摘要：对重载机械臂的三种典型工况进行有限元静力学分析,得到最危险工况。在满足强度和刚度的条件下,以伸缩臂轻量化为目标,对其截面尺寸进行优化。根据Box-Behnken试验方法对截面尺寸进行三因素三水平设计参数组合,采用含有交叉项的二次多项式构建响应面函数,利用最小二乘法进行回归,分析各参数与响应面的关系,得到截面最优参数组合。采用ADAMS软件对重载机械臂刚柔耦合运动轨迹进行仿真。结果表明:伸缩臂优化后质量减轻了65.1kg,重载机械臂末端轨迹总误差减小了6.1mm,验证了响应面优化结果的可行性。

摘要：为了提高高温和振动环境中轮毂锻造机器人的夹持稳定性和安全性,设计了一种轮毂锻造机器人欠秩耦合端拾器,并进行了结构优化。首先,将欠秩端拾器与弹簧杆件耦合,进行了欠秩耦合端拾器的设计及其自适应抓取过程分析;然后基于虚功原理,建立了端拾器执行机构在自适应夹持状态下的接触力模型;随后以接触力大小均衡性为要求建立结构参数优化模型,并提出新自适应小世界算法及其优化流程;最后利用自适应小世界优化算法完成了端拾器优化,并将优化结果与经验法、Fmincon优化函数、遗传算法和基本小世界算法进行了比较。数值测试表明,与其他4种算法相比,自适应小世界算法的优化目标值最小,且分别减少了97.4%、62.9%、52.3%和42.2%,显示出小世界算法在欠秩耦合端拾器优化中的可行性和优越性;而将所优化结构参数分别代入端拾器的接触力模型比较,文中所优化端拾器不同接触点处接触力偏差最大值也最小,且最大偏差分别减少了87.2%、82.6%、69.5%和42.1%,满足了锻造机器人端拾器夹持时的接触力均衡性要求。

摘要：重载机械臂电液伺服系统具有高度非线性和模型不确定性的特点,且受摩擦影响大,为使其具有良好的跟踪性能和抗干扰能力,建立了包含Stribeck摩擦模型的重载机械臂俯仰缸电液伺服系统数学模型,提出了一种基于扩张状态观测器的电液伺服系统自适应鲁棒控制策略。将扩张状态观测器和采用反演法设计的自适应鲁棒控制器相融合,对系统中存在的不匹配干扰和未知参数进行估计,并利用Lyapunov定理对系统稳定性进行分析证明。通过MATLAB仿真验证,表明该控制策略能够准确跟踪系统指令并估计出非匹配干扰。与传统自适应鲁棒控制策略相比,该控制器可以有效抑制变负载和未知扰动的影响,有效提高了电液伺服系统的控制精度,能够满足重载机械臂的设计要求。

摘要：为了抑制锻造车间内锻压机等设备给锻造机器人造成的残余振动,开展机器人的金属橡胶关节阻尼设计及其振动抑制性能分析。基于冲击响应理论获得锻造环境中锻压机冲击的半正弦脉冲激励;根据SPONE的线性弹簧假设及关节刚-柔耦合特性,在COMSOL平台上建立了六自由度锻造机器人的几何模型;对锻造机器人关节中金属橡胶垫片的减振阻尼特性进行分析;最后在COMSOL平台上完成了7种状态下锻造机器人的振动响应试验,并对丝径分别为0.10、0.20、0.25、0.30 mm的4种金属橡胶关节阻尼进行了残余振动抑制测试。测试结果表明:当关节4~关节6都呈0°时,极限状态4下无阻尼机器人末端最大位移为0.19 mm;而4种金属橡胶关节阻尼的机器人末端位移分别降低了85.8%、99.5%、100%和100%,且金属丝径为0.25 mm时抑振效果最好,从而验证了在锻造机器人中增加金属橡胶关节阻尼抑制残余振动的有效性。

