中国古代机械制造中的数理设计方法及其应用

以机械设计方法为题,讨论了中国古代机械设计中数理设计方法的应用,包括车轮的参数设计方法,车厢的参数设计方法,车Zhou的参数设计方法,古钟设计中的参数设计思想及其方法。     

基于自动装配技术的参数化部件库的关键技术研究

在论述特征、事物特征表、特征造型与参数化设计的相互关系的基础上,提出基于通用CAD系统的部件参数化设计思路。提出了基于fx的参数化零件库构建技术,以键为例说明了参数化零件库的构建方法。提出部件装配关系的表达方法,研究基于该方法的自动装配技术,在参数化零件库和自动装配技术的基础上提出了参数化部件库构建方法。最后以某轴系部件的参数化实例说明了该方法的可行性。     

基于自动装配技术的参数化部件库的关键技术研究

在论述特征、事物特征表、特征造型与参数化设计的相互关系的基础上,提出基于通用CAD系统的部件参数化设计思路。提出了基于fx的参数化零件库构建技术,以键为例说明了参数化零件库的构建方法。提出部件装配关系的表达方法,研究基于该方法的自动装配技术,在参数化零件库和自动装配技术的基础上提出了参数化部件库构建方法。最后以某轴系部件的参数化实例说明了该方法的可行性。     

大数据驱动的晶圆工期预测关键参数识别方法

工期是晶圆制造中的重要性能指标,对其进行精准预测可促进系统运行优化,保证订单的准时交付率。针对晶圆工期影响参数多、数据体量大且作用机理复杂的特点,提出数据驱动的晶圆工期关键参数过滤方法,识别影响晶圆工期波动的关键参数。分析晶圆工期潜在影响参数,构建候选参数集;基于信息熵方法设计关键参数的入选测度,综合度量参数间的相关性、冗余性与互补性;提出过滤式的关键参数识别算法,滤取影响工期波动的关键参数子集。采用实例数据,从1 202个候选参数中过滤得到78个关键参数,并采用神经网络模型进行工期预测,结果表明,该方法在预测精度和稳定性上都优于采用全局参数的多元线性回归与神经网络方法。     

Akima曲线插补中的空间曲线多项式生成方法研究

基于Akima算法计算简便、生成曲线唯一且平滑自然的优点,将其应用于数控机床的曲线插补.通过参数化方法获取参数,再应用Akima算法建立参数与坐标数据的多项式,完成对该插补算法的空间曲线描述.针对参数化方法的选取,通过Matlab仿真实验,比较了累加弦长参数化方法和修正弦长参数化方法对生成Akima曲线的影响,仿真实验结果表明,修正弦长参数化方法相比于累加弦长参数化方法总体上更接近理想曲线,且误差波动小.     

空间机械手模型参数在轨标定方法研究

为了在轨辨识空间机械手真实模型参数,该文分析了模型参数误差来源,提出了基于遗传算法的空间机械手模型参数在轨标定方法,设计了关节变量误差和DH参数误差两组仿真数据对该方法进行验证。仿真结果表明,该方法切实可行,能够比较准确地识别出模型参数误差,有效地更新机械手运动学模型。与传统标定方法相比,基于智能优化算法的标定方法更具有广泛性。     

基于Pro／E的参数化设计

参数化设计是一种能够提高设计速度的设计方法。本文论述了参数化设计的概念,原理及特征,研究Pro／E软件的参数设计方法。最后以标准直齿轮为例,着重阐述了参数化设计的方法和步骤。     

六轴工业机器人的误差补偿方法

提出一种基于误差模型的机器人运动学结构参数和角度参数补偿方法。利用D-H算法建立了机器人运动学方程,推导相对于末端坐标系的机器人运动学误差模型,提出将结构参数映射综合到关节角度参数的运动学参数补偿方法,为了解决补偿过程中各关节角度误差问题,设计了一套基于关节角度校正的机器人运动学参数补偿实验方法,实验结果验证了所提出方法的有效性。     

