摘要：针对机器人工业抓取场景中,堆叠的工件相互遮挡,难以识别的问题,提出一种基于聚类网格法的自适应线性推动策略AC-Grid。融合二维图像与点云高度渲染信息,根据抓取场景内工件的散乱堆叠情况分析出可靠的几何特征,为机器人优化出一条合理有效的工件推动路线。在V-REP仿真环境中制作80组“PushTD”系列的模拟场景数据集,对比实验结果表明,AC-Grid推动策略在仿真场景下最高能使平均目标匹配识别度提高至39.6%,在实际场景中能达到16.4%,在不同场景中均能起到显著分离和目标识别度提升的作用。

摘要：受盂肱关节浮动转动中心的生理运动学属性影响,在基于外骨骼的肩部康复中,人体与外骨骼的兼容性将直接影响康复的效果甚至危及患者的安全。通过分析肩部协同运动特征,提出一种结构紧凑的顺应性肩关节自对准机构,并能够实现独立的锁骨和肩胛骨协同驱动锻炼。基于建立的人机闭链系统,提出4种完整的外骨骼构型,以肩部外骨骼运动空间灵巧性为评价标准,确定了最佳构型,设计并开发肩部外骨骼原型样机。穿戴性能测试试验结果表明,前伸和外摆时人机耦合界面相互作用力从20 N和35 N降低至1 N以下,人体自主外展轨迹和外骨骼穿戴对应点外展轨迹具有良好的吻合性,所提出的顺应性肩部康复外骨骼具有良好的人机相容性。

摘要：目的 特征融合是改善模糊图像、小目标以及受遮挡物体等目标检测困难的有效手段之一,为了更有效地利用特征融合来整合不同网络层次的特征信息,显著表达其中的重要特征,本文提出一种基于融合策略优选和双注意力机制的单阶段目标检测算法FDA-SSD(fusion double attention single shot multibox detector)。方法 设计融合策略优化选择方法,结合特征金字塔(feature pyramid network, FPN)来确定最优的多层特征图组合及融合过程,之后连接双注意力模块,通过对各个通道和空间特征的权重再分配,提升模型对通道特征和空间信息的敏感性,最终产生包含丰富语义信息和凸显重要特征的特征图组。结果 本文在公开数据集PASCAL VOC2007(pattern analysis, statistical modelling and computational learning visual object classes)和TGRS-HRRSD-Dataset(high resolution remote sensing detection)上进行对比实验,结果表明,在输入为300×300像素的PASCAL VOC2007测试集上,FDA-SSD模型的精度达到79.8%,比SSD(single shot multibox detector)、RSSD(rainbow SSD)、DSSD(de-convolution SSD)、FSSD(feature fusion SSD)模型分别高了2.6%、1.3%、1.2%、1.0%,在Titan X上的检测速度为47帧/s(frame per second, FPS),与SSD算法相当,分别高于RSSD和DSSD模型12 FPS和37.5 FPS。在输入像素为300×300的TGRS-HRRSD-Dataset测试集上的精度为84.2%,在Tesla V100上的检测速度高于SSD模型10%的情况下,准确率提高了1.5%。结论 通过在单阶段目标检测模型中引入融合策略选择和双注意力机制,使得预测的速度和准确率同时得到提升,并且对于小目标、受遮挡以及模糊图像等难目标的检测能力也得到较大提升。

摘要：目前,利用固体废弃物烧制轻质陶粒的配料设计仍主要依赖于Riley三角形,但由于固体废弃物组成复杂,根据Riley三角形进行陶粒配料设计偶尔会表现出不适用性,而这种不适用性与Riley三角形对原料中复杂的助熔组分不加以区分有关,因此研究不同助熔成分对陶粒烧成过程与性能的影响有重要的意义。本工作设计原料组成在Riley三角形相似的位置,研究了四种常见助熔成分掺量对陶粒烧胀行为、物理性能及晶相组成的影响,并建立三者之间的联系。结果表明,不同助熔成分对陶粒烧胀性能、物理性能及晶相组成有着不同的影响。MgO、CaO及Na_(2)CO_(3)均可明显改善陶粒的烧胀效果,但最佳的掺量及改善效果存在差异:MgO、CaO、Na_(2)CO_(3)掺量(质量分数)分别为1%、1.5%、2%时,分别可制备表观密度为1.38 g/cm^(3)、1.06 g/cm^(3)、0.96 g/cm^(3),单颗粒强度为9.8 MPa、3.9 MPa、4.9 MPa的陶粒。进一步研究表明,这种差异来源于不同助熔成分对晶相组成和液相性质的影响。本工作可为当前工业固废烧制陶粒的配料设计提供一定的参考。

摘要：针对传统磁铁矿预选方法中存在的能耗高、环境污染严重等问题,设计了一种基于霍尔传感器的新型磁铁矿预选系统。利用霍尔传感器感应磁铁矿的磁场,通过均值滤波算法和斜率滤波算法消除信号噪声和温度漂移对磁铁矿识别的影响。基于C#语言开发了上位机软件,通过幅值分析识别磁铁矿后,发送分选指令至下位机;以STM32单片机为下位机,缓存上位机发送的数据,并根据分选指令设计自动控制策略,实现磁铁矿的自动分选。最后,搭建了系统样机。试验结果表明,该系统能自动完成磁铁矿的识别与分选流程,平均分选准确率达94.5%,有效地完成了磁铁矿预选,且具有能耗低、污染小的优点。

