湿法水下焊接及水下焊接机器人技术进展

海洋作为能源、食品和原材料的重要来源地,越来越受到世界各国研究人员的重视。大量海洋工程的出现,对水下焊接技术提出了更高的要求。着眼于水下焊接中的湿法焊接技术,介绍了国内外的最新发展,概括了当前研究的两个重要领域,即水下焊接专用焊条的研制和湿法焊接用传感器;指出水下焊接机器人是实现人类从浅水走向深水的必然选择,从水下焊接机器人的机构设计和密封设计、远距离通信及遥控焊接等方面介绍了当前水下焊接机器人的技术进展。

轮式焊接机器人的设计

本文介绍了一种新型的基于电弧传感器的轮式焊接机器人,对其硬件组成,各部分功能及整体机构的控制方法作了阐述和分析,通过实验证明了这种机器人设计的有效性和合理性,最后对它的应用作了展望并提出了下一步改进的方向。

基于智能手机的服务机器人监护控制系统设计

以高龄老年人和瘫痪病人为主的病患,其生活自理能力的下降与丧失,造成了这类群体的长期日常护理问题变得日益突出。为缓解这一问题的严峻形势,研发一种立足于家庭和大众化的医疗护理系统符合当前社会需求。在自主研发的多功能服务机器人的基础上,依托智能手机平台,开发了移动监护系统。介绍了服务机器人的机电系统以及控制主板的硬件设计。详细论述了串口通信和利用Java媒体框架实现的视频交互。通过网络地址转换,系统具备随时随地对家庭中患者进行远程监控,远程护理的功能。实验结果证明,系统运行可靠,具有较高的实用性。

一种机器人超声避障测距系统的研制

介绍了一种能用于爬行机器人避障的超声测距系统,通过渡越时间法测距。给出了系统的设计原理、测距系统的组成和结构、超声传感器的分布、硬件电路图、软件的流程以及数据的分析。实验发现,该测距系统测量偏差小,可用于爬行机器人避障并取得了很好的避障效果。

模糊控制在机器人超声避障系统的应用

本文介绍模糊控制技术与智能轮椅机器人超声波避障技术相结合的应用。本系统使用超声波的探测距离作为输入信号,经模糊控制技术处理后,输出机器人左右轮的转动速度来实现超声波避障。在MATLAB环境下开发模糊控制器并仿真出模糊控制策略。在智能轮椅机器人超声避障系统中得到成功应用。

移动护理床机器人无线控制系统的设计

以一种移动护理床机器人作为控制平台,利用无线收发一体数字传输模块nRF905芯片,通过移动护理床机器人身上单片机对机器人各个关节驱动电机的控制,实现了移动护理床机器人与PC之间数据的无线传输;利用COMS无线摄像机完成对图像的实时观察。实现护理床机器人的无线控制,以及对护理床机器人的实时监控。

弧焊机器人焊枪姿态信息的提取

突破传统的焊枪姿态检测方法,采用旋转电弧传感器与数字信号处理技术相结合的方法,直接从旋转电弧信号中获取反映焊枪姿态信息的特征谐波值,简化了焊枪上附加设施,提高了焊枪姿态信号获取的效率,从而能有效地跟踪焊枪姿态,保证焊缝焊接的质量。

基于MSP430F2234微型机器人无线控制系统

介绍一种基于MSP430F2234单片机的微型机器人无线控制系统。控制系统主要由PC机工作站、MSP430F2234单片机、nRF24L01无线收发电路和微型步进电机驱动电路组成。设计完成微型机器人无线控制系统硬件电路以及各个部分的软件。实验表明,微型机器人无线控制系统具有很好的稳定性、快速性和准确性。

胶囊机器人无线控制系统设计

介绍一种微型胶囊机器人的无线控制方法,首先分析了人体的生物电磁效应对无线传输的影响,根据其影响关系,选择无线射频芯片nRF905实现无线通信。上位机(PC机)和微控制器间通过USB口进行串行通信,再利用超低功耗微控制器MSP430f1232的SPI口与nRF905进行数据传输,最后在实验室的无线通信实验验证了这种方法的可行性。

改进型BP网络在优化焊接工艺参数中的应用

运用改进的BP网络方法建立焊接工艺参数与焊缝成形的关系,提出了L-M(Levenberg-Marquardt)优化算法进行改进BP神经网络,采用六因素和两水平的正交试验法安排实验,保证了网络训练样本的代表性,构建了旋转电弧焊缝成形的预测模型。预测结果表明,该方法有较高的预测精度,最大相对误差不超过3%。该网络模型的建立为优化旋转电弧工艺参数提供理论依据。

熔焊快速成型中焊接工艺参数与焊缝几何尺寸的关系

熔焊快速成型过程中焊缝几何尺寸与成型零件的精度有着密切的关系,本文在TIG熔焊快速成型中,首次采用了二次通用旋转回归设计方法设计了试验方案,通过试验数据的统计检验,求出了置信度较高的以焊接电流、焊接速度和送丝速度为因子的熔池形状回归方程。

