中空滚珠丝杠副热平衡分析及对比试验研究

为了提高中空滚珠丝杠副的冷却性能,基于传热学理论,对滚珠丝杠副进给系统的主要热源分布及热传导进行分析,建立了中空滚珠丝杠副的温度场和热平衡分析的数学模型,并从中空滚珠丝杠副结构参数和使用参数方面分析影响丝杠温升的因素和热平衡的影响因素,最后设计了滚珠丝杠副冷却润滑性能检测试验台,对试验进行验证并分析。由试验结果可知,随着丝杠运行时间的增加,其温升先急剧升高,然后处于相对稳定状态。通过对比试验表明,中空丝杠可使热平衡时间至少缩短50%,并降低热平衡温度。     

基于YOLOv3与ResNet50的摄影机器人人脸识别跟踪系统

虚拟演播室下,针对需要摄影机器人来自动完成对主持人的识别并对其进行镜头跟踪的任务,提出一种在基于YOLOv3完成人脸检测的基础上,构建ResNet50网络,对主持人进行人脸识别及镜头跟踪的系统。为提高其在开放集上人脸识别的精度,基于CASIA-FaceV5与PubFig数据集构建人脸训练集,在改进的ResNet50模型上完成模型的联合监督训练。结合摄影机器人运动控制算法进行实验,实验表明该系统具有较好的识别精度与实时性,能够满足虚拟演播室下摄影机器人人脸跟踪要求。     

基于扫频激振法——研究润滑油黏度等级对滚动直线导轨副阻尼器减振性能的影响

通过扫频激振法研究共振频段下润滑油的黏度等级对滚动直线导轨副阻尼器减振性能的影响。首先,对导轨阻尼装置进行动力学建模,通过动力学分析说明了导轨阻尼器的油膜减振原理以及润滑油的黏度等级与导轨阻尼器减振性能的关系。然后,创新性地搭建了基于扫频激振法的导轨阻尼器试验平台,在四种不同黏度等级的油润滑条件下,对导轨阻尼装置进行正弦扫频激振,采集导轨阻尼装置的振动响应信号并进行模态分析,得到导轨阻尼装置的三阶模态。最后,对比三阶模态对应频段下润滑油黏度等级与导轨阻尼装置振动加速度的关系曲线,验证了润滑油黏度等级越高,导轨阻尼器减振性能越强的结论。另外,试验发现:随着润滑油黏度等级的提高,导轨阻尼器减振性能增加的趋势逐渐降低,当黏度等级超过ISO 70后,增加润滑油黏度等级对导轨阻尼器减振性能的提高作用不大。研究成果为导轨阻尼器在实际工况下选用何种黏度等级的润滑油提供了指导性的作用,并且扫频激振法的使用为机床行业研究导轨阻尼器的减振性能提供了一种新的思路。     

双螺母预紧滚珠丝杠副摩擦力矩与接触刚度波动关系研究

目前,滚珠丝杠副刚性的一次测量只能测得一个位置处刚度,需进行多次测量才能获得有效行程内的刚度波动情况,且每次测量需要拆卸和调整测量装置,耗时耗力。由于滚珠丝杠副摩擦力矩测量是空载扭矩,在测量行程中,螺旋升角和接触角是基本没有什么变化,同时在刚性测量中,轴向载荷的加载对螺旋升角和接触角的影响非常小,可以简单、快速获得双螺母预紧滚珠丝杠副不同位置处接触刚度值波动情况,对双螺母预紧滚珠丝杠副的滚珠进行动力学分析,建立预紧力与接触刚度的关系式,结合滚珠丝杠副预紧力与摩擦力矩平衡方程,建立关于摩擦力矩的接触刚度数学模型;使用滚珠丝杠副摩擦力矩试验台对两种不同型号的双螺母预紧滚珠丝杠副进行摩擦力矩测量;在滚珠丝杠副静刚度试验台上对以上两件滚珠丝杠副进行静刚度测量。试验结果表明:当双螺母预紧滚珠丝杠副的轴向载荷23/2倍预紧力时,双螺母预紧滚珠丝杠副的接触刚度与摩擦力矩的1/3次方成正比;可通过测量双螺母预紧滚珠丝杠副行程内的摩擦力矩来反映不同位置处接触刚度的波动情况。     

