摘要：针对地面半实物负载模拟实验存在的被测试舵机运动干扰问题,提出流量压力协调控制电液负载模拟方法,并基于泵阀复合电液负载模拟器的加载给出方案。围绕泵阀复合电液负载模拟器建立系统数学模型;基于对泵阀职能分工的思想,利用反步滑模控制器设计方法,分别为泵控闭式子系统和阀控子系统设计速度伺服和力伺服控制器。通过联合仿真,验证所提出的技术方案和控制策略的可行性及有效性。结果表明:所提流量压力协调控制电液负载模拟方法具有优良的加载性能,且对降低系统功耗有显著效果。

摘要：针对阀控电液负载模拟系统中存在的能耗高、非线性摩擦和舵机运动干扰等问题,提出双泵控制电液负载模拟系统的方案,并且采用滑模控制以保证系统的鲁棒性。建立双泵分腔调控电液负载模拟系统的数学模型;在此基础上,针对单泵控系统动态特性差的问题,设计力-总压力复合控制策略,使其具有和阀控系统相似的动态特性;对于传统的滑模控制造成系统抖振而引起系统的跟踪效果不好的问题,提出一种基于模糊趋近律的等效滑模控制器,并对其稳定性进行了理论分析。最后,经过联合仿真,验证了所设计的控制策略和控制器具有可行性和有效性。结果表明:所提出的复合滑模控制电液负载模拟系统具有良好的跟踪效果,且能够显著地降低系统能耗。

摘要：为实现煤矿井下物料标准化装载、智能化配送、自动化转运和无人化运输的连续型辅助运输工艺,解决当前煤矿无轨辅助运输存在的系统能耗高、尾气污染严重、自动化和信息化水平落后,难以满足标准化、智能化的现代物流要求等问题,提出了一种矿井轮式物料运输机器人的设计方案,其具备清洁动力、环境感知、定位导航和自动驾驶等功能,可作为煤矿智能辅助运输系统的运载平台。该方案采用模块化设计将运输机器人的行走、装载等基本功能划分为独立的单元模块,根据不同需求进行组合,完成多种作业任务,达到减少车型种类,增加部件通用性的目的,为实现矿井物料运输的标准化和无人化提供装备基础。①针对煤矿巷道的特殊工况和物料运输需求,提出了该型机器人的技术指标和总体架构,明确了各系统的层级关系和单元组成。②介绍了作为机器人主要功能载体的行走底盘的结构形式和技术特点,进行了动力系统的匹配设计,并通过建立底盘运动学模型和相应的微分方程,提出了预测机器人行驶状态的描述参数和控制变量。③介绍了机器人环境感知、无线通讯和自主定位等系统的设计方案:环境感知系统综合采用RGB-D深度相机和平面激光雷达等多种传感设备,实现机器人在巷道运行时的实时数据采集;无线通讯系统通过在巷道内部署低延迟的WiFi+LoRa+UWB防爆基站,实现机器人运行范围内无线通信网络的全覆盖;自主定位系统综合利用了无线通信定位功能和环境感知定位技术,以实现机器人运行时的精确定位与导航。

摘要：针对当前宽厚板板形在线智能化检测的需求,设计一种单激光器多相机的宽厚板板形测量系统,提出一种基于唯一激光平面的多相机坐标系姿态校准标定方法。板形测量系统由分别位于宽厚板矫正机前后的两个相同的子系统组成,子系统采用多相机测量视野拼接的方式,实现宽厚板板形的检测;利用相邻相机公共视野中同一姿态标定板世界坐标系的唯一性,将多个相机的坐标系映射在基准坐标系下,根据实际激光平面的唯一性将多个相机坐标系统一为同一姿态,并通过统一坐标后相邻相机点云数据的位置关系,实现多相机测量数据的快速拼接,完成多相机结构光测量系统坐标系的标定。试验结果表明,该方法准确有效,为大视场结构光三维测量提供了一种有效的测量标定方法。

摘要：针对具有一般谐波干扰和输出均与控制非同位的一维薛定谔方程,研究了基于误差反馈的控制输出调节问题.首先,构造了一个辅助系统,将测量误差变为输出.紧接着,基于测量误差,设计了一个自适应观测器估计辅助系统的状态和未知参数.然后,建立了新的辅助系统,将干扰与控制变为同位,有助于设置自适应控制器,使得测量误差满足e(t)∈L^(2)(0,∞),同时且保证了闭环系统的所有子系统有界.

