摘要：钻尖S型容屑槽作为一种新型的钻头端齿结构,不仅能有效提高钻头耐用度、排屑能力,还具有结构复杂、对精度要求高等特点。为了增强其磨削工艺扩展性并提高其加工精度,研究了该类容屑槽在数控加工过程中的砂轮磨削轨迹求解方法:首先,定义了容屑槽的结构参数、坐标系,建立了几何表达数学模型;其次,定义磨削工艺参数以及砂轮初始姿态,建立了磨削过程中砂轮轨迹的参数化控制数学模型;在此基础上,采用运动学原理并借助坐标变换矩阵的方式,推导了工件坐标系下的钻尖S型容屑砂轮磨削轨迹的计算方法。基于VC++环境,开发了相应的计算程序并进行了一系列的磨削仿真测试和加工验证,验证了算法的可行性和准确性。

摘要：设计了一种5自由度3-PTT串并联数控机床机构。采用分解与综合的分析方法,分析了机构构型及自由度等问题,分析与计算表明设计的3-PTT机构符合串并联数控机床设计要求、构型合理。在充分考虑奇异约束条件和位姿影响因素的基础上,分析了机构的工作空间及位姿极限,并利用Matlab进行了仿真分析。仿真结果表明:此分析能较好地反映3-PTT串并联数控机床的完全工作空间,为工作过程的数字化控制提供了理论依据。

摘要：为保证大部件对接位姿测量精度,提高对接测量效率,实现大部件最优位姿装配,提出了基于iGPS测量系统的大部件对接位姿测量优化设计方法。首先,基于iGPS系统测量模型和不确定度模型建立对接测量网络,并对其网络测量精度进行仿真分析,优化设计了对接测量网络iGPS多发射器的布站方式;其次,基于对大部件位姿参数求解模型及不确定度模型的仿真分析,优化设计了调姿基准点的布设方式;最后,对某机型大部件对接进行了位姿测量方式的对比实验。结果表明,经过位姿测量优化设计后,大部件对接测量x、y、z的位置调整不确定度均小于0.16mm,姿态滚转角、俯仰角和偏航角的角度调整不确定度均小于3.1″,相较于未经布站优化设计的测量方式,精度至少提高了20%。由此证明该测量优化设计方案能够高效、高精度地对移动大部件进行实时位姿测量,在有效提高大部件对接位姿测量效率及精度方面是可行的。

摘要：针对传统拖拉机后悬挂机构无法实现横向位姿自动调整,难以适应丘陵山地复杂地形作业需求,导致耕深均匀性差、作业效率低等问题,该文设计了-种采用双液压缸进行横向位姿调整的后悬挂系统。首先,对提升臂、提升杆、农具三脚架等构件进行运动学分析,并运用MATLAB对液压缸活塞杆位移与农机具倾斜角度进行仿真,得出当横向倾角为-15°~15°时,液压缸活塞杆位移与角度的函数关系;其次,设计了横向位姿调整机构液压系统,并建立了该液压系统的数学模型;运用Simulink搭建了横向位姿调整系统的液压系统仿真模型,并采用模糊PID控制方法对仿真模型进行控制性能仿真;最后,搭建了拖拉机后悬挂系统控制试验平台,进行了拖拉机后悬挂横向位姿调整试验。结果表明:在预定目标内(±2°~±15°),最大误差为1%,平均误差为0.7%,仿真的系统调整时间较短,不足0.2s,试验的调整时间为1s左右,系统稳定时间仿真和试验都很小,在0.1s左右,试验和仿真超调量为0,符合设计目标,能够满足山地丘陵作业的横向角度调节需求。。

摘要：目标位姿获取是制约排爆机器人智能化程度的关键技术与环节。针对危险弹药等类圆柱体目标的位姿获取难题,设计了一种以具有角度反馈的云台为底座、以激光测距传感器光束为虚拟连杆的目标位姿获取机构,描述其组成和测量原理,给出利用该机构实现位姿获取的计算、验证方法与公式,对测量误差进行分析。采用该机构和方法,仅需采集空间两点的坐标信息即可同时获取弹药等类圆柱体的位置和姿态,作业效率高,适于工程应用。设计了遥操作位姿测量系统,将该机构用于排爆机器人,获取的位姿精度能够满足使用要求,可直接用于引导机械手实现路径规划与自主抓取,效果良好。