滚珠丝杠滚道研磨工艺试验研究

为探究滚珠丝杠滚道的研磨工艺,应用自主研制的滚珠丝杠研磨工装及研磨试验台,对单根丝杠进行分段研磨试验,重点研究了丝杠行程误差、滚道表面粗糙度及表面残余应力随研磨周期的变化情况。结果表明,使用自制的研磨工装可有效改善滚珠丝杠的行程误差,减小左右滚道粗加工时存在的粗糙度差异。其中,左右滚道全程变动量分别下降46.5%、24.2%,表面粗糙度Ra分别达到0.2658μm、0.2843μm。此外,研磨前滚道表面残余应力在-200MPa以下,随研磨周期数增加,滚道表面残余应力增大,研磨后表面残余压应力可达-450MPa以上,有利于疲劳寿命。试验验证了自主研制的丝杠研磨装置及丝杠研磨工艺的有效性,并为深入研究研磨参数对滚道表面的影响提供了借鉴意义。     

预紧力对滚柱直线导轨副振动特性的影响研究

为了研究预紧力对滚柱直线导轨副振动特性的影响,文中提出采用ADAMS仿真分析和实验相结合的方法。首先,通过采用不同过盈量的滚柱来表示不同的预紧力;然后,用ADAMS仿真软件对不同预紧等级下的滚柱直线导轨副进行仿真分析得到各阶固有频率及振型;最后,采用锤击法对仿真结果进行实验验证。从结果分析可以看出,仿真结果和实验结果基本吻合,且预紧力增大,导轨副的各阶固有频率也相应增大。文中的研究结果对研究机床振动和振动控制以及准确进行机床动态优化设计具有重要意义。     

基于THK-SHS35V型号的滚动直线导轨副预紧力精确计算方法研究

针对目前只能通过滚动体过盈量粗略判定滚动直线导轨副预压等级(轻、中、重)的现状,首先基于Hertz接触理论建立了载荷和预紧拖动力关系模型,然后创新性构建了一种载荷和预紧拖动力同步在线测量系统,测量了不同载荷、运动速度下THK-SHS35V型号的滚动直线导轨副的动态摩擦因数,进而得到其Stribeck曲线。将摩擦因数与载荷-预紧拖动力关系模型相结合,最终建立了一种滚动直线导轨副预紧力精确计算模型。试验结果表明,所建立的预紧力计算模型能有效预测被测样件的预紧力,其最大相对误差为18.91%。提出利用Stribeck曲线得到动态摩擦因数经验公式建立预紧力计算模型的方法,可进一步扩展应用于其他型号的滚动直线导轨副。     

莫摇、莫晃、莫愁路——南京理工大学自动轿夫机器人设计

本文以2009CCTV机器人大赛，南京理工大学参赛队实际设计并参赛的自动机器人为对象，介绍自动轿夫机器人的底盘结构、摇摆机构、提升机构和加持技ISS设计与改进，并介绍码盘控制的部分算法设计。     

链式刀库运动精度检测方法研究

刀库及自动换刀装置(ATC)的主要功能是存储刀具和交换刀具,其性能特别是刀库的运动精度影响着大型数控机床或加工中心是否能迅速、准确地完成换刀,是影响机床可靠性的关键因素。为研究链式刀库的性能尤其是刀柄的运动精度,主要包括每个刀位及整体的定位精度和重复定位精度,提出一种基于激光位移传感器和标准刀柄补偿的链式刀库运动精度检测方法。针对链式刀库顺时针和逆时针两种方向的运动,设计合适的工装并利用两个激光位移传感器间接测量得到刀柄装夹圆的圆心。通过将基准坐标下所测的标准刀柄装夹圆圆心坐标对所测的模拟刀柄装夹圆圆心坐标进行补偿,得到参考坐标系下模拟刀柄装夹圆圆心坐标,从而确定链式刀库每个刀位和整体的运动精度,估计所测链式刀库的故障阈值范围,为链式刀库故障预测提供了重要依据。     

三轮全向移动机器人的航迹推算定位方法

为提高自主定位机器人的定位精度,设计一种基于三轮全向从动的航迹推算定位机器人机构.机器人的主动轮系统由4个麦克纳姆轮组成,从动轮系统由3个全向轮组成.通过离散化航迹推算定位公式计算并更新机器人的位姿信息.最后通过实验测量多种运动方式、不同采样周期下的定位误差.结果表明:该方法可基本满足机器人室内定位要求,为航迹推算定位提供理论依据和实验参考.