摘要：在服务和工业领域等非结构化环境中，因抓取对象、抓取部位、作业工艺等具备多样化、不确定等特点，灵巧地抓取物体是具有挑战性的.基于连杆传动机构，研制了一种新型的模块化可重构三指灵巧手.手指与手掌分别采用模块化设计，模块化手指的两个关节均采用连杆传动，有效减小了手指体积，同时可以获得较大的指尖力，降低了制造维护的复杂性.可重构手掌可以变换模块化手指的空间位置，对不同抓取目标形成最优的抓取姿势.其具有以下特点：7个主动自由度，指尖力为25N,有效载荷为5kg,重量为1.55kg,体积小巧，具有力感知能力且易于集成.日常生活用品与工具的抓取实验验证了灵巧手的有效性和灵巧性.结果表明，模块化可重构三指灵巧手可以灵巧地抓取和操作日常生活用品和工具，可有效满足服务与工业领域中灵巧抓取的需求.

摘要：为解决现有换筒夹持机构无法适用于不同规格纱筒抓取的问题,根据针织生产车间纱架结构特征和纱筒更换工艺流程,设计了由夹爪机构、刹车机构、离合机构、推纱机构、翻转机构等组成的换筒末端执行器,该末端执行器可通过外扩电动机和外张气缸分别调节夹爪收缩尺寸以及夹爪间角度,以适用于不同类型的纱筒抓取。在机构设计过程中,不仅对各组成部分及其运动原理进行分析,还通过ANSYS Workbench软件对不同直径和不同长度的夹爪进行了静力学仿真,得出夹爪的直径为18 mm、长度为58 mm时可满足设计要求。同时研制样机,并进行了不同规格圆柱筒和圆锥筒的抓取实验。实验结果表明:该换筒末端执行器能够稳定、快速抓取内径为20~65 mm、质量不大于6 kg的纱筒,可应用于圆型纬编针织生产线。

摘要：增材制造是近些年来新兴的一种制造方法,具有绿色环保、节约材料、生产周期短等优点,激光熔覆技术是金属材料增材制造的主要方法。通过激光熔覆实验制备316L熔覆层,分析了熔覆层表面成形质量,探究了激光功率、送粉速率、扫描速度、搭接率、每层提升量、扫描路径对316L熔覆层表面形貌的影响,对实验结果进行分析得到:随着激光功率的增大,熔覆线宽度和熔深增大,熔覆线高度先增大后减小,稀释率先减小后增大;随着扫描速率的增大,熔覆线高度、宽度、熔深均减小,稀释率总体的变化趋势是增大;随着送粉速率的增大,熔深先增大后减小,熔覆线高度增大,宽度和稀释率减小;当横向搭接率为45%时,熔覆层表面较为平整;当z轴抬升量等于单层熔覆高度时,成形件高度最高且成形形貌好,无塌陷现象;采用往返扫描方式成形的试件两边高度形貌均匀且高度一致,没有明显坍塌现象。实验结果为激光熔覆316L的技术提供了数据支持和实验依据。

摘要：针对当前三维目标检测算法对行人、骑行人等小目标检测效果不佳的缺点,提出一种改进PV-RCNN的三维目标检测算法。改进关键点下采样方式,通过滤除背景及离群点提高关键点在目标上的命中率;设计多尺度区域建议网络,尺度匹配的特征图提高边界框的生成质量;使用加入方向感知的DIoU损失函数优化边界框的回归。实验结果表明,与基准网络相比,算法在KITTI测试集的车辆、行人和骑行人的mAP分别提高了0.77%、6.33%和2.05%,有效提高了网络性能。

摘要：针对一类复杂非线性系统,提出一种新型自适应快速非奇异终端滑模控制(IAFNTSMC)方法,用以解决其在输出时变约束及量化输入情形下的轨迹跟踪问题;利用鲁棒自适应方法处理扰动不确定性,并结合反演策略和终端滑模策略设计控制器;构造一种新型的时变约束障碍Lyapunov函数,用于实现对系统的输出误差进行随时间变化的幅值约束;为提高闭环系统的误差收敛速度,提出一种新型的滑模面构造方案.所提控制方法能够保证闭环系统的输出跟踪误差快速收敛到约束边界内,并确保闭环系统所有信号有界.数值仿真验证了所提方法的有效性.

