轴对称非球面磨削表面粗糙度和波纹度的分布特性

基于光栅平行磨削的加工方式,分析磨削参数对轴对称非球面表面粗糙度的影响,揭示轴对称非球面表面粗糙度的分布规律。研究砂轮与工件加工过程的干涉现象,阐述其对轴对称非球面表面波纹度的作用机理并提出影响其分布和大小的主要因素。结合磨削实验表明,垂直磨削方向的表面粗糙度明显比平行磨削方向上的大且数值呈现中部小、边缘大的分布特点。砂轮振动和插补步距分别是平行磨削和垂直磨削方向上表面波纹度产生的主要因素。

机器人磨抛机机身结构的模糊优化设计

针对机器人专用自动磨抛机机身结构优化设计复杂的问题,采用模糊有限元优化方法,选取位移和频率等参数为约束条件,质量为目标函数。通过对机身结构各个相关尺寸的灵敏度分析选取出了最佳的设计变量。在模糊优化求解过程中,利用改进的水平截集法,取得了在最大范围内求出最优解的可能性。最后,通过原始方案和优化方案的对比表明在满足预定设计要求的条件下,优化后机身的质量下降了约15%,为工业机器人专用设备关键零部件的结构优化设计提供了有益的探索。

中凸变椭圆活塞的车削轨迹优化与误差分析

以中凸变椭圆型活塞裙部的车削成型为研究对象,搭建了活塞车削系统实验平台,利用三次样条算法对其裙部初始数据进行密化和平滑处理,计算出关于活塞裙部型面的刀触点轨迹坐标O0(ρ0,θ0,Z0)。在此基础上进行活塞裙部车削轨迹实验,并对其加工误差进行检测,通过实验分析表明,采用变截面螺旋轨迹算法进行活塞加工,其轨迹误差比传统的近似螺旋轨迹算法误差低了1个量级,最大轨迹误差减小至0.86μm,为下一步有效提高中凸变椭圆型活塞裙部型面加工精度奠定了基础。

中厚板变坡口焊缝填充自适应控制系统

针对中厚板变坡口机器人焊接焊缝填充的问题,利用激光传感器扫描坡口拟合出坡口截面积变化规律.设计焊接数据库,存储不同焊接参数下对应的焊缝截面积,使用最小二乘法推理出焊缝截面积与焊接速度的函数关系.根据坡口截面积变化规律,自适应控制焊接速度的变化,从而使得工件坡口刚好填满,解决了变坡口焊接参数调整的难题.可用数据库语言对知识库进行规范管理,不断完善焊接数据库.以厚度为12 mm的变坡口中厚板为例进行试验.结果表明,该系统焊接效果良好,坡口金属填充量误差较小.

机器人复杂曲面磨抛系统的构建及实验

针对机器人磨抛加工缺少工程实践的问题,根据人工砂带磨抛生产线,结合工业机器人的应用,设计并搭建了工业机器人复杂曲面砂带磨抛自动化生产系统。利用Robot Studio建立了该系统的模拟仿真环境,实现了加工轨迹的离线编程和在线模拟。以水龙头磨抛为对象进行加工检测,在粗磨和细磨后工件表面分别获得Ra=2.2672um和Ra=0.7616um的表面粗糙度。该结果完全满足零件表面磨抛加工要求,为工业机器人砂带磨抛系统的自主研发提供了理论依据和实验参考。

多层多道焊接参数模糊控制系统的设计

针对工业机器人中厚板多层多道焊接参数选择的难题,采用基于查表的模糊控制方式,选取送丝速度和焊接速度为控制量,熔丝面积为被控制量,利用Matlab得出了各个变量之间的模糊控制表,用C#编写软件,实现了焊接参数的模糊控制.以25 mm厚对接平焊为例进行试验,结果表明该系统能将焊接后熔丝面积与实际焊接需要填充量的误差保持在5%以内.

风作用下含磁流变阻尼器的拉索攀爬机器人动力学建模与分析

为增强拉索攀爬机器人在不同风载环境下的适应能力,提出了一种机器人-拉索-风耦合系统的动力学建模与分析方法.首先,利用磁流变液体的固液转换特性,设计了具有输出力连续可调功能的阻尼器,并将其应用于拉索攀爬机器人.其次,分析拉索载荷,建立了机器人-拉索-风耦合动力学模型.然后,通过有限元分析,获得阻尼器中磁流变液产生的阻尼力变化范围为0~153.45 N,与理论模型一致.同时,利用动力学模型的数值仿真得到了阻尼器的建议工作电流分别为0.1 A (3级风)和0.3 A (6级风).最后,为了验证以上理论,分别对阻尼器和拉索攀爬机器人进行了性能测试实验.结果表明,与理论值相比,该阻尼器实际输出力的平均相对误差不超过3.22%.将其安装到机器人上,可将速度波动范围降低83.7%,能显著提高机器人的爬升稳定性.