摘要：针对二氧化硅波导腔在倏逝波传感领域的应用,研制了一种微槽式二氧化硅光波导微环谐振腔结构。基于耦合模理论,分析了微槽式二氧化硅光波导微环谐振腔的传输特性和特征参量,优化了结构参数。采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)和电感耦合等离子体(ICP)刻蚀技术进行了器件的加工。搭建了测试系统并对制备得到的谐振腔进行品质因数(Q)测试以及声传感测试。测试结果表明,Q值可达1.69×10^(6),在1 kHz、5 Pa的声压下,信噪比可达22.975 dB。相较于传统的掩埋式微环谐振腔结构,此设计的微槽式微环谐振腔倏逝场效应更强,在倏逝波传感领域有着更好的应用潜力。

摘要：针对硅基波导腔在折射率传感领域的应用,提出了一种使用低杨氏模量的聚合物SU8作为上包层的硅基槽式微环谐振腔结构。基于耦合模理论优化了硅基槽式微环谐振腔的传输特性和特征参量,并分析了声压传感机理;采用MEMS工艺进行了器件的加工制备,并利用高温氮退火的方式对波导表面进行了光滑化处理;搭建了测试平台,对制备得到的谐振腔进行测试。测试结果表明:品质因数(Q值)可达2.76×10^(4),声压灵敏度可达2.19×10^(3)mV/kPa。相较于传统的全通型硅基波导微环谐振腔,文中设计的使用SU8封装的硅基槽式微环腔对光场的局域能力更强,在声压传感领域有着更好的应用潜力。

摘要：针对传统金属棒材表面缺陷人工检测方法速度慢、效率低,工作环境差,且工人长时间工作导致的视觉疲劳会造成漏检,错检的问题,提出一种计算量小且稳定性高的检测算法。首先,采用同态滤波与CLAHE对使用检测系统采集的原始图像进行预处理;然后,利用保持平移不变性的非下采样剪切波变换(NSST)对预处理后的图像进行分解,对分解得到的高频成分采用各向异性扩散与改进的自适应gamma校正进行滤波与图像增强;同时,将低频成分与二维高斯函数作卷积运算,从而达到均匀背景的目的;最后通过NSST重构可得到质量较高的原始图像,结合形态学运算及Sobel算法实现划痕缺陷数量、尺寸及位置的检测。实验表明,算法的缺陷检测准确率为93.8%,平均检测时间为0.673s,可满足工业要求。

摘要：在楔横轧机轧制过程中,为了实现对大质量、大尺寸轴类零件的灵活抓取与大范围的稳定转运作业,设计了一种新型楔横轧上料机器人。该机器人分别利用六连杆机构和四连杆机构实现机身的两次升降运动和水平摆动,并基于拉紧机构和回转关节实现夹钳的开闭和翻转,从而完成对大尺寸轴类零件的转运。首先,依据机构运动原理简图,结合大尺寸轴类零件带来的重载抓取和转运要求,进行了机器人三维虚拟样机设计;然后,采用D-H参数法推导了机器人运动学的正逆解,通过Robotics Toolbox建立了机器人的运动仿真模型,并基于蒙特卡洛法规划了机器人的工作空间;最后,利用ADAMS对机器人虚拟样机进行了动力学仿真分析,获得了各驱动部件及关键杆件上各铰接点的受力和力矩变化曲线。研究结果表明:机器人末端夹钳的水平移动范围为-889 mm~1172 mm,纵向移动范围为1548 mm~2551 mm,证明机器人末端夹钳可灵活抓取物料,并可完成大范围的稳定转运;该结果可为超大型轴类楔横轧制设备的自动化上料提供一种解决方案。

摘要：针对用于轴类物料抓取及卸载的重载转运机器人机构形式单一、转运范围局限大等问题,进行了重载转运机器人新构型的研究。首先分析了重载转运机器人机构的结构特点和工作原理,发现含有四杆机构单元的重载转运机器人具有灵活性高、承载能力大等优势,为构型综合和新方案优选提供依据。其次基于图论对只含转动副的平面机构进行构型综合,得到七杆、九杆机构拓扑胚图,利用胚图插点法对拓扑胚图进行插点,建立拓扑图,进而转化成对应的运动链,得到构型图谱。然后根据重载转运机器人机构中的四杆机构单元和功能构件,对拓扑图进行特定化标记,提出重载转运机器人优选条件,分析和优选特定化标记的拓扑图,得到其最佳构型。最后,利用Adams软件对一种优选机构进行仿真分析,结果表明,该机构在平面运动过程中可以同时实现远距离抓取和大范围俯仰运动,从而验证了该机构构型设计的合理性。