螺旋桨叶测量装置及质量评估技术研究

螺旋桨叶片作为工业领域核心零件,该类工件表面形状常包含多种复杂面型,传统测量手段存在精度与时效缺陷。针对这一问题,基于螺旋桨叶自动测量装置提出一种面向多面型曲面的区域特征差异质量评估方法。首先,基于机电一体化平台搭建测量装置并设计仿真属性;其次,提出一种特征矢量驱动的区域能量聚类分割方法,划分表面测量区域解决螺旋桨叶片的多面型集中问题;然后,依据分割结果,获取局部最优测点并规划测点布局;接着,提出非线性区域精度差异层级配准方法,通过测量区域间精度差异进行数据层级配准完成位姿变换,并结合非线性计算优化效率,实现快速高效质量评估;最后通过联合仿真与实物测试验证方法的可行性。     

基于ADAMS的自动化涡流检测系统设计

为了实现涡流检测的自动化要求以及提高检测系统的稳定性和检测效率,设计了一种基于ADAMS的自动化涡流检测系统.用SolidWorks平台建立涡流检测机构,设计一种用伺服电动机拨动被测工件的涡流检测系统.利用虚拟样机技术ADAMS运动仿真平台建立仿真机构的动力学模型,通过运动仿真获得机构的运动学参数,对比分析与交叉辊子检...     

机电一体化协同设计平台研究

为了提高机电一体化产品设计中多学科多专业设计人员协同设计的效率,利用CAX软件,基于Web的项目组级PDM,UML技术,虚拟现实样机技术搭建机电一体化协同设计平台,来满足机电一体化多学科的高效协同设计.重点讨论了组成该协同设计平台的基于Web的项目组级PDM服务器和完成各种设计任务的工作站群,以及该平台的运作过程.该平台的试验性运行结果表明,该机电一体化协同设计平台能够提高设计团队多学科多专业的设计人员协同设计效率,并且在设计过程中,设计人员进行创新性设计的比重有所增加.     

可调螺距螺旋桨单叶静平衡试验台研制

提出一种二次称重测量桨叶重心及不平衡力矩的方法,以提高桨叶静平衡的测量精度;基于所提方法进行双层结构的可调螺距螺旋桨单叶静平衡试验台设计,同时为保证试验台测量精度并扩大测量范围,采用响应面优化法对上层平台进行结构优化设计,以提高上层平台的刚度并减小质量;开发了一试验台样机并进行了实桨测量试验。结果表明：静平衡试验台具有较高的测量精度及重复精度,能够较好地满足可调螺距螺旋桨单叶静平衡试验的需求。     

壁面机器人吸附机构吸附力的仿真与试验

为了研究影响壁面机器人吸附机构吸附力的因素,以某螺旋桨为研究对象,进行计算流体动力学仿真,并进行三因素三水平正交试验,分析螺旋桨保护外壳与壁面距离、螺旋桨保护外壳宽度、螺旋桨转速对吸附力的影响。试验结果表明,螺旋桨转速对壁面机器人吸附机构吸附力的影响最大,其次是螺旋桨保护外壳与壁面距离,螺旋桨保护外壳宽度的影响最小。基于试验结果,兼顾效率与吸附力,提出最佳参数组合,为提高壁面机器人吸附机构的效率提供技术参考。     

气动控制阀流量特性检测系统的研究与设计

气动控制阀的流量特性是阀门设计和使用中的重要参数。传统的气动控制阀流量特性检测方法存在精度低、效率低、可操作性差等缺点。为提高气动控制阀流量特性检测系统的精度、效率和可操作性,采用虚拟仪器技术设计了一套气动控制阀流量特性检测系统。该系统以LabVIEW为软件开发平台,使用Ansys-fluent软件对气动控制阀的流场进行仿真模拟,根据仿真结果实时调整优化试验条件,使流量特性检测结果更加准确、可靠。通过对比实验验证了该检测系统的可靠性和精度,并对该检测系统的可行性进行了分析,为气动控制阀流量特性检测提供了一种新方法。     

