复杂曲面相贯线焊接轨迹控制算法的研究及仿真

曲面与圆管之间的焊接比较普遍,为了实现复杂曲面相贯线的自动焊接,在五自由度焊接机床的基础上,以圆锥面与圆管的焊接为研究对象,构造圆锥面与圆管的相贯线方程,利用等长直线段拟合整条相贯线,实现运动轨迹的插补运算,计算出插补各点的坐标参数及焊枪角度,以对焊枪姿态进行实时调整。利用OpenGL软件,对插补运动进行动态仿真,观察运动轨迹是否正确,仿真结果验证了在五自由度焊接机床上,该运动控制算法可以实现复杂曲面相贯线的自动焊接。

人体股骨有限元模型的建立及静力学分析

股骨作为人体最大最粗的长骨具有典型生理意义,有着重要的研究价值。应用逆向工程原理,通过采集人体股骨CT图像数据,运用医学三维软件Mimics来重建人体股骨模型。对该模型进行后处理,能够快速得到比较理想的三维股骨有限元模型,并对其进行有限元分析,数据和结论可以为股骨手术医师提供一些理论上的指导,同时进一步加深了对股骨生物力学的认识。

圆管斜交偏置相贯线焊缝轨迹跟踪的实现

两圆管斜交偏置相贯线是复杂的空间曲线,为实现相贯线焊缝轨迹跟踪,建立了两圆管斜交偏置相贯线的数学模型,推导出相应的可控步长实时插补算法。基于所建相贯线的数学模型和插补算法设计了一套圆管斜交偏置相贯线焊缝轨迹跟踪控制系统。通过焊接实验验证,所设计的控制系统能够控制焊枪跟踪相贯线的空间曲线轨迹,且控制精度较高,可以满足相贯线焊缝自动焊接的要求。

单脉冲互相关累积法在激光脉冲远程测距中的应用

从脉冲激光微弱回波信号的统计特性出发,基于单脉冲自相关法和脉冲串互相关法在远程激光测距中的局限性,提出了单脉冲互相关叠加的方法。即先对回波信号进行互相关运算,然后对某一个时间段内已进行互相关运算的回波信号进行多次叠加运算,直到强度满足阈值要求。通过该方法可以有效抑制噪声,提高信噪比,且提取的信号保留了原始信号的基本细节信息,降低了误警率。通过实验,将原不足300m的激光脉冲测程提高至1000m,有效提高了测程。

基于李代数的医学穿刺机器人运动学建模

医学穿刺机器人结构主要包括肩关节、肘关节、腕关节以及穿刺针等部分。为了验证医学穿刺机器人李群运动学模型,在传统运动学建模D-H法的基出上,建立了基于李群李代数理论的机器人运动学模型,并进行仿真实验验证,研究结果证明模型的正确性,对机器人运动学建模进行了探索性验证,同时对机器人的轨迹规划及动、静态特性提供了一定的参考。