摘要：现有的连续体机器人实验平台存在通用性差、功能单一和成本高昂等问题,通用平台的设计与应用可以提升实验室科研水平和教育质量。该研究设计了一款新型连续体机器人通用实验平台,具有高精度、模块化、功能多样、易于推广的特点;通过模块的组合可以实现对多段不同直径线驱动连续体的驱动;通过构建线长模型获取连续体机器人的控制参量,建立双段连续体机器人的正运动学模型;设计了一组测量连续体弯曲角度的实验,实验结果表明连续体的弯曲特性和实验平台的性能良好。连续体机器人通用实验平台的引入对提升实验室科研水平和教学质量具有重要意义,将推动连续体机器人的研究不断进步。

摘要：为了探究水性和油性两种材料体系及孔隙率梯度增强结构对3D打印氧化铝多孔陶瓷性能的影响,使用立体光固化(Stereo lithography apparatus,SLA)3D打印技术制备了具有不同孔密度的氧化铝多孔陶瓷样件。对比分析了两种材料体系下样件的收缩率、压缩强度和微观结构,以及孔隙率梯度增强前后样件的总孔隙率、弯曲性能和热震性能。结果表明,油性材料样件的收缩率和压缩强度高于水性材料,微观结构下油性材料样件的颗粒更为致密,而水性材料样件的颗粒呈球状,相互分离。此外,采用孔隙率梯度增强的设计方法,可以有效避免样件区域断裂现象的发生,且每种样件的弯曲强度均有12%~14%的提升,热震强度也得到14%~18%的提升。使用油性氧化铝陶瓷膏料,并合理设计孔隙率梯度增强结构,为提高氧化铝多孔陶瓷性能及适应更复杂的工业需求提供了有效方法。

摘要：为提高轮胎动平衡机的检测精度,以某轮胎动平衡机主轴系为对象,采用响应面法和多目标遗传算法进行优化。首先,对主轴系模型进行静力学分析和模态分析,以主轴的各尺寸参数为变量参数,以优化主轴系的变形量、质量和固有频率为目标。其次,通过参数相关性分析确定与优化目标相关性最大的设计变量。最后,建立响应面模型并进行多目标参数优化。优化结果表明,最大变形量降低了3.9%,一阶固有频率提高了16.2%,主轴质量降低了23.0%,主轴系质量降低了5.5%,优化效果显著,提高了主轴系的静态和动态性能,通过试验验证,主轴优化提高了轮胎动平衡机的检测精度。

摘要：为配合呼吸机测试、临床人员培训和呼吸诊疗设备研发等工作,设计了一套主动模拟肺设备。介绍了该主动模拟肺设备的系统设计方案,使用电气比例阀作为执行部件,通过增量PI和模糊PID控制算法,调节每条支气路气体流量,实现对呼吸特征和气体组分的精确控制。对人体正常呼吸和麻醉呼吸模式下的呼吸动作进行模拟,流量曲线的跟随性较好,均方根误差在可接受阈值内,其潮气量、峰值流量等呼吸特征均达到要求;同时,该模拟肺对于气体组分的控制能够满足对血氧交换过程的模拟需求,代替人体完成面向不同类型呼吸疾病和不同病程的呼吸诊疗设备校验和调整。

摘要：针对自动化生产线存在的高效智能监控难题,设计了一种基于Unity的生产线可视化监控系统架构。对虚拟场景搭建、模型随动控制、虚拟生产线可视化等技术进行了论述,提出了一种基于权重的优先通信策略;对设备故障、转运干涉/卡顿、异物进入等异常状况,基于多源数据的差异进行分析和判断,形成了多源数据驱动下的智能监控方法。对于离散制造生产线上设备众多、数据异构带来的通信延迟问题,提出了复杂生产线的通信优先级和数据同步性,形成一套可行的生产线可视化智能监控解决方案。