基于弹簧-磁流变阻尼器的拉索攀爬机器人减振机构及控制方法

拉索攀爬机器人在运行过程中受振动的影响,会出现打滑等爬升不稳定现象。为解决这一问题,首先,针对典型拉索攀爬机器人系统进行试验,分析振动环境下导致机器人速度波动的主要因素。然后,提出一种可调阻尼的弹簧-磁流变阻尼加载机构,并给出了输出力模型。进而,以拉索攀爬机器人系统的动力学模型为基础,建立以期望爬升速度为输入变量,电流值为输出变量的模糊PID控制器。最后,为验证以上理论的正确性,对所提出的弹簧-磁流变阻尼器和模糊PID减振控制方法进行了仿真和试验。结果表明,阻尼器的理论最大输出力为492 N,与实际测试值基本一致,平均相对误差约为3%;基于弹簧-磁流变阻尼器的模糊PID减振控制方法可将拉索攀爬机器人的速度波动控制在0.013 m/s范围内,显著提升了机器人爬升的稳定性。

基于曲率优化的机器人砂带磨削轨迹规划

针对复杂曲面零件砂带磨削编程效率低、精度差的问题,基于B样条曲线曲面重构和机器人离线编程技术,提出了一种根据关键接触点曲率值生成工业机器人磨削轨迹的方法.首先,利用零件表面上需要进行砂带磨削的关键接触点和积累弦长参数化法构造节点矢量,从而计算出磨削轨迹的B样条基函数;其次,根据控制顶点反求矩阵得到全部未知控制点和3次B样条加工曲线;然后,分析关键接触点之间的曲率变化率和弧长,对关键点细化生成符合磨削工艺要求的目标点:最后,通过求解双3次B样条插值曲面方程获得目标点的加工姿态.以水龙头磨削为例进行试验,结果表明曲率优化算法磨削的零件表面轮廓形状明显优于截面法,且其粗糙度值能稳定在0.082μm左右,可以有效提高工件表面加工质量.

监测舌苔变化观察三仁汤加减治疗湿阻三焦证的过程

目的观察三仁汤对湿阻三焦证的治疗作用.方法：符合湿阻三焦证,用三仁汤为主加减治疗,观察其舌苔三个参数的变化,作为其治湿的主要指标.对症候群的有效程度、三个参数变化进行比较分析.结果：三仁汤对湿阻三焦的病理状态87.5%能有效启动化湿机制,逆转病机的比例9.3%.对舌苔糙腻参数的影响是趋向于变粗糙.结论：三仁汤治疗湿阻三焦证有效,有使舌苔糙化的趋势.

基于三维软体驱动器的手部康复装置研究

针对手部康复装置结构复杂、穿戴舒适性差、制作成本高等问题,提出了一种基于三维软体驱动器的新型手部康复装置。首先,根据手部功能运动范围分析,设计了具有三空腔结构和纤维增强结构的三维软体驱动器。其次,利用Yeoh模型、虚功原理和结构分析,建立了以空气压强、纤维匝数为输入量,弯曲角度为输出量的数学模型。然后,通过有限元分析,确定了纤维匝数和建议工作压强,降低了数学模型的计算量。最后,使用3D打印技术和硅胶材料完成了样机的制作。为了验证以上理论,在软体驱动器综合实验平台上进行了性能测试。结果表明,该软体驱动器的最大弯曲角度、指尖力和相对误差分别为230°、1.08 N和25.04%;该装置可以模仿常见手势,抓取日常生活用品,能够满足基本的手部康复训练。

人类增强技术的伦理范式转换:超人类主义的伦理视角

人类增强技术的发展引发了"增强时代"的超人类革命,同时也激起了生物保守主义与生物进步主义的伦理论争。面临着新技术展现形式带来的伦理质疑与挑战,超人类主义试图寻求伦理范式和伦理视角的转换以对后人类伦理进行合理辩护,即关乎医学功能转移、技术逾越性和人性改良伦理范式转换的后人文主义转向和复合性技术转向。因此,面对人类增强技术研发与应用在全球范围内的兴起,需要在允许的限度内进行负责任创新、完善监管机制以化解伦理困境、解决伦理难题,使人类增强技术能在人类普遍认同的伦理框架内有序发展。

基于蚁群-势场算法的折弯机器人随动轨迹规划

为提高折弯机器人随动轨迹规划的编程效率和光滑性,提出了一种将蚁群算法和改进人工势场算法相结合而成的混合轨迹规划方法。首先,利用蚁群算法规划出一条初始路径,并根据该路径上的节点,生成轨迹的方向引导向量。然后,利用该向量引导人工势场法中的引力势场和斥力势场,进而得到一条光滑、平缓、稳定的折弯随动轨迹。最后,与传统几何解算进行仿真对比表明,该方法生产的轨迹具有更高的光滑性和平稳性。