焊接成形中焊接参数的选取与焊缝尺寸的预测

通过TIG堆焊试验,获取了在一定焊接参数下成形焊缝的熔宽、余高尺寸数据。建立了双BP神经网络模型:模型1,由焊接参数预测焊缝尺寸;模型2,由焊缝尺寸预测焊接参数。可先通过模型2预测一定尺寸的焊缝所对应的焊接参数,对预测的焊接参数作适当调整后再输入到模型1中,检验该焊接参数条件下获得的焊缝尺寸是否符合要求。可以利用此双模型选取合适的焊接参数来对焊缝尺寸进行控制,取得了较好的试验效果。

基于SPCE061A的智能轮椅语音控制系统

应用语音识别技术实现了普通轮椅运动的语音控制系统,介绍了该系统的硬件和软件设计,通过语音识别和轮椅电机的驱动模块实现了轮椅的前进、后退、左拐、右拐、停止、加速、减速运动,根据运动要求通过语音实现轮椅的变速运动。基于SPCE061A的语音控制系统结构简单,性价比高,易于功能扩展和移植。

光纤宏弯损耗性能影响因素的仿真研究

为了优选宏弯损耗敏感光纤,研发基于光纤宏弯损耗的光学器件,对影响单模光纤宏弯损耗的主要因素进行了理论分析和仿真研究。基于D.Marcuse和H.Renner提出的光纤宏弯损耗理论模型,选取SMF28、SMF28e和1060XP三种单模光纤,仿真研究了涂覆层、弯曲半径、光源波长、MAC值和弯曲圈数对光纤宏弯损耗性能的影响。结果表明:无涂覆层、带吸收层的单模光纤宏弯损耗随着波长增长而增大、随着弯曲半径增大而减小、随着圈数增多而增大、随着MAC值增大而增大;光纤的丙烯酸酯类涂覆层会引起宏弯损耗随弯曲半径变化发生振荡;MAC值是衡量光纤宏弯损耗敏感性能的指标,也是优选宏弯损耗敏感光纤的重要参数。因此,光纤宏弯损耗器件适合选用MAC值大的光纤,去除其涂覆层,增加吸收层,然后选择较长的波长、较小的弯曲半径和适当多的弯曲圈数。

电弧传感器的研究现状与展望

电弧传感器作为一种实时传感的器件,与其它类传感器相比,具有结构简单、成本低以及跟踪灵敏度高等特点,焊接时不需要附加设备。详细综述了电弧传感器的分类、焊接工艺性能、电弧传感器的数学模型以及电弧传感器技术的研究及应用状况,并对今后的电弧传感器的发展前景作了展望。

光纤Bragg光栅封装增敏技术研究现状

光纤光栅传感器具有许多独特的优点,在工程中被广泛应用。但裸光纤光栅细小质脆容易损伤,使用中必须对其进行有效保护,因此有必要对光纤光栅传感器进行封装,这样既保护光栅,又可以实现其他功能。分类阐述了光纤光栅传感器封装技术的最新进展,并对其优缺点进行了分析和讨论。

基于多功能护理床的远程音视频监护系统

针对中国面临着人口老龄化、老年人口数量大,养老医疗日益严峻等问题,为缓解医疗资源缺乏的巨大压力,研发了一种立足于居家式医疗护理,基于多功能护理床的音视频远程监护系统。基于Direct Show、SQL Server和Visual C++编程,完成了系统远程音视频交互、生理参数采集、信息数据管理等功能。实验运行表明:系统运行稳定、可靠,达到了预期效果。

熔焊快速成型中焊缝下塌问题的研究

介绍了熔焊快速成型的计算机控制系统,该系统能够在焊接过程中对焊接参数实时调节。应用该系统进行了堆焊试验,对试验结果进行分析得出了焊接工艺参数与成型焊缝熔宽、余高之间的关系。分析了熔焊快速成型中熄弧处焊缝容易下塌的原因,并以焊接工艺参数对焊缝成型影响的研究为依据,提出了一些解决的措施。进行了单道多层和多道多层的堆焊试验,试验证明所提出的方法有效。

单模光纤宏弯损耗性能的试验研究

研究了两种光纤（SMF28和1060XP）在波长1310nm处、弯曲半径5～15mm范围内的宏弯损耗性能。观察到了两种光纤宏弯损耗整体都随着弯曲半径增大而减小，并伴有振荡现象，其中1060XP光纤对宏弯损耗更敏感。用耦合模理论解释了WGM（whispering-gallery mode）对光纤宏弯损耗振荡的影响。测量了1060XP光纤涂覆层黑化后的宏弯损耗，结果表明：将光纤涂覆层烤黑能够减轻光纤宏弯损耗振荡。

基于ADAMS的旋转电弧传感器的振动分析

针对旋转电弧传感器在焊接时存在的振动现象,先通过ADAMS联合ANSYS对传感器建立刚柔耦合模型,在此基础上再利用ADAMS/Vibration对模型进行模态分析和强迫振动分析,得到系统的各阶固有频率、模态主振型以及频率响应曲线,为旋转电弧传感器的结构改进提供了基础。