Optimal design and experiment research of an orthogonal-parallel six-axis force/torque sensor

A novel orthogonal-parallel six-axis force/torque sensor is studied based on a modified Stewart platform architecture,and the optimal design and experiment research of the sensor are discussed.Firstly,the model of orthogonal parallel six-axis force/torque sensor based on improved Stewart platform architecture and its static mathematical model are proposed.Secondly,according to the actual working condition of the sensor,the sensor is optimized and the optimal solution is obtained.Then,the experimental prototype and calibration system is developed.Finally,the superiority of the sensor structure and the effectiveness of the optimization method are verified by calibration experiments.The results of the proposed method are useful for the further research and application of the orthogonal-parallel six-axis force/torque sensor.

基于信息融合子域适应的不同工况下谐波减速器故障诊断方法

针对工业机器人谐波减速器不同工况数据分布差异大,部分工况数据标签缺失以及单一传感器获取信息不全面,导致诊断准确率不高的问题,提出一种信息融合子域适应的不同工况下谐波减速器故障诊断方法。该方法将源域和目标域一维振动数据利用小波变换构建时频图;使用基于小波变换的图像融合方法整合多个传感器的时频信息并构建融合图像;提出多表示特征提取结构的改进残差网络以充分挖掘融合样本多表示特征,同时,在无监督场景下将源域和目标域融合样本的多表示特征进行子域适应处理,减小两域的各个子域间的分布差异,从而将知识从标签丰富的源域迁移到标签缺失的目标域,最终实现不同工况下谐波减速器的故障诊断。通过搭建工业机器人谐波减速器故障实验台并进行实测,所提方法在所有迁移任务中平均准确率可达98.8%,能够有效实现无监督场景中不同工况下谐波减速器的故障诊断。

考虑多工况的甘蔗收割机回转台轻量化研究

甘蔗收割机回转台在工作过程中承受过双侧凹坑、转向过坑等工况载荷及扭矩的作用,受力复杂,优化时需要多工况综合考虑。ESO多工况优化方法由于未考虑不同工况间的重要程度,不易获得全局最优解。因此提出一种多目标拓扑优化函数,采用带权重的线性加权法协调多个目标函数,构建多工况拓扑优化数学模型,运用层次分析法确定各工况的权重系数,基于inspire软件对回转台进行多目标拓扑优化,从而获得材料的最优分布。优化结果表明:优化后回转台结构最大应力与最大位移均有所下降且满足强度与刚度要求,实现了多目标同时优化。

不同工况下可见-近红外光谱的煤矸识别研究

在实现煤炭高效利用过程中,煤矸分选是一个非常重要的步骤,但现有的煤矸分选技术存在资源浪费,效率较低等问题。可见-近红外光谱识别技术具有快速可靠的优点,在煤矸识别领域已有一定的研究基础,但大多数研究并未结合实际工况进行有效分析。首先,在实验室中搭建可见-近红外光谱采集装置,模拟实际环境下不同探测角度(0°、10°、20°、30°)、探测距离(10、15、20、25 cm)、光照角度(15°、25°、35°、45°)三种工况,并分别在单因素条件以及正交试验设计的多因素条件下,采集山西西铭煤矿的煤和矸石样本在可见-近红外波段的光谱数据。其次,对采集的光谱数据进行分析,并先后经过标准正态变量变换和Savitzky-Golay卷积平滑,以减少噪音和误差对数据的影响。最后,在单因素试验中,结合预处理算法并基于决策树(DT)、K近邻(KNN)、偏最小二乘判别分析(PLS-DA)、支持向量机(SVM)、AdaBoost五种机器学习模型对光谱数据进行训练。单因素试验结果表明,AdaBoost算法具有较强的学习能力,在不同工况下对煤和矸石的识别准确率均为100%,优于其他识别模型。在正交试验中,支持向量机(SVM)作为识别模型进行训练,结果表明,在原始数据和预处理后的数据中,三种工况对煤矸识别准确率的影响程度不同,影响次序从大到小为不同光照角度、探测距离、探测角度。同时,对比实验结果可以得出,选用合适的预处理和建模方法可以降低不同工况对识别准确率的影响。预处理后的数据中,最优的工况组合为探测角度0°、探测距离20、光照角度35°。随机选取一组条件与最优组进行三次重复对照试验,结果表明最优组的识别表现优于随机对照组。研究结果对煤矸识别最优工况条件的寻找具有借鉴意义,并为可见-近红外光谱技术在煤矸识别领域的实际应用提供了理论基础。

