摘要:疫情形势下，为解决狭窄空间、复杂曲面、无接触、安全自动消杀作业需求，设计一种多传感器融合测量的基于双车拼接的可移动自动消杀机械控制系统。设计可快速拆分组装的双车拼接全向可移动平台车，解决狭窄空间的转运难题，同时采用激光导航传感器构建场景坐标系，精确定位设备位置，使设备运行过程中定位精度达到±5 mm以内。设计激光测距传感器、避障传感器、消杀装置多传感器融合测量的扫描消杀装置，并基于KUKA机器人传感器接口 RSI设计修正算法，实现复杂曲面消杀过程中末端姿态在线调整及安全防护。最后，针对消杀过程中现场无人工干预需求，采用远程控制方式，建立远程终端-可移动平台控制系统-机器人控制系统的控制网络，操作者在远程终端下达杀菌指令，可移动自动消杀机械控制系统根据杀菌范围构建杀菌路径并智能化自主完成杀菌任务。进一步地，搭建立式壁面以及弧顶消杀场景，消杀过程中位置偏差±3 mm，角度偏差±1.5°，控制策略对实际对象拟合精度较高，增大了有效杀菌作用面积。

摘要:在机器人工具坐标系标定中，利用机器人空间中任意两点在机器人基坐标系和测量仪器坐标系中距离保持不变建立约束方程。针对求解此类方程的非线性问题，引入有偏随机键遗传算法（BRKGA）。为了增强算法的稳定性，加快算法收敛，增加局部搜索对它进行改进。仿真实验结果表明：改进型BRKGA的求解精度较最小二乘迭代、牛顿法分别提高了17%和18%；实物实验结果表明：改进型BRKGA的求解精度分别提高了22%和8%。改进型BRKGA的求解精度方差较BRKGA更小，收敛时的迭代次数较BRKGA更少，表明改进型BRKGA有着更好的稳定性且收敛更快。

摘要:传统基于位置的定阻抗控制器进行柔顺控制时，力跟踪性能取决于控制器对环境信息的了解程度，且阻抗参数值需经多次试验确定，一旦环境发生变化需要重新多次试验确定各参数值。为降低环境信息的未知性对力跟踪效果的影响和阻抗参数调节的不便，通过力偏差与机器人终端速度设计自适应补偿器对参考轨迹进行补偿，从而间接调整阻抗参数，提高系统对未知环境的自适应性。仿真试验结果表明：该方法相对定阻抗参数法，20 N期望力下力跟踪稳态误差在5%内，过渡到稳态时间短，能够很好地适应未知环境。

摘要:针对现场工程人员使用基于PC平台或嵌入式模块等机器视觉系统开发机器人视觉程序比较困难的状况，对机器人与内置视觉识别软件之间联系进行研究。以FANUC机器人集成内置视觉识别功能软件为研究对象，介绍工业相机与机器人物理连接；分析相机标定原理和标定过程；以2D形状和条形码工件为例，详细介绍了视觉识别程序处理过程和机器人视觉程序关键指令以及搬运程序流程。把多个模型混合放置，内置视觉系统都能准确识别，机器人都能精准分拣和搬运。机器人集成内置机器视觉系统硬件连接简单，识别工具丰富，使用方便，机器人程序与视觉数据交互便捷，拓展了机器人工艺应用范围。机器人集成内置视觉识别功能是自动化领域和机器视觉系统发展趋势。

摘要:输电线路带电作业机器人通过双轮行驶于高压电缆，刚性的机器人系统和柔性的输电线路之间构成了复杂的刚柔耦合系统，特别是在刚性系统和柔性系统的轮线接触处表现出较强的非线性复杂耦合特性。为保障机器人作业过程的稳定性，获取较好的作业动态性能，分别建立了柔性导线、刚性机器人以及柔性导线-刚性机器人的耦合动力学模型。基于该模型，在ADAMS中分几种不同典型工况对带电作业机器人线上作业行为的动力学特性进行了仿真研究。通过仿真特性曲线一方面验证了刚柔耦合动力学模型的有效性，另一方面通过仿真模型得到了合适的机器人动力学参数，从而实现机器人作业优化与控制。最后在带电线路进行现场引流板紧固作业试验，结果也验证了所提出的刚柔耦合动力学模型的工程实用性。

