摘要：近年来,超声导波技术广泛应用于管道的无损检测中。然而,不同微小缺陷类型(如裂纹、孔洞、凹陷变形等)引起的缺陷回波微弱且无明显不同,使得微小缺陷的识别和分类始终是检测难点。为识别不同微小缺陷的类型,利用对微弱周期信号敏感的Duffing系统,提出了基于Duffing系统的动力学指标分形维数和反向传播(Back Propagation,BP)神经网络相结合的信号特征分类方法。利用BP神经网络对输入参数进行训练。其中,输入参数分为两组。第一组输入参数为由小波能量值、时域参数、分形维数特征等组成的21维k_(1)向量。第二组作为对照组,其输入参数为波能量值、时域参数组成的18维k_2向量。上述两组均输出3维向量,即输出缺陷类型。数值模拟及实验验证均表明,在加入混沌指标分形维数后识别准确率明显提升。其中,数值模拟的准确率由86.35%提升至91.85%,实验中的准确率由83.16%提升至86.06%。数值模拟和实验都验证了利用分形维数和BP神经网络结合能够更好地完成管道缺陷的识别和分类。创新性地将分形维数作为BP神经网络的特征输入,有效提高了分类的准确率,实现了因管道中小缺陷实验数据不足或检测难度大的有效识别和精确分类。研究对于实际工程中管道缺陷分类,预防管道事故具有重要意义。

摘要：球栅阵列(ball grid array package,BGA)封装因其成本低、电气性能好而被广泛应用于集成电路产业中.文中建立了BGA三维模型,将等效应力作为响应目标,选取焊点直径、焊点高度、焊点间距、芯片厚度作为设计因子,采用响应曲面法设计了25组不同水平组合的焊点结构参数进行仿真计算,并基于遗传算法分析对焊点结构热振可靠性进行了优化.结果表明,焊点间距对BGA结构热振可靠性有重要影响;优化方案组合为焊点直径0.28 mm,焊点高度0.20 mm,焊点间距0.40 mm.经过优化验证分析,该优化方案较原始设计方案等效应力降低了11.92%,实现了BGA器件焊点参数优化目的.

摘要：建立了板级BGA(Ball Grid Array)焊点有限元分析模型,选取芯片高度、焊点直径、焊点高度、焊点间距作为设计变量,以焊点应力作为响应目标,分别采用田口正交及曲面响应法设计了25组不同水平组合的焊点模型并进行仿真计算,通过数理统计分析及回归分析对焊点结构参数进行了优化,获得了焊点应力最小结构参数最优水平组合.结果表明:在相同条件下,曲面响应优化的结果优于田口正交的结果;应力最小的焊点水平组合为焊点直径0.32 mm,焊点高度0.20 mm,焊点间距0.36 mm;最优水平组合等效应力值为0.3915 MPa,降低了0.65 MPa,实现了BGA焊点结构参数的优化.

摘要：为了实现布局复杂的城市地下管道的清淤,提出了一种基于并联机构的履带式管道清淤机器人。采用折展调姿行走装置以减小机器人体积,采用基于3-US并联机构的工作装置以增大机器人的工作空间;编写了机器人工作空间算法,通过MATLAB软件仿真得到了行走装置和工作装置的工作范围及运动轨迹;采用ADAMS软件模拟了机器人运动状态,并对其驱动特性参数进行分析,得到了行走装置在不同运动状态下驱动力和驱动力矩的变化规律,以及工作装置在不同方向极限位置转换时的驱动力矩。仿真研究表明了行走装置折展调姿的稳定性及工作装置在各个清淤极限位置间转换的灵活性。研究结果对可适径调整管道清淤机器人的研制与应用具有指导意义。

