非圆齿轮滚齿包络误差建模及抑制研究

非圆齿轮节曲线各位置的齿廓具有等模数、不等曲率半径和极径的特点,在滚切过程中形成的各齿廓的包络线分布特性不同,导致不同位置的齿廓具有不等的包络误差。对此,以滚切基本联动模型为运动约束,构建滚刀断续切削齿廓的几何仿真方案,给出包络线分布与节曲线曲率半径和极径之间的关联特征;引入当量滚刀概念,建立了包络误差与当量齿轮齿数和当量滚刀槽数的关系模型;研究整周不同齿廓最大包络误差的计算和位置分布,提出了一种改善包络误差的滚切模型。该模型通过窜刀运动实现非圆节曲线不同位置当量滚刀槽数的改变,进而抑制包络误差的最大值及不均分布。研究工作为非圆齿轮滚切齿廓包络误差分析提供了理论支撑,可对包络误差进行预判并指导合理加工方案的制订。

基于子孔径包络误差校正的SAR高精度运动补偿方法

目前,SAR正在向体积小、重量轻、功耗低的方向发展,由于受气流的影响,微小型SAR平台极易偏离理想航迹,大幅运动误差造成SAR图像质量严重下降,因此在微小型SAR成像处理过程中对运动误差的精确补偿十分重要。运动误差会造成包络误差和相位误差,传统运动补偿算法往往忽略包络误差的空变性,但是当运动误差幅度过大时空变的包络误差会对成像质量造成严重影响。该文提出与频分子孔径运动补偿算法相结合的包络误差校正方法,该方法消除了空变包络误差的影响,从而改善了成像质量。仿真和实测数据处理结果验证了该算法的有效性。

基于复位路径包络误差和改进人工势力场法的复位机器人安全策略

针对机器人辅助骨折复位操作中的人机协同手术安全问题,提出一种基于复位路径包络误差和改进人工势力场的复位安全策略。根据CT扫描数据,采用逆向建模构建骨折的3D数字化模型,采用A*搜索算法规划避障复位路径。基于临床手术精度要求和术前规划的复位路径,在所规划的复位路径周围构建包络误差面,提出改进的人工势力场法,以无数个包络圆形成的包络误差面建立斥力场,在骨折近端断面处建立引力场,引导复位机器人进行骨折复位,保证机器人辅助骨折复位手术操作被限定于复位路径的包络误差范围内。对基于复位路径包络误差的机器人复位安全策略进行仿真验证,针对骨折复位路径无障碍、有障碍两种情况,分别进行复位操作安全策略的仿真分析。仿真结果表明采用包络误差和改进人工势力场的安全策略时,复位路径完全落在包络误差所限定的范围内,能较好地避开障碍物,且仿真路径与规划路径非常接近,能有效提高机器人复位操作的安全性和精准性。