摘要：基于构型设计、多元多尺度混杂增强体的理念,设计制备高强韧、高抗磨损的(Ti_(5)Si_(3)+TiB_(w))/TC11钛基复合材料,研究了(Ti_(5)Si_(3)+TiB_(w))/TC11钛基复合材料的物相组成、显微组织、力学性能和摩擦磨损性能。结果表明:增强体Ti_(5)Si_(3)、TiB_(w)原位生成完全,TiB_(w)、Ti_(5)Si_(3)形成增强体准连续网状的结构。烧结态基体为魏氏组织,组织致密,1100℃固溶时效处理后基体组织为网篮组织,增强体团聚减少。增强体Ti_(5)Si_(3)、TiB_(w)起到承载作用,强化了相界。烧结态和固溶时效态(2%Ti_(5)Si_(3)+5%TiB_(w),均为体积百分数,下同)/TC11的抗压强度分别为1812.1、2104.6 MPa。通过固溶时效处理调控复合材料组织,复合材料强度提高,塑性得到改善。(Ti_(5)Si_(3)+TiB_(w))/TC11复合材料摩擦磨损方式以磨粒磨损、氧化磨损为主。增强体TiB_(w)、Ti_(5)Si_(3)形成网状隔离墙,起到有效的承载与减少基体磨粒/屑剥落的作用,降低磨损率,提高了(Ti_(5)Si_(3)+TiB_(w))/TC11复合材料抗磨损性能。其中,1100℃固溶及600℃时效处理态(2%Ti_(5)Si_(3)+5%TiB_(w))/TC11的平均磨损率为3.02×10^(-5)g/(N·m),比烧结态TC11的平均磨损率降低67%,磨损率小,具有高的抗磨损能力。

摘要：为提高压电微夹钳操作的灵活性,省掉用于检测其位移的外部传感器,该文设计了一种新型的四自由度压电微夹钳,并采用自感知方法获得其钳指位移。首先,基于两组空间垂直交叉的横向逆压电效应,设计了在夹持方向和垂直夹持方向上同时运动的四自由度压电微夹钳新结构;其次,基于压电晶片在电压作用下发生变形的同时在其表面产生电荷的思想,提出了电荷积分的自感知方法获取压电微夹钳的钳指位移;最后,通过实验测试了压电微夹钳的静动态特性及位移自感知特性。实验结果表明,基于自感知方法获得的位移与基于传感器获得的结果具有较好的一致性。

摘要：探讨了切削用量对轴承钢硬态切削零件表面残余应力的影响规律。用聚晶立方氮化硼刀具对GCr15轴承钢进行硬态切削试验,采用Box-Behnken试验设计方法,建立硬态切削表面残余应力和切削用量的回归方程,分析切削用量间的交互作用对硬态切削表面残余应力的影响,基于响应曲面寻优分析方法优化切削用量。结果表明:切削速度和进给量是影响硬态切削表面残余应力的主要因素,背吃刀量与切削速度的交互作用对残余应力的影响显著。以硬态切削表面残余压应力为目标,推荐了切削用量组合。

摘要：为了实现大位移行程、无耦合运动的精密定位,设计了一种结构紧凑、工作台面大的x-y-θ_(z)三自由度并联压电微动平台。该文首先采用双柔性薄板的柔顺桥式放大机构对微动平台的驱动单元进行了设计,并基于双平行四连杆柔顺机构设计了微动平台的台体,进而获得平台的整体结构。再采用有限元方法对平台的应力、位移放大倍数和模态进行了分析。最后对所设计的微动平台进行实验系统的搭建,并对平台的位移和频率响应特性进行测试。实验结果表明,平台在x方向上的最大输出位移为306.1μm,耦合率为0.26%;平台在y方向上的最大输出位移为402.3μm,耦合率为0.14%;在θ_(z)方向(即绕z轴)的最大转角为2.72 mrad。平台在x、y、θ_(z)方向的位移分辨率分别为10 nm、10 nm、0.1μrad,固有频率分别为104.1 Hz、130.0 Hz、115.6 Hz。

摘要：类金刚石涂层(DLC)兼具高硬度、耐摩擦磨损和高化学惰性等优点,是理想的Al合金零部件耐磨防护材料之一。然而受限于Al合金与DLC间力学性能差异大,摩擦工况下承受复杂的耦合载荷作用,易导致涂层剥落失效。通过改变高功率脉冲磁控溅射技术(HiPIMS)的电源占空比(2%~10%),设计具有不同结构的Ti过渡层,系统研究Al合金基体上不同过渡层界面结构对DLC力学及摩擦性能的影响。结果表明,随HiPIMS占空比增加,所有Ti过渡层取向从(100)向(002)转变。相比直流磁控溅射Ti过渡层,HiPiMS技术可以降低晶粒尺寸以及提高Ti层致密性,令Ti过渡层具备更强的承载能力,涂层摩擦寿命提升了约4.5倍。沉积具有低(100)择优取向和致密结构的Ti过渡层是实现Al合金表面高性能Ti/DLC涂层的关键,对解决Al合金零部件表面硬质涂层易剥落失效等问题提供了新思路。