基于三点矢量法的转角焊缝焊接轨迹规划

为解决带转角焊缝焊接中机器人示教步骤复杂问题,提出一种基于三点矢量法的转角焊缝焊接轨迹规划方法。首先,根据示教起点、转角顶点、终点和用户输入的圆弧半径,利用空间矢量法将焊缝分为五段,并修正圆弧半径,进而规划各段焊缝焊接插补路径;其次,根据焊接工艺要求,采用旋转矢量法规划焊枪姿态。在处理可能的内侧转角焊缝空间狭窄问题时,应用极限碰撞理论获取焊枪安全角度,以进一步调整焊枪姿态;最后,结合焊接路径规划和焊枪姿态规划,得到完整焊接轨迹。仿真和实验结果表明,该算法简化了机器人示教操作,提高了焊接效率,实现了安全焊接。实践证明,该算法适用于实际焊接工作。

基于PID切换控制的弹道修正引信滚转角控制方法

为解决弹道修正引信在修正过程中弹体受力变化较大引起的模型非线性问题,为保证滚转角控制算法的有效控制范围可有效覆盖整个修正控制过程,采用了基于动压变化的位置-速度双闭环比例-积分-微分(proportional-integral-differential,PID)切换控制算法.在传统PID控制算法基础上引入切换控制,将PID控制系统设计成子系统,依靠引信动力学模型与动压之间的关联,以动压为切换信号制定切换规则将多个PID控制系统串联,拓宽了滚转角控制系统的有效控制范围.结合理论分析与仿真验证,结果表明:在整个弹道修正控制过程中定位精度在0.25°以内,响应时间小于0.3 s,验证了基于动压变化的PID切换控制算法对非线性的引信滚转角控制模型、持续滚转角控制的可行性.

钢管混凝土格构柱-组合箱梁节点弯矩-转角曲线计算方法

为研究钢管混凝土格构柱-组合箱梁节点的弯矩-转角关系,提出了基于极限弯矩、初始转动刚度的四折线弯矩-转角模型。对节点进行了低周往复荷载试验,分析试验结果,得到了三种节点连接件的滞回曲线、骨架曲线以及弯矩-转角曲线。基于钢结构设计标准,提出了适用于钢管混凝土格构柱-组合箱梁节点极限弯矩计算方法;基于组件法建立了节点的初始转动刚度计算模型,分别计算得到节点的极限弯矩与初始转动刚度值,并与试验值进行了对比,误差较小,吻合良好。基于极限弯矩、初始转动刚度建立了钢管混凝土格构柱-组合箱梁节点四折线弯矩-转角模型,对比验证了模型的正确性及适用性。该研究建立的四折线模型简单、精确且表达直观,可为钢管混凝土格构柱-组合箱梁节点结构设计和分析提供参考。

某多轴载重汽车转向桥转角关系匹配的优化设计

设计某多轴载重汽车的转向系统,在ADAMS/VIEW搭建转向系统虚拟样机模型并对其进行模拟,得到转向轮转角变化曲线。同时与通过阿克曼定理获得的转向轮转角理论值进行比较,分析、优化各转向桥左右轮以及桥与桥之间的转角匹配关系,使得转角模拟值与通过阿克曼定理获得的转向轮转角理论值趋近一致。

开挖宽度对异形基坑L形转角区支护结构变形影响研究

为研究不同开挖宽度对基坑L形转角区支护结构变形规律的影响,基于滨州市某异形深基坑工程项目的现场实测数据,分析了基坑开挖过程中L形转角区阴阳角位置处支护结构变形规律的差异性;建立了不同基坑宽深比(B/H,B和H分别为基坑宽度和深度)的L形转角基坑模型,研究了不同宽深比条件下转角位置处阴阳角相互作用条件下支护桩水平变形的空间分布规律,进一步明确基坑L形转角区支护桩不同深度处水平变形受影响范围。结果表明:当B/H<1.0时,阳角侧支护桩浅部水平变形受转角效应影响的范围随B/H的增加呈现出明显减小的趋势,其值近似满足2.4H-B;当B/H>1.0时,阳角侧支护桩浅部水平变形受转角效应影响的范围约为1.5H;坑内底部支护桩水平变形受基坑宽深比影响不明显,受转角效应影响的范围约为0.6H;当B/H<1.0时阴角侧支护桩浅部水平变形受影响范围约为1.6H,当B/H>1.0时其水平变形受影响范围约为0.6H+B;坑内开挖底面位置处阴角侧支护桩水平变形受影响范围约为0.6H+B,受宽深比变化影响不明显。

