摘要：点云配准是实物和场景数字孪生模型构建的关键技术。为了适应航空工业高效、精确的虚实结合工业模式,提出了基于快速点特征直方图FPFH(Fast Point Feature Histogram)特征识别配准算法的数字孪生模型构建方法。该方法在保障精确性的前提下,通过数字化检测、信息采集、数据处理与融合,构建物理与虚拟高效互通的数字孪生模型。最后,以燃气涡轮式航空发动机中尾喷管风扇类零件为实例,验证该方法应用于该类发动机零件用于构建数字孪生模型的可行性,并最终将该方法作用于整个涡扇发动机。

摘要：机器人协作系统是提高机械制造加工自动化与灵活性的有效方式,提出了一种基于协作工作空间与公共工作空间乘积(PTCWA)性能指标的机器人系统布局优化模型与方法。该方法采用解析法对多机械臂系统的公共工作空间和协同工作空间进行分析,研究系统布局与两种操作空间之间的耦合关系。基于机械臂D-H参数与机器人数量,对系统布局的极限位置进行分析。基于PTCWA性能指标与布局极限位置参数构建多臂系统布局优化模型,以系统性能指标最优为目标对优化模型进行优化求解。最后以由三个工业机器人组成的典型协作系统为实例进行仿真验证,结果表明以该优化模型进行优化求解可以得到机器人系统的最优系统布局参数。

摘要：智能制造的大环境不断推动先进制造装备和信息通信技术的进一步融合,面向可配置复合磨削中心,设计开发监控系统实现对复合磨削中心加工状态的监控功能。针对复合磨削中心可配置的不同数控系统,标准化封装其通信接口;同时,设计开发基于C/S架构的监控系统,实时读写接口数据,达到监测复合磨削中心加工状态的目的。

摘要：随着数据挖掘技术、测量技术的不断发展,为了满足火箭发动机参数探索的需要,使用数据挖掘技术利用历史数据对发动机各种参数进行预测成为火箭发动机在数据探索方面新的发展方向。同时,火箭发动机的地面点火试验在向着尽可能还原真实运行环境的方向发展。基于以上情况,引入在地面点火试验中的环境因素与设计因素共同作为模型的输入变量,以此来补充环境因素对性能参数的影响。根据试验对象数据特性,使用长短期记忆(Long Short-Term Memory,LSTM)神经网络对性能进行初步预测。为了能够减少整体模型误差和引入环境因素带来的误差,提高模型预测精度和泛化能力,提出了基于误差修正分析和趋势判断的误差修正门控单元(Error Correction Gate Recurrent Unit,ECGRU)神经网络模型对初步预测结果进行误差修正。同时结合环境参数特点,设计规划ECGRU模型输入、输出参数的计算规则。基于历史试验数据完成对比试验,验证了新模型具有较高的预测精度和泛化能力。

摘要：四足机器人的仿生机体,大多采用刚性或单自由度机体结构,限制了四足机器人的机动性和灵活性。基于四足生物躯体解剖结构及动态弯曲运动机理分析,设计一种气动肌纤维驱动的刚柔耦合仿生机体,可实现变刚度侧向弯曲。根据仿生机体的结构,分析仿生椎间盘、仿生韧带、仿生肌肉等主要组成要素的刚度,提出一种仿生机体的串并联式刚度模型,建立仿生机体的刚度与气动肌纤维输入气压间的关系,探究在不同驱动方式下仿生机体的局部、整体变刚度特性。设计仿生机体的变刚度测试实验平台,分别开展仿生机体的局部、整体动态弯曲试验,分析其主动变刚度特性。实验结果表明,通过改变气动肌纤维的布置及充气压力,能实现仿生机体的动态弯曲,具有类生物的局部或整体变刚度特性。创新研究的仿生机体及驱动方式,为提高四足机器人的机动性提供借鉴。

摘要：面向机床精密主轴加工过程,对混合流水生产调度问题进行研究。通过深入分析机床精密主轴加工工艺流程,以主轴粗精磨削工艺、分批规则、设备利用率等作为约束条件,以加工时间最小化为目标,建立混合流水生产模式下、机床精密主轴加工智能分批调度模型,并设计了基于差分进化-遗传混合算法的二阶段优化算法对模型进行求解;以某精密主轴生产线的实际订单为例进行仿真实验,与传统加工方案及其他典型分批调度算法对比分析,验证了该智能分批调度模型的有效性、算法的准确性及解决实际问题的优越性,能够有效缩短生产节拍,提高加工效率和设备利用率。

摘要：为在模型内部生成可控的多孔隙结构,提出一种针对三角网格模型的内部结构装配方法.首先对模型对象内部空间进行划分,确定目标装配区域;然后根据设计要求,采用隐函数表达的参数化结构作为模型单元填充装配区域,并通过优化局部区域的性能实现整体设计目标;最后从参数化表达的体结构模型中提取等势面,将其直接转化为三角网格体模型.实验结果表明:该方法能够构建密度、连通性和梯度可控的复杂结构,保证内部结构单元之间的平滑过渡,同时避免因大量布尔运算操作产生的错误.

摘要：基于三维激光扫描系统的移动机器人动态环境地图构建技术是机器人智能感知技术的重要组成部分,而三维激光扫描系统的设计及标定技术对于地图构建的精度有决定性的影响。针对应用于小型移动机器人的三维激光扫描系统低成本、小型化的需求,设计了一套由高精度旋转云台和小型二维激光测距传感器组成的三维激光扫描系统,并提出了一种新的系统参数标定方法以提高三维扫描测量的准确度。该方法使用镂空圆孔标定板作为标定对象以完成对三维扫描特征自动准确获取,并根据非线性最小二乘法对三维激光扫描系统的参数进行优化计算。实验结果表明,所设计的三维激光扫描系统能够准确地测量周围环境的三维信息,实现了以低成本获得高质量环境建模的三维扫描数据技术。

摘要：基于工业机器人位姿视觉测量方法提出了用主动光立体标靶进行机器人末端位姿测量的方法。以主动红外光代替反光标志点,以主动光图案特征代替亮度特征作为表达位置信息的形式,设计了六面体主动光标靶。通过合理设置特征面图案,使立体标靶特征面提供蕴含空间几何约束的信息,并在此基础上设计了特征面识别算法。在室内环境、室外环境、混合光环境等实验条件下,该算法可实现对主动标靶健壮的识别和定位。在高精度四轴移动平台上的测量误差评价实验表明：运用该标靶的立体视觉系统在0.5~3m工作范围内平均位置误差为0.0857mm,平均姿态误差为0.1086°,满足机器人位姿测量的要求。最后在YASKAWA的Motoman-MH80六轴机械臂上进行了机器人末端位姿的测量实验,验证了该方法的可行性和高效性。

摘要：船用柴油机曲轴轴线不连续、长径比大,刚性差,在自身巨大的重力和随动磨床夹具夹紧力的作用下容易产生复杂的弹性变形,曲轴各档主轴颈的同轴度变差,严重影响连杆颈的磨削精度。研究一种曲轴随动磨削中的自动校直系统,设计主轴颈中心位置在机检测装置,建立主轴颈中心偏移量计算模型,并分析影响测量结果的主要因素。并对伺服中心架机构进行运动学分析,以主轴颈中心偏移量为输入,建立中心架上下支撑头位置计算模型。通过与其理想位置比较,得到了支撑头位置调整量,从而实现随动磨削前工件的自动校直。试验表明自动校直系统应用于某一八缸船用曲轴,取得了与人工校直相似的效果,且大大降低了劳动强度,提高了大型船用曲轴随动磨削的自动化程度。