涵道螺旋桨多工况设计

单一工况下设计的涵道螺旋桨通常不能满足垂直起降飞机的多工况高效需求。基于叶素动量理论可以开展涵道螺旋桨多工况设计,其关键在于不同工况下螺旋桨拉力占比、修正来流速度的计算。在无螺旋桨几何的情况下,采用动量源方法对涵道拉力进行估算,提出了修正来流速度的计算方法,基于最小能量损失原则建立螺旋桨几何,采用多重参考系方法进行耦合计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)修正,得到单一工况下弦长扭转角关系、螺旋桨拉力占比以及修正来流速度。通过改变设计升力系数及转速,使不同工况下涵道螺旋桨的弦长及扭转角相匹配。分析结果表明,动量源方法计算的涵道拉力占比较大,来流速度修正方法可减少相同工况下耦合CFD求解计算量。多工况设计可有效提高涵道螺旋桨的综合效率。

海上高墩移动模架现浇箱梁施工技术研究及应用

随着我国桥梁建设的不断发展,移动模架施工现浇梁工艺在桥梁建设中得到了广泛应用。由于海上复杂的水流、波浪和风力等环境因素,移动模架在海上桥梁建设施工中面临着独特的挑战。以龙门大桥建设为例,探讨了在海上复杂条件下移动模架拼装以及在不同工况下施工、曲线过孔、双幅交叉作业、自行倒退等一系列挑战,通过创新传统工艺,促进了海上高墩移动模架现浇箱梁施工的安全有序进行。

基于多目标的城市给水管网多工况优化设计方法

由于传统给水管网优化设计一般采用单目标单工况的优化模型,设计结果往往不具有全局可行性。因此,本文提出基于多目标的城市给水管网多工况优化设计方法。以管网造价最小为经济性目标、节点富余水头最小为可靠性目标,构建城市给水管网的多目标多工况优化设计模型,通过模型求解得到最佳的优化设计方案。应用结果表明,设计方法优化设计后,不仅确保城市给水管网的多工况供水安全稳定,而且减少了水资源浪费,该方法可靠性较高。

刮板输送机链传动系统结构设计及对比分析

为提升刮板输送机链传动系统的啮合性能,通过选取设计变量,建立链轮最大应力、最大变形量及模态频率与链轮直径和节距的近似模型,优化设计链传动系统结构,并依据多目标优化设计结果,确定方案一为最佳优化方案。对比分析优化前后满载运行工况的链轮情况,表明相比优化前,链轮最大变形量比原变形量降低6.95%,且应力分布趋向均匀,明显改善了链传动系统受力状况及啮合性能。

某电动汽车动力总成悬置设计与特性研究

以某企业电机和压缩机为研究对象,建立电动汽车动力总成动力学模型,分别用ADAMS建模和MATLAB编程2种方式分析系统模态;针对电机模态分析中解耦率存在耦合振动问题,利用MATLAB联合Isight软件对解耦率进行优化分析;对优化后的悬置系统进行非线性刚度设计,基于通用汽车28工况,利用多体动力学分析28工况中的典型和极限2个工况,得到动力总成质心转角和位移、悬置弹性中心点位移、悬置所受载荷;利用有限元分析软件对悬置支架进行静、动态分析,校核悬置非线性刚度设计和支架设计合理性。