纯钽等通道转角挤压织构演变数值模拟研究

研究了纯钽在室温下的多道次等通道转角挤压(ECAP)变形的微观组织和织构演变规律,并通过建立粘塑性自洽模型对变形过程进行模拟。结果表明:4道次ECAP变形后的晶粒细化效果明显,平均晶粒尺寸由初始状态的约45μm减小到约0.9μm,位错密度显著增加,局部区域发生动态再结晶;预测的织构与实验观测结果吻合较好,C路径的应变方向反转会导致部分纤维织构组分在偶数道次时受到明显的抑制,此时以{112}面滑移为主;变形初期,J_(θ)、J_(θ)、F_(θ)、D1_(θ)和D2_(θ)组分都得到了发展,但都偏离了它们的理想位置;随着等效应变的增加,{110}_(θ)纤维的组分向<111>_(θ)纤维的组分过渡,共有组分(E,E)得到加强,由于晶粒的细化及位错密度的升高,最终大多数晶粒转到<111>方向。

丝绸之路甘肃段明清传统木构建筑转角结构演进研究

古丝绸之路沿线甘肃境内尚有大量的传统木构建筑实物遗存,其形制存在着明显的交融性及差异性;该区域内等级较高的是歇山建筑,转角结构的区别尤为突出。文章从转角结构的类型出发,运用建筑形制年代学的分析方法,梳理丝绸之路甘肃段沿线重镇典型传统建筑转角结构的形制特征和演进机制,从而明晰沿线木构建筑的分布特征与地域差异,挖掘地方建筑营造体系发展脉络的深刻内涵,以期完善该区域的大木营造理论,并由此映射丝绸之路的文化内涵。

自动泊车前轮转角闭环的分层控制方案

为提高自动泊车系统中控制器的抗扰动能力,优化控制律执行效果,提出了前轮转角闭环的分层控制方案.设计了以行驶距离为非时间参考量的fal函数非光滑控制律,输出前轮转角控制量.以阿克曼转向模型为基础,建立了前轮转角观测器,并使用模糊滑模控制器实现前轮转角闭环的横向控制.搭建Carsim/Simulink联合仿真系统,在典型泊车场景下验证所设计控制器的有效性、跟踪效果及鲁棒性.使用实车测试平台开展了试验.结果表明:所设计的前轮转角闭环分层控制方案能够快速准确地跟踪目标路径,提高了泊车系统的横向控制精度,并在未知转向非线性扰动下也具有良好的跟踪控制效果.

自复位转动摩擦阻尼器弯矩-转角恢复力性能研究

为了满足减震结构对可恢复功能的要求,针对传统摩擦阻尼器不具备自复位能力震后存在较大残余变形的问题,提出了一种基于形状记忆合金的自复位转动摩擦阻尼器,由摩擦耗能装置和形状记忆合金自复位装置组合而成。介绍了该SCRF(self-centering rotating friction)阻尼器的构造形式、工作原理,通过理论推导建立了SCRF阻尼器的弯矩-转角恢复力模型,通过ABAQUS软件有限元数值分析结果对弯矩-转角恢复力模型进行了验证,分析了低周往复荷载作用下SCRF阻尼器的滞回性能,并进行了参数分析。结果表明:有限元计算结果与阻尼器恢复力模型结果吻合良好;提高接触面间的摩擦因数与斜面高度可以提高阻尼器的最大承载力、耗能能力、有效刚度,但是超过一定限值的斜面高度会降低阻尼器的自复位能力;施加SMA螺栓预紧力可以提高阻尼器的摩擦启动弯矩,对于阻尼器的耗能能力与最大承载力影响不大。

六轴串联机器人关节转角误差补偿及运动学标定

机器人运动学标定是几何量计量领域的热门研究方向之一。针对现有串联机器人运动学标定方法一般都忽视关节转角误差补偿的问题,在六轴串联机器人关节转角误差实验数据分析基础上,提出一种基于切比雪夫多项式拟合的机器人关节转角误差补偿,并在关节转角误差补偿之后进行机器人本体运动学标定。然后,利用激光跟踪仪对ABB IRB 1410机器人进行关节转角误差补偿和本体运动学标定实验验证,实验结果表明:该方法可以将机器人的绝对定位误差均值由2.11 mm降至0.66 mm。研究工作将为进一步提升机器人定位准确度提供理论基础和技术条件。

