基于水平集方法和von Mises应力的结构拓扑优化

结合水平集方法和形状灵敏度分析,用梯度法实现柔性目标函数的结构拓扑优化设计。该方法通过基于隐含表示边界的水平集方程推动几何边界,引入von Mises应力准则作为产生拓扑结构的策略。给出了多孔结构初始化和没有初始化情况的算例,根据von Mises应力的大小开孔,产生新的拓扑结构。算例结果表明,根据von Mises应力的大小产生新拓扑的方法消除了拓扑优化结果对网格和初始拓扑结构猜测的依赖性,同时也弥补了水平集方法不能开孔的缺点。

管法兰的计算机辅助设计

利用 Visual Basic6.0编程语言和 Access数据库实现了管法兰的计算机辅助设计 ,同时将参数化零件图的结果输入到 Auto CAD。实践证明 ,管法兰 CAD大大提高了设计人员的工作效率和设计质量。

三维线弹性连续体的结构拓扑优化设计

研究了基于水平集模型和SIMP方法的三维线弹性结构的拓扑优化方法,优化模型的目标是结构的柔度最小。引入水平集模型隐含描述具有复杂拓扑关系的三维线弹性结构的几何边界,以材料域的形状为变量进行灵敏度分析,构造水平集方程的速度函数,通过几何边界的演化获得结构的最优形状和拓扑。同时研究了基于SIMP方法的三维连续体结构的拓扑优化设计。对基于水平集模型和SIMP的拓扑优化方法的数值算例进行比较,结果表明,基于水平集的三维结构拓扑优化具有光滑的几何边界,数值算法稳定。

螺栓法兰连接静密封系统中图形自动生成方法的研制与开发

本文介绍了螺栓法兰连接系统中通过对图元对象的数据封装来实现零件图参数化绘制 ,通过参数化装配特征点和线等方法来自动生成装配图。同时对零件图和装配图的管理方法进行了简单的阐述。实践证明 。

基于机器视觉的液晶显示屏装配尺寸检测算法的研究

提出了一种检测液晶显示区域和外壳之间距离的算法。该算法将霍夫变换与最小二乘法结合,首先,利用Canny算子提取液晶显示区域和外壳的边缘。然后,利用霍夫变换对边缘直线进行粗定位,并依次找到直线边缘附近的所有点集。最后,利用最小二乘法进行拟合,精确地检测出图像中的直线边缘,由此计算出液晶显示区域和外壳之间的距离。实验结果表明,提出的检测算法具有较高的精度与效率,并已应用于产品的在线检测。

基于隐含边界描述的连续体拓扑优化

基于隐含边界描述的水平集方程推动几何边界,结合形状导数、拓扑导数等工具,实现了柔性目标函数的连续体结构拓扑优化设计.进一步通过引入Von Mises应力作为产生新拓扑结构的策略,给出了单独使用Von Mises应力开孔的算例.算例结果表明,基于隐含边界描述的连续体拓扑优化设计方法,它具有独特的处理拓扑变化能力及消除拓扑优化结果对网格和初始拓扑结构猜测的依赖性.这一类方法具有优秀的高维设计拓展能力,在工程实际和多材料设计等方面具有很好的应用前景.

基于水平集方法与FreeFEM的弹性结构拓扑优化

通过水平集方法隐含描述材料域几何边界,研究了快速的弹性结构拓扑优化算法。利用FreeFEM实现了拓扑优化过程中的弹性结构有限元分析,该过程采用了三角网格模型,然后利用接口函数输出求解水平集方程所需差分节点的位移。MATLAB软件利用获得的结构位移,构造驱动材料边界运动的速度场,通过循环迭代实现弹性结构的拓扑优化。数值算例结果表明,该方法能够提高基于隐式描述的拓扑优化的计算效率和计算精度。

动态环境下基于人工势场引导的RRT路径规划算法

现有的大多数动态RRT路径规划算法不能使规划的路径远离障碍物,这有可能导致机器人没有足够的避障时间。针对此问题,提出了一种利用人工势场引导快速扩展随机树向目标区域生长并远离障碍物的改进RRT算法APFG-RRT(artificial potential field guided RRT)。为了进一步加快算法的收敛速度、加速算法跳出局部极小值,引入了一种按自适应概率选择目标点作为采样点的策略;针对动态环境采用全局规划结合局部重新规划的方法以提高算法的实时性。仿真实验表明,相比于初始RRT和Goal-bias RRT,APFG-RRT的计算效率更高,内存需求更小,并且搜索到的路径能够有效地远离障碍物,提高了动态路径规划的成功率。

基于深度学习的物体点云六维位姿估计方法

物体位姿估计是机器人在散乱环境中实现三维物体拾取的关键技术,然而目前多数用于物体位姿估计的深度学习方法严重依赖场景的RGB信息,从而限制了其应用范围。提出基于深度学习的六维位姿估计方法,在物理仿真环境下生成针对工业零件的数据集,将三维点云映射到二维平面生成深度特征图和法线特征图,并使用特征融合网络对散乱场景中的工业零件进行六维位姿估计。在仿真数据集和真实数据集上的实验结果表明,该方法相比传统点云位姿估计方法准确率更高、计算时间更短,且对于疏密程度不一致的点云以及噪声均具有更强的鲁棒性。

螺旋刀具轨迹规划的水平集方法

提出了一种新的螺旋线刀具轨迹生成方法。运用水平集边界推进技术,以型腔边界作为初始零水平集,通过求解水平集方程得到一系列等距线;同时运用曲率流技术平滑等距线的高曲率交点,避免高速加工过程中的刀具损伤。最后,使用相邻等距线的对角线来生成螺旋线刀具轨迹。该方法能够生成连续平滑的加工轨迹,适用于平面型腔的高速切削加工。

动态环境下六自由度机械臂在线运动规划算法

为满足实时性和安全性的要求,提出了一种动态环境下六自由度机械臂在线运动规划算法。应用这一算法,在运动规划过程中可以兼顾机器人的避障和轨迹的平稳性。针对运动规划过程中出现的轨迹抖动问题,构建了基于自适应权重的优化问题模型。基于UR10机器人平台进行仿真验证,确认所提出的动态环境下六自由度机械臂在线运动规划算法的有效性与优越性。

适应未知环境的模糊阻抗控制方法

为改进机器人力跟踪的实时性、稳定性,对自适应阻抗控制算法进行研究。把模糊逻辑控制器与阻抗控制器相合,使阻抗控制参数能随实际工况而变化,该方法可以使得机械臂末端接触力更加准确跟踪期望力。利用MATLAB/Simulink建立了系统控制模型,并使用模糊控制在三种不同的工况下对目标阻抗控制的参数m、b、k进行动态的调整。结果表明,模糊阻抗控制通过选择合适的阻抗控制参数将改善阻抗控制中对期望力和期望轨迹的跟踪效果,而传统的定参数阻抗控制框架无法适应多变复杂的加工工况。该阻抗控制方法实现了变阻抗控制,能够很好地实现机械臂的力跟踪。

一种基于形状匹配的零件位置检测技术

针对工业应用中复杂环境下提取零件提出了一种基于Halcon形状匹配算法的零件特征识别方法,能够提取工业零件的形状特征,利用形状特征进行零件轮廓的拟合,进而求取圆心,并可使用圆心坐标计算得到世界坐标系下任意零件与标定零件的位置关系。应用检测得到的位置关系可以使用机器人准确地进行散乱零件的抓取,为机床或加工中心进行自动化上料。