摘要：为满足液压机械臂在复杂环境下高精度的作业要求,需使其具备一个精确的力测量系统。由于液压机械臂工作环境复杂且末端接触负载大,力传感器容易受到破坏,因此,针对液压机械臂无末端力传感器的末端力精确感知的难题,以3自由度液压重载机械臂为研究对象,提出了基于关节力矩补偿的液压机械臂末端力软测量方法。本研究通过有限傅里叶级数模型设计激励轨迹,并采用递推最小二乘法辨识机械臂动力学参数。以非线性摩擦力矩模型代替库伦粘性摩擦模型,提升机械臂动力学模型精度。建立神经网络关节力矩补偿模型,减小不确定因素对液压机械臂动力学模型精度的影响。搭建AMESim/Simulink联合仿真模型,设计液压机械臂末端运行三角形轨迹,验证了本研究提出的动力学模型精度较高。分别在液压机械臂末端的水平方向和竖直方向施加500 N的恒力负载和0~500 N的变力负载,在恒力负载下,水平方向和竖直方向的末端力软测量精度分别为4.84%、2.79%;变力负载下,水平方向和竖直方向的末端力软测量精度分别可达5.73%、4.81%。通过与未优化前的末端力软测量精度对比,验证了本研究提出的基于关节力矩补偿的液压机械臂末端力软测量模型可有效提高末端力软测量的精度。

摘要：基于ANSYS软件的参数化语言APDL,以结构尺寸参数为变量,建立兆瓦级风力发电机主轴的参数化有限元模型,并得到主轴有限元分析的命令流文件,在此基础上,利用数据优化软件ISIGHT联合ANSYS软件对风力发电机主轴进行实验设计(Design of Experiment,DOE),分析出各尺寸参数对风力发电机主轴最大工作应力的影响,选取影响较大的5个尺寸参数,利用ISIGHT软件的近似建模功能,建立风力发电机主轴最大工作应力和尺寸参数之间的二阶近似响应面模型。根据得到的响应面模型,通过MATLAB软件,编制风力发电机主轴静强度可靠性计算程序。最后,通过ISIGHT软件的优化模块,在保证主轴结构可靠度符合要求的情况下,对风力发电机主轴的尺寸参数进行了优化设计。优化结果显示,选用MISQP优化算法优化效果最好,优化后风力发电机主轴体积减少了2. 47%。

摘要：水果采摘机器人在我国起步晚、发展缓慢,没有系统的方法用以设计采摘机械手,特别是机械手参数确定方法不成熟,造成工作空间浪费、影响机械性能等问题。为此,提出了一种蒙特卡洛法结合控制变量确定摆动关节范围的设计方法,利用D-H参数法对机械手臂进行正运动学分析,在MatLab平台下用蒙特卡洛法计算机械手的工作空间,并结合控制变量法,求出不同参数下的工作空间范围,根据相对较合理的工作空间范围,确定机械手臂的合理参数。以水果无损采摘机械手为例,根据具体设计要求,确定了手臂长度,利用蒙特卡洛法确定了摆动关节的转角范围,并验证参数的正确性。结果表明:该方法可以迅速有效地确定摆角范围,解决了以往摆动关节转角范围靠设计经验确定而存在的空间浪费的问题。

摘要：针对机器人磨抛系统工艺参数的自主选择与优化问题,提出一种基于神经网络与遗传算法的磨抛工艺参数优化方法,采用基于人工神经网络的工件表面粗糙度预测模型解决各工艺参数间复杂的非线性问题,结合粗糙度预测模型与磨抛效率公式,通过遗传算法对各工艺参数进行全局寻优解决加工质量和效率的双目标优化问题并得到最优工艺参数组合。在满足加工质量要求的前提下,加工效率提高了近三分之一,证明此工艺参数优化方法是可行有效的。

