基于压力载荷谱的挖掘机行走液压系统液压泵异常检测方法

针对矿用挖掘机液压泵运行环境复杂、振动信号难以识别的问题,提出一种基于压力载荷谱的挖掘机行走液压系统液压泵的异常检测方法。根据挖掘机行走工作特点划分行走液压系统典型工况;筛选行走液压系统液压泵出口压力、先导阀压力、发动机转速及扭矩百分比作为压力载荷谱,并进行数据清洗、插值对齐以及平滑滤波;最后,基于压力载荷谱和LSTM网络建立液压泵异常检测模型,利用模型分别对泵1、2的出口压力进行预测,采用滑动余弦相似性度量技术对预测结果进行差异性评估,结合评估结果与1δ准则以实现矿用挖掘机行走液压泵异常检测。实验结果表明:所提方法能够实现对液压泵的异常检测,可以对矿用挖掘机行走液压泵故障进行提前预警。

基于双激光视觉成像与BP算法的微小位移测量

针对现有单激光视觉微位移测量方法中利用的图像特征信息不丰富,导致测量结果不精确的问题,本文提出了一种直射与斜射结合的双激光微小位移测量方法,配合BP(Back Propagation)神经网络实现位移的高精度测量。论文采用透镜成像和小孔成像的原理对双激光模型进行理论分析,使用ZEMAX对测距模型进行数值模拟,以验证所提方法的理论可行性与优越性;其次,根据数值模拟结果设计并搭建实验平台进行图像采集实验,提取一系列图像特征作为BP网络的输入,以位移参数为输出,构建位移预测模型。实验结果表明,相比单激光模型,本文提出的双激光位移模型有更高的测量精度,引入BP神经网络后,测量准确度达到99以上。本文为微小位移高精度测量提供了新方法与新思路。

基于单目视觉与激光源倾置的微位移测量系统研究

设计了一种基于单目视觉与激光源倾置的微位移测量系统。首先,根据系统的测量原理,建立了斑点图像中心坐标值与微位移之间的关系,并得出了斑点图像中心坐标值是由纵向位变与切向位变组成的;其次,通过实验发现,当微位移变化较小时,切向位变对斑点图像中心坐标值的影响较大;然后,通过标定实验建立以切向位变为主导的测量函数模型;最后,对该测量函数模型进行了实验验证,并对测量误差进行了分析。实验结果表明:在0~1 mm的位移测量范围内,采用标定的测量函数模型对物体微位移进行测量的最大绝对误差为1.16μm,满足系统测量精度的要求。

SBR与生物油恢复老化SBS改性沥青性能及机理研究

【目的】苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(styrene-butadiene-styrene block copolymer,SBS)改性沥青老化后存在基质沥青硬化、脆化及SBS聚合物有所降解的问题,用传统再生方式难以有效恢复老化SBS改性沥青的性能。为有效恢复老化SBS改性沥青的路用性能,采用丁苯橡胶(styrene-butadiene rubber,SBR)与生物油对老化SBS改性沥青进行复合再生。【方法】首先,通过室内模拟老化试验制备得到了老化SBS改性沥青,采用高速剪切仪在老化SBS改性沥青中掺入SBR和生物油,得到复合再生沥青;然后,对再生后的沥青进行三大指标测试及高低温流变性能测试;最后,通过红外光谱、原子力显微镜和荧光显微镜试验探究SBR和生物油再生沥青的机理。【结果】SBR和生物油复掺后得到的再生沥青的综合性能更优,再生沥青的复数剪切模量G*随再生剂掺量的增加呈降低趋势。再生后沥青的刚度大幅减小,老化沥青的柔韧性得到恢复,应力耗散能力得到提升,脆性得到降低,低温性能得以显著改善。SBR和生物油复合再生可以补充老化SBS改性沥青的轻质组分,混掺SBR和生物油后沥青质和胶质的比例有所降低,轻质组分对蜂状结构的蜡结晶有抑制作用。再生沥青的荧光物质大幅增加,且分布更密集,老化SBS改性沥青的韧性和黏度得到显著恢复。【结论】恢复老化SBS改性沥青性能的SBR与生物油的推荐掺量分别为6%、5%。该研究为老化SBS改性沥青混合料的再生提供了理论依据。

基于全参考彩色图像质量算法的磨削表面粗糙度测量

当前基于机器视觉的粗糙度测量方法使用的图像指标考虑因素少、无参考使得预测模型精度受限、受光源亮度影响大。针对此问题,论文提出了一种基于全参考彩色图像质量算法的粗糙度测量方法。该方法根据粗糙表面成像机理分析,在视觉显著性图像质量评估算法(VSI)的基础上引入结构信息,提出了基于视觉结构显著性(VSIS)的图像质量评估算法,与此同时设计了一套基于图像质量的磨削样块表面粗糙度测量装置。实验结果表明,提出的VSIS图像质量评估算法与表面粗糙度Ra之间存在明显的相关性。使用最小二乘法拟合出的曲线关系,能够对粗糙度大于等于0.965μm的磨削样块进行低离散高精度预测,平均误差为0.111μm,标准差为0.079μm。相比于考虑单一因素的粗糙度关联图像特征指标,VSIS有着较好的综合性能,且能一定程度上克服光源亮度的影响,为非接触粗糙度测量提供可选择途径。