摘要:针对传统A*算法在复杂栅格地图规划的路径不平滑存在多余转折点和多余共线节点，使用传统八叉树搜索策略时，AGV易发生碰撞障碍物现象，在复杂环境中随机出现在全局路径上的障碍物无法实现动态避障等问题，提出一种改进A*算法。由于传统A*算法的搜索效率主要取决于估价函数的设计，因此引入启发式函数的权重系数提高A*算法的搜索效率；设置障碍物安全距离，为判断障碍物区域内当前障碍物是否影响AGV通行提供参考，再次改进原有八叉树搜索策略提升避障性能，然后对得到的无碰撞路径进行路径优化处理，保留关键转折点；最后实现A*和DWA算法融合，进一步优化路径，并实现全局动态路径规划。实验结果表明：融合算法使得路径更加平滑，提高了算法的避障性能，表明了融合算法在机器人路径规划中的可行性。

摘要:基于工业机器人时间、能量、冲击最优等多目标下的轨迹优化问题，采用多目标优化方法进行研究。采用七次B样条插值曲线，构造工业机器人连续并且两端端点的参数都可以进行设定的轨迹，保证了工业机器人的运动性能。然后采用改进遗传算法对工业机器人进行优化，得出Pareto最优解集。在自主研发的六自由度工业机器人上的仿真结果表明：七次B样条插值可以得到连续的机器人轨迹，改进的遗传算法可使B样条轨迹进行有效的多目标寻优，获得良好的Pareto前沿。

摘要:在目前已有的仿生水母机器人研究中，针对机器人在体积、应急能力、运动性能等方面的研究相对较少。为对上述方面展开进一步研究，设计一种仿生水母机器人。该仿生水母机器人使用凸轮作为动力传输的主要零件，依靠仿生触手挤压水流产生推力，提高了仿生水母机器人的运动性能。同时内部传动结构依靠单一凸轮进行传动，减小了仿生水母机器人的体积，使得机器人具备更多空间搭载附加单元。附加单元包括分离脱落结构与气囊等，可增强机器人面对复杂水下情况的应急能力。建立仿生水母机器人舒张与收缩的时间函数，输入相应设计参数后得到时间的理论计算值。最后制作仿生水母机器人样机测量其体积的大小，进行空载实验及水下实验，以验证所设计的仿生水母机器人体积更小且具备应急能力和更好的运动性能。

摘要:为了更科学合理地评定工业机器人位置重复性测量结果的分散性，在研究激光跟踪仪的测量原理和工业机器人位置重复性测量方法的基础上，分析了影响测量结果的各不确定度因素，提出了评估测量不确定度的方法，并对测量不确定度结果进行验证，结果表明该方法分析结果可靠，测量不确定度结果符合标准要求。

摘要:针对轮式移动机器人在滑移条件下的轨迹跟踪问题，提出一种自适应模糊控制策略。利用模糊状态观测器对未知的复杂系统模型进行速度估计和补偿，通过设计输出向量将位置约束转换为输出约束，并构造Barrier Lyapunov函数来保证机器人的运动约束，在此基础上设计更简单的纵向滑移模型，利用李亚普诺夫定理分析闭环系统的稳定性，证明了闭环系统中所有信号都是有界的。最后通过仿真和实验验证了自适应模糊控制策略在轮式机器人纵向滑移情况下的有效性和实用性。

摘要:针对某弹自动化装配过程中的质量相互影响关系进行探讨。对数据进行类型划分，对装配过程中的连续性变量进行Pearson相关性分析并利用灰色关联分析法进行对比验证；对离散型变量进行列联分析并利用对应分析图进行相关性的直观展示。通过装配过程数据的关联分析结果，应对上游工序指标B1和m1进行改善，从而较大程度提升下游工序B2的质量，对关键工序h，可以通过对零部件批次的严格把控和装配工人的指导培训以得到更为显著的装配质量提升效果。最后，设计了相关性分析软件，为采集手段提升、前后对比验证、数据融合分析奠定基础。

