摘要：基于3D打印技术制备曲面共形电路具有广阔的应用前景,然而,由于曲面基材加工误差和导电线路定位误差的影响,导致曲面电路3D打印头高度难以精确控制,进而影响打印精度。为此,本文以气动式直写打印为研究对象,提出了一种“在机测量+线路模型重构”的打印头高度误差补偿方法。设计了一种曲率自适应测量点选取方法,利用NURBS曲线反算法对测量数据进行重构,还原真实线路模型。通过生成真实线路的打印轨迹,替换原始理论打印轨迹,补偿了打印头高度误差。自主搭建了一套集成了在机测量系统的曲面共形电路3D打印平台,设计了直线、圆弧与NURBS自由曲线3种形状的线路,进行补偿前后电路打印的对比实验。结果表明,未进行补偿前,在线路曲率较大的地方,线路在基板上的波峰处会产生拉丝现象,波谷处会产生堆叠现象,而补偿后的导线线宽比较均匀;进一步对每条导线的电阻进行测量,发现各条线路补偿前的电阻值波动较大,补偿后的电路的电阻值均匀,且相较补偿前平均降低65.99%,最大电阻降幅达85.75%。

摘要：针对移动作业中的腿足机器人,结合数字孪生技术,设计整机系统的体系结构、模块结构、硬件框架和软件框架,通过集成多个传感器输入和数据源,可在移动场景下获得可靠准确的环境状态和机器人状态.基于点线特征匹配理论,优化腿足机器人的自主定位精度和鲁棒性,结合环境建模数据实现高效里程计和实时移动建图.提出建立数字孪生模型的通用方法,并通过误差补偿保证机器人数字孪生体的运动状态与实际机器人的运动状态高度一致.在数据集和真实机器人上进行实验,结果表明所提出的数字孪生系统不仅能够在不同的腿足机器人平台上稳定高效运行,而且能够保证实时状态反馈和里程计定位精度.与ORB-SLAM3相比,内存开销降低约68.7%,CPU使用率降低约17.8%.硬件实验表明,通信延迟与网络延迟基本一致,约为30 ms,有助于提高任务执行效率.

摘要：为探究手过头不同高度下静态作业的上肢肌肉疲劳特性,通过实验设计采集了被试的表面肌电信号(surface electromyography,sEMG)及基于Borg CR-10量表的主观疲劳状态,研究了sEMG的时域与频域特征处理方法,并利用多分类支持向量机(support vector machine,SVM)识别肌肉疲劳状态。通过对肌肉贡献率、主客观肌肉疲劳特征的相关性、不同高度下的肌肉疲劳累积排序及肌肉疲劳分类识别进行分析,结果表明:肌肉平均贡献率超过10%的肌肉为肱二头肌、三角肌与斜方肌,且其累积贡献率超过70%;对疲劳累积程度在3个高度下排序,肱二头肌和斜方肌为H_(3)>H_(2)>H_(1),三角肌为H_(2)>H_(3)>H_(1);随着手过头静态作业时间增加,上肢肌肉疲劳逐渐积累,时域特征值增加、频域特征值减小且其变化具有一致性;多分类SVM对手过头静态作业中的上肢肌肉疲劳识别准确率大于90%。

摘要：基于多体系统动力学理论,分析了双立轴振动搅拌机中激振器的动平衡设计的合理性。在ADAMS软件中建立了激振器的动力学模型,对其进行了动力学仿真,揭示了激振器的运动规律和工作原理,并分析了激振器的振幅、频率及振动强度之间的关系,以及振动能量的分布形式。将仿真结果和实际测量结果相结合,证明了激振器满足设计要求,也证明了采用动平衡设计的合理性,同时也证实了仿真分析的振动能量分布形式的合理性。研究结果为激振器动平衡设计提供了参考和依据,也为立轴振动搅拌技术奠定理论基础。

摘要：针对水下图像由于水的散射和吸收而存在颜色失真和细节丢失等问题,提出了一种综合多尺度信息和注意力机制的生成对抗网络模型来增强水下图像。首先,为了充分利用和增强图像的局部信息和全局信息,使用局部编码器和全局编码器分别提取图像的局部特征和全局特征,并互相融合以实现互补性。接着,设计多尺度混合卷积来捕捉多尺度信息,增加网络对不同尺度特征的适应性。然后,利用注意力机制增加特征提取的准确性,加强网络对高价值特征的关注度。最后,重复使用多尺度混合卷积和注意力机制进一步细化特征后,逐步上采样得到增强图像。与六种经典和最新的方法相比,提出的模型不仅在主观评价中取得了最好的视觉感受,而且在整个测试集上,峰值信噪比(PSNR)、结构相似指数(SSIM)、水下图像质量指标(UIQM)和自然图像质量(NIQE)四种客观评价指标分别取得了22.499,0.789,2.911和4.175的平均分数,均优于六种对比方法,较对比方法中的最优值分别提升0.353,0.002,0.025和0.307,证明提出的模型不仅能够矫正图像颜色失真,而且在恢复图像细节、增加图像对比度和清晰度等方面均有较好的表现,具有良好的应用前景。