基于偏转角抑制的改进人工势场法路径规划

针对传统人工势场法在实际应用中存在的局部最极小值、目标不可达以及路径震荡等问题,文种提出了一种基于偏转角抑制的改进人工势场法。该方法以传统人工势场法为基础,采用改进斥力势场函数保证目标点为全局势能最低点。在路径解算中引入偏转角抑制因子来抑制无人车行驶过程中过大的偏转角,在无人车陷入局部极小值点后每一步的路径解算中都添加新的虚拟目标点,直至无人车累积一定的偏转角摆脱障碍物群。仿真实验结果表明,该算法可以在不影响无人车避障的情况下减少规划路径的震荡性,并能够使无人车逃脱复杂障碍物群顺利到达目标点,规划出一条有效、简短以及震荡较少的路径。

采用转角补偿LQR的自动驾驶集卡路径跟踪控制

为了解决自动驾驶集卡中半挂车在行驶过程中的路径偏移问题,提出了一种引入铰接角偏差和转角补偿的线性二次调节器(LQR)控制方法。基于集卡三自由度动力学模型建立了考虑铰接角偏差的路径跟踪误差模型;通过采用比例-积分-微分(PID)算法进行转角补偿设计了LQR路径跟踪控制器;通过MATLAB/Simulink和TruckSim搭建联合仿真平台,在不同工况下进行仿真分析验证。结果表明:通过采用提出的路径跟踪算法,引入PID转角补偿,牵引车平均距离偏差降低62%以上,半挂车平均距离偏差降低31%以上,航向偏差和铰接角偏差也均有所改善。因此,该文提出的控制算法具有较好的路径跟踪性能,提高了对期望路径跟踪的精度和稳定性。

90°转角微流道内导流板应用特性数值研究

改善转角微流道内流体的二次流特性对提高微流体传输的可靠性具有重要意义。针对90°转角矩形截面微流道,本文提出在微流道转角处增加导流板来实现该区域二次流的主动调节和控制。本文设计了圆弧型和弧—直组合型两种导流板结构,建立了五种不同结构微流道模型,开展了流场对称性和Dean涡分析,流体相对横向动能ksec和流道局部阻力系数ζ90°计算。结果表明,导流板结构能有效改善微流道转角区的流场对称性,加速Dean涡的消失,降低二次流强度,同时也会引起流体流动局部阻力系数有所增加。

一种联合TDCM和PFA的空间目标大转角ISAR成像方法

空间目标态势感知是当前航天技术领域的研究热点,逆合成孔径雷达(Inverse Synthetic Aperture Radar, ISAR)是空间目标感知的一种有效手段。为了得到利于目标鉴别的高分辨二维ISAR图像,需要通过增大积累转角来提高方位向分辨率。但是,随着转角的增大,平动与转动之间的耦合增大,使得传统的先平动补偿、后利用转动成像的两步式成像方法不再适用。本文提出了一种结合时域信号共轭相乘(Time Domain Conjugate Multiplication, TDCM)处理与极坐标格式算法(Polar Format Algorithm, PFA)的成像算法,首先利用雷达回波的二维相干性,通过TDCM处理进行平动粗补偿,然后借助PFA的插值操作校正大转角引起的散射点越分辨单元走动(Motion Through Resolution Cell, MTRC)并估计目标相对转动参数。通过迭代处理,持续对平动和转动参数进行优化,提升运动补偿效果。仿真验证了所提成像算法的有效性,与传统算法相比,成像聚焦性更好。

基于深度学习的机理模型与数据混合驱动的视觉转角测量方法

为克服基于视觉的转角测量方法容易受到系统干扰的局限性,提出了一种基于深度学习的机理模型和数据混合驱动的视觉转角测量方法。从数学原理上验证了采用等腰三角形作为轴上花纹的合理性和有效性,构建三角花纹转角计算机理数学模型。引入基于YOLOv8的深度学习模型,采用线性组合将两者结合构建成混合转角测量模型。实验结果显示,这种混合模型在测量准度上有显著提升,相比仅用机理模型,其平均误差降低1.125°,均方根误差降低10.05°,在不同环境测试集上仍保持高效性能。该模型充分利用了深度学习模型对图像随机干扰的学习能力,同时保持了数学模型的约束和稳定性,提高了视觉角度测量的准确性,而且增强了其对环境变化以及系统干扰的适应性。

