激光熔化沉积过程缺陷识别方法

激光熔化沉积加工过程中的缺陷萌生是制约激光熔化沉积技术发展的关键性问题.实现对缺陷的精确自动识别是提高激光熔化沉积技术应用水平的重要途径.提出了熔池瞬态特征提取算法,分析了熔池瞬态特征对沉积层熔合不良缺陷的影响关系,建立了熔池瞬态特征数据集.对主流识别算法进行了模型训练测试,获取了相对最优模型ResNet 34.为解决ResNet 34训练损失拟合效果差、计算速度慢的问题,结合传统卷积网络和LSTM(long short-term memory)网络,建立了训练和测试精度高且计算速度快的LRCN 64模型,测试准确率达95.8%,实现了对熔合不良缺陷的识别,为实现沉积件在线无损检测提供了技术支撑.

基于先导压力与主泵压力的挖掘机刷坡工况效率预测

针对挖掘机刷坡工况效率获取困难的问题,提出一种基于先导压力与主泵压力的挖掘机效率预测方法。该方法首先以挖掘机实际刷坡作业为研究对象,基于LabVIEW平台完成流量与压力、液压缸位移等原始数据的采集;对原始数据进行基于时间窗口的特征值提取、效率的获取等;然后,建立主成分分析-随机森林模型,包括采用主成分分析理论降低输入数据的维度,提高模型的运算速度与抗过拟合能力,采用随机森林算法建立挖掘机效率预测模型,实现挖掘机效率的精准预测;最后,将随机森林预测模型与支持向量机预测模型和BP神经网络预测模型进行对比,并探究样本数量与时间窗口对模型预测精度的影响、各主成分对挖掘机效率预测的重要程度等。研究结果表明:主成分分析可以有效地将输入数据的维度从18维降至6维,在选定的6个主成分中,挖掘机铲斗下降运动与挖掘机负载波动程度对挖掘机效率预测结果的影响较大;与支持向量机预测模型和BP神经网络预测模型相比,随机森林预测模型的精度更高;在样本数量为0~50 000个、时间窗口为0.05~0.25 s时,建立的基于主成分分析-随机森林算法的预测模型精度随样本数量与时间窗口宽度的增加有所提高,并在样本数量为40 000个、时间窗口宽度为0.1 s时取得最优性能,此时均方根误差为0.029 2。

正流量液压挖掘机回转系统节能控制

针对徐工某中型正流量挖掘机回转系统存在的较大溢流损失,设计了一种减小能量损失的节能控制方法。首先建立挖掘机回转系统关键部件模型;其次基于趋近律设计滑模控制器,根据模糊规则确定趋近律参数;最后根据马达溢流阀压力改变泵排量,以实现泵输出流量对压力的快速响应,从而实现节能降耗的目的。经仿真分析,较挖掘机传统的开环控制与PID控制,采用模糊滑模控制下的泵输出流量明显减少,且马达转速较前两种算法变化不大,不会降低回转作业效率,可知设计的算法有效。

基于时间最优的三节臂挖掘机斜坡工况轨迹规划

为了实现对三节臂挖掘末端的精确控制,文中运用解析法对运动学逆解进行求解,依据此方法对普通臂挖掘机和三节臂挖掘机的30°斜坡工况进行作业范围仿真和对比分析,仿真结果表明:该机型平整的斜坡范围比普通臂的增加了7.41%。通过逆解可以确定出斜坡工况时间最优轨迹规划所经过的6个路径点,根据运动学约束,以4-3-3-3-4分段多项式进行插值,采用粒子群算法对各关节的插值时间进行优化,得到各个关节的位置、速度和加速度曲线。最后,将得到的关节角度信息转化在对应的油缸变化上,为特定工况下的挖掘轨迹控制提供依据。

基于相关性的大型救援装备模块划分方法

为了解决大型救援装备在灾时转运投用效率低的问题,提出了一种基于相关性的大型救援装备模块划分方法。首先建立了零部件相关性评价数学模型,对救援装备零部件之间的相关性进行评价,得到综合相关性矩阵;然后针对救援装备改进了一种层次聚类算法,基于综合相关性矩阵对零部件进行聚类,得到层次聚类结构;最后建立了救援装备模块划分方案多目标优化模型,基于遗传算法对其中各步骤进行适应性改造,从而求得救援装备的最优模块划分方案。该方法解决了现有方法在救援装备上无法应用的若干问题,其有效性在YS220液压挖掘机上得到应用验证。

一种液压挖掘机最优能耗的轨迹规划方法

为了降低液压挖掘机的运动能量消耗,实现各关节的合理有效作业,提出了基于T型速度曲线的关节插值方法,以实现液压挖掘机最优能耗轨迹规划。该方法将各关节的速度设定为匀加速、匀速和匀减速的形式以保证液压挖掘机在作业过程中的平稳性,以关节角度、角速度和角加速度为约束条件,利用改进的自适应遗传算法优化求解各关节的匀加(减)速和匀速运动时间,获得了各关节最优运动曲线,实现了液压挖掘机最优能耗轨迹规划。对基于T型速度曲线的插值规划方法进行仿真实验,并在相同条件下与四次多项式插值结果进行了对比。结果表明,该方法规划的轨迹能耗低,避免了各关节产生不必要的运动,有效减少了摩擦损耗,使得挖掘机可平稳、低能耗地完成作业。

