摘要：为提升少自由度并联机构设计的效率和准确性,针对自主设计的3-PUU并联机构进行了理论分析和实验研究。首先,利用螺旋理论和修正的Kutzbach-Grubler公式分析了并联机构的自由度;同时,解算了并联机构的运动学正反解和雅可比矩阵,并基于雅可比矩阵分析了其约束奇异和运动奇异。然后,利用极限边界搜索法分析了并联机构的工作空间,并以雅可比矩阵条件数的倒数作为局部灵巧度来构造全局灵巧度,分析了并联机构的运动性能。接着,搭建了并联机构的ADAMS/Simulink联合仿真模型,基于给定的动平台运动方程,通过仿真得到了动平台位置的仿真曲线及误差曲线。最后,利用并联机构样机、PC(personal computer,个人计算机)、STM32单片机、伺服电机及激光跟踪仪搭建了实验平台,并测定了并联机构动平台的位置曲线。结果表明,该并联机构具有较大的可达工作空间且其运动性能较好;通过对比理论结果与仿真结果可知,所构建的并联机构运动学模型正确;动平台位置的实测值与理论值之间存在一定误差,主要原因是并联机构存在机械误差以及控制系统精度不足,但实测曲线与理论曲线的变化趋势基本一致,进一步验证了并联机构运动学模型的正确性。研究结果可为少自由度并联机构的设计提供参考。

摘要：针对公安机关办案人员通过现场遗留立体足迹快速缩小嫌疑人范围、明确案件侦察方向的需求,基于LabVIEW平台,结合激光测距传感器、计算机控制和图像技术设计开发出一套立体足迹激光定量检验系统。规避传统拍照要求较高、三维扫描成本高昂、数据文件较大等问题,更快速地搜索出与待检测信号最为相似的样本数据,从而实现立体足迹特征参数的无损提取、精确计算和自适应匹配。详细介绍该系统的设计思路及图像采集、特征参数提取、检验对比分析等关键技术的具体实现方式。研究结果表明:该系统能有效应用于犯罪现场的立体足迹分析检验。

摘要：传统升降机多采用链传动和钢丝绳传动的方式,存在占用空间大、运行平稳性差、噪声大和维修保养量大等问题。以显示器自动化生产线的功能需求为背景,根据其工艺要求,设计了一种采用同步带传动的具有换向移载装置和横向移载功能的多进多出型升降机。在此基础上,基于多体动力学理论构建了升降机刚柔耦合模型,利用ADAMS(automatic dynamic analysis of mechanical systems,机械系统动力学自动分析)软件对升降机的动态特性进行仿真分析,对同步带传动系统和载货台的运行稳定性进行研究。结果表明:所设计的同步带传动机构能够满足显示器自动化生产线多进多出的功能需求,且运行平稳性较好;载货台的位置累积误差小于7 mm,运行速度误差小于1%,可以获得较高的定位精度;导向装置在传动过程中能抵消负载力矩,使传动平稳,保证了配重和载货台在升降过程中的稳定性。研究结果为同步带传动升降机在自动化生产线中的良好应用提供了一定的理论参考依据。

摘要：针对目前压印接头强度预测及优化的成本和精度难以两全的不足,提出了一种基于响应面法的压印接头强度预测模型和优化方法。对压印连接工艺参数进行试验设计,以试验结果为基础,对影响压印接头强度的典型工艺参数进行敏感性分析,获得其影响显著度并研究各参数间的交互作用对响应的影响。基于显著样本参数建立了压印接头强度二阶响应面模型,采用多岛遗传算法对响应面模型进行了全局寻优以实现接头强度的优化。结果表明,响应面模型能准确预测冲压力、板材硬度、板材厚度和接头强度间的函数关系;敏感性分析结果显示,各参数对接头强度影响的显著性顺序为:冲压力>板材硬度>板材厚度。采用多岛遗传算法进行优化计算,优化后的参数较好地提高了接头强度。

摘要：为了使软体按摩机器人满足所需要的输出力要求,基于象鼻类生物结构的启发提出了一种可满足按摩输出力的软体驱动器.软体驱动器输出力主要由驱动器长度、直径和材料属性等8个内部因素及纤维线材料属性、缠绕圈数和初始编制角等4个外部因素决定.根据Hagen-Poiseuille定律分析了压强、腔室直径和驱动器长度之间的关系.通过对驱动器内部纤维线缠绕方式的讨论确定了限制其径向变形的方法.利用驱动器变形后的几何方程和力矩平衡方程建立了驱动器输出力理论模型.基于理论模型和Abaqus仿真软件生成的仿真模型进行对比分析从而确定驱动器结构最优参数.实验结果表明在最优参数的基础上,气压低于6 kPa时,实验结果与理论模型有较好的一致性,验证了理论模型的正确性.