摘要：针对智慧云仓货物信息量大、易出现账物不符等库存管理问题,迫切需要将无人机(unmanned aerial vehicle, UAV)和工业物联网(industrial Internet of things, IIoT)集成起来,为仓储精细化管理提供解决方案。首先,分析盘库作业数据采集与信息交互运行机制,以危险避障和数据采集为约束函数,考虑了UAV在加速、减速、匀速、转角等飞行条件下的能耗差异,并以能耗最低和时间最短为目标函数构造UAV盘库作业数学模型;然后,设计了差分迁移-分段变异生物地理学优化(differential migration-piecewise mutation-biogeography-based optimization, DPBBO)算法对上述模型进行优化解算;最后,进行了仿真实验验证。结果表明:DPBBO算法对解决该盘库作业问题的效果较优,可以提升库存抽检任务的时效性和库存管理的准确性。

摘要：为研究DD5镍基单晶高温合金缓进磨削表面粗糙度和硬化率对疲劳性能的影响规律及机理,设计实验并进行了试件磨削与疲劳性能测试。结果表明:表面粗糙度的增大引起应力集中加剧,导致疲劳性能降低,不同磨削工艺下表面粗糙度由0.347μm增大到0.687μm,其疲劳寿命由5.51×10^(5)降至3.38×10^(5),下降率约38.66%;表面粗糙度小于0.4μm时表面硬化可提高试件疲劳寿命,表面粗糙度超过0.4μm时表面硬化对疲劳性能的影响不显著;形貌测试结果表明,随着表面粗糙度的提高,磨削表面耕犁产生的沟壑数量和深度均增大,疲劳载荷作用下磨削表面裂纹源数量增加、应力集中加剧,从而导致疲劳寿命降低。较小的表面粗糙度与较大的表面硬化率均可提高DD5缓进磨削疲劳性能。

摘要：针对隧道内摄像头镜面污染严重,影响隧道监控管理的问题,基于高压水射流技术,提出了一种5自由度的机械臂清洗装置。分析系统的功能需求,采用电驱动的方式对机械臂的控制系统进行设计,基于比例积分微分控制(PID)原理设计了各关节的定位功能,并用物联网监控的方式开发了远程APP测控系统。通过室内实验确定了最优的清洗工艺参数,并进行了现场的清洗实验。实验结果表明:其能够实现隧道摄像头镜面的有效清洗,清洗装置各关节的定位相对误差在1.4%以内,为隧道内摄像头或者标识物的清洗提供了安全高效的机械化方式。

摘要：为了解决机器人将农产品从收获场所转移到仓库或运输车辆存在的移动轨迹和作业轨迹相对独立且耗时长的问题,本文设计一种物料移运机器人,并提出一种物料移运机器人协同作业时间最优轨迹规划方法,获得机器人作业系统和行驶系统协同作业的时间最优轨迹。该方法建立机器人协同作业的运动学模型和动力学模型,对物料移运机器人开展时间最优轨迹规划,并基于Lyapunov理论设计控制律减少跟踪误差,最后通过Matlab/Simulink和ADAMS联合仿真验证方法的有效性。结果表明,提出的轨迹规划方法可使机器人在抓放料协同作业和避障协同作业中取得平滑且时间最优的运动轨迹,机器人各关节的位移、速度、加速度、力/力矩曲线变化平缓,两履带牵引力满足机器人的要求且可快速稳定跟踪时间最优路径。

摘要：某室内磁悬浮三线轨道公交车采用超宽带(ultra-wideband,UWB)定位,为满足其定位需求,设计了一种室内轨道公交车UWB定位系统,研究了一种神经网络定位算法。该系统采用时分多址和码分多址技术,为多个车辆提供定位服务。神经网络定位算法以UWB测距值作为输入,定位误差作为输出,校正最小二乘法的位置误差。搭建了UWB定位试验系统,结果表明:标签与基站完成组网后,神经网络定位算法的平均定位误差为47.09 mm,均方根误差为30.50 mm,最大误差为152.64 mm,该系统提供了高精度的位置服务。