摘要：随着社会逐步进入产品个性化时代,自动化专机装配方式,适应能力差、难以改造重用。通过有向图和集合表达对装配作业及装配线的数学模型进行分析,提出基于装配工序优先关系图的产品完整装配工艺数学模型表达。基于上述分析,设计一种可重构柔性装配系统,包含具备快速更换接口的装配单元、装配工夹具库以及几种集成化和一体化的装配工具和装配夹具。之后,根据可重构的需求搭建适合的控制系统架构,确立主控机与机械臂之间基于IO通信的控制权交互协议。最后,进行可重构装配单元仿真优化及样机制造,并以梭阀和减压阀为实例进行样机的装配试验。通过样机试验,验证所提出的可重构柔性装配技术在可重构装配概念、数学模型、设计方案、机械结构以及控制系统各方面的可行性,对于可重构柔性装配技术的应用具有重要意义。

摘要：目前,大多数的能量收集器从低频运动中只能收集到较少的能量,且能量收集效率较低.低频激励下发电输出能量低是当前限制电磁俘能器多场景应用的关键问题,而电磁感应发电作为目前应用广泛且较为成熟的发电技术,具有高功率输出,被广泛应用于能量收集领域,有望解决这一技术瓶颈.文章提出了一种基于斜齿离合传动系统的电磁式振动俘能器,以系统性解决输出频率低和能量转化时间短的问题.俘能器的机械传动系统由直线−旋转转化模块、牙嵌离合模块和能量存储/释放模块3部分构成,可将外界低频、不规则的瞬时激励(约0.2~5 Hz)转化为高频、连续的单向旋转运动以实现能量转换效率最大化.对所提出的俘能器建立了机电耦合动力学模型并进行实验验证.研究结果表明,俘能器在外界脉冲激励下可以实现开路状态长达30 s的输出;接入负载后惯性旋转运动的最高转速可达750 r/min,并实现了运动频率从0.17~50 Hz的近300倍提升;单层发电模块的峰值功率可达1.25 W,两层发电模块并联输出2.5 W的峰值功率,可实现134 mW平均输出功率.此外,其紧凑高效的传动结构设计使得俘能器可以进一步集成到可穿戴设备中,在人体能量收集领域和构建自供能物联网传感节点等方向具有重要意义.

摘要：目的:探讨飞秒激光小切口角膜基质透镜取出术(SMILE)后屈光状态偏差的原因,为Nomogram值的个性化设定提供参考。方法:回顾性系列病例研究。选择2019年1月至2020年4月在北京大学深圳医院接受SMILE且术后随访时间为3个月的近视患者200例(400眼)。收集患者年龄、术前等效球镜度(SE)、术前平均角膜曲率(Km)及术后1周、1个月、3个月的SE等数据。根据术前SE分为低度近视组(≥-3.00 D)、中度近视组(>-6.00~42~<45 D)、高曲率组(≥45 D)。手术前后SE比较采用Kruskal Wallis H检验或单因素方差分析,同一患者不同眼别比较采用Wilcoxon秩和检验或配对t检验进行统计学分析。患者主视眼不同时间段各SE的相关分析采用Spearman相关分析和多元线性回归分析。结果:术后1周SE与Km、Nomogram值、术前SE呈负相关(r=-0.115,P=0.029;r=-0.174,P=0.014;r=-0.170,P=0.016);术后1个月SE与Nomogram值、年龄、术前SE呈负相关(r=-0.225,P=0.002;r=-0.148,P=0.046;r=-0.203,P=0.006),术后3个月SE与Nomogram值(r=-0.338,P=0.002)、术前SE(r=-0.336,P=0.002)呈负相关。进一步回归分析示Km(B=-0.033,P=0.047)、术前SE(B=-0.037,P=0.017)是术后1周SE的影响因素;年龄(B=-0.013,P=0.022)、Nomogram值(B=-0.564,P=0.001)是术后1个月SE的影响因素;术前SE是术后3个月SE的影响因素(B=-0.070,P=0.001)。低、中、高度近视组间术后1周(H=6.007,P=0.05)、术后1个月(H=6.236,P=0.044)、术后3个月(H=6.051,P=0.004)的SE比较差异均有统计学意义。左右眼别间术后1周(Z=-3.327,P=0.001)、术后1个月(Z=-3.130,P=0.002)的SE比较差异均有统计学意义,术后3个月SE差异无统计学意义。结论:年龄越大及高度近视患者术后屈光状态越趋向于近视,呈欠矫现象;年龄越小及低度近视患者术后屈光状态越趋向于远视,呈过矫现象。年龄、术前SE是术后屈光状态的影响因素,在手术设计时应根据影响因素个体化设定Nomogram值以达最大手术疗效。