基于Yolopose的挖掘机检测与工作状态识别

针对光缆、高压油气管道等地下基础设施周边容易受到挖掘机的野蛮入侵问题.本文提出了一种结合Yolopose和多层感知机的挖掘机检测与工作状态判别方法.首先,设计了基于Yolopose的挖掘机6点姿势的提取网络Yolopose-ex;其次,利用Yolopose-ex模型提取视频中挖掘机工作姿态的变化信息,构建了挖掘机的工作状态特征向量(MSV);最后,利用深度学习算法多层感知机(multilayer perceptron,MLP)分析了视频中的挖掘机的工作状态.实验结果表明,所提出的方法克服了复杂背景难以识别的问题,对挖掘机工作状态识别准确率达到了96.6%,具有较高的推理速度和泛化能力.

钩掘机支重轮漏油故障研究分析

我司供货OEM客户75T挖掘机用支重轮,终端客户改动工作装置,将常规铲斗改为金刚臂,即将挖掘机改装成钩掘机。在终端客户的使用过程中,出现整台车18个支重轮不同程度的高温漏油情况,导致整机无法正常工作。通过理论计算,结合实验室支重轮磨合试验,得出结论。同时将成果应用于支重轮磨损研究之中,为售后与客户谈判时提供了理论依据。

基于MATLAB的液压挖掘机载荷信号预处理研究

为了使采集到的载荷信号更加真实有效,应用MATLAB软件编制相应的程序对液压挖掘机工作装置载荷信号进行去除零点漂移及去除奇异值等预处理操作,依据油缸位移、油缸推力和回转角度3个参数在挖掘机工作过程中的变化情况,将挖掘机作业过程分为挖掘、提升、卸载及返回4个阶段,并对试验中的某段载荷信号进行了验证,发现其顺利通过了平稳性和各态历经性检验,说明预处理程序科学有效,为后续科学编制挖掘机载荷谱、预测疲劳寿命奠定了基础。

挖掘机液压系统的优化设计与性能分析

挖掘机液压系统是挖掘机重要的动力传动和控制系统,其优化设计和性能分析对提高挖掘机的工作效率和可靠性具有重要意义。因此,本文旨在研究挖掘机液压系统的优化设计和性能分析方法,以提高工作效率和节能性,同时,本文的研究成果也将为相关领域的学术研究和工程实践提供有益的参考,推动挖掘机液压技术的进一步发展和应用。

阻力相关参数对比分析研究

挖掘阻力是一个非线性、不均匀分布、受多种因素影响和多变化的过程。深入理解和掌握挖掘阻力特点和规律,并采取相应的控制方法,是提高挖掘机工作效率和质量的关键。以统计学为基础,研究阻力相关参数分布,并分析挖掘阻力变化对参数分布影响。结果表明:阻力相关参数集中分布在主值区间内,当挖掘阻力大于平均挖掘阻力时,其区间集中程度更高。研究结果为挖掘阻力相关研究提供一定参考。

挖掘机器人精细作业的综合轨迹控制策略研究

挖掘机在国民经济建设领域发挥着重要作用,挖掘机器人是一种对传统挖掘机经过机器人化改造后的智能装备。针对挖掘机控制系统非线性强、数学模型难以建立、精细作业轨迹精度要求高的问题,提出了一种基于变论域模糊PID控制与交叉耦合控制的综合轨迹控制策略。采用带死区补偿的变论域模糊PID控制进行单执行器跟踪控制,利用交叉耦合控制提高执行器末端轮廓精度。通过联合仿真模型对控制策略进行验证分析。仿真结果表明:对比PID、变论域模糊PID两种控制策略,所设计的控制策略在响应性和准确性方面均优于其他两种算法,验证了方法的有效性。

基于ADAMS的挖掘机建模与仿真分析

以某型挖掘机为研究对象,基于ADAMS软件建立挖掘机三维模型,并对模型添加约束条件、驱动函数和负载函数,完成对挖掘机的运动学与动力学仿真。通过数值模拟,分别获得挖掘机的动臂、斗杆、铲斗铰接处的受力曲线、铲斗加速度曲线以及挖掘范围参数,模拟该挖掘机各联接部位在工作过程中的受力情况与挖掘运动轨迹。为挖掘机动臂、斗杆和铲斗等构件的强度校核提供数据参考,有利于挖掘机结构的优化设计。