摘要:针对传统磁吸附攀爬机器人攀附力较小、带载能力差的问题，研究高攀附力/自重比磁吸附履带式攀附机构的设计与制造方法。提出一种新型磁吸附履带结构设计方案，研制攀附机构样机并进行性能测试研究。基于ANSYS有限元分析，对比分析4种Halbach磁铁阵列单元的最佳组合模式，实现了轻量化设计的攀附机构，有效提高了磁铁阵列单元的吸附力与自重比。为了实现磁铁阵列在攀爬机器人系统中的应用，融合链条传动和同步带传动方式，设计一种履带式攀附机构，并将它用于磁吸附攀爬机器人系统，完成了垂直攀爬和倒置攀爬运动，最大吸附力/自重比可达2.54。

摘要:当前机器视觉表面粗糙度检测所采用的方法大多是根据图像信息人为设计指标或者使用深度学习，但前者计算过程复杂，后者模型训练及分类所需时间较长，并不适用快速评判的在线检测场合。针对此问题，提出一种基于宽度学习的铣削表面粗糙度等级检测方法。通过工业相机获取普通光照环境下铣削工件表面图片，将其输入构建好的宽度学习模型中进行训练，实现对铣削表面粗糙度的等级检测。该方法不仅能够实现特征自提取，而且模型训练速度快，为视觉粗糙度在线测量提供了一种新的策略。

摘要:三维编织复合材料的性能与编织参数密切相关，为了研究碳纤维编织复合材料齿轮的弯曲性能及其与编织参数的关系，提出复合材料及齿轮弯曲性能预测模型。基于代表性体积单胞法和均质化思想建立复合材料的细观、宏观双尺度模型，采用体积平均法、借助有限元手段预测复合材料及齿轮的弯曲性能。并且，采用四步法编织及模压成型方法制备两对碳纤维编织复合材料齿轮，通过试验获得特定编织参数下复合材料及齿轮的弯曲性能。预测结果与试验结果吻合良好，验证了预测模型的准确性。最后，进行了多组编织参数下复合材料及齿轮弯曲性能的预测，得到了编织角和纤维体积分数对复合材料及齿轮弯曲性能的影响规律，并给出了使复合材料齿轮弯曲性能最佳的编织参数。

摘要:针对目前铸件砂芯表干炉温度控制性能差、燃烧效率低，设计一种新型热风循环温控系统。该系统以变限幅双交叉燃烧策略为基础，采用改进灰狼优化（GWO）算法的小波神经网络对PID控制参数进行自适应调整。系统仿真表明：与传统PID控制相比，超调量接近于0，系统调节时间减少了50%，温度切换控制速度提高了47%。最后通过砂芯烘干试验验证，与传统比值串级PID控制相比，变限幅双交叉燃烧策略和改进GWO小波神经网络PID对炉温的控制效果有很大的提升。

摘要:为解决煤矿装备维护知识中语义复杂、实体识别困难的问题，以自建的煤矿装备维护知识语料库为研究对象，提出一种基于BERT的煤矿装备维护知识命名实体识别方法。利用BERT获取词的语义、归属及位置信息，增强词向量的语义表征能力；然后将词向量序列输入BiLSTM层，获取上下文信息并提取长距离特征；最后利用CRF对序列标记进行合法性约束；并对模型进行超参数优化，减少特征损失并提高学习效率。实验结果表明：所提方法准确率、召回率和F1值显著提升，分别达到90.32%、93.82%、91.54%，证明该模型有效改善了煤矿装备维护实体中一词多义及重叠实体识别困难问题。

