产話族层次关联优化模型,上层模型以产品族的设计成本为目标,用于对平台模块的优选;下层模型在上层平台模块的制约下以各个变型产品的设计成本为目标,用于对各个变型产品个性化模块的优选。利用基于遗传...
在现代物流仓库中,货物分拣任务是一个自动化难题,需要机器人在复杂的仓库环境中自动分拣出各种目标物体。为此,提出了一种可以快速学习陌生物体,并实现自主抓取功能的机器人系统。首先,我们搭建了物体快速三维重建平台,获得物体模型,并渲染合成物体数据集。然后,我们训练了SSD网络,识别场景中的物体。为了得到物体的精确6D位姿,我们分割出场景...
目前,有许多方法都实现了机器人的手眼标定,但是需要借助特定的标志物,标定过程复杂,不利于工业现场的实际应用。为此,提出了一种基于场景特征的工业机器人手眼自动标定方法。首先利用光束法平差(BA)处理微运动图像序列,求解相机内参。然后利用四叉树ORB特征提取和PnP求解多视图像间的位姿变化,并使用BA优化。最后通过计算多视图像间的位姿变化...
未知环境中的定位技术是机器人研究领域中的关键之一。近十年来,同步定位与地图构建(SLAM)技术受到学术界与工业界的广泛关注。SLAM方法中通常以视觉里程计作为其前端,后端采用非线性优化的方式优化地图,并带有基于词袋的闭环检测。文中提出了一种基于多台单目相机的高精度视觉里程计前端,其算法融合了相机阵列中的多视角观测,采用稀疏视觉特征...
针对传统刚性夹持器存在的抓取适应性差、表面硬度高等问题。通过采用可熔气腔支撑与3D打印技术,设计并制作了集驱动于一体且重量为150g的多指柔性夹持器样机。通过实验测试平台得到了抓取直径与气腔内部气压之间的关系,并对不同的生活物品进行了抓取实验。实验结果表明:建立的直径与气压模型对被抓物体直径有较高的识别率,平均误差率为3.22%,可...
路径规划是机器人研究的核心内容之一。为了解决针对于白车身生产线焊接机器人路径规划效率低下的问题,提出了一种改进的焊接机器人路径规划的方法,分析了焊接机器人路径规划问题的构成。并针对基础蚁群算法在解决焊接机器人路径规划时,容易出现搜索时间过长、效率低、容易陷入局部最优等问题,引用了粒子群算法。利用粒子群算法对蚁群算法随机产...
为解决某玻璃厂对多自动导引小车(AGV)的需求,提出了一套工厂AGV动态调度系统的软件架构。以具体的玻璃运输环境为研究对象,考虑路径冲突,AGV停车等一系列随时可能出现的现实因素,引入时间窗队列解决路径冲突问题,并利用时间窗优化Dijkstra算法。通过预处理地图信息减少算法计算时间复杂度。基于AGV系统的分布式特性提出多AGV报价竞争的路径敵合...
无人值守机器人在智能配电房进行设备状态检测过程中,需对配电房内的各类指针式仪表进行自动化识别判读。对于方型指针式仪表检测过程中出现的大角度倾斜、阴影与反光干扰,提出一种基于灰度梯度比值阵与联合二值图的抗干扰指针识别算法。在表盘定位过程中,提出基于灰度直方图峰值检测与灰度梯度比值阵相结合的方法,有效消除了边框阴影的干扰,实...
为克服传统压电能量采集器工作频带窄、输出性能低等问题,提出了一种两自由度碰撞式压电能量采集器结构,建立了其理论分析模型,并利用键合与减薄技术制备了以磷青铜为基底的高性能压电厚膜,在此基础上通过MEMS工艺完成器件样机的制造。性能测试表明:在不进入碰撞机制时,最高测试加速度为5g,两自由度器件一阶、二阶谐振频率分别为26.4Hz和55.2Hz,...
几何误差与热误差是影响数控机床空间精度的两类重要误差,误差项多且产生机理复杂,直接影响机床加工质量,因此对其进行建模与分析至关重要。综述了近5年数控机床几何与热误差测量与分析研究的最新进展,总结了现有误差测量和建模方法的特点。几何误差方面重点综述了基于试件在机测量、基于激光跟踪干涉仪测量以及测量可追溯性分析的研究新进展;热...
