摘要：钛合金材料以其优异的机械性能在航空航天工业中得到了广泛的应用,目前钛合金切削性能差的问题一直没有得到妥善解决,制约了钛合金工业应用范围的推广。以TC4钛合金加工效率为研究对象,通过使用长脉宽大电流脉冲电源,采用电火花铣削加工的方法实现了钛合金的高效加工。利用设计的正交实验对电火花铣削加工钛合金过程中主要加工参数,分别为脉宽、脉间、峰值电流、电极转速、冲液压力和切削深度等对加工效果的影响进行了实验研究。通过加工参数优选、极差分析及显著性分析等方法对加工参数对加工效率的影响进行了分析,使用加工效率预测公式对加工所能达到的最大加工效率进行了预测。最终在正交实验分析的基础上,通过进一步进行实验,采用脉宽为2 000μs、脉间为100μs、峰值电流为635 A、电极转速为800 r/min、冲液压力为1.5 MPa和切削深度为3 mm时,使得电火花铣削加工钛合金的加工效率最高可以达到9 000 mm^3/min,并使用电子扫描电镜对钛合金被加工表面的受热影响层进行了检测分析,验证了使用电火花铣削对钛合金进行高效加工的可行性。与传统切削方法相比,电火花铣削加工的加工精度有限,表面质量较差,但是由于采用石墨材料作为电极,相同体积钛合金的去除其电极损耗的成本只有刀具加工的10%左右,因此非常适合应用于航天航空工业制造中大量存在的需要大体积材料去除的钛合金等难加工材料的粗加工。

摘要：为了对六足机器人的并联机械腿进行静力学优化设计,提出了一种同时考虑约束力映射关系和驱动力映射关系的腿部机构静力学优化设计方法,进而对结构参数进行了优化。在对腿部机构进行了驱动、约束映射分析的基础上,分别建立了腿部机构的驱动雅可比矩阵和约束雅可比矩阵;基于驱动雅可比矩阵建立了腿部机构的驱动静力传递平衡方程,定义了驱动静力学性能评价指标并绘制了评价指标分布图,分析了结构参数与驱动静力评价指标之间的关系;基于约束雅可比矩阵建立了腿部机构的约束静力传递平衡方程,定义了约束静力学性能评价指标,分析了结构参数与约束静力评价指标之间的关系;基于驱动、约束静力学性能评价指标,采用蒙特卡罗法对结构参数进行了优化设计,计算结果表明,固定平台结构参数为200mm、中间连接杆结构参数为70mm、运动平台结构参数为50mm、支链1和3的最小杆长为530mm、支链2的最小杆长为330mm、支链1和3的最大杆长为900mm、支链2的最大杆长为600mm时腿部机构的静力学综合性能最好。本文分析结果为六足步行机器人的进一步分析研究奠定了基础。

摘要：为拓展六足机器人在农业领域的应用,将并联机构用于六足机器人的腿部结构,从而使其可以用于山地、林地、丘陵等环境的农业运输、种植、采摘等。首先,对六足机器人并联腿部机构进行了构型分析,选择2-UPS+UP机构作为腿部的初步机构原型;其次,依据螺旋理论,对2-UPS+UP机构进行了转动解耦性优化和变异,提出了一种转动解耦的UPR+UPS+UP机构;之后,通过对该机构进行运动学分析,建立了该机构位置逆解模型与速度映射方程;最后,对UPR+UPS+UP机构的工作空间进行了分析,绘制了工作空间三维图,通过分析设计参数对工作空间的影响,确定了一组性能较好的结构参数,该研究为并联腿部机构农业六足机器人的进一步研究提供了参考。

摘要：在狭长隧道施工过程中发生盾构机外部配电箱失火的情况下,创建了隧道、火源和通风管道等的网格模型,研究了盾构机水幕系统的阻烟效果.同时,针对原盾构机水幕系统缺陷提出了改进的设计方案,验证了改进后水幕系统的阻烟效果,并分析了水幕系统喷淋头的数目及其水流量对狭长隧道内部烟气扩散的影响.结果表明:开启水幕,可以有效阻止外部烟气向盾构机内侧扩散,保证掘进面附近工作人员的相对安全;合理的喷淋头布局,可以使水滴粒子分布更加均匀,能够更好地阻止烟气的扩散;适度增加水幕系统喷淋头的数目及其水流量,可以提高水幕的阻烟效果.