多级压差控制阀的设计与验证

介绍了多级压差控制阀的工艺参数、工作原理及结构特点,设计了一种应用于某核能开发工程项目减温减压装置的功能部件,并对其结构设计、密封形式、口径、压差的选取、强度校核进行了详细的阐述。为确保满足复杂的实际工况,对控制阀的基本误差、回差、死区、额定行程偏差、耐压强度、填料函及其他连接处密封性、泄漏量、额定流量系数、固有流量特性进行检验验证,为解决流量变化范围大、高变压差等复杂工艺参数工况阀门的选型提供了参考。专利号:ZL202223305670.3。

人防工程电气专业平战功能转换设计要点探讨

结合安徽省地方标准DB34/T4628-2023《人民防空工程平战转换技术规范》,对其中与电气专业相关的内容进行梳理归纳,并结合现行人防工程相关规范及设计通常做法,对DB34/T4628-2023的新要求新规定进行分析,给出相应的解决办法。

某液压泵马达测试台功率回收系统研究及分析

随着液压泵等液压元件的发展趋向高压、高功率、高转速,液压元件测试台的功率也在不断提高,造成更多的能量消耗,因此试验台的功率回收至关重要。分析了电功率、机械补偿和液压补偿的功率回收系统方案,确定出液压泵马达测试台较为理想的功率回收系统形式。对选用的电功率回收系统通过AMESim软件建立了功率回收系统模型,对不同工况下电功率回收系统的回收率进行分析。

性别差异下人工智能技术冲击与工作认同

为探讨人工智能技术应用对员工工作认同的影响机制及边界条件,文章以“基于任务的模型”和自我决定理论为基础构建有调节的中介效应模型,并利用北京市100家人工智能技术应用型企业的数据进行实证检验,研究发现:人工智能技术冲击程度对员工工作认同具有显著正向影响,工作要求和工作条件感知在其中起到中介作用;性别调节了工作条件感知与员工工作认同之间的关系,即在人工智能技术冲击影响下,与男性相比,工作条件感知变化越明显,女性对工作的认同越强。

基于多工况关联的无人车辆车身结构轻量化优化设计

未来战场的多样化对特种无人车辆的环境适应性提出了更高的要求。为满足特种无人车辆的多工况使用、高机动能力与低成本研制等要求,采用多工况关联设计与轻量化优化的思路对无人车桁架车身结构进行优化设计。考虑到多工况的车身结构设计变量多、设计空间大,面临仿真次数过多的问题,提出基于多工况关联的车身结构轻量化优化方法,利用设计变量区间缩减策略减小设计空间;引入高斯过程代理模型替换仿真分析实现结构设计方案性能的快速评估;结合遗传算法实现方案的优化。实验结果表明,最终优化方案在通过车身刚度强度和模态等多学科性能仿真验证的情况下,质量比初始方案降低14.12%,比只用高斯过程优化设计的方案降低8.87%。

基于迁移学习的异工况下机床热误差建模方法

机床热误差预测模型在不同工况下难以保持高预测精度是导致热误差实际补偿效果差的重要原因,对此本文提出一种基于迁移学习的异工况下机床热误差建模方法。首先利用核均值匹配算法获取不同工况下机床温度数据间的迁移权重,从而提出基于迁移学习的热误差建模方法;对不同工况下热误差数据进行差异显著性检验,并利用本文所提方法建立热误差预测模型,分析建模效果;然后比对分析本文所提建模方法与常用建模方法的实际预测效果,最后进行补偿验证实验以证明本文所提方法的有效性。结果表明,本文所提基于迁移学习的建模方法能够有效提升建模效果,其中迁移学习结合LASSO算法针对不同工况下热误差数据的预测精度和稳健性分别达到3.73和1.14μm,补偿后机床X/Y/Z 3个方向热误差分别保持在-2.3~3.1μm、-3.4~3.9μm和-3.3~4.6μm范围内。