以车辆避撞系统作为研究对象,根据车辆动力学和控制理论,以STM32F103开发板为开发平台,构建嵌入式硬件控制系统,搭建了智能小车实验平台;然后在LabVIEW中实现了主动避撞系统的上位机程序,完成了数据接收与发送模块、巡航控制器模块、车间距离保持控制器模块等相关程序设计;最后对整个系统进行测试,验证本文所建的主动避撞控制系统满足车辆避撞的...
水稻插秧机的秧针尖运动轨迹决定了其工作性能,为了获得椭圆行星系分插机构的秧针尖运动轨迹,建立了该分插机构的三维参数化虚拟运动学模型,分析了该分插机构各主要结构参数对秧针尖运动轨迹形状及姿态的影响。为了获得满足超级稻分插要求的秧尖针轨迹,利用所建立的参数化样机结合正交试验设计方法,综合考虑超级稻与常规稻农艺及插秧要求等约束...
针对机械臂在面对复杂环境尤其是构型空间存在狭长的通道时,传统运动规划算法性能大大下降,规划时间长而且失败率高这些问题,提出了一种面向机械臂狭窄空间的快速稳定规划算法。采用示教路径为启发项,结合非均匀采样和均匀采样,离线生成PRM随机路图,通过在线图搜索查找最终可执行路径。该算法解决了机械臂在遇到狭窄通道时的运动规划问题,通过三...
沱螺稳定平台能够隔离载体扰动对任务设备的影响,在惯性空间内保持设备姿态稳定,工程上具有广泛的应用。通过对方位-横滚-俯仰型三轴陀螺稳定平台的稳定机理分析,推导了三轴陀螺稳定平台的稳定条件及稳定控制表达式,并对工程中常用的不同陀螺安装位置进行了解耦分析。针对陀螺安装于俯仰框架上的工程实际应用情况,设计了一种新的控制环路,并进行...
运算速度和精度是衡量工业机械脅性能的重要指标。为了加快工业机械臂求逆解的速度,针对多数工业机械臂为满足Pieper准则的6R机械臂的情况,提出了一种新逆运动学模型。机械臂腰、肩、肘关节转角由自适应模糊神经系统(ANFIS)求解,腕俯仰、腕摆动、腕旋转关节转角由解析法求解。用此模型得到的解没有姿态误差,但有仅受ANFIS结构影响的位置误差。由...
在对摆缸八杆机构进行位置参数和运动参数分析的基础上,构建了摆缸八杆机构设计优化问题的数学模型,基于模拟退火算法的思想,提出了一种以摆动角度误差最小和长度误差最小的八杆机构智能优化方法,解决了多杆杆长约束处理、邻域搜索策略设计等关键问题,并编写了仿真计算程序,仿真计算结果表明,该方法具有较好的全局搜索性能,可有效用于多杆机构的...
针对踝关节损伤后运动功能康复需求,设计了1种由包含弹性驱动的平面串并混联机构以及人体下肢构成的生物融合式康复机构。针对人机所构成的空间闭环,分析了机构中人体和机械的运动和受力,推导了踝关节康复角与机械机构输出间映射关系。结合影响系数法给出康复运动的力位平衡分析方法并通过踝关节内收/外展运动进行验证。以背屈/跖屈,外翻/内翻典...
针对振荡浮子式WEC(Wave Energy Conversion,波浪能转换)装置的传动机构方案设计需求,提出了一种对传动方案在归一化条件下进行评价及优选的方法,并对目标方案进行设计和优化。首先,分析对比了常用传动机构设计方案的特点;然后,以最适用传动方案为目标,以转换效率、安装维护性、系统稳定性、可拓展性为评价指标,以双杆、四杆、六杆和八杆机构为...
滚动轴承处于早期故障阶段时,故障冲击特征成分难以提取,为了从轴承故障振动信号中提取特征参数,对轴承故障振动信号进行变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD),得到若干个本征模态分量(IMFs),计算各个IMF的能量熵与样本熵,并利用主成分分析方法(PCA)对其进行特征融合。最后利用粒子群算法(PSO)优化的支持向量机(SVM)对融合特征进行...
