一种基于非完整点云数据的航空发动机叶片边缘半径获取方法

非接触测量技术不依赖叶片原始设计模型,快速获取叶片的关键几何参数,但在叶片边缘高曲率区域获得的点云稀疏散乱,以至于获取叶片前后缘半径困难。针对此问题,提出了一种基于非完整点云数据叶片前后缘半径获取方法。该方法通过点云分割,获得叶盆与叶背多项式形式的轮廓线,运用二分法逼近方法,获得同时与叶盆和叶背相切的叶缘圆弧。与接触式三坐标测量机测量叶缘半径得到的结果进行对比,偏差<30%。该方法在一定程度上能够改善高曲率曲面非接触测量点云失真问题,为叶片快速重构提供了参考。

仿生六足机器人的运动分析及步态仿真

为了增强机器人在各种环境下的灵活性,设计了一种仿生六足机器人。利用Creo2.0软件设计仿生六足机器人的三维模型,并将三维模型导入ADAMS软件中建立仿真模型。通过ADAMS软件对仿生六足机器人进行直行步态仿真分析和转弯步态仿真分析,结果证实了仿生六足机器人的运动状态稳定,验证了仿生六足机器人的结构合理性和设计的正确性及有效性。同时,为实现仿生六足机器人的制作与开发提供了理论基础,也为实现仿生六足机器人的精确控制创造了条件。

基于稀疏节点与双向插值的RRT^(*)改进算法

针对渐进最优快速扩展随机树(RRT^(*))应用于机器人路径规划中时存在精度低、环境适应性差等问题,提出一种基于稀疏节点与双向插值的RRT^(*)改进算法。将目标偏向采样和稀疏节点法引入RRT^(*)算法中,通过避免对局部区域过度的搜索,达到提高初始路径搜索效率的目的;借助三角不等原理思想,对初始路径中的冗余节点进行剔除,并基于双向插值方法对路径节点进行优化,以更短的时间获得次优路径。在多种仿真环境中的实验结果表明:相对于RRT^(*)算法、Informed-RRT^(*)算法和Q-RRT^(*)算法,改进算法的初始路径规划效率提高了61%,次优路径规划效率提高了59%,且在多种环境下均具有很强的稳定性。最后,在实际的机器人路径规划实验中对所提算法的有效性进行了进一步验证。

人工智能本科专业“基、专、交、融”课程体系建设研究

人工智能专业作为一种新型的学科专业,在新学科建设中存在着人才培养缺口大、师资力量薄弱、理论教学与实践教学结合不够等多种亟待解决问题.针对新工科下人工智能本科专业人才培养的新需求,本文阐述如何构建人工智能本科专业的课程体系,提出“厚基础、强方向、促交叉、重融合”的总体课程体系建设思想,结合人工智能本科专业的课程体系建设需要,探讨适合人工智能专业本科生的培养之路.

基于改进麻雀搜索算法的平面度误差评定方法

针对在平面度误差最小区域评定过程中易出现陷入局部最优、收敛速度慢和精度低的问题,提出了一种基于改进麻雀搜索算法(ISSA)的平面度误差评定方法。首先,采用具有更好遍历性的Kent混沌映射代替传统的Logistic混沌映射生成初始化种群,以增强算法的全局搜索能力;然后,应用一种基于光学透镜成像原理的反向学习策略以避免算法无法跳出局部最优;选用经典测试函数验证了ISSA算法的有效性,相对于SSA能够取得更好的寻优效果;最后,应用该方法对平面度误差进行评定,并与引用的其它方法进行比较。实验结果表明:基于ISSA算法的平面度误差评估方法用时0.4884 s能够解得最小包容平面,与应用SSA算法相比减少了0.3705 s,其计算精度与应用最小二乘法、遗传算法和粒子群算法的平面度误差评定方法相比分别减小了18.0325μm、2.3325μm、6.1325μm。基于ISSA算法的平面度误差评估方法在优化效率、求解质量、计算精度和稳定性上均有优势,可应用于三坐标测量机等形位误差测量仪器。