摘要：根据工件的静力平衡条件与工件-装夹元件之间接触力的方向约束,建立工件装夹方案的力学模型。进一步结合线性规划技术,构建力的存在性分析模型及其求解方法,实现夹紧力是否有解的判断。针对夹紧力有解这一条件,由装夹方案力学模型与线性规划技术推导出力的可行性分析模型及其判断标准,实现给定的夹紧力是否合理的判断。考虑夹紧力的取值范围,以一定步长正向从最小值开始取值,根据当前值与上一次取值之间可行性的差异,确定下一次取值的步长及其方向;若可行性相同则以相同步长继续正向取值,否则以一半步长、反向取值,直至步长的绝对值在阈值范围之内,构建夹紧力变向增量递减的规划算法。该算法将连续型的夹紧力设计问题转化为离散型,不仅利于计算机实现夹紧力的自动化设计,而且还适合于形状复杂的工件。

摘要：装夹布局的合理规划是影响工件加工质量与生产安全的关键因素,为此系统地提出了工件位置偏离的动力学预测模型及其控制方法。首先通过将工件与夹具之间的接触模式等价地转化为线性弹簧-阻尼系统,利用运动学和弹性力学理论推导出工件的振动微分方程,以确定工件在装夹布局中的位置偏离。根据工件与夹具之间的接触为单向这一实际情况,运用胡克定律建立了工件位置偏离的约束条件。通过坐标转换方法,提出在约束条件下振动微分方程的模态分析求解方法,实现工件位置偏离的预测,试验结果表明所提出预测结果与试验结果完全吻合。其次,为使工件位置偏离达到最小,构建工件位置偏离的最小2-范数为目标的装夹布局优化模型,通过以合理装夹布局中工件位置偏离的2-范数为自变量构造个体适应度,提出装夹布局优化模型的遗传算法求解技术。提出的工件位置偏离预测与控制方法,能够避免工件处于非稳定状态下优化模型的求解过程,为复杂工件装夹布局方案的合理设计提供了基础理论。

摘要：针对蓄电池和超级电容混合储能系统的容量配置,提出了混合储能系统多目标容量优化配置模型,该模型以经济成本、供电可靠性、能量过剩和供需平衡为目标,以蓄电池的SOC、超级电容的端电压和最大功率为约束,同时考虑能量控制策略的影响,应用改进粒子群优化算法同时对蓄电池和超级电容的容量和功率进行设计,并通过仿真验证了所提多目标容量配置算法的快速收敛性和可靠性。

摘要：水下信息实时传输的需求与日俱增,水声通信和光通信等传统通信手段在传输安全性与稳定性方面具有先天难以弥补的劣势,且在传输速率方面难以形成突破,因此亟待对新技术进行研究。为解决此问题,近年一些学者提出一种新机理、新材料和新工艺的小型化天线,有望实现低频天线在尺寸和性能上的跨越,实现水下通信技术的变革。该文对此类声波激励小型化天线进行研究。首先阐述并建立了天线辐射机理及理论模型,分析了不同材料参数对天线性能的影响;然后根据模型参数设计加工了基于铌酸锂(LiNbO_(3))晶体的压电型声波激励天线样机,实验结果表明在40.83 kHz谐振频率处,与同尺寸单极子天线相比,其接收电压峰值为后者的22倍,辐射效率为400多倍;最后对天线进行了方位测试和辐射效率计算。上述结果表明:基于压电晶体的声波激励天线技术在低频段小型化、机动化水下无线通信设备的应用中具有巨大潜力。