摘要:各种异构信息源工业设备间通信是实现智能制造关键落地技术。针对此问题，研发一种基于OPC UA的总线桥通信系统。构建嵌入式总线桥，硬件上支持与I2C接口和RJ45接口，软件上在Linux系统基础上移植UATCP协议栈，实现传感器与828D数控系统通信。实验结果表明：使用总线桥实现了底层设备与数控系统间的通信，具有跨平台性与简便性，使智能制造成为可能。

摘要:旋转倒立摆是典型的高阶次、多变量和非线性的复杂系统，是控制理论研究和教学中的经典模型。准确的数学模型是研究和教学中使用旋转倒立摆的前提，然而，由于旋转倒立摆的复杂性通常难以建立和实际样机吻合的数学模型。利用Lagrange方程建立旋转倒立摆系统的数学模型，再对实际样机进行参数辨识确定模型具体参数，建立旋转倒立摆准确的数学模型。该方法具体呈现了如何为实际机电系统建立准确的数学模型。在此基础上，利用MATLAB的S函数对模型进行了仿真，验证了上述方法的有效性。

摘要:传统的无位置传感器控制通过电机的反电动势来检测电机位置，可以有效降低硬件成本和占用面积，但存在启动困难和启动反向转动等问题。基于此，提出一种施加脉冲电流并检测绕组电感变化量的方法来确定初始转子位置，并配合FOC算法控制BLDC电机平稳高效运行。分析控制超前角优化和电机的抗负载扰动性能，进一步提高整个系统的运行效率和抗干扰能力。最后搭建实验样机对其进行实验验证，实验结果表明该样机能够在无位置传感器的前提下实现无反向转动且高效可靠的启动，同时在FOC闭环控制下实现高效运作。

摘要:基于直驱式液压系统效率高和阀控伺服系统精度高的特点，提出一种位置二元控制方法。第一元是步进电机控制的数字阀和执行器通过机械负反馈形成的闭环伺服系统，实现系统的精准位置控制。第二元是伺服同步电机控制的柱塞泵系统，系统根据执行器能够达到的加/减速度、最高速度、作动器的排量、初始位置和目标位置的差等，计算所需流量和具体执行的步进电机控制的节奏，并以步进电机控制节奏为参考， 控制同步伺服电机速度及相应泵的流量，实现大偏差时高效运行；在小偏差时，在蓄能器压力达到设定值时，关闭同步伺服电机和柱塞泵，避免泵在低速低效区运行，用蓄能器储存的能量实现位置伺服纠偏控制；系统一直运行在高效状态。二元控制方法具有两个简洁的机制实现精准和高效目标，实用可靠。

摘要:颗粒流滴注润滑是一种新型绿色切削润滑技术，能解决传统颗粒流切削的颗粒导入问题。为了研究颗粒粒度对切削效果的影响，进行45钢车削实验，用不同粒度的Al2O3颗粒流润滑，分析切削力、切削温度、光洁度、刀具寿命和粒度的关系。实验结果显示：粒度影响切削效果，存在最佳粒度，粒度过大或过小都会导致切削效果变差；粒度过大会影响颗粒流渗透进摩擦面，粒度过小则无法适应粗糙及剧烈变动的摩擦面，两者都限制了颗粒流的分离和抹平作用，导致减摩效果变差；采用合理粒度，颗粒流点滴润滑切削效果甚至好于浇注润滑。

摘要:以卧式加工中心为母机，设计630 mm托盘交换机构。详细阐述了托盘交换机构的结构，包括安装底座、支撑腔体、上底座、齿轮中心轴、交换臂、液压缸体、液压活塞、花键轴等。摆动油缸驱动式托盘交换机构以液压为驱动力，实现交换机构升降旋转。采用活塞结构与轴承、摆动油缸相结合的结构方式，完成升降与旋转，升降过程由活塞结构完成，旋转过程由摆动油缸完成，具有安装简单、高稳定性、高效率等优点。