Sb/SnC范德瓦耳斯异质结光电性质的层间转角依赖性及其应用

基于二维锡基材料与锑烯单层构建了具有不同层间转角的6种Sb/SnC二维范德瓦耳斯异质结,并根据第一性原理对其光电性质及应用开展研究.研究结果表明,6种层间转角的Sb/SnC异质结具有不同的带隙,且当层间转角为10.89°,19.11°,23.41°和30°时,Sb/SnC异质结显示出Ⅰ型能带结构,而当层间转角为8.95°和13.59°时,则是Ⅱ型能带结构.同时,6种异质结的轨道投影带结构表明,由于层间转角改变了异质结的原子堆叠方式,从而改变了轨道耦合并进一步调控了异质结的电子结构.此外,吸收谱的计算表明,与Sb和SnC单层相比,异质结的光吸收系数在可见光区域得到显著增强,且对应不同的层间转角,异质结的光吸收特性差异明显.在应用方面,作为太阳能电池材料,层间转角为8.95°和13.59°的Sb/SnC异质结分别具有17.48%和18.59%的光电转化效率;作为全解水光催化剂,层间转角为8.95°的异质结可对pH值为0-2的水完全催化分解,而层间转角为13.59°的异质结仅可以对pH值为0-1的水进行催化分解.因此,作为一个重要的结构参数,层间转角可以有效地调控Sb/SnC异质结的光电特性,具有特定转角的Sb/SnC异质结可在太阳能和光催化领域获得应用.

差热-等通道转角挤压工艺对TZK镁合金微观组织与腐蚀性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、电化学、X光电子能谱分析等测试技术探究了差热-等通道转角挤压工艺(DT-ECAP)对Mg-5Sn-2Zn-0.5Zr(TZK)镁合金微观组织和腐蚀性能的影响。结果表明,当模具温度为300℃、试样保持室温时(DT-1),TZK镁合金晶粒和第二相显著细化,且第二相呈弥散分布。此外,在DT-1变形条件下,TZK镁合金在Hank′s溶液中呈现均匀腐蚀,腐蚀速率为1.161 mm·a^(-1),腐蚀电位与腐蚀电流密度分别为-1.38 V和5.916×10^(-6)mA·cm^(-2),合金耐蚀性能最优。而当模具温度为300℃、试样温度为200℃(DT-2)以及模具保持室温、试样温度为300℃(DT-3)时,合金中的第二相沿变形方向呈带状分布,且局部区域存在粗大的块状第二相,其在Hank′s溶液中的腐蚀以局部腐蚀为主。

基于莫尔条纹的全周转角精密测量方法

由于将莫尔条纹图进行快速傅里叶变换时会导致频谱泄露,导致无法实现360°的全周精确测量,因此提出基于莫尔条纹的全周转角测量方法并搭建转角测量系统。以1°为步距,利用CMOS相机采集不同宽度的莫尔条纹图像,采用快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)对条纹进行处理,得到光栅频谱信息。同时采用汉宁窗能量重心校正算法(Hanning-window energy centrobaric method,HnWECM)校正频谱,得到莫尔条纹图像表征转角的真实有效信息,实现全周精确测量。实验结果表明,该系统可快速精准地实现转角的全周测量,测量范围广,最大误差率为0.2433%。