摘要：以三臂空间机器人为研究对象,针对经历奇异位形时出现的位姿误差问题,提出一种基于位姿误差反馈的轨迹规划算法。根据系统一般运动学方程并结合动量守恒方程建立系统运动学模型,利用位姿期望指令得到误差运动方程。以关节角速度为控制量,设计了基于位姿误差反馈的控制率,使闭环系统的跟踪误差按指数速度收敛。该方法能够减小机器人奇异点邻域内的位姿跟踪误差,且在离开奇异区域后能完全消除误差。仿真结果证明了该方法的有效性。

摘要：零件位姿自动识别是实现三坐标测量机智能化的关键技术.设计了基于图像不变矩和神经网络的图像匹配与识别算法,将被测零件的虚拟图像与实际图像进行匹配,实现了零件放置姿态的识别功能.由图像几何矩计算出零件在实际图像中的位置和方向,经过像平面坐标系至机器坐标系的转换,得到零件在机器坐标系中的位置和方向.实验结果表明,此零件位姿自动识别方法是智能且高效的,识别算法的重复精度小于0.1 mm,识别系统的最大空间定位误差不大于0.6 mm.

摘要：斜轴式轴向柱塞泵作为电动静液压作动器(Electro-hydrostatic actuator,EHA)液压系统的重要元件,高转速、高工作压力是实现其小型化、轻量化的重要手段。柱塞副是斜轴式轴向柱塞泵中重要的两对摩擦副之一,对斜轴式轴向柱塞泵的工作状况起着直接影响。随着缸体转动,柱塞在缸体柱塞孔中的位姿朝着各个方向不断变化,柱塞副泄漏量也随之变化。为准确得到高速高压下柱塞副的泄漏量并给出解释,充分考虑柱塞受力情况,通过对离散化的柱塞副油膜雷诺方程和力平衡方程进行迭代求解,使用柱塞端面偏移量来确切描述了柱塞在缸体柱塞孔中的位姿随转速的变化情况,据此给出了柱塞副泄漏量模型,分析了转速变化对柱塞位姿和柱塞副泄漏量的变化的影响。结论为EHA泵的设计提供了适当的理论指导。

摘要：现有基于双目立体视觉的测量方法的测量精度依赖于标定精度,在受遮挡时测量精度不高.文中首先分析并证明在双目立体视觉系统外部参数误差存在时,投影曲线上点的立体匹配误差对点的重建精度的影响.然后基于此误差分析结论,设计立体视觉空间圆位姿测量方法,通过轮廓点筛选算法筛选投影曲线上的点,得到匹配误差较小的点并进行重建.利用重建点在深度方向上对非线性优化得到最优投影平面的投影,对空间圆进行拟合,得到空间圆的位置姿态.文中方法有效减小三维点重建误差对空间圆拟合精度的影响,提高圆形特征在受遮挡情况下的测量精度.最后通过实验验证方法的有效性.

摘要：为解决现有摘穗机构功耗大、苞叶残留多的问题,该文以手工摘穗为研究模本,提炼出基于果穗位姿变化的穗柄受力断裂模型。以4种不同含水率的收获期玉米为试验材料,以果穗偏转角度为因素,进行了2组穗柄拉伸断裂随机区组试验。结果表明,随着果穗偏转角度增大,穗柄拉断力、断裂拉伸量及苞叶残留率会在一临界角度产生突变;当籽粒含水率分别为34.8%、30.2%、25.1%和20.3%时,该临界角度分别为50°~55°、50°~55°、45°~50°和45°~50°;穗柄偏转达到临界角度后,玉米穗柄拉断力分别降低了80%、86%、84%和80%,断裂拉伸量增加了72%、70%、93%和84%,苞叶去除率增加了41%、34%、32%和36%;结果表明,对茎秆施加拉力时对果穗施加横向载荷,使果穗发生大于临界角度的偏转,可实现低耗摘穗;分析发现,穗柄断裂行为突变的诱因是表层纤维的受力由拉应力变为弯曲正应力,导致裂纹的萌生和扩展机理发生变化。该研究可为新型摘穗机构的设计提供理论依据和数据支撑。