摘要:针对电磁球式主动平衡系统，分析其工作原理，归纳钢球对应补偿能力的计算方法，讨论由已知不平衡量计算两个钢球相位的过程，并将多球情况按一定规则简化为两球情况，得到不平衡量和钢球数量、相位的关系。在特定转子直径下，建立平衡系统结构的三维模型，基于Ansoft Maxwell有限元分析平台，采用控制变量法依次研究了永磁体排布方式、直径、厚度和电磁结构对平衡转速和补偿量等的影响规律，最终完成了结构设计。结果表明：采用相邻永磁体极性相反交替排布，永磁体直径为6 mm、厚度为4 mm，电磁结构外壳长度略小于铁心长度时，平衡系统能取得较为合理的转速和最大补偿量。

摘要:磁流变阻尼器的动态响应决定了其实时控制效果，为了增加磁流变阻尼器响应速度和减小响应时间，对其动态响应影响因素进行分析。针对某型号磁流变阻尼器，定义其响应时间的组成，建立时滞模型。建立了两级线圈同向串联、反向串联、同向并联、反向并联的电流及磁场响应模型，分析磁流变液两阶段的流变响应模型，得到反向串联与反向并联的电磁响应时间较小，且流变响应仅与间隙与动力黏度有关。并基于瞬态有限元磁场分析，从平均有效剪切屈服强度的角度来衡量阻尼器的动态响应过程，得到了不同磁路结构对阻尼器响应时间的影响及其影响原因。

摘要:超高加速度宏微运动平台基座与音圈电机共振会严重影响平台的定位精度。以基座为研究对象，以提高基座1阶固有频率和降低质量为研究目标，利用SolidWorks和ANSYS Workbench进行模态分析、拓扑优化、直接优化和响应面优化分析，获得了模态振型、固有频率和优化方案，并对优化后的模型重新进行有限元分析。结果表明：基座1阶固有频率增加6.8%，质量减小8%，提高1阶固有频率同时实现了基座轻量化。

摘要:针对微型涡旋压缩机工作腔内流场运动状态和切向泄漏特性难以通过实验测试获取的问题，以带有径向间隙的动、静涡旋盘啮合形成的三维流体模型为研究对象，采用CFD动网格技术，建立结构化网格和定义边界运动，探索月牙形压缩腔在工作过程中腔内流体的瞬态分布情况，研究径向间隙导致切向泄漏的工作腔内温度场、速度场和压力场瞬态分布规律。结果表明：切向泄漏对温度场和速度场不均匀分布情况影响较大，对压力场影响较小，在啮合间隙处压力和温度呈梯度变化，速度出现极值；平均进、出口质量流量和泄漏量与转速成正比。

摘要:为研究实际压实工况下钢轮振动、振动液压系统压力和驱动扭矩随压实度变化的动态特性，利用ANSYS APDL建立柔性体路面模型，在Adams中进行钢轮-路面刚柔耦合动力学建模，通过AMESim与Adams建立单钢轮振动压路机振动液压系统联合仿真模型，进行不同压实度时的压实仿真。结果表明：仿真模型准确，随着压实度的增大，钢轮振动容易出现二倍频，发生跳振，振动液压系统平稳压力减小，起振时间缩短，驱动扭矩减小。

摘要:针对六相永磁电机齿槽转矩过高引起振动和噪声问题，以一台12槽10极表贴式永磁电机为例，提出一种在定子齿开辅助槽的方法降低齿槽转矩。分析永磁电机齿槽转矩的工作原理，推导出齿槽转矩与开槽结构的解析关系；对定子齿开槽方法进行设计，进一步对辅助槽位置、数量和尺寸进行分析和优化；对开槽前后电机进行有限元仿真分析，并与初始电机进行性能对比。结果表明：定子齿开辅助槽对于抑制齿槽转矩有着显著作用，最大可减小约91.8%。结果验证了该方法的可行性和有效性。