蛇形机器人的转弯和侧移运动研究

介绍了沈阳自动化研究所研制的蛇形机器人机械结构和控制结构。在分析蛇形曲线的基础上,提出幅值调整法、相位调整法和侧移调整法三种新方法,来处理蛇形机器人侧向滑动带来的方位偏转和完成蛇形机器人自主转弯控制,并给出几种方法的量化关系,建立动力学仿真模型进行了运动仿真。幅值调整法虽然使蛇形机器人转弯角度受到限制但却保证了运动的连续性和稳定性。相位调整法能够使蛇形机器人准确地完成转弯运动。侧移调整法能够实现蛇形机器人前进过程中的侧向位置调整,同时保证运动方向的准确性。将上述方法应用到蛇形机器人的控制中,用仿真和试验验证了以上方法的有效性。

三维蛇形机器人巡视者Ⅱ的开发

蛇形机器人具有比传统移动机器人更强的运动能力,为实现机器人的三维运动而开发的蛇形机器人巡视者II是一个具有强驱动力和高机动性的三维蛇形机器人。它由具有3自由度的模块化单元组成,该单元具有俯仰、偏航和回转3自由度,单元的俯仰和偏航运动是通过由3个伞齿轮组成的差速机构耦合驱动。该单元的圆柱形外壳周围安装有一系列的被动轮来增加机器人运动灵活性。对蛇形机器人模块单元的自由度作了详细分析,并基于机器人的运动机动性设计三维蛇形机器人的单元结构。给出蛇形机器人的控制系统结构,并对耦合变量进行解耦。将蛇形机器人的蜿蜒运动和扭转运动两种基本步伐应用到巡视者II上,试验结果证明了该三维蛇形机器人具有很强的机动性和运动能力。

新型蛇形机器人蜿蜒运动的动力学分析

为提高蛇形机器人执行各种运动的能力,研制了新型蛇形机器人系统.重点研究了该蛇形机器人的动力学.建立了机器人的运动学模型,并根据运动学模型提出了控制蛇形机器人蜿蜒运动的复合运动控制方法.用拉格朗日方法建立动力学模型,对不同参数下蛇形机器人的关节力矩特性和摩擦力特性进行了分析比较,为蛇形机器人的有效运动提供了理论依据.

基于耦合驱动蛇形机器人机构设计与抬起的方法

文中设计了模块化的新型蛇形机器人关节单元 .该单元具有三个自由度 ,其中摆动和俯仰自由度由耦合机构驱动来获得较大的力矩和活动空间 .由该单元组成的蛇形机器人具有很强的驱动能力 ,能够抬起较多的单元 .针对蛇形机器人的特点 ,给出了耦合机构的设计原则 .对蛇形机器人抬起方法作了分析 ,得出采用适当规划方法能够抬起的最大单元数量是直接抬起的最大单元数量的平方关系的结论 ,并在此基础上分析了最大关节角对机器人抬起的影响 。

三臂结构高压线巡检机器人设计与运动学仿真效果研究

为保证电力可靠运行,需定期对广泛分布于山区的高压线路进行巡检。针对高压输电线路巡检工作及巡检路径的特点,开发了一种能够稳定移动并有效越障的高压线巡检机器人。该机器人由具有相对运动的三个机械手臂组成。每个手臂的末端安装了轮式驱动机构,实现线上的移动功能。通过驱动前后手臂与中间手臂之间的相对垂直运动及相对转动实现跨越线上障碍物的功能,并适应高压线的方向变化。建立了巡检机器人的运动仿真模型,仿真分析了其通过跨越悬垂线夹的过程。仿真结果表明:本研究机器人结构设计合理,可以在高压线上稳定地行走并能够较好跨越带有转折线的悬垂线夹,说明了本研究机器人具有较好的越障能力,对机器人样机的制造提供了有利的参考,也为巡检机器人的越障问题提供了新的思路和设计方法。

焊接机器人焊接相贯线曲线仿真

在分析了研究中的含简单闭链5R焊接机器人的结构特点的基础上,针对作两圆柱相贯线运动的作业要求,提出了一种有效轨迹规划方法;用几何法完成了空间位姿的描述;利用变角速度实现稳定的运动效果;在比较多种插值函数的基础上,对关节变量作了多项式插值;用几何矢量法完成逆运动学求解,并用凯恩方法对机器人的动力学进行了计算,设计了仿真程序,对仿真结果进行分析并改进机构;为机器人的设计、运动控制、离线编程提供了依据.