基于模型层次的参数化造型方法及实现

讨论了参数化造型方法在三维CAD系统中的应用,提出了一种基于模型层次的参数化造型方法,并在一种集成零件和装配的多层次三维CAD系统中加以实现和应用,给出了层次化参数定义的一种方法,使得参数化驱动的定义不仅可以引用模型自身的参数,而且也可以引用装配件上定义的参数,达到了跨模型、跨装配的参数化驱动。     

复杂装配体自顶向下参数化设计方法研究

提出一种符合复杂装配体自顶向下参数化设计方法,该方法通过尺寸约束和设计参数,实现参数由装配体中主要参数向装配元件中次要参数自顶向下传递,为保证装配体及其元件结构,对主要参数及次要参数实施约束;针对复杂装配体刹车锁紧装置,利用二次开发工具Creo/Toolkit对其进行自顶向下参数化设计,从而验证该方法对复杂装配体参数化设计的可行性;该方法可以对任意复杂装配体进行快速系列化设计。     

基于准线-母线的空间孔位姿重建

空间孔位姿重建广泛存在于工业和建筑领域。针对空间孔位姿重建提出一种准线-母线法,其原理为根据孔横断面上的边缘点拟合孔准线,分别过孔柱面其他少量任意点,以假定轴线的方向为方向作孔柱面母线,采用LM(Levenberg-Marquard)法优化各条母线与孔横断面的交点到孔准线距离代数和最小得到孔轴线方向,孔准线中心可作为孔位置。实验表明,该方法需要数据量少、过程简单、精度高,也适用于轴位姿及其他柱面位姿重建。     

任意位姿物体机器视觉测量视差变形补正

提出一种对机器视觉测量视场内任意位姿目标物体视差变形导致测量误差进行物体自动跟踪和变形补正的方法。在分析视差变形基础上,提出自动跟踪检测模型,得出补正参数。通过改进的序贯相似性检测算法(SSDA)模板匹配、图像的二值化处理和腐蚀、质心坐标求取和轮廓边缘搜索等计算,计算出反映目标物体位置、姿态偏移的特征参数,从而求得目标物体自动跟踪位置、姿态偏移补正量。以任意位姿M4螺母内螺纹检测为实验对象,实验结果表明,该自动跟踪补正方法可行,具有较好的跟踪一致性,取得了较好的视差变形补正效果。     

ECT图像重建正则化参数选取新方法

电容层析成像图像重建是一不适定反问题。此种情况下，仅使用最小二乘法不能保证获得满意的介质分布图像重建结果，因此广泛使用TIkhonov正则化算法来产生适当的解。正则化参数的合适选取对图像重建至关重要，其对重建质量和计算时间都有影响。本文提出了一种基于最平坦斜率的Tikhonov正则化参数选择方法，并针对2种典型介质分布，将基于此方法计算的正则化参数同L-曲线法在电容测量数据无噪声和施加噪声情况下的图像重建结果进行了比较。     

基于层次化算法在欧氏空间不标定重构三维场景

研究一种由彩色编码投影仪及数码摄像机组成的不标定三维场景重构技术,在三维场景重构过程中,只有投影仪的参数需事先标定,而摄像机的内外参数在三维重构过程中不需标定且可随场景的不同而变化。基于层次化算法,仅需单幅三维图像就可实现对三维未知场景进行不标定欧氏重构。详细地叙述了该种不标定算法,并进行了实验验证。     

追踪与目标航天器相对位姿参数四元数的解析算法

提出了利用5个非共面特征光点和单目视觉的航天器相对位置和姿态参数测量的解析算法。首先,给出测量系统的基本结构和特征点的配置形式;然后,以3个对称结构特征点为一组,将5个特征光点分为两组,利用四元数测量算法,分别得到单目视觉的航天器相对位姿参数的方程组,结合2个方程组获得了航天器相对位姿参数的解析解形式,并对解析解进行修正;最后,通过计算实例对解析算法进行数学 仿真,结果表明:该算法能够满足航天器相对位姿确定精度和实时计算要求。     