不同翻转角和延迟时间对Gd-BOPTA增强肝胆期肝脏和胆道系统图像质量的影响

目的探讨不同翻转角(flip angle,FA)和延迟时间对钆贝葡胺(gadobenate dimeglumine,Gd-BOPTA)增强MRI肝胆期(hepatobiliary phase,HBP)肝脏和胆道系统图像质量的影响。材料与方法回顾性分析57例肝脏Gd-BOPTA增强3.0 T MRI扫描患者病例。所有患者在注射对比剂后延迟60 min及120 min分别行FA为10°、15°、20°、25°、30°HBP成像,FA与延迟时间任意两两组合为10组。测量各组肝脏及胆总管的信号强度(signal intensity,SI)和竖脊肌的SI及标准差(standard deviation,SD),计算信噪比(signaltonoiseratio,SNR)、对比噪声比(contrast to noise ratio,CNR)、胆道-竖脊肌比值(bile to paravertebral muscle ratio,BMR);采用5分法对胆道的可视性进行主观评价。分别使用组内相关系数(intra-class correlation coefficient,ICC)和加权Kappa检验评估两名观察者间所测数据及主观评分的一致性;采用非参数Friedman检验进行各组SNR、CNR、BMR及主观评分多组间比较,采用LSD-t检验进行各组SNR、CNR、BMR及主观评分的事后组内两两比较,对结果进行Bonferroni校正,根据统计结果选择FA与延迟时间的最优组合。结果两名观察者除120min/FA15°组的SNR肝测量值的一致性为尚可外(ICC值=0.75),余各组数据测量及主观评分的一致性均良好(ICC值均>0.75,Kappa值均>0.75)。各参数在延迟120 min组均高于延迟60 min组;120min/FA30°组的SNR_(肝脏)最高[63.91(49.44,77.15)],与60min/FA10°组和120min/FA10°组的组间差异具有统计学意义(P<0.05);120min/FA30°组的CNR_(肝脏)最高[44.21(31.58,53.64)],与60min/FA10°组、60min/FA15°组、60min/FA30°组和120min/FA10°组的组间差异具有统计学意义(P<0.05);120min/FA30°组的SNR_(胆总管)最高[305.27(193.97,377.53)],与60min/FA10°组、60min/FA15°组、60min/FA20°组、60min/FA25°组、120min/FA10°组和120min/FA15°组的组间差异具有统计学意义(P<0.05);120min/FA30°组的CNR_(胆总管)最高[278.66(180.80,357.20)],与60min/FA10°组、60min/FA15°组、60min/FA20°组、60min/FA25°组、60min/FA30°组、120min/FA10°组、120min/FA15°组的组间差异具有统计学意义(P<0.05);120min/FA30°组的BMR最高[14.75(11.55,17.87)],与60min/FA10°组、60min/FA15°组、60min/FA20°组、60min/FA25°组、120min/FA10°组、120min/FA15°组的组间差异具有统计学意义(P<0.05)。主观评分结果显示,60min/FA10°组胆道的可视性最差,显著低于60min/FA20°组、60min/FA25°组、60min/FA30°组、120min/FA15°组、120min/FA20°组、120min/FA25°组、120min/FA30°组(P<0.05)。结论通过比较不同FA与延迟时间的组合,120min/FA30°组对Gd-BOPTA增强HBP肝脏及胆道图像质量显示最佳,增大FA与延长延迟时间可以明显提高图像质量。

3.0T小翻转角3D快速稳态进动成像显示胎儿脊柱发育畸形

目的观察3.0T小翻转角(FA)3D快速稳态进动成像(FIESTA)显示胎儿脊柱发育畸形的价值。方法回顾性分析43胎因产前超声提示脊柱异常而接受脊柱MR检查,包括2D单次激发快速自旋回波(2D SSFSE)、2D FIESTA、2D磁敏感加权成像(SWI)及3D FIESTA的单胎胎儿,以Likert量表对图像显示胎儿颈、胸、腰骶椎质量进行主观评分,计算图像信噪比(SNR)及对比度噪声比(CNR),并对各序列进行比较。结果各序列图像显示胎儿颈、胸及腰骶椎质量主观评分、SNR及CNR差异均有统计学意义(P均<0.001)。2D SSFSE与2D FIESTA、2D SWI与3D FIESTA显示胎儿腰骶椎质量主观评分差异无统计学意义(P均>0.05),而其余序列显示胎儿颈、胸及腰骶椎质量主观评分结果两两比较差异均有统计学意义(P均<0.05)。3D FIESTA所示胎儿颈椎SNR、胸椎SNR及CNR均高于2D SSFSE、2D FIESTA及2D SWI(P均<0.05),所示颈椎CNR高于2D SSFSE及2D FIESTA(P均<0.05)、腰骶椎SNR高于2D SWI(P<0.05)而腰骶椎CNR高于2D SSFSE及2D SWI(P均<0.05)。结论3.0T小FA FIESTA有助于检出胎儿脊柱发育畸形。