具有万向机构的蛇形机器人运动控制

设计了一种能够使蛇形机器人运动更灵巧、奇异点更少和运动能力更强的机构 ,对具有三个自由度的新型蛇形机器人单元进行了改进 ,在单元上增加被动轮机构 ,使其具有万向机构的特点。该单元不仅能够用被动轮驱动机器人运动 ,而且增加了类似于主动轮的驱动机构 ,克服了被动轮驱动能力弱的缺点 ,增强了机器人的运动能力。在分析非完整约束的基础上 ,对蛇形机器人的运动学和冗余度进行分析 ,提出了控制该类蛇形机器人运动的分解矩阵方法和分组交替运动法。

一种模块化全方位移动机器人的运动学分析

全方位移动机器人由三个轮式模块化单元和一个连接平台组成。轮式模块化单元是一个模块化万向单元称为MUU,具有俯仰、偏航和回转三个自由度。MUU的圆柱形铝合金外壳上安装了一系列的被动轮,这些被动轮机构使MUU成为一个大的全方位驱动轮。MUU在垂直于身体轴线方向能够提供较大驱动力,而在身体轴线方向的作用力由小被动轮卸载,从而实现万向轮的功能。高度的集成性使MUU的通讯和更换易于实现。移动机器人的运动学分析证明了该机器人的运动灵活性。最后,给出了该机器人的运动实验和仿真结果。

蛇形机器人的耦合驱动模块化单元设计

介绍了新型蛇形机器人关节单元,该单元是模块化万向单元(MUU),由该单元可以组装成一个三维蛇形机器人.每个MUU具有三个自由度,并用差动机构实现耦合驱动.该MUU的优点是能够通过耦合机械产生较大的力矩,有利于蛇形机器人的越障和运动,有更大的灵活性、适应性,并可完成非自然蛇的运动方式,特别是回转自由度可使蛇形机器人根据不同的运动环境来更换皮肤从而达到更高的运动效率,此自由度可以在蛇形机器人攀爬过程中起驱动作用.该单元连接简单易于实现可重构.

浅谈机械原理教学改革与创新能力培养

机械原理课程是一门十分重要的专业基础课程,它具有系统性、理论性和实践性;主要研究机器与机构,特别是机构的结构、运动及动力学原理及其设计理论与方法。本文探讨机械原理教学改革及与创新能力培养的实践和经验。

平行四边形可变形履带机器人运动学分析

为适应灾难救援环境,设计了一种平行四边形变形履带机器人VPTMR(Variable Parallelogram Tracked Mobile Robot),该机器人具有良好的越障能力。针对VPTMR跨越台阶过程的动作进行了分析与规划,对越障过程中的分阶段建立了运动学模型,分析了机器人在越障过程中整体质心位置与摆臂角的变化规律;为了使机器人在跨越台阶的过程中的质心保持最低,对VPTMR越障的动作姿态进行优化,将摆臂角的规划曲线进行拟合,并对比分析了优化前后的结果,为后续的动力学分析打下基础;实验结果表明了动作规划的正确性和姿态优化的有效性。

可变形履带机器人跨越台阶的动力学分析

针对各种灾难过后复杂的地理环境,设计了一种具有平行四边形结构的可变形履带机器人.为了计算机器人在运动过程中的电机驱动力和地面支持力,对机器人上台阶过程进行了运动分析,利用牛顿欧拉方法建立了其跨越台阶的动力学模型,并对其运动稳定性进行了实验.实验结果表明,机器人能够根据运行环境采取不同的运动方式,具有很强的越障能力,适用于崎岖山路、瓦砾及楼梯等复杂环境.此研究可为机器人的运动控制提供借鉴.

铝酸钠溶液脱硫的研究

用X射线衍射 ,扫描电子显微镜、差热分析、化学分析、红外吸收光谱等方法研究了反应产物。铝酸钠溶液添加石灰脱硫的实质是Ca(OH) 2 在铝酸钠溶液中与Na2 SO4相互作用生成 3CaO·CaSO4·12H2

低噪声离心式风机的设计

根据空气动力性噪声的产生机理，分析并计算了离心式风机叶轮进风口处气流的速度方差及牵连加速度系数的变化对风机噪声的影响；并且给出了Ｙ６ － ４２Ｎｏ ．１０ 锅炉引风机的设计计算及测试结果。

蛇形机器人的扭转运动研究

通过扭转运动,蛇形机器人能够在粗糙的地面运动,甚至可以翻越一些障碍物。对扭转运动进行了运动学解析,提出了实现扭转运动的简化输入模型。实现了蛇形机器人二维平面内的U形和V形扭转运动,并将扭转运动与其他运动方式结合,实现蛇形机器人的复合运动方式。通过实验验证了所提出的简化模型的有效性。