摘要：针对机器人对工作环境进行反馈进而实现自动化作业,展开了对压电式六维力传感器的研究。本文选用压电石英作为力敏元件,结合并联分载原理及多点测量原理提出一种8点支撑轮辐式压电六维力传感器结构及其测量原理,它具备强解耦、轻量化、大量程和高固有频率的特点。利用ANSYS软件进行参数化建模,并进行六维力静力学仿真实验,验证了8点支撑轮辐式传感器测量原理。搭建了准静态标定及动态标定平台,对设计的压电式六维力传感器进行标定。实验结果表明,传感器的非线性度<0.5%,维间干扰<4%,固有频率超过6 kHz。轮辐式结构压电六维力传感器可以有效地完成六维力测量并消除维间耦合,满足动态测量需求,为轻量化大量程传感器的设计提供了理论基础和设计依据,对其他类型压电式六维力传感器设计和研制具有重要的参考价值。

摘要：针对传统三维力传感器存在的非线性误差、维间耦合误差过大等瓶颈问题,面向重载、高频、强冲击三维力的测量需求,基于聚偏氟乙烯(PVDF)压电薄膜,结合并联分载原理,创新性的利用冲击力产生的倾覆力矩,设计了立柱菱形布局的压电薄膜三维力传感器结构,立柱菱形布局时具有抵消维间耦合能力,每个立柱近似只受单个倾覆力矩的影响,故可进行组合测量。探究了PVDF压电薄膜的最优布置,采用理论分析、有限元仿真分析和实验验证相结合的方法,对传感器设计方案的可行性进行了验证。研制了组合式自解耦压电薄膜三维力传感器样机,分别对其进行准静态标定实验和动态标定实验,实验结果表明,改进后传感器具有高灵敏度、高固有频率等特点,3个方向非线性误差均小于0.2%,维间耦合误差在1.2%以内,其结构设计具备抵消维间耦合的能力。该三维力传感器在高精密轴承钢球冷镦成型及瞬态强冲击等场景下有着重要的应用价值及潜力。

摘要：为了研究深部煤层复杂应力环境下煤岩的力学特性与渗流润湿规律,自主研制真三维应力下煤岩水力润湿范围动态监测试验系统,其主要由应力加载系统、液压伺服系统、数据采集与控制系统、声发射监测系统等组成。该系统的创新性及先进性如下:(1)开展煤岩不同地应力、不同流体压力、不同采动应力、不同温度等多场耦合条件下的试验研究;(2)进行不同地应力、不同流体压力、不同温度条件下煤岩的水力压裂试验,研究煤岩裂纹起裂位置及裂隙扩展等的变化情况;(3)开展不同地应力及采动应力下多孔介质水、气等多相流体各向异性渗流试验,深入研究试样的各向异性对渗流效果产生的影响;(4)进行不同地应力及采动应力条件下多孔介质液相流体的润湿试验研究,并结合声波测试分析液相流体在不同流体压力下的动态润湿范围及润湿过程;(5)全密封设计,在注水管前端安装球形声发射探头,压头上安装声波传感器接收球形声发射探头发射的激励信号,试样用可拆卸压头单独固定并密封,保证声发射系统正常工作下试样的整体密封。通过一系列试验对该系统的准确性和可靠性进行验证,结果表明试验系统准确可靠。该系统为多场多相耦合条件下煤岩水力压裂、渗流、润湿全过程的规律研究及变化机制提供新手段。

摘要：针对由制造商、零售商和电商平台组成的三级电商供应链,本文建立了电商平台主导下,制造商权力大于零售商、零售商权力大于制造商的两种分散决策模型以及集中决策模型,分析比较了这三种模式下的最优决策。在此基础上,本文对Shapley值进行优化并设计了新的协调机制,使利润的分配更加合理公平。最后,通过数值分析验证了结论和协调机制的有效性。研究表明:(1)三级电商供应链中各节点的利润随着产品质量及销售服务水平的提高而有所增长,且产品质量的提高与服务水平的增长,对消费者购买商品意愿的影响方向是一致的;(2)电商平台若不断提高佣金率,不仅会造成零售商利润的下降,而且在佣金率高达一定水平后,也会削减电商平台及供应链整体的利润;(3)在三级电商供应链中,制造商主导零售商时,制造商获利更高;零售商主导制造商时,零售商获利更高;优化Shapley值法协调后的集中决策比以上两种状况更优,且集中决策时各节点企业的利润对产品质量及服务水平的变动非常敏感。

摘要：节能调度是面向绿色制造的车间调度问题,已成为制造领域的研究热点。针对具有机器和工人双资源约束的柔性作业车间,综合考虑工人学习效应和工件运输时间的影响,以最小化车间能耗为目标,提出一种改进的生物迁徙算法(MBMA)。该算法采用基于工件-机器-工人的三段式编码方法表示调度解,并设计了一种种群初始化方法,以改善初始调度解的质量。考虑到基本生物迁徙算法无法直接应用于离散车间调度问题,提出一种基于交叉操作的离散迁徙算子,使算法能够直接在离散调度空间内进行搜索。此外,在迁徙算子中引入转换概率动态调整策略,以平衡算法探索与开发能力,另外增加了一种记忆池机制,避免算法过早收敛。对于个体更新算子,设计了一种局部搜索算法嵌入其中,以增强算法局部搜索能力。大量实验结果表明,MBMA算法的计算结果优于其他算法。

