摘要：针对单目视觉SLAM(同时定位与地图构建)算法没有尺度信息以及在相机移动过快时无法使用的问题,提出了一种IMU(惯性测量单元)/磁力传感器与单目视觉融合的SLAM方法.首先,提出了一种模糊自适应的九轴姿态融合算法,对IMU的航向角进行高精度估计.然后,采用单目ORB-SLAM2(oriented FAST and rotated BRIEF SLAM2)算法,通过IMU估计其尺度因子,并对其输出的位姿信息进行尺度转换.最后,采用松耦合方式,对IMU估计的位姿和ORB-SLAM2算法经过尺度转换后的位姿,进行卡尔曼滤波融合.在公开数据集EuRoC上进行了测试,测试结果表明本文方法总的位置均方根误差为5.73 cm.为了进一步在实际环境中验证,设计了全向移动平台,以平台上激光雷达所测的位姿数据为基准,测试结果表明本文方法的旋转角度误差小于5?,总的位置均方根误差为9.76 cm.

摘要：碳纳米管复合橡胶轮胎是一种应用前景非常广阔的新型高性能轮胎,然而碳纳米管复合橡胶轮胎磨损颗粒物(TWPs)安全性隐患为这类轮胎的广泛应用带来了极大的不确定性.采用自行设计的摩擦磨损试验机,研究了碳管含量、负载、滚动速度和滑移率对碳纳米管复合橡胶磨损颗粒物性态的影响,分析了这些因素与磨损颗粒物性态及橡胶磨损机理的关系.结果表明:碳纳米管能够显著增强橡胶耐磨性能并降低胎面温度,增加碳纳米管含量可以有效抑制磨损颗粒物特别是微小颗粒物(≤3μm)数量.碳纳米管可以使复合橡胶硬度增加,使微小磨损颗粒物的增长速率高于未添加CNTs的橡胶.力-化学效应导致的胎面热氧化发黏现象会使磨屑更易团聚粘附在胎面,从而减少微小磨损颗粒物排放.负载变化主要影响胎面磨损形态,速度和滑移率变化主要影响胎面附着的颗粒物数量和状态.研究结果可以为防控碳纳米管复合橡胶因磨损而导致的次生危害提供科学参考.

摘要：传统卷积神经网络(CNN)在识别故障类型时存在从原始振动信号中提取特征不足以及提取特征过程中需要更大的感受野以充分捕获信号的时间相关性的局限.针对轴承振动信号固有的多尺度特征,提出基于空洞卷积和增强型多尺度自适应特征融合的模型(DC-MAFFM).利用空洞卷积的大感受野提取信号特征,同时引入残差连接来减少卷积层上的信息损失,从而有效过滤信号中的噪声;设计改进的多尺度特征提取模块,在不同尺度上捕获互补的诊断特征,同时在各层都进行不同尺度特征融合,充分学习信号的高频和低频特征;利用提出的特征自适应融合模块对不同尺度的特征自适应赋予权重,增强判别特征学习的能力.在2个轴承数据集上进行验证,结果表明所提模型在噪声和变工况下有较强的诊断能力.在强噪声情况下,故障诊断准确率分别达到88.08%和75.56%,与其他方法相比有显著优势.

摘要：针对管道检测过程中图像采集光照不均匀、缺陷边缘提取不准确的问题,提出一种基于自适应图像增强的管道机器人缺陷检测方法。首先设计单尺度Retinex自适应图像增强算法,利用引导滤波对图像进行照度分量估计,经自适应Gamma矫正得到光照均衡图像,实现自适应图像增强;再对传统Canny边缘检测方法进行改进,采用双边滤波平滑图像,通过迭代阈值法进行缺陷图像分割,根据边缘像素相似性进行连接,实现缺陷轮廓的有效提取。搭建基于自适应图像增强的管道机器人缺陷检测系统,利用履带式小车搭载云台摄像机,对管道内壁缺陷进行全方位视觉检测。实验结果表明,本文的检测方法可自适应矫正图像亮度,图像亮度不均匀明显改善,相比次优算法,图像信息熵提升2.4%,图像平均梯度提升2.3%,峰值信噪比提升4.4%,可有效提取出管道缺陷边缘,缺陷识别准确率达到97%。