基于U曲线法的油气润滑ECT系统图像重建病态优化

采用U曲线法确定油气润滑ECT系统图像重建中的正则化参数,分析正则化处理后灵敏度矩阵的病态性;通过LBP算法和Tikhonov正则化算法分别对油气润滑ECT系统管道截面进行第一次图像重建;对第一次重建图像的灰度分布矩阵进行门限滤波阈值的优化,并对管道截面进行二次图像重建。结果表明:相较于L曲线法,U曲线法选取的正则化参数在削弱灵敏度矩阵病态程度方面的作用显著;第一次图像重建中,图像重建质量有较大改善;门限滤波阈值优化后的二次图像重建中,图像重建质量进一步提高。研究表明U曲线法确定的正则化参数和门限滤波阈值优化有助于提高油气润滑ECT系统的图像重建质量。     

并联双三角机构精度分析

并联双三角机构是Stewart平台的一种特殊型式。由于其结构的特点 ,直接精确测量该机构的结构误差有一定困难。文中采用一种有效的误差正解分析方法 ,分析包含球铰、驱动杆长在内的全部结构参数误差以及平台半径的变化对主轴端位姿误差的影响。应用这种误差正解方法可定量地确定结构参数设计精度 ,并能找出特定位姿下的敏感结构参数。为这类并联机器人的设计、制造及装配提供了一种有效的途径     

并联微操作手运动空间分析

工作空间分析是设计微操作手的一个重要因素。对微操作手的定姿态工作空间和不定姿态工作空间进行研究：对定姿态工作空间采用一维搜索法求得边界点;对不定姿态工作空间,利用微操作手的微动特性,使用Ｍｏｎｔｅ Ｃａｒｌｏ法求得工作空间的边界曲面。用实例进行仿真计算,同时考察结构参数对工作空间的影响,得到一些规律性的变化关系,结果可以指导微操作手实际结构参数的确定。     

多波束天线并联式座架的优化设计与轨迹规划

为解决某天线安装现场缺乏大型吊装设备,需要自行升举的难题,提出了一种基于6-UCU并联机构的多波束卫星天线座架。基于人工蜂群算法(ABC)进行了结构参数优化,使并联机构在满足电动缸极限长度之比、虎克铰极限转角等约束条件下,实现超大姿态角的运动。同时针对天线阵面位姿调整设计了一种位姿补全方法,通过天线平台的3个姿态参数推演得到其3个最佳位置参数,并提出了一种基于位姿的插补运动规划策略。基于所开发的并联机构虚拟仿真平台,进行了运动学仿真、关节干涉及超工作空间判断,上述优化设计与控制策略均在原型样机中得到了有效运用。     

一种并联机器人误差综合补偿方法

针对并联机器人轨迹规划和轨迹跟踪过程中,同时存在机构误差引起的期望轨迹与理想轨迹之间的偏差和非线性摩擦、负载变化等扰动因素引起的动态误差,提出一种并联机器人误差综合补偿方法:在轨迹规划过程中,基于并联机器人位姿误差模型将位姿误差补偿转化为驱动杆参数组合优化问题,进而利用粒子群算法寻优驱动杆参数,修正并联机器人期望轨迹;在轨迹跟踪过程中,设计基于自适应迭代学习控制算法的动态误差补偿策略,实现对期望轨迹的有效跟踪。在Stewart平台下基于ADAMS和Matlab进行仿真试验,在轨迹规划和轨迹跟踪过程中,分别修正期望轨迹偏差并补偿轨迹跟踪动态误差,实现并联机器人误差综合补偿。进一步,基于混联机床进行工件加工试验,验证方法对于提高并联机器人工作精度的有效性。