基于动态阵元合成孔径聚焦超声成像的平板陶瓷膜内部缺陷三维重建

针对平板陶瓷膜内部缺陷可视效果差和超声三维重建运算数据量大等问题,提出了一种基于动态阵元合成孔径聚焦超声成像的平板陶瓷膜内部缺陷三维重建方法。动态阵元合成孔径聚焦超声成像方法是通过在缺陷区域使用多阵元合成孔径,在非缺陷区域使用单阵元合成孔径。采用动态阵元合成孔径聚焦超声成像方法获取多个位置序列的平板陶瓷膜的缺陷B扫描图像,并采用体绘制的方法,实现了平板陶瓷膜缺陷的三维可视化。实验结果表明,采用动态阵元合成孔径聚焦超声成像方法时划痕的重建相对误差在1.27%~2.70%之间,对孔洞的重建相对误差在2.38%~3.03%之间,重建速度平均提高了26.57%。通过对缺陷的三维重建,使得缺陷的呈现更加直观,为后续的缺陷分析的客观性提供了保障。提出的方法具有良好的适应性、经济性,在无损检测领域有重要的意义。

融合坐标注意力和自适应特征的YOLOv5陶瓷膜缺陷检测方法

针对平板陶瓷膜表面缺陷实时检测时存在检测准确率较低的问题,本文提出了一种融合坐标注意力和自适应特征的YOLOv5陶瓷膜缺陷检测方法。通过在原有YOLOv5模型的主干网络中加入坐标注意力机制,建立位置信息和通道之间的关系,从而更准确地获取感兴趣区域。在原始网络的预测网络中融入自适应特征融合机制,提高模型对多尺度缺陷的检测能力。将空洞空间卷积池化金字塔模块替换原始网络中的空间金字塔池化模块,提高卷积核视野获取更多的有用信息。实验结果表明:本文模型平均精度为97.8%,检测帧数为32 FPS,平均精度与原始YOLOv5模型相比提高了5.5%。本文提出的模型在满足平板陶瓷膜缺陷的实时检测条件下,提高了模型的检测准确率,对推动平板陶瓷膜缺陷检测的发展具有一定的参考价值。

火龙罐灸配合针刺治疗周围型面神经炎疗效观察

目的:观察火龙罐灸配合针刺治疗周围型面神经炎的疗效。方法:72例随机分为观察组和对照组各36例,两组均行常规针刺治疗,观察组加用火龙罐灸治疗。结果:治疗后两组Stennert面神经麻痹评分均高于治疗前且观察组高于对照组(P<0.05),总有效率观察组高于对照组(P<0.05)。结论:火龙罐灸配合针刺治疗周围型面神经炎效果较好。

输电线巡检机器人越障机理与试验

分析超高压输电线路架空地线上的障碍物类型以及跨越这些障碍的过程。可以发现,巡检机器人采用双臂交替跨越障碍,越障过程简单。但是由于受巡检机器人自身重力偏矩的影响和手臂长度尺寸的限制,当单臂悬架在架空地线上时,导致巡检机器人本体倾斜,另一手臂完成脱线和上线任务变得十分困难,有时甚至造成越障失败。为了解决上述问题,提出质量调节的控制方法。该方法通过调节巡检机器人的质心,使巡检机器人的本体保持水平状态。为了验证质量调节控制方法的正确性,采用Lagrange方法建立巡检机器人动力学模型,通过仿真试验、实验室模拟实际架空地线试验以及超高压实际现场试验说明了提出方法的可行性。

输电线巡检机器人行走动力特性与位姿分析

根据跨越超高压输电线路障碍物的类型,提出一种新的双臂自主越障巡检机器人机构。该机器人采用复合轮爪机构在架空地线上连续行走并跨越障碍。由于架空地线呈悬链线状,机器人在连续行走过程中会出现上坡和下坡,对行走动力特性的影响非常明显。在上坡时行走电动机提供驱动力矩,在下坡时行走电动机提供制动力矩,以保持匀速巡线。详细分析了机器人在架空地线上行走时所处的加速、匀速、减速和停止的各个状态,驱动机器人所需的驱动力矩以及它们与机构参数之间的关系,并应用优化方法给出各个状态电动机驱动力矩最小时,机器人机构参数对应的最优解,为巡检机器人的设计和控制系统方案的确定提供了理论依据。

一种新型的三自由度垂直相交运动解耦液压伺服关节的设计

在总结了机器人各种关节的基础上 ,提出了一种新型的三自由度垂直相交运动解耦液压伺服关节的设计方案 ,阐述了其工作原理 ,并对其进行了优化设计 ,给出了该关节的优化设计参数 ,根据优化的参数设计了该关节 (以 X轴运动为例 )的具体结构 ,最后总结了该关节的特点。

自主越障巡检机器人质心调节控制

巡检机器人在跨越障碍时,质量偏心产生的偏矩破坏了机器人车体的水平姿态.本文提出了一种质心调节方法,利用倾角传感器测量机器人车体与水平面之间的倾角,从而控制配重块移动电机的运动,将机器人的质心调节到悬挂于架空地线上的那只手臂上,因此能保证机器人车体保持水平姿态,确保需要脱线或上线的手臂完成相应的动作.最后,通过仿真试验验证了质心调节控制方法的可行性.