摘要:变流量轴向柱塞泵输出流量的稳定性是衡量其性能的重要指标，配流盘上的节流槽对流量脉动有重大影响，流量脉动又会引起压力脉动。为减小变流量轴向柱塞泵的流量脉动，利用AMESim建立变流量轴向柱塞泵模型，给出节流槽过流面积计算公式，利用MATLAB绘制节流槽过流面积图，在柱塞子模型中导入数值进行仿真分析。分析发现：在柱塞腔刚与压油腔连通时，流量倒灌现象与过流面积成正相关；随着柱塞腔继续转动，流量脉动与过流面积成负相关。根据该研究设计一种V-梯形节流槽，有效提高变流量轴向柱塞泵性能。

摘要:金属增材制造技术相比于传统制造技术有很大的优势，已经在很多领域得到了应用。基于金属增材制造工艺、材料以及结构的研究现状，分析当前的研究热点以及发展趋势。结果表明：金属增材制造当前的研究热点是材料应用、仿真模拟、智能检测和热处理强化，而且质量评估没有统一的标准；金属增材制造未来发展的趋势是建立标准材料工艺数据库、多材料打印工艺研发、仿真优化模拟、智能化监测管理和热处理强化工艺研发。

摘要:基于大量国内外数字液压阀相关文献和网站等，分析阐述数字式液压阀的最新发展和研究现状,总结出数字阀的各种类型并分析了不同类型数字阀的发展和研究现状,从数字阀本身到工厂内大范围远程操控两方面对其控制策略进行了阐述和说明。

摘要:针对多部件串联系统维修存在人力资源约束的问题，提出一种考虑人力资源配置的机会维修策略模型。针对部件在使用过程中受外部环境影响发生劣化的特点，引入役龄回退因子和故障率递增因子，建立单部件的预防性维修策略。引入机会维修思想，以机会维修系数作为优化变量，对系统的维修策略进行组合优化，在维修人员有限的条件下确定维修任务的配置以及系统的停机时间，进一步构建考虑人力资源约束的串联系统机会维修策略模型。最后，针对算例进行建模，通过元胞自动机算法应用MATLAB进行仿真分析，获得系统的最优机会维修方案。结果显示：考虑机会维修的策略相比传统的预防性维修可有效降低维修成本136%，提高系统的可用度205%，考虑人力资源约束的机会维修策略相比人员无约束的机会维修策略可有效降低维修成本73%，此时经济效益最高。

摘要:针对液压系统故障对工程机械设备工作效率的限制，提出一种基于LabVIEW的远程液压缸状态检测系统。该系统架构分为3层：现场设备层是以NI数据采集卡为核心实现数据的采集和初步处理硬件平台；数据控制层主要借助串口通信和上位机编程实现数据的采集处理、数据存储、限位报警等功能；监测访问层主要以TCP通信协议为基础实现数据的远程传输及远程故障诊断。试验结果显示：基于LabVIEW远程监测系统数据传输效果稳定、可靠性高。

摘要:在摆线轮磨齿机的可靠性评估中，针对现场试验数据较少的问题，提出考虑先验数据多源性的贝叶斯可靠性评估方法。利用不同样本间的可信度建立混合先验分布，然后采用贝叶斯方法对多源先验信息进行融合，得到的融合信息作为综合先验信息通过结合仿真数据的似然函数，进而得到参数的后验分布。仿真实例表明：通过所提方法得到的MTBF点估计值为997.37，MTBF误差为3.2%，比通过传统贝叶斯方法得到的误差小，且拟合的可靠度曲线与实际情况更贴近，说明了所提方法在磨齿机的可靠度评估上更为精准。

摘要:针对往复压缩机气阀断裂型故障危害下故障振动波形的变异特点，为提高常见的气阀阀片失效后期断裂型故障的识别率，提出一种基于最优变分模态分解（OVMD）和三维奇异谱融合的诊断算法。通过VMD参数优化，利用多重分形去趋势波动分析（MFDFA）提取模态分量的三维奇异谱参数分析，结合核主分量分析降维提取不同工况模态分量的特征值，并建立完整的OVMD_MFDFA融合诊断识别方案。模拟试验和算法对比证实，该法能有效提高环状气阀阀片断裂故障诊断效率和准确性。