摘要：镁合金良好的生物相容性、可降解特性以及与人体骨骼相近的密度与弹性模量等特性使其在生物医学领域具有广阔的应用前景;增材制造技术为生产复杂形状的镁合金多孔结构植入物提供了有效的途径。然而,镁合金低熔点、易气化等特性为增材制造带来巨大困难。因此,从设计方法和工艺两个方面对激光粉末床熔融(LPBF)增材制造WE43镁合金三周期极小曲面结构(TPMS)的成形质量开展研究,分析了不同TPMS结构和LPBF工艺参数对孔隙率、成形精度等的影响,进一步进行了TPMS结构压缩力学性能测试,并进行了TPMS多孔结构的体外降解性能研究。获得了TPMS结构类型与成形质量、压缩力学性能间的关系,分析了TPMS结构类型对体外降解速率的影响。研究表明:网络状TPMS结构相比于具有相同设计孔隙率的片状TPMS结构具有更好的成形质量和压缩力学性能,片状TPMS结构比网络状TPMS结构承受大变形的能力更强;TPMS结构的降解速率均呈现出先增大后减小的现象,且降解速率与实际孔隙率存在正相关的关系,在第12 h时片状TPMS结构已失去结构完整性。

摘要：围绕均质陶瓷材料和结构单一性能的应用范围受限问题,针对多材料陶瓷增材制造工艺,从整机、工作台、多轴运动模块、激光与振镜模块、喷射模块、传感与阀类模块和工艺模块等多态模块工作机理与集成角度出发,提出了立体光固化/喷射沉积复合工艺的增材制造技术,搭建了立体光固化/喷射沉积多材料陶瓷增材连续成形装备样机,研究了“涂+固+喷+固”的多系统协同运动工序,优化了多模块运动稳定性;分析了多工序复合工艺的组合逻辑,提出了系统集成方案,开发了多材料CeraMulti Slicer切片软件和复合工艺打印CeraMulti Driver组态软件,构建了光固化成形运动机构与喷射沉积模块协同运动机制及高精度集成控制系统,实现了切片和多矢量打印运动协同控制。结果表明:该技术可制备精度高、界面结合良好、无缺陷的多材料陶瓷样件。

摘要：为提高原油储罐浮船板焊接质量,采用基于视觉纠偏的方法对原油储罐浮船板焊接机器人进行了研究。首先搭建并标定了焊接机器人视觉系统,设计了一套焊缝图像处理与特征点提取方法;然后建立了三维焊接机器人模型、焊枪模型和线结构光视觉传感器仿真模型,并采用基于迭代最近点配准算法进行了焊接视觉纠偏,获得了真实的焊缝位置;最后进行了焊缝轨迹离线纠偏实验,通过离线焊缝纠偏解决了浮船板工件定位不精确导致传统示教模式下焊接机器人无法精确焊接的实际工程问题。

摘要：针对应用传统有限状态机方法建立的行为模型存在可读性差、系统功能扩展和裁剪困难等缺点,提出将量子框架技术应用于重型卡车自动变速器系统研发中。阐述了量子框架的基本特点及其运行机制,以重型卡车机械式自动变速器为例,阐述了应用量子框架技术开发嵌入式系统的方法与步骤。实例研究表明,应用量子框架技术开发嵌入式系统,可以显著提高设计效率、代码可读性以及系统的可维护性。

摘要：为提高陶瓷喷砂嘴抗冲蚀磨损能力,缓解喷嘴入口、出口的高应力状态,采用热压烧结工艺制备了Al2O3+(W,Ti)C/Al2O3+TiC三层对称型叠层陶瓷材料及叠层陶瓷喷嘴.研究结果表明:叠层陶瓷材料表层较之相应单一材料而言,具有更高的硬度和断裂韧性;在相同的冲蚀磨损条件下,叠层陶瓷喷嘴的抗冲蚀磨损性能较非叠层陶瓷喷嘴有显著的提高;试验分析叠层陶瓷喷嘴的最佳层厚比为2.此外,采用有限元法对叠层陶瓷喷嘴在制备过程中的残余应力进行了理论计算,给出了叠层陶瓷喷嘴中残余应力与层厚比的关系.研究表明,残余压应力的存在,细化了晶粒,提高了叠层材料表层的硬度和断裂韧性,是叠层陶瓷喷嘴其抗冲蚀磨损能力提高的原因.理论分析最佳层厚比也为2,理论分析与试验结果相互印证.