摘要：基于分布式人工智能的思想,将MAS引入电厂状态检修领域,分析了基于MAS的电厂优化检修决策的工作流模型,设计了电厂优化检修系统协作模型,建立了一种分布式MAS优化检修决策支持系统(OMDSS)的体系结构及其原型系统.该系统的成功应用,使得维修人员、专家和计算机之间的协同决策成为可能,有效地提高了诊断决策效率和故障定位的准确性.

摘要：视觉引导的软体手抓取依赖视觉输出正确的抓取位置、抓取角度和抓取深度,为此提出了面向多手指软体手的完备抓取构型数学模型和多任务损失函数,设计了基于"锚点"旋转框的两阶段深度学习网络,实现了从图像到软体多手指抓取指令的直接映射.通过公开数据库和自建数据库分析了网络模型的性能表现.研究结果表明:多任务损失函数和基于"锚点"旋转框的两阶段网络模型有效提高了多输出抓取检测的准确率和机器人抓取的成功率.最后,构建了机器人软体手抓取系统,抓取实验结果表明:所提方法对视觉定位误差具有一定的抓取稳健性,可成功抓取不同种类的水果,能够达到96%的抓取成功率,对水果皮的抓取也具有很好的泛化能力.

摘要：电化学放电加工(Electrochemical Discharge Machining,ECDM)作为一种新型特种加工方法,在加工非导电硬脆材料方面具有高柔性、低成本等诸多优势。针对电化学放电线切割加工(Wire Electrochemical Discharge Machining,WECDM)方法,在基于润湿作用的供液方式下,设计了加工回路中电流信号的采集电路,并研究了电流信号与加工状态的对应关系;搭建了基于电流反馈信号控制进给的实验平台,对石英材料进行了稳定的加工;在此基础上,探究了不同电源输入、不同电压峰值、不同进给速度以及不同控制策略等加工条件对加工性能的影响。最终,在该实验平台上实现了具有优良加工表面的微槽,槽宽低至100μm,且加工出了具有复杂形状的微型结构,验证了该反馈控制加工方法的实用性、持续性和稳定性。

摘要：针对电化学放电线切割加工方法,基于润湿的供液方式,搭建了基于力信号反馈控制进给的加工实验平台,设计了基于力信号反馈控制进给速度的模糊控制系统,并将模糊控制系统应用到力信号反馈控制进给的加工实验平台上,进行了微槽加工实验,发现与PID控制算法相比较,模糊控制系统有效改善了微槽两侧的过切现象,显著提高了加工效率,验证了模糊控制系统在电化学放电线切割加工过程中的实用性。

摘要：为综合得到解耦混联机器人构型,基于GF集理论提出一种简单而有效的解耦混联机构型综合方法及其构型法则。首先阐述GF集的概念及运算法则;其次通过GF集元素组合和转动轴线迁移定理构造混联拓扑结构,并给出机构输入运动副选择原则和解耦分支设计准则,确保了混联机构运动解耦性;然后根据该构型综合原理,完成2T2R四自由度解耦混联机构型综合具体过程;最后,针对所综合的解耦混联机构,运用混联机构末端分析方法求解其机构的自由度,同时求得其雅克比矩阵,验证了该机构的解耦特性,进一步证明了该构型方法的有效性。

摘要：为建立一种新型三自由度解耦并联机构(3-CP_aRR)的刚体动力学模型和滑模控制器,详细地阐述了该机构的结构组成;通过运动学约束分析,研究了该机构的运动学规律,揭示了该机构在空间正交方向上的移动完全解耦特性,确定了支链末端转动关节为消极运动副;基于运动学分析的结果,运用Lagrange方程法建立了该解耦并联机构的动力学模型;基于上述分析利用滑模面设计了该并联机构控制器,基于Lyapunov函数分析了系统稳定性;通过实例计算,分析了驱动构件的线速度、驱动力的变化规律,与ADAMS虚拟仿真结果对比验证了动力学模型的正确性,并验证了滑模控制器的有效性和稳定性。上述研究为该解耦并联机构的样机制作和实时控制系统的研究提供了理论基础。