摘要：为了解决当前硬件仿真器采用测试激励与探针采样调试方法导致的额外硬件资源需求增加以及调试方法复杂死板的问题,研究出一种虚拟GDB远程调试技术提高硬件仿真器的调试能力。首先,使用JTAG的消息代理器与事务处理器进行软件与硬件的信息交互,实现计算机与硬件仿真器的通信;然后,通过VPI接口实现GDB与JTAG代理器的软件信息交互,完成虚拟GDB调试;最后,在硬件仿真器中进行应用实验。结果表明,虚拟GDB远程调试系统可支持断点插入、单步运行、寄存器读写等功能,与插入探针的调试方法相比,使用虚拟GDB调试提速近百倍。虚拟GDB远程调试技术丰富了硬件仿真器的软件调试手段,增强了硬件仿真器的调试能力,提升了芯片设计验证效率。

摘要：AC/DC通信电源产生的电磁辐射易超过限值,对其电磁辐射机理和预测方法开展研究有助于改善电磁兼容性设计。首先,在分析AC/DC通信电源模块共模电磁噪声的形成源头和传播路径后,提出其远场电磁辐射可分解为由“输入端口”、“输出端口”共模电压驱动的2类辐射。然后,提出将共模电压驱动源与寄生辐射体的辐射传递函数相结合,进行远场电磁辐射预测的新方法;设计频谱分析仪+电阻衰减器,实现各共模电压驱动源的频谱测量;采用FEKO电磁仿真软件,通过数值计算得到各寄生辐射体的辐射传递函数。最后,实现了4 kW AC/DC通信电源模块辐射预测,并实测验证了其有效性。

摘要：在原位地应力和开挖卸载作用下,深部洞室围岩呈现硬化-软化响应,这一特性对洞室力学响应评估和支护结构设计有着重要影响。为研究开挖后深部围岩的硬化-软化响应,基于边界面理论框架,引入黏聚力弱化机制,结合改进的Rowe应力-剪胀规律,构建了深部围岩黏聚力弱化边界面模型,将常见的屈服面-峰值强度面-残余强度面简化为初始(峰值)边界面-残余边界面,避免了屈服面参数测量误差对计算结果的影响。在该本构模型增量化应力-应变关系的基础上,引入Hencky应变以评估洞室大变形工况,并引入辅助变量完成坐标转换,推导了描述深部圆形洞室周围应力场分布的常微分方程组。进一步地,结合深部圆形洞室的地应力环境等边界条件,对常微分方程组进行求解,获得所研究工况下的深部洞室应力分布,并将所得结果与现有解答进行对比校验。随后,分别讨论了相同支护力与不同地应力组合,以及相同地应力与不同支护应力组合等工况下的洞室应力分布。此外,基于所得深部洞室应力分布解答,计算围岩特征曲线并与相关文献进行对比,并讨论残余黏聚力取值对围岩特征曲线的影响。相关结果表明:黏聚力弱化边界面模型可以较好地描述岩石试样的硬化-软化力学行为。采用黏聚力弱化边界面模型可以有效描述深部洞室周围的应力分布,并能为支护设计提供参考。所得的围岩特征曲线能有效反映围岩的响应特征,在中段同支护力下预测的变形值比经典解答略大,残余黏聚力取值对围岩特征曲线影响较大。本文相关结论可为深部洞室支护理论构建、施工方法研发和保障深部洞室安全提供参考。