基于联邦多表示域适应的不同工况下滚动轴承故障诊断方法

针对不同工况下滚动轴承振动数据分布差异大、部分工况下的带标签数据难以获取、不同用户间数据不共享、单一用户数据量少,导致建立诊断模型准确率不高的问题,提出一种联邦特征迁移学习框架以及基于联邦多表示域适应的不同工况下滚动轴承故障诊断方法。该方法对滚动轴承时域振动数据做小波变换得到时频谱图,将先验的有标签公共数据作为源域,多用户无标签孤岛隐私数据作为目标域;引入多表示特征提取结构对原始残差网络进行改进,提取源域和目标域的多表示特征,分别构建多用户本地模型;使用深度神经网络的模型压缩思想改进联邦迁移学习框架中的参数传递策略,增强联邦框架的安全性并降低通信开销;在服务器端构建可用于不同工况下滚动轴承故障诊断的联邦全局模型。经两种轴承数据集的实验验证,所提方法无需多用户共享数据即可整合孤岛数据知识,建立有效的不同工况下滚动轴承故障诊断模型,平均故障诊断准确率可达97.6%,相比单一用户建模提升至少3.2%。

基于无监督深度模型迁移的滚动轴承寿命预测方法

针对实际中某种工况滚动轴承带标签振动数据获取困难,健康指标难以构建及寿命预测误差大的问题,提出一种基于无监督深度模型迁移的滚动轴承剩余使用寿命(Remaining useful life,RUL)预测方法.该方法首先对滚动轴承全寿命周期振动数据提取均方根(Root mean square,RMS)特征,并引入新的自下而上(Bottom-up,BUP)时间序列分割算法将特征序列分割为正常期、退化期和衰退期3种状态;对振动信号经快速傅里叶(Fast Fourier transform,FFT)变换后的幅值序列进行状态信息标记,并将其输入到新增卷积层的全卷积神经网络(Full convolutional neural network,FCN)中,提取深层特征,得到预训练模型;提出将预训练模型的梯度作为一种“特征”与传统预训练模型特征一起参与目标域网络训练过程,从而得到状态识别模型;利用状态概率估计法结合状态识别模型建立滚动轴承寿命预测模型.实验验证所提方法无需构建健康指标,可实现无监督条件下不同工况滚动轴承剩余寿命预测,并获得较好的效果.

复杂工况下的智能化带式输送机设计

针对先下运后上运复杂工况下的带式输送机的设计难题,对驱动形式、制动方式、输送带张力实时调整、智能化控制、无人化运行等关键技术进行研究,应用四象限变频调速装置、永磁同步电机、可控软制动、变频张紧、传感器监测、视频监控等技术手段,满足用户安全生产需求,促进了煤矿带式输送机技术的进步。

不同工况下变电站过电压电磁暂态仿真研究

考虑到当前变电站过电压电磁暂态仿真方法对变电站工况分析能力较差,导致其在不同工况下的仿真结果失真问题,设计不同工况下变电站过电压电磁暂态仿真方法。提取变电站过电压特征,计算过电压放电等效数值。使用隐式梯形积分法,构建变电站电磁瞬态仿真模型。使用顺序高斯消去法,获取变电站工况特征并对其进行模拟,将此模拟结果作为电磁暂态仿真模型的计算环境。构建仿真实验环节,使用历史数据对实验对象不同工况下的过电压走向进行分析,并将其作为对照数据。经实验结果证实,仿真结果与对照数据走向一致,说明此方法可有效避免仿真结果失真问题。

大体积混凝土配合比设计优化策略

大体积混凝土结构的工程质量控制难度较大。在三亚凤凰岛国际邮轮港二期工程施工过程中,为了确保大体积混凝土结构质量满足设计要求,在大体积混凝土正式施工之前,通过模拟现场工况条件进行大体积混凝土试验块的生产、浇筑、养护,并对试验块的内部温度及应变变化规律进行监测,开展优化混凝土配合比设计的研究。通过两组不同混凝土配合比(水胶比分别为0.38、0.40)同条件下的对比试验得出更优的混凝土配合比。结果表明,水胶比为0.38的混凝土方块的核心区最高温度、最大温升、里表温差、最大降温速率均大于混凝土水胶比为0.40的混凝土方块,建议选择后者进行高温地区大体积混凝土施工。