摘要：为了解决风致振动能量采集器风向采集单一的问题,在圆柱涡激振动的基础上将翼型档板加在悬臂梁的另一端,翼型挡板感受方向带动圆柱体转动,实现随风向的改变而改变。翼型挡板还可以在风能的激励下发生颤振,提高悬臂梁的振动效率。运用Solidworks对风能采集装置的转动部件进行仿真,通过改变风速的大小分析转动部件不同位置在流体中所受压力和压强,保证装置在自然环境中正常工作。

摘要：传统铺网作业高度依赖人工,不仅劳动强度大、安全隐患高,而且效率低下,成为制约采掘平衡的重要因素。为实现煤矿井下机器人标准化铺网,通过引入自动化、智能化技术,提升铺网作业效率,减轻工人劳动负荷,增强作业安全性,进而促进煤矿生产的高效、绿色、可持续发展。研究采取了仿真与试验相结合的方法,基于井下特殊环境和作业特点,设计了一种辅助掘锚一体机铺网作业的遥控机械手结构。该结构采用七轴关节型机械臂,搭配顶部抓手,以实现锚网的多角度、高精度铺设。此外,利用先进的计算机仿真技术,对机械臂的动力学性能、运动轨迹规划及受力特点进行分析,通过迭代优化机械臂的结构设计和控制算法,确保其在复杂井下环境中的稳定性和可靠性。同时,针对机械臂的运动控制,开发了一套自适应调整策略,使机械臂能够根据实际工况(如巷道形状、锚网材质等)自动调整运动参数,实现精准、高效的铺网作业。结果表明:自动化铺网设备显著提高了铺网作业的效率,相较于传统人工铺网方式,效率提升超过20%。通过自动化作业,实现了减员33%以上的目标,有效缓解了煤矿井下人力资源紧张的问题。大幅降低了工人的劳动强度,减少了高难度登高作业,降低了工伤风险,劳动强度降低超过80%。同时,自动化铺网过程减少了人为操作失误的可能性,显著提升了作业安全性。未来,随着技术的不断迭代和完善,该技术有望在煤矿智能化建设中发挥更加重要的作用,推动煤矿生产向更加安全、绿色、高效的方向发展。

摘要：以成形角度为70°的锥形件为研究对象,研究了多道次渐进成形中每个道次的角度间隔、刀具半径和轴向进给量3个成形参数对制件壁厚的交互影响。首先,研究了单个参数在不同道次中变化对制件截面厚度的影响,然后设计正交试验分析了3组参数的交互作用对制件厚度的影响,并获得了成形参数的最优组合。最后进行数控试验验证了仿真结果的准确性。结果表明,3个参数影响的主次顺序为刀具半径、轴向进给量及道次角度间隔,最优组合为刀具半径4 mm,轴向进给量分别为0.5、1.0和1.5 mm,道次角度间隔分别为50°、60°和70°。通过选取合适的成形参数,成形质量和成形效率得到了提高。

摘要：针对企业联盟进行联合采购时的配送成本分摊不合理问题,提出采用Shapley值法同时分摊物品的购买成本和配送成本,对配送成本占比较大的物品具有重要的应用意义。将n个企业协同总成本分为联合购买成本C1(N)和配送成本C2(N)两部分,并采用Shapley值法分别对C1(N),C2(N),C1(N)+C2(N)进行了分摊。根据实际联合采购问题,在考虑“企业位置分布”与“配送成本占比”因素的基础上设计了大量算例。通过算例实验得出以下结论:采用Shapley值法同时分摊联合购买成本与配送成本,与仅按货物购买数量作为权重的分摊方法相比,两者协同总成本分摊结果的平均偏差可高达11.75%,并且配送成本占总成本比率越大,协同企业位置分布越不均匀,越需要采用更合理的方法同时对配送成本进行公平分摊。

摘要：新旧动能转换政策的出台对闭环供应链提出了新的要求与挑战,考虑政府奖励机制,构建公平中性的分散决策、零售商公平关切的分散决策以及集中决策3种决策模式。给出3种模式的最优决策,并分析新动能创新投入成本、公平关切系数对闭环供应链定价、新动能创新投入以及回收率和各方利润的影响。在此基础上,设计"收益共享联合固定费用-成本共担"契约实现分散决策的协调。研究显示:随着创新成本的增加,新旧动能转化效率降低,制造商和零售商的谈判空间变小,同时批发价和销售价格降低,这与传统"投入越高售价越高"的观点不同;零售商的公平关切行为不仅损害了主导企业制造商的利润,也损害了己方利润,同时降低了新动能创新投入水平、回收率和消费者效用,但增加了己方系统利润的占比;集中决策下新动能创新投入、回收率和各方利润最高,零售价格反而最低,可以通过"收益共享联合固定费用-成本共担"协调机制达到这种效果。并且,在该机制下,在回收活动中受益越多的企业,承担的回收成本越多。