基于CarSim和Matlab的智能车辆视觉里程计仿真平台设计

基于特征的视觉里程计系统主要由特征检测与跟踪模块以及位姿计算模块两部分组成。为分析车载视觉里程计系统中引入车辆运动学约束的位姿计算算法性能,根据摄像机成像及视觉几何学原理,采用Matlab结合车辆动力学仿真软件CarSim建立车载视觉里程计仿真平台。该仿真平台由车辆运动仿真模块、成像仿真模块、数据显示与分析模块组成,仿真平台的测试对象为视觉里程计的位姿估计算法模块。该仿真平台充分考虑车载视觉定位系统的运动特性,为研究车辆运动学约束在视觉里程计系统中的应用提供新的思路和工具。对提出的一种全新的基于车辆运动学约束的位姿估计内层算法,在此仿真平台上进行性能验证。仿真结果表明,该算法在计算精度与效率上都能够满足实时车载视觉定位的要求。     

船用螺旋桨桨叶五轴数控虚拟制造

螺旋桨的桨叶是一种典型的自由曲面,形状复杂,三轴数控加工技术不能达到加工精度。过去螺旋桨桨叶的加工基本依靠工人手工加工或者半机械加工,其效率低,桨叶质量不高。随着制造业技术的发展,现大多采用五轴联动数控加工技术来加工船用螺旋桨桨叶,提高桨叶加工的精度和效率。在分析桨叶的数控加工工艺的基础上,模拟五轴数控加工过程,为实际数控加工螺旋桨桨叶提供基础。     

碳纤维螺旋桨自动铺放成形轨迹规划方法

螺旋桨曲面为高阶自由曲面,故以四丝束碳纤维螺旋桨曲面铺放装置为平台,进行了碳纤维铺放成形轨迹规划的研究。依据船用定距桨桨叶曲面轨迹规划的要求,针对传统曲面网格和轨迹铺放法的低精度缺陷,提出了基于拉普拉斯网格优化、等弧长曲面分层的轨迹优化铺放算法,并完成了算法仿真和实物验证。结果表明,该轨迹规划方法能满足碳纤维螺旋桨的铺放要求。     

电子设备仿真模型自动构建与验证

文中针对电子设备结构设计与性能仿真过程中存在的建模效率低、仿真模型的精度低、仿真知识的积累和重用不够等问题,研发了基于商业仿真软件的复杂电子设备仿真模型自动构建平台。该平台采用仿真特征识别与简化、印制电路板（Printed Circuit Board, PCB）模型自动构建和元器件库集成管理技术,实现CAD/CAE 仿真模型的自动构建。最后通过典型电子设备进行了动力学与散热分析应用验证。结果表明,该平台可以显著提高复杂电子设备仿真模型的建模效率、建模准确度和仿真精度。     

机电一体化协同设计平台研究

为了提高机电一体化产品设计中多学科多专业设计人员协同设计的效率,利用CAX软件,基于Web的项目组级PDM,UML技术,虚拟现实样机技术搭建机电一体化协同设计平台,来满足机电一体化多学科的高效协同设计。重点讨论了组成该协同设计平台的基于Web的项目组级PDM服务器和完成各种设计任务的工作站群,以及该平台的运作过程。该平台的试验性运行结果表明,该机电一体化协同设计平台能够提高设计团队多学科多专业的设计人员协同设计效率,并且在设计过程中,设计人员进行创新性设计的比重有所增加。     

基于TCP/IP和CAN Bus协议的机电一体化试验平台的研究

根据当前国内高等院校机电一体化教学设备存在的问题,提出了一种基于TCP/IP和CAN总线的教学实验平台的实现方法。介绍了柔性平台的设计思想与结构模型,以及平台的硬件组成、客户机软件及仿真系统详细设计。这种具有开放式、模块化、柔性化和网络化的特点机电一体化实验平台具有良好的软、硬件可重构性,真正实现了实验平台的开放性设计和柔性设计,使数控系统实验教学更加灵活。     

涡轮螺旋桨动力飞机桨发匹配性能仿真研究

基于螺旋桨片条理论和航空发动机热力循环原理分别建立了螺旋桨性能和涡桨发动机性能仿真模型。在此基础上,基于飞行器需用推力建立了螺旋桨巡航阶段桨发匹配优化模型,提出了一种计算某一匹配推力系数下螺旋桨效率和进距比关系曲线的方法,并设计了桨发匹配优化方案。针对某型涡桨动力飞机,开展了巡航剖面桨发匹配优化。结果表明:相比于原来的巡航剖面,优化后的巡航剖面飞机巡航航程提高了13%,显著地提升了巡航性能。     