摘要：针对板材加工行业劳动效率低,劳动强度大等问题,文章以实际生产为导向,设计一种子母门板自动封边机的控制系统,它包括可编程控制器以及分别与可编程控制器通讯连接的各种控制单元。安装该控制系统的自动封边机能加工出不同形状的子母门板,能一次性完成子母门板成型、封边、修整的加工工序,具有较高的自动化程度和生产效率,一体化的控制使操作更加方便快捷。

摘要：文章以实际生产为导向,针对木材加工行业人工劳动效率低下,存在重复劳动多、劳动强度大等问题,设计一种带机械手的全自动侧上料电脑锯,能够代替低效率的人工劳作,实现自动锯切木材的功能,显著提高生产效率和节约大量成本。电脑锯包括机架、控制柜、机械手取料装置、上料装置、工夹送料装置、压料装置、裁切装置以及贴标装置。电脑锯围绕机械手取料装置排布。在裁切过程中,机械手取料装置可根据需要对板材进行翻转及方向的调整,全程无需人工介入。

摘要：多环耦合机构作为一种具有复杂耦合特性的机构,因支链间存在层层嵌套的关系,支链提供的约束和运动并非直接作用于机架和动平台,导致机构自由度计算困难。受神经生物学反射活动的启发,针对多环耦合机构自由度分析这一难题,提出一种多环耦合机构的解耦方法及自由度求解方法。首先将神经生物学中的概念映射到多环耦合机构,进而利用神经生物系统的结构组成,建立多环耦合机构的拓扑结构,然后将神经细胞间的互联原则应用到运动副中,建立运动副在3种互联原则下的输出运动计算法则,并引出多环耦合机构中的兴奋与抑制作用;其次基于神经细胞间的互联原则和信息传递原则,建立将多环耦合机构分解成独立运动模块的3种解耦模型和4个解耦规则,提出将独立运动模块转化为广义串联支链、耦合机构转化成并联机构,从而进行自由度求解;最后以霍伯曼魔球机构的自由度分析为例,证明该方法正确且简单形象。

摘要：电子设计自动化(EDA)极大地促进了电路设计的发展,但目前许多模拟电路模块仍然需要专家相对手工的设计来进行创新。针对此困境,提出一种可变长图编码的电路演化设计方法。此方法利用生成图的过程来启发电路编码,通过利用公共节点为待交叉个体计算独立的编码交叉点,保障了生成电路节点的有序性和新生个体电路的正确性,避免了仿真无效候选电路的计算成本,并通过多策略变异算子来实现结构演化和相应元件值的同步优化。以低通滤波器的演化设计为例,说明和验证了可变长图编码演化算法在电路自动设计中的应用。

摘要：仿生机器蛇是种可以模拟生物蛇行动的新型仿生机器人,通过各个关节之间互相配合,以仿照生物蛇的多种动态姿势,可适用于多种环境,有着广阔的使用前景。本文进行了对仿生机器蛇的结构设计与样机研制,设计了容易拼装的正交结构和蛇头,运用SolidWorks软件绘制了仿生机器蛇结构模型,并对仿生机器蛇的运动步态进行研究,仿真分析运动步态,设计该机器蛇的控制系统。最后完成仿生机器蛇的样机研制并实验,验证了此结构和步态规划的可行性。

摘要：自然界中大部分鱼类依靠身体和尾鳍的波动推动来驱动自身的运动。仿照该类鱼游形式的水下机器人具有游动效率高、噪声低、隐蔽性好等特点,能够在水体中执行巡逻监测、探测搜索、情报收集等任务,在水下资源探测开发、国家安全防卫等方面具有广阔的应用前景。设计制作一款高效游动的软体机器鱼,该机器鱼仿照自然中应用最广泛的身体-尾鳍推进模式,身体的驱动由三个串联舵机完成,尾鳍采用软体硅胶被动变形来进行能量捕捉,从而实现S型摆动提供推力。实测结果发现柔软的鱼尾鳍推进效率较高,速度达到0.3 m/s,对应的斯托哈尔数为0.543,与真鱼的游动相当。