摘要：采用Box-Behnken Design试验设计方法,针对多种材料开展铝合金自冲铆接头的静力学试验研究。以接头的失效载荷作为目标量,被连接材料硬度、板材厚度、铆钉硬度以及各参数之间的交互作为影响目标量的因素,建立铝合金自冲铆接头强度预测的非线性多元回归模型。试验验证结果表明:建立的非线性多元回归模型具备高的显著性且拟合程度高,可实现对铝合金自冲铆接头强度的有效预测,模型预测结果与实际值的相对误差在7%以内,且方差分析表明,随着材料硬度增加,失效载荷先减小而后增大;板材厚度对接头失效载荷的影响呈正线性相关性;铆钉硬度对接头失效载荷的影响呈负线性相关性。

摘要：鉴于流程制造工序间能质流耦合严重,性能指标影响因素众多,工艺参数时序特征显著,现有制造模式下难以精准预测产品质量,在分析流程制造工艺性能指标多维、强时序、关联耦合特征的基础上,提出一种基于注意力机制—门控循环单元-BP神经网络(Attention AM-GRU-BPNN)的多工序耦合参数关联预测方法。首先采用互信息方法筛选多态异构生产数据作为输入,建立ConvGRU自编码器,通过无监督学习对过程数据、工艺参数、操作参数等进行时序特征提取,同时引入时序注意力机制提取不同工序的耦合关联特征并进行向量嵌入,为不同工序的工艺参数分配注意力权重。在此基础上,设计Attention网络自学习不同时刻下工艺关联特征对质量性能指标的影响差异,再通过门控循环单元网络对重要的关联特征进行增强,并按照时序特征对单工序预测模型进行聚合,实现多工序时序特征融合,最后通过输出层BPNN神经网络精准预测产品工艺质量。实验表明,AM-GRU-BPNN有效提高了预测精度,从多工序角度为生产线工序的加工过程控制提供了依据。

摘要：从遥感影像能够获取到精度高、范围广的地物信息,因而遥感影像在高空侦察和精确制导等领域得到广泛应用。针对遥感影像地物目标边缘模糊、尺度多变导致难以精准分割的问题,提出以深度残差网络为主干并结合注意力引导与多特征融合的分割方法,命名为AMSNet。首先,采用类别引导通道注意力模块提高模型对难分辨区域的敏感性;其次,嵌入特征复用模块减少遥感影像特征提取过程中边缘损失和小尺度目标丢失的问题;最后,设计跨区域特征融合模块以增强对多尺度特征信息的获取能力,并耦合多尺度损失融合模块对损失函数进行优化,综合提升模型对多尺度遥感影像目标的分割能力。选取3组遥感影像数据集进行对比实验,结果表明,AMSNet能够有效分割遥感影像地物目标边缘和多尺度目标。

摘要：针对绿色机器人的第Ⅰ类双边装配线平衡问题(green robotic two-sided assembly line balancing problem of type-Ⅰ, GRTALBP-Ⅰ),建立问题模型并提出一种超启发式三维分布估计算法(hyperheuristic three dimensional estimation of distribution algorithm, HH3DEDA)进行求解。在HH3DEDA中,结合问题特征,设计基于工序选择因子的组合编码,进而设计高低分层结构的HH3DEDA。在高层,采用三维概率矩阵学习优质高层个体中块结构及其分布信息,后通过采样该矩阵以生成新的高层个体,其中高层个体由结合问题特点设计的12种启发式操作的排列构成;在低层,将高层每个个体所确定启发式操作排列作为一种新的启发式算法对GRTALBP-Ⅰ解空间执行较深入搜索。同时,引入机器人开关机节能策略,进一步提升所获取非支配解的质量。通过仿真对比实验,验证了所提算法的有效性。

摘要：带二维装箱约束的绿色开放式车辆路径问题(green open vehicle routing problem with twodimensional loading constraints,2L-GOVRP)是绿色开放式车辆路径问题和二维装箱问题的集成。以最小化燃油消耗量为优化目标建立了2L-GOVRP模型,并提出一种两阶段优化算法(two stage optimization algorithm,TSOA)进行求解。TSOA的第一阶段,针对车辆路径问题,设计自适应鲸鱼优化算法(adaptive whale optimization algorithm,AWOA)进行求解,从而确定车辆初步配送路径(即2L-GOVRP的初始解),并采用4种变邻域局部操作进行局部搜索。TSOA的第二阶段,针对二维装箱问题,设计融入扰动机制的天际线填充算法(skyline filling algorithm combined with disturbance mechanism,SFA-DM)优化装箱过程,从而确保所有货物能够合理装箱。通过对不同客户规模测试数例的仿真实验和算法比较,验证了TSOA可有效求解2L-GOVRP。