一种自主越障巡检机器人行走夹持机构

在机器人越障过程中,由于重力的影响使得机器人车体水平姿态发生变化,从而机器人自主越障变得十分困难。分析了超高压输电线路障碍物的类型,提出了一种新的双臂自主越障巡检机器人构型,该构型能够跨越输电线路上的障碍物。针对这种新构型,阐述了机器人行走夹持机构的工作原理和实现形式,着重分析研究了偏心夹持机构对保持车体水平姿态的机理。最后,通过越障实验验证了行走夹持机构的可行性。

一种新型三自由度液压伺服关节的动力学模型

建立了一种新型三自由度液压伺服关节的动力学空间模型 ,提出了一种自适应控制补偿方法 ,该方法能够消除死区造成的位置跟踪误差 .利用Matlab对该动力学模型进行了仿真试验研究 ,仿真试验结果表明 ,死区对位置跟踪误差有直接影响 ,该关节的动力学系统是稳定的 ,采用自适应控制补偿方法 ,可以使位置跟踪精度误差小于 0 1 %,且系统输出无超调 .同时 ,系统对负载变化不敏感 。

基于SWIFT算法的球关节操作臂最优路径规划

针对目标物体在空间的位置和姿态确定的情况下 ,机器人操作臂如何选择一条满足关节转角约束 ,且使所有关节转动角度之和为最小的最佳路径这一问题 ,提出了利用动态可行解区间作为改进SWIFT ( sequential weightincreasing factor technique)算法的初始迭代值进行寻优迭代的方法 ,并对罚因子 rk 进行了讨论 .该算法具有较少的迭代次数和较快的收敛速度 ,并通过对 9个自由度的球关节操作臂的仿真结果 ,验证了该算法的正确性和可行性 .

三自由度液压伺服关节动力学模型简化

采用拉格朗日法建立了三自由度液压伺服关节精确动力学模型.通过理论分析与仿真试验,阐述了重力项、惯性耦合项、向心项、哥氏项以及它们的组合形式对系统动态响应的影响,并根据以上诸因素对系统各自由度影响程度的不同,对精确模型进行了简化,仿真结果表明:简化模型与精确模型具有一致性.因此,采用简化模型代替精确模型是可行的,可使计算量大大减少.

蠕动爬行机器人结构设计与实验验证

通过对蠕虫躯体结构及爬行机理的分析,提出了一种蠕动爬行机器人的总体方案。该机器人利用滚动摩阻小于滑动摩擦的原理,采用弹性储能和单向轮反向制动实现蠕动爬行、转向和抬头等。首先设计了控制体节、伸缩体节和单向轮系,然后对重要零部件进行了选择及分析计算,制造了实验样机,最后通过实验验证了蠕动爬行机器人总体方案的正确性和可行性。

不同级配的纤维胶粉沥青混合料性能试验比较

为了使纤维胶粉沥青混合料(干法)具有较好的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性等,在分析纤维胶粉复合改性沥青混合料原材料及级配组成特点的基础上,对其进行初步配合比设计,并以AC13、SMA13和自拟的间断级配进行配合比设计和试验对比分析。根据击实回弹率、车辙、浸水马歇尔、冻融劈裂等指标确定SMA13为合适的矿料级配类型。

基于叶尖延长的2MW风电机组发电量提升设计方案及验证

早期投入的风电机组因生产技术、设计水平等方面的落后,导致年发电量偏低、风场效益不高等问题。相对于机组换新等方法,在投入更新成本不高的基础上,叶尖延长是提升2 MW级风电机组发电量的最好方法之一。分析了基于叶尖延长的风电机组发电量提升基本原理,设计了叶尖延长总体方案,并从气动设计、结构设计、粘接设计和防雷设计四个方面详细介绍了叶尖延长段设计方案,搭建了基于Bladed和Focus软件的系统仿真平台。仿真实验结果表明,通过叶尖延长后风电机组年发电量最高可提升9.5%,额定风速可降至9.1 m/s,为低风速区域风电场兆瓦级风电机组提升发电量提供了一种可行的方案。

液压伺服关节自适应模糊神经网络控制补偿方法

三自由度液压伺服关节在实现位置跟踪时存在跟踪误差,原因在于液压伺服关节是一个具有饱和、结构死区和强耦合的动力学系统.为了解决这一问题,建立了该关节的动力学模型.通过比较几种控制方法在该关节位置跟踪问题上存在的不足,提出了一种自适应模糊神经网络控制补偿方法.该方法采用样本训练自学习,自适应调整变增益系数.该方法不但消除了饱和、结构死区和强耦合引起的位置跟踪误差,而且解决了控制向量在大范围内变化实现准确位置跟踪.最后,通过仿真试验验证了该动力学系统是稳定的,提出的方法是可行的.