摘要：在月球南极永久阴影区内探测水冰物质是我国嫦娥七号的重要任务,为此在地球环境下开展模拟研究,制备极区含水模拟月壤测试样本,并对其月壤模拟物进行超低温条件下的力学特性测试,分析含水率、相对密实度、温度、加载速率及基材配比与抗压强度变化规律。结果明:冻结月壤模拟物的抗压强度随着含水率的增加而增大,随着密实度的增加而增大,随温度降低而增大,受加载速率变化的影响较小,受不同基材配比影响的抗压强度排序为:100%斜长岩密实度>温度>配比>加载速率。本文进行了含水月壤制备及力学特性测试,提出了更加系统规范的实施方案,作为极区含水月壤特性的研究基础,为后续月壤模拟研究提供了理论依据及参考。

摘要：设计一种新型的船体爬壁机器人,用来对大型轮船侧壁的焊缝进行打磨,改变了依靠人力打磨作业的方式,不仅提高了工作效率,而且大大降低了安全事故的发生。该机器人包括行走机构、吸附机构和焊缝打磨执行机构。针对爬壁机器人在不同的极限工况下,建立静力学模型,分析爬壁机器人出现滑移失效、横向倾覆失效、纵向倾覆失效、脱离失效时的极限磁吸附力。使用Ansys Electronics Desktop-Maxwell对永磁体进行仿真和结构优化,使之满足所需的磁吸附力。搭建出样机后,对机器人进行性能测试、磁吸附力测试和焊缝打磨测试。结果表明:该机器人不仅焊缝打磨效果好,而且工作性能稳定。

摘要：为了准确地描述压电驱动定位平台复杂的非线性特性,在经典Hammerstein结构模型基础上串联分数阶算子,提出了一种耦合迟滞、动力学和蠕变的非线性数学模型。其中该模型的蠕变、迟滞非线性特性分别采用分数阶算子和PI模型来描述;机械动力学特性使用二阶离散传递函数表示。此外,考虑了耦合模型的参数辨识问题,并通过压电驱动定位试验平台对所提耦合模型进行了验证。在1~100 Hz的正弦波输入电压信号作用下,与不考虑蠕变特性的Hammerstein结构模型相比,该耦合模型在均方根误差指标降低了27%以上,相对误差指标下降了约50%。该试验结果充分表明了所提耦合模型的有效性。在模型建立的基础上设计了逆蠕变和迟滞模型对系统进行前馈补偿,并结合PID控制算法对系统的性能进行调节。仿真结果验证了该复合控制方案在低频和混合频率输入信号下具有良好的跟踪效果。

摘要：为解决混凝土预制件(PC,precast concrete)复杂异型表面纹理的快速预制,设计了多自由度表面整型机器人构型和末端刀具,并提出一种建筑信息模型(BIM,building information model)驱动的机器人加工路径规划方法,实现了异型表面纹理的快速自动化加工;首先从表面纹理的减材成型机制出发,分析纹理宽度与切削深度、刀具旋角等因素间的关系;随后进行BIM驱动的机器人路径规划方法研究;最后开发表面整型机器人原型系统进行了纹理最佳加工条件分析与纹理实际加工实验;实验结果验证了所提系统及方法的可行性和有效性。

摘要：咽拭子采集机器人对采集人的表情识别、情绪表达等感知交互,对于咽拭子采集机器人成功执行任务具有重要的意义。咽拭子机器人采集到的数据样本在训练过程中要解决遮挡去除及微表情识别的拓展、自采集数据集的定义、关键帧识别及处理、表情分类及划定、交互集成等关键问题。针对以上问题,设计了一种高效自修复网络(efficient self-cured network,ESCN),构建了具有类识别人脸能力的特征提取加权模型,通过多尺度注意力机制捕捉受试者的面部表情区,通过重标签校正的线性聚合模型识别咽拭子采集者的面部表情。实验在真实数据集RAF-DB、FER2013和自采集数据集上进行验证。实验结果表明,ESCN比经典模型的准确率提升4.643~11.058个百分点,同时参数量相对较小,便于轻量化和集成。

摘要：为解决现有微创血管介入手术机器人导丝定位精度低与力信息获取难的问题,提出了一种具有可以快速消毒、能获取导丝末端阻力、导丝定位精度高等优点的新型导丝递送机构。首先针对介入手术的实际需求,设计了一款血管介入手术机器人递送机构原型;然后进行了机器人系统的动力学模型简化与计算;最后设计了一种新型模糊滑模控制器,并在导丝递送位置性能测试实验平台上输入多种典型信号,对系统的导丝递送位置精度进行试验研究。试验结果表明,输入不同的正弦信号,所给出的控制器可以大幅度提高系统的导丝递送位置控制性能,对于提高微创血管介入手术机器人的安全保障机制提供了重要的参考和试验基础。

摘要：随着可穿戴设备的日益普及,人的上肢行为数据急剧增长,而自然场景下的人手分割研究较少。针对现有的算法对手工设计特征、像素级标签、设备、环境等的依赖,造成的精度有限或设备、人工标注成本较高的问题,提出一种弱监督人手分割算法,并将其应用到人手操作行为分割中。在像素级标签的源数据集上,利用全卷积神经网络(FCN)预训练。在只有类别标签的目标数据集上,实现基于超像素的局部-全局一致性学习的分割优化,进而实现FCN网络训练和分割优化的交替迭代。使用全连接条件随机场(CRF)进行后处理。提出基于边界框的弱监督分割,以及半监督分割方法。与其他方法的对比实验表明,该方法具有较高的召回率和区域交叠率。