增程式电动挖掘机动力系统参数优化及能量管理策略研究

传统挖掘机为液压式挖掘机,这一挖掘机设备类型不但油耗水平高,而且排放能力较差,整体生产效益水平并不高。现如今,伴随电动动力系统、节能技术的发展进步,基于混合动力的增程式电动挖掘机应运而生。全新电动挖掘机在动力系统参数表现上非常强劲,所以本文中基于设备动力系统设计来形成模糊逻辑控制算法,对系统参数进行全面优化,然后基于确定规则来研究系统的能量管理策略,体现增程式电动挖掘机系统的优势之处。

基于HFACS-SNA的建筑施工机械伤害事故研究

为预防建筑施工机械伤害事故带来的人员伤亡和事故损失,采用人因分析与分类系统(The Human Factors Analysis and Classification System,HFACS)对80起典型机械事故进行整理分析。先对施工机械伤害事故中组织影响、不安全监督、不安全行为的前提条件、不安全行为的原因进行定性分析;再运用社会网络分析(Social Network Analysis,SNA)构建风险要素关联网络,通过社会网络相关指标,找到导致事故的关键要素及易传递风险要素,并通过决策试验和评价试验法(Decision-making Trial and Evaluation Laboratory,DEMATEL)检验。研究结果表明:机械伤害核心风险因素为技术环境、不良的心理状态、个人准备不足;易传递风险的要素有资源管理、组织氛围、组织过程、运行计划不当。研究结果对预防机械伤害事故、提升建筑施工安全水平有重要意义。

机械式挖掘机与矿用液压挖掘机使用成本对比分析

机械挖掘机和矿用液压挖掘机是大型露天矿主要剥离设备,但二者动力来源及传动方式均不同,由此产生的能源消耗、采购成本、作业效率、单位能耗、维护成本均有很大差异,主要介绍了其工作原理及其市场常用机型的使用成本分析对比,为选购和管理工作提供一些参考。

基于肌电实验的挖掘机驾驶员上肢肌肉疲劳分析

挖掘机作业需要驾驶员推动操纵杆来控制机械臂的运动,这种长时间的反复操作可能会增加肌肉的疲劳程度。为了分析和评估挖掘机驾驶员的上肢肌肉疲劳程度,采用表面肌电信号(surface electromyography,sEMG)测试的方法,通过实验设计、数据采集、数据处理和分析等步骤,采集操作过程中驾驶员上肢肘关节角度实时变化数据,并进一步对比分析了上肢肘关节角度变化与肌肉疲劳程度的关系。结果表明,控制挖掘机大臂与铲斗运行的过程中,右臂肘关节活动范围集中在纵向87°~118°与横向17°~38.5°,其中右臂向右推动操纵杆时右三角肌疲劳最大,其他操纵状态中右斜方肌疲劳最大;控制挖掘机机身平台与小臂运行的过程,左臂肘关节活动范围集中在纵向87°~124°与横向12°~38.5°,左臂在推动操纵杆时左三角肌的疲劳始终大于其他肌肉。基于实测数据分析了挖掘机驾驶员操作过程中的肌肉疲劳程度,为优化挖掘机驾驶室人机布局提供了数据参考。

基于ANSYS的履带式牵引机底盘的分析与优化

牵张设备是电网铺设的关键,现有的牵引机底盘无法在特殊地形上行走,设计一种能满足特殊地形行驶需求的新型履带式牵引机底盘,利用ANSYS Workbench有限元软件,建立新型履带式牵引机底盘数值模型,进行平地牵引、横向爬坡和纵向爬坡3种工况下的静力计算,模拟、分析履带式牵引机底盘的应力变化情况。结果表明,在平地牵引工况下,最大应力分别为323.77 MPa,通过降低底盘部件的重心或加固承受梁可减小其在横向爬坡和纵向爬坡工况下的应力,最大应力分别为212.79 MPa和71.08 MPa,均小于屈服极限。

大埋深复杂地层土压平衡盾构机盾尾脱困技术研究

盾构机盾尾包裹是施工中经常遇到的问题,往往会造成设备损坏、工期拖延、成本消耗。研究盾构机盾尾包裹成因,掌握脱困技术,以及制定切实可行的预防措施,在盾构施工中尤为重要。结合某城际轨道交通项目施工中盾尾包裹脱困实践,分析了盾尾包裹产生的原因,通过采取地层加固、增加盾体润滑、盾体和管片保护、增加辅助千斤顶等系列技术措施,实现了盾构机的安全脱困,为类似工程提供经验和参考。

挖掘机工作装置建模及有限元分析

挖掘机工作装置作为挖掘机的关键组成部分,也是在作业中外载荷作用的初始位置,也是承载和传导外载荷的关键机构。以挖掘机工作装置为研究对象,基于SolidWorks三维建模软件建立了挖掘机工作装置的三维模型。结合其实际使用及应用场景,分析了工作装置随姿态变化过程中承受最大负载的工况,即承受外载荷最大的工作姿态,利用有限元分析软件对该工况下工作装置动臂和斗杆进行了静力学分析。研究结果对挖掘机工作装置结构优化和性能改善提供了参考依据。