摘要：X光图像违禁品检测是一项极其重要的工作,可以在机场、车站等公共场所检测出各种危险物品,防止事故发生,保护旅客安全。然而,由于X光图像背景复杂、目标尺度变化大等问题,传统的检测算法难以实现准确的检测。因此,针对X光图像背景复杂、违禁品尺度变化大等问题,同时考虑到实际检测场景中对于模型性能和运行速度的要求,本文对YOLOv5s网络模型进行改进。首先,为了提升网络对全局特征的提取能力,在主干网络引入Transformer模块,依赖其全局建模能力,弥补局部信息的不足;然后,为了更加准确地检测X光图像中不同尺度的违禁品,结合空洞卷积、CBAM(Convolutional Block Attention Module)设计感受野自适应融合模块,对不同尺度感受野信息进行合理分配,提升对于背景复杂下不同尺度违禁品的检测精度,使模型可以更好地适应不同的任务场景;最后,在模型中使用优化的DIoU(EDIoU)边框回归损失函数,在DIoU中引入惩罚权重φ,在缩短模型的训练时间,减小边框损失误差的同时,进一步提高模型对违禁品的检测精度。为了验证本文提出的优化方法的可行性,优化后的YOLOv5s模型在实验室自制的数据集SIXray_OD上进行验证,实验结果表明,优化后的模型检测平均精度提升到89.8%,较原模型提升0.9%。

摘要：针对传统PI控制在永磁同步电机中存在调速性能不佳、抗干扰能力不足等问题,文章设计一种新型的复合控制方案——转速外环基于负载转矩观测器的滑模自抗扰控制和电流内环无差拍预测控制。在转速环,引入滑模算法设计非线性误差反馈控制律,提升自抗扰控制的响应速度,同时为适应实际工作环境,设计负载转矩观测器,对扩张观测器进行补偿,改善其干扰观测精度;在电流环,设计无差拍预测控制对电流精准跟踪,使得永磁同步电机动态性能和电流品质得到提高。仿真结果表明,文章提出的新型复合控制策略,对永磁同步电机的综合性能和抗干扰能力有明显提高,有效降低了复杂工况环境对电机的不良影响。

摘要：针对缓冲行走一体式月面探测器将着陆缓冲与月面行走功能融为一体,导致设计优化困难的问题,提出一种综合考虑缓冲特性和行走特性的性能分析与优化方法。根据月面探测器着陆腿的功能需求,设计了构型为RUP-2RUPS的冗余自由度并联机构,并建立其参数化模型,该构型可通过运动副生效或失效实现缓冲和行走2种功能的构型切换。结合全因子实验方法分析月面探测器的两功能运动学特性与动力学特性,依据月面复杂着陆和行走工况,给出综合优化的目标函数和约束条件。在敏感度分析的基础上,利用随优化过程更新的全工况响应面模型与非劣排序遗传算法,完成月面探测器着陆腿构型参数的优化。所提方法在提高运算效率的同时,保证了每轮优化均能筛选出当前构型的最恶劣着陆工况,并计算其极限值。优化后,最大有效工作空间增加了8.7%,抗翻倒性能最小值提高了4.0%,抗底面触月性能最小值提高了0.2%,整体性能更优。

摘要：执行机构的可靠性对系统的安全运行具有重要意义.针对自主式水下机器人(AUV),提出一种基于故障描述因子与多观测器同步协作的故障隔离与辨识方法.首先,通过执行机构故障描述因子概念的引入,将AUV运载器的故障隔离和辨识问题分为两个层级;其次,通过扩张状态观测器(ESO)和故障隔离逻辑规则的设计,实现包括舵面、螺旋桨与舵机在内的粗粒度级执行机构的故障隔离;然后,根据故障力与力矩的正负性关系,进一步分析舵面的具体形变故障类型,亦或基于螺旋桨与舵机的输出力与力矩关系,通过分析故障因子的内部信息,具体辨识可能的螺旋桨与舵机故障类型;最后,通过仿真结果表明所提出方法对AUV执行机构的故障具有较好的隔离与辨识精度.

摘要：基于最大熵原理以及可靠性优化设计理论,本文提出了信息不全情况的机械零部件可靠性优化设计方法,该方法可以解决信息不全情况下的可靠性优化设计问题。将该方法应用于汽车后桥的设计中,以证明其有效性和可行性。结果表明,该方法能够在信息不全情况下准确、有效地找到可靠和优化的设计。