大型螺旋桨静压支承静平衡仪设计研究

介绍了一种采用球面静压支承的船用螺旋桨静平衡仪,分析了平衡仪的工作原理及静压支承压力分布、承载能力和油膜刚度等性能特点,给出了采用电子称重和角位移确定螺旋桨不平衡质量及方位的检测方法,提高了检测精度。     

自重构螺旋桨的机构设计及其水动力性能分析

针对目前普通螺旋桨推进效率偏低等问题,突破传统螺旋桨的设计理念,提出并设计一种新型的自重构螺旋桨,其桨叶能够根据划水的需要自动开闭。对所设计的自重构螺旋桨的结构进行综合分析,通过螺旋桨浆叶构态的分析,给出三种变形构态。假设螺旋桨在理想流体中匀速旋转,运用流体力学理论经过进一步推导得到桨叶运动轨迹,对自重构螺旋桨机构进行运动分析。根据新型螺旋桨系统的结构特点和工作原理,基于升力线理论和叶元体理论对其诱导速度、推力和转矩分别进行研究,建立自重构螺旋桨的水动力性能理论分析模型,并进行数值仿真。计算自重构螺旋桨的效率,与传统船舶用螺旋桨的敞水性能进行对比研究,研究结果证明了新型的自重构螺旋桨的优越性。     

基于改进 EfficientNet 的锻件磁粉探伤智能检测方法研究

针对锻件生产企业零件缺陷检测效率低下,检测精度不高的问题,提出一种基于改进EfficientNet模型(EfficientNet-F),对两种锻件的荧光磁粉探伤图像进行检测。构建以EfficientNet为主干特征提取网络的深度学习模型,并引入特征金字塔为特征融合层,进而提高模型的多尺度特征融合能力;引入完备交并比和注意力机制以提高模型鲁棒性和检测效率。同时,搭建荧光磁粉探伤图像采集平台,构建缺陷样本数据集。试验表明,EfficientNet-F的最优模型在测试集上的均值平均精度达到了95.03%。F1得分值为0.96,浮点运算数为1.86 B。相较于其他深度学习模型,该方法提高了检测的精度和效率,可以满足相关生产企业的需求。     

基于视觉的三自由度微动平台输入耦合研究

为了提高精密微动平台的定位精度,提出了一种计算微动平台输入耦合位移系数的实验方法.构建显微视觉测量系统,以柔顺铰链式平面三自由度微动平台为研究对象,实时跟踪测量微动平台输入位移；对平台与图像之间的坐标系进行标定,有效提高了平台的输入位移和耦合位移的测量精度.实验表明,基于显微视觉的测量结果与Ansys模拟仿真结果相符,对微动平台的分析与设计具有一定的参考意义.     

基于机器视觉的封印产品字符编码检测系统

介绍了应用机器视觉技术开发的封印产品字符编码检测系统,采用虚拟仪器开发平台LabVIEW完成系统的软件开发,实现了封印产品字符编码的自动识别及顺序检验,取代以往的人工目检.提出了一种基于ROI智能调整及多模板匹配的字符识别方法,有效提高了封印产品字符编码检测的成功率.实践证明该系统在检测精度、效率和稳定性上满足大批量生产的要求.     

大型船用螺旋桨静平衡检测装置设计研究

分析了大型船用螺旋桨静平衡的检测现况,将球面静压轴承、电子称重法应用到螺旋桨静平衡检测装置,给出了螺旋桨偏心方位判定方法和静平衡检测的基本步骤,简化了测量过程,改变了以往静平衡采用的刚性支承方式,实现降低摩擦力,提高测量精度的目的.     

圆柱体零件圆度与圆柱度非接触测量系统

圆度和圆柱度是圆柱体零件的重要检测项目.针对目前圆柱体零件圆度与圆柱度采用人工接触式测量,存在效率低、精度差、易损伤零件等缺点,设计了基于激光位移传感器的圆柱体零件圆度与圆柱度非接触测量系统.这一测量系统基于误差分离技术,利用标准球和标准环规测量,分离出偏心误差、回转运动误差、导轨误差,进而提高检测精度.通过自律验证法,基于这一测量系统对不同圆柱体零件进行多组对比检测试验.试验结果表明,这一测量系统检测精度达到10 μm,可以实现圆柱体零件圆度和圆柱度的检测,提高检测效率和检测质量.