摘要：启动过程峰值响应(如最大峰值及其发生时间)的全局灵敏度是柔性转子系统动力学设计和评价的重要依据。基于Timoshenko梁转子有限元理论并考虑输入参数的随机性建立某单盘悬臂转子瞬态启动过程的确定性和随机动力学方程;在有限试验设计样本数限制下,联合自适应稀疏多项式混沌(adaptive sparse polynomial chaos,asPC)展开和Sobol全局灵敏度给出了asPC-Sobol(adaptive sparse polynomial chaos-Sobol)灵敏度计算流程;在均值工况确定性结果分析以及asPC模型有效性验证基础上,详细探讨了启动加速度、参数变异性以及响应测点位置对单盘悬臂转子过第1阶正涡动临界转速时最大峰值及其时间方差的影响规律。算例结果表明:在±3σ截尾高斯分布设定下最大峰值及其时间分布更符合对数正态分布,而且圆盘直径D、厚度T、材料密度ρ、弹性模量E以及不平衡量F是峰值响应方差的主要贡献参数;启动加速度能够较明显地影响最大峰值的总灵敏度结果,但相比之下其对发生时间总灵敏度的影响则小很多;随着某些主要贡献参数(D,T和ρ)变异性的单独或同时减小,其余主要贡献参数的总灵敏度将明显增加,而那些原先非主要贡献参数的增加则非常有限;响应测点位置对最大峰值及其时间总灵敏度的影响非常小,尤其是在非轴承位置处。

摘要：为了提高激光SLAM技术的建图精度,本文提出了一种智能重采样的IRBPF-SLAM算法,算法采用BAT启发式自适应重采样,对小颗粒进行重采样,产生新的解决方案,随机选择最佳解决方案,更新蝙蝠数量,将粒子归一化,优化的机器人状态更新,最后进行粒子重置,其迭代时间可以根据滤波器发散的程度进行自适应调整。此外,将激光传感器改进提议分布融合到算法中,以获得更好的提议分布和建图结果。仿真结果表明,所提出的IRBPF具有更好的准确性、计算效率和滤波一致性。在大型室内空间中,将IRBPF-SALM算法融合到基于ROS为框架下,在阿克曼转向移动平台进行测试,测试结果表明了新方法比原始方法更具优势。

摘要：为了减少无人机结构的重量,提出了一种四旋翼无人机结构多性能约束拓扑优化设计方法。采用Altair Inspire软件,以无人机结构的质量最小化为优化目标,将结构的最大应力、第一阶频率作为约束,进行四旋翼无人机结构多性能约束拓扑优化设计。与初始设计结构相比,拓扑优化设计的无人机机架结构的最大应力和第一阶固有频率分别为1.39 MPa和598.56 Hz,均能够满足约束条件。在满足机械性能要求前提下,优化设计的机架结构模型质量减少了42.5%,有效地提高了四旋翼无人机的载重和续航能力。

摘要：提出并设计了一种径向流磁流变阀,并加工了样机进行压降性能分析。该径向流磁流变阀的液流通道由2个中心小孔、1个圆环通道和2个径向圆盘通道串联组合而成。采用ANSYS/Emag电磁场仿真软件搭建了径向流磁流变阀有限元仿真模型,并进行了磁场仿真分析以获取理想的仿真压降。搭建了压降性能测试试验台,在不同的加载电流和模拟负载下对所设计的径向流磁流变阀压降性能进行了试验分析。试验压降和仿真压降趋势一致。

摘要：在双质量飞轮中引入摩擦轴承块并对次级飞轮型线改进设计,以提高双质量飞轮在大扭转角时输出的转矩,提升双质量飞轮的搭载能力。根据设计思想,推导出次级飞轮型线方程,基于Winkler弹性基础模型,建立了摩擦轴承块与次级飞轮楔入接触作用的力学分析模型,分析了次级飞轮型线系数对接触压力和接触作用产生的转矩特性的影响,对楔入接触作用进行了有限元分析,并与理论分析计算结果进行对比分析和讨论,研究内容对拓展双质量飞轮设计思路和进一步提高双质量飞轮性能提供了理论基础。

摘要：基于模流分析技术进行了电饭煲上盖一模一腔的注塑模设计;通过浇口位置分析、成型窗口分析和充填分析,确定浇口形式为中心进浇的点浇口,最优工艺参数为:模具温度为62℃,熔体温度为241℃,注射时间为1.1s;通过冷却分析和保压分析,设计出合理的冷却系统及保压曲线;通过翘曲分析检验模流分析过程,发现,影响塑件翘曲变形的主要因素是收缩变形,塑件整体变形比率很小,满足产品质量要求;最后根据模流分析结果,设计确认模具结构,选用XS-ZY-1000螺杆式注塑机等成型设备。