滚动轴承故障识别是实现视情维修的基础。针对滚动轴承出现故障时振动信号表现出的非平稳性和非线性,提出了一种基于多尺度熵(Multi-scale Entropy,MSE)和自组织特征映射(Self-organizing Feature Maps,SOM)神经网络的滚动轴承故障识别方法。该方法通过提取滚动轴承振动信号中不同故障状态下的MSE作为SOM神经网络的输入,通过SOM神经网络进行识别...
扫地机器人蜗杆斜齿轮箱的噪声是制约扫地机器人长寿命、高可靠性和推广运用的主要因素。针对SN55型扫地机器人蜗杆斜齿轮箱噪声大餉质量问题,文中利用隔声式噪声测试仪进行了声压测试和精密齿轮测量仪器等测试分析,对蜗杆斜齿轮箱的噪声源的查找和降噪方法进行了分析研究。研究表明:噪声源为齿轮箱壳体中蜗杆斜齿轮副装配孔间的中心距偏小,导致...
滚动轴承作为旋转机械最容易发生故障的零部件之一,对其进行性能状态评估,及早判断出故障情况并做出相应的维修策略具有重要的意义。首先对轴承早期无故障样本和同类轴承的失效样本的振动信号提取小波包奇异谱熵作为初始特征。其次,用早期无故障样本特征和同类轴承失效样本特征建立径向基(RBF)神经网络模型,将已提取特征的轴承全寿命数据特征通...
针对轴承振动信号具有非线性、非平稳性以及故障特征提取困难鸽问题,提出了一种基于EEMD-SVD与支持向量机的轴承故障诊断方法。首先,利用集成经验模态分解方法将轴承振动信号自适应地分解为多个本征模态函数分量。然后,根据哨度准则选取6个本征模态函数分量,并将其构成的矩阵进行奇异值分解得到特征向量。最后,将特征向量输入支持向量机进行故障...
为了提高TC4钛合金轴类件在楔横轧技术成形过程中表面成形的质量,利用有限元软件DEFORM-3D对该模型进行了三维仿真模拟研究实验。基于正交试验方法以轧制成形后的轧件的颈缩量为试验指标,探讨了成形角α、展宽角β、断面收缩率φ、初始温度T和轧制速度ν5个因素及交互作用,对TC4钛合金轧制后的表面成形质量的影响规律,将各因素及交互作用对TC4钛合金...
针对机床制造和装配过程中产生的几何误差,建殳一种通用的、系统的机床几何误差模型与补偿方法。首先以旋量理论与多体运动学理论为基础,从机床单个运动链到机床整体进行分析并建立了一种通用的误差模型,该模型可分离出影响可补偿与不可补偿位姿误差的几何误差源。然后基于得到的12项可补偿几何误差利用激光干涉仪进行几何误差测量、补偿实验。...
铝合金车身窗框亮条端头截面为变曲率截面,其翻边成形过程中易出现缺陷,影响成形质量,合理设计模面的几何形状成为减少缺陷产生的重要手段。文中开展了模面几何形状对翻边成形质量的影响研究,研究表明:通过合理的设计凸模模面几何形状,使得凸模与坯料两侧先接触,与坯料中间后接触,相较常规翻边过程中坯料与凸模同时接触的情况,可以有效改善翻边...
为了对数控机床人机界面设计方案进行有效的评价,提出沉浸感人机界面综合评价方法。首先从易用性、表现力、流畅性和空间感4个方面建立了沉浸感指标评价体系,将灰色关联分析法引入指数标度法中,确定了各指标的综合权重,解决了传统层次分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP)中思维与判断矩阵不一致的问题;同时基于评判的模糊性,构建直觉模糊集...
通过对芯片探针测试机理的研究,基于微/纳米力学相关理论,建立了探针测试数学模型;在理论研究的基础上,设计了4000万像素光学芯片模组测试高精密定位基座。经测试光学芯片模组的光学中心和镜头中心偏差±0.14mm/lm.对于BGA封装锡球点阵间距≤O.2 mm的产品,其探针电阻≤50mΩ,总弹力增大到1.25mm/g.
研究了太阳能离网供电运营管理服务的功能布局。以满足客户切实需求为前提,以服务模块化配置为核心,以需求-服务最优配置组合为目标,进行了需求识别、需求到服务的映射,以及服务的配置优化三方面的研究。首先基于客户价值和爛值法识别出客户需求,接下来通过质量功能展开(Quality Function Deployment,QFD)完成客户需求到服务功能的映射。最后利...
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