摘要：氟金云母玻璃陶瓷材料在切削过程中存在严重的磨损现象。对氟金云母玻璃陶瓷进行了车削加工实验,应用分式析因实验设计研究刀具角度参数对高速钢刀具磨损的影响。通过方差分析,获得刀具角度对刀具磨损的影响显著性及其排序,通过回归分析,建立了刀具磨损量与刀具角度之间的回归方程。研究表明,刀具角度参数对刀具磨损量的影响程度依次为刃倾角,后角,前角,主偏角和副偏角。刀具磨损受到刀具角度间交互作用的影响,其中前角与主偏角、后角和主偏角的交互作用极显著。所建立的回归方程能够较好地描述高速钢刀具磨损量与高速钢刀具角度之间的关系。

摘要：论文设计了具有不同灵敏度的水泥基传感器.测试了传感器的热变形特征与机敏性规律.验证了传感器埋入混凝土进行结构变形检测的可行性.热膨胀系数测定实验发现:与传统认为的受热膨胀不同,添加了碳纳米管的传感器具有热胀-热缩特性.通过对比传感器单独加载与埋入混凝土中加载,发现了大掺量的碳纳米管传感器的压阻效应更易受到混凝土干缩应力的影响.在荷载作用下,传感器的压阻效应会发生变化:压缩应变导致导电填料间距减小致使传感器电阻率减小;微损伤的产生导致导电填料间距增大而致使传感器电阻率增大.两者的竞争机制形成了水泥基传感器压阻效应的非线性特征.论文根据实验结果和电子跃迁的隧道效应理论,建立了水泥基传感器的压阻模型.

摘要：提出利用压电纤维(MFC)致动柔性结构的二阶振动模态来模仿鲹科鱼类的鱼体波运动。基于假设模态法求解智能柔性结构的前三阶振型,实验测得水下柔性结构的二阶振型,验证了智能柔性结构的二阶振型逼近鲹科鲈鱼的鱼体波。采用计算流体动力学(CFD)分析了柔性结构周围流线及压力分布情况,结果表明:二阶振动行为下,柔性结构节点前后流线方向相反;两侧流场始终存在两组高、低压集中区域,且节点前后的压力集中区域分布相反;柔性结构两侧始终存在正压梯度,其中向前的压力分量为柔性结构提供持续的推进力,而节点前后压力分量产生的侧向力方向相反,部分抵消,增强了柔性结构的侧向稳定性。研究结果为水下仿生推进器的设计和性能分析提供了重要参考。

摘要：针对个性化产品设计任务下的知识资源检索和利用效率低、知识推荐结果有效性和准确性侧重失衡的问题,提出个性化设计知识推荐服务架构.该架构以产品设计文献数据、手册数据为核心,结合产品设计场景特征,确定设计知识类别.采用新的深度学习模型ALBERT-BiLSTM-IDCNN-CRF,对数据中蕴含的设计对象、设计任务、设计性能、设计方法、设计工具、设计原理、设计参数、计算公式、设计图这9类知识元进行有效抽取.结合由企业内部员工和文献作者组成的设计人员知识元,建立五维设计知识关联模型,以该模型为基础,运用本体和推理规则建立完善的产品设计知识库.提出基于推理-情境感知激活模型的设计知识推荐服务模式.以液压机设计为例进行验证.结果表明,所提的深度学习模型在设计知识抽取中获得了优于其他基准模型的效果.所提的知识推荐服务模式在维持较高的知识推荐结果准确性的同时,提升了输出推荐结果的有效性,可以快速、准确地为特定对象属性、任务属性和性能要求属性下的个性化设计任务求解推荐所需的知识资源.

摘要：为研究金属粉末在冲击加载过程中,粉末预压力对压坯动态力学响应的影响,设计了基于分离式霍普金森压杆装置(split Hopkinson pressure bar,SHPB)的金属粉末高应变率冲击加载实验,并结合一维应力波理论对预压后粉末压坯的力学性能进行分析。结果表明:在冲击过程中,金属压坯会表现出较为明显的应变率效应;加载率越大,材料的应变能越大,预压力越大,应变硬化率越大;在相同的加载条件下,预压力越大,压坯临界位移越小。

摘要：为提高压电微动平台的位移输出精度,设计极点配置比例、积分、微分(PID)控制器对其进行控制。首先,在对压电执行器进行电学特性、机电特性分析的基础上,建立了压电执行器的数学模型;其次,在对平台进行受力分析、运动分析的基础上,建立了平台的动力学模型;然后,在保持平台极点虚部不变,且将系统闭环阻尼比取为1的情况下,将平台极点沿着平行于实轴的方向平移,设计出平台的PID反馈控制器;最后,实验验证了所设计控制器的有效性。实验结果表明,所设计的控制器可使平台具有较快的响应,在不考虑传感器噪声水平的情况下,平台在控制系统作用下的定位误差基本为0。