摘要：数字壁画修复是计算机视觉在图像修复领域的一个重要应用。为解决修复过程中存在的模糊、结构紊乱、细节丢失等问题,提出了改进的双阶段生成对抗数字壁画修复模型。首先在第1阶段生成器中设计了特征优化融合策略,将编码器中不同尺度的特征进行优化并在解码器部分按比例融合,减少卷积过程中特征信息的丢失;然后在第2阶段生成器中用空洞残差模块代替空洞卷积,将小膨胀率的空洞卷积与残差模块结合,增大感受野的同时减少空洞的累积,有效缓解了修复产生的网格伪影现象。实验结果表明:与其他几种修复算法相比,该方法在敦煌壁画数据集上的视觉效果和客观指标均有明显优势,其中峰值信噪比平均提升了3~5 dB,结构相似度平均提升了2%~6%。

摘要：针对传统的用电负荷数据异常检测方法精度低、提取时间特征困难、特征提取与检测过程分离的问题,提出一种基于深度卷积嵌入LSTM编码器(deep convolution embedded LSTM auto-encoder,DCE-LAE)的电力负荷数据异常检测方法。将长短期记忆网络融入自编码器架构,利用编码器的非线性特征提取能力和长短期记忆网络的时序特征记忆能力提高电力负荷的异常检测精度,将深度卷积层嵌入至该架构中提高感受野,提取更多时间序列特征;将卷积损失和重构损失相结合作为损失函数联合优化,防止卷积嵌入微调对重构空间的扭曲,进一步提高结果的可靠性。实例仿真通过与其它方法进行对比,验证了DCE-LAE的异常检测精度与时序重构能力均优于其它算法。

摘要：研究多机器人任务分配(MRTA)的目的是提高智能工厂中机器人完成任务的效率。针对现有算法在处理大规模、多约束的MRTA时存在不足的问题,提出一种结合遗传算法和滚动调度的MRTA算法(ACGARS)。首先,在遗传算法中采用基于有向无环图(DAG)的编码方式高效地处理任务之间的优先级约束;其次,在遗传算法的初始种群中加入先验知识以提高算法的搜索效率;最后,设计基于任务组的滚动调度策略用于减小求解问题的规模,从而实现对大规模问题的高效求解。在大规模问题实例上的实验结果表明,相较于构造性启发式算法(CHA)、最小化干扰算法(MIA)和基于惩罚策略的遗传算法(GAPS)生成的方案,当任务组数为20时,所提算法生成的方案的平均订单完成时间分别缩短了30.02%、16.86%和75.65%,验证了所提算法能有效地缩短订单的平均等待时间,提升多机器人任务分配效率。

摘要：谐波减速器是工业机器人驱动关节关键单元,其传动精度、模态参数等动态特性对工业机器人控制精度、控制节拍等性能具有重要影响。扭转模态参数是评价谐波减速器动态特性的重要指标之一。针对国际标准尚无谐波减速器模态参数辨识方案的问题,本文研究谐波减速器运动自激励技术,基于最小二乘复频域法设计谐波减速器扭转模态辨识方案,最后通过实验实现对模态参数的辨识。

摘要：为了精确测量手动锤铆的干涉量,设计了两块厚度3.2mm的2024-T3铝合金构成的夹层,配合NAS1097AD6-7沉头铆钉的手动锤铆试验。利用数显内径千分尺测量铆接前的孔径,并引入ECM全自动光学螺栓尺寸测量仪测量铆接后的铆钉直径。结果表明:通过该方法可以实现手动锤铆干涉量的精确测量,同时得到干涉量的精确值和对应位置;手动锤铆干涉量的分布沿着孔轴线是很不均匀的。

摘要：车辆线控转向(steer-by-wire,SbW)系统存在摩擦力矩及回正力矩等不确定动态特性,难以实现精确建模与有效控制.为此,提出一种基于自适应模糊逻辑系统的自适应高阶滑模(adaptive higher-order sliding mode,AHOSM)方法,实现SbW系统的有效控制.首先,通过自适应模糊逻辑系统逼近SbW系统的未知动态,使控制器的设计不再需要摩擦力矩及回正力矩的动力学模型;其次,采用高阶滑模和自适应增益技术削弱传统滑模控制器存在的抖振现象;再次,通过构造Lyapunov函数设计增益自适应律补偿逼近误差和系统不确定项对控制精度的影响,该方案不需要系统不确定项的界已知,且能够避免增益过估计现象;最后,通过稳定性分析证明该控制器可以在有限时间内建立实际滑动模态,数字仿真和硬件在环实验进一步验证了该控制方法的有效性和优越性.