基于RTAB-Map视觉里程计的地形环境高程建图研究

在基于视觉的即时定位与建图（Simultaneous Localization and Mapping,SLAM）中，RTAB-Map是一个比较经典的解决方案，它包含有鲁棒的视觉里程计，同时也提供稠密点云地图、2D占据栅格地图和Octomap(3D占据栅格地图)三种地图构建形式。但稠密点云地图数据量大，无法适用于机器人导航；2D占据栅格地图虽数据量小，但无法反映复杂地形特征，一般只用于室内扫地机器人导航；Octomap能较好地反映三维空间内障碍物的信息，多用于无人机的导航，但对于地面移动机器人来说存在信息冗余。为RTAB-Map扩展了2.5D高程栅格地图构建模块，这种地图可以很好地反映地形环境特征，且地图所占用存储空间更小，更能充分利用移动机器人有限的存储和计算资源。     

新能源汽车用304不锈钢液化天然气瓶体多道次对轮强力柔性旋压工艺研究

为了解决新能源汽车车载液化天然气气瓶304不锈钢筒体传统的板材卷焊加工工艺存在焊缝的问题，提出多道次对轮强力柔性旋压工艺，针对20 mm厚的304不锈钢筒坯开展了多道次对轮强力柔性旋压过程的数值模拟和试验研究。利用ABAQUS软件对多道次对轮强力柔性旋压工艺进行了有限元模拟，对每道次加工之后坯料的成形结果精度进行了观察，并分析了旋压过程中的材料塑性变形行为与旋压力。通过验证试验对有限元数值模型的准确性进行了评估。结果表明：在五道次对轮旋压成形过程中，前三道次的加工精度较高，后两道次的精度较低，误差标准偏差在0.07以下，壁厚均匀，筒体内外侧应力–应变呈对称分布，旋压力最大值出现在旋压第一道次，最大径向力为278.84 kN、最大轴向力为120.85 kN、最大切向力为10.63 kN。通过试验验证，模拟结果与旋转压力值之间的误差始终保持在30%以下，表明多道次对轮强力柔性旋压工艺是合理的。     

基于Udwadia?Kalaba理论的自行车机器人平衡控制方法

针对自行车机器人侧向自平衡问题，以一类装有角动量轮的自行车机器人为研究对象，提出一种新的平衡控制方法。该方法根据自行车机器人静止时刻的侧向平衡条件，构造机器人平衡控制的运动学约束，并将平衡约束视为控制目标。基于Udwadia?Kalaba（U?K）理论，建立满足机器人侧向平衡的扭矩解析模型，设计基于模型的平衡约束跟随控制器。研究结果表明，所提控制方法能够实现自行车机器人的侧向平衡，克服机器人侧向横滚角θ初始偏差的干扰，通过对平衡扭矩模型的计算，对自行车机器人进行主动平衡控制。相较于传统PD反馈控制方法，该种基于模型设计的控制方法，具有系统响应速度快、超调量小和控制扭矩易于优化等特点。借助MATLAB软件，对所提控制方法进行了仿真验证，实现了初始横滚角速度分别为0、1、2、5°·s?1条件下的自行车机器人侧向自平衡控制，仿真结果验证了控制系统的稳定性和有效性，为无人驾驶自行车机器人的平衡控制领域提供了一个新的思路。      

矿山煤岩破碎方法研究进展及展望

针对采掘装备在煤巷、岩巷工作中截割机构磨损严重、作业效率低等问题，开展了矿山煤岩破碎方法的分析、总结和探索研究。根据煤岩普氏系数将煤岩类型分为煤、半煤岩、硬岩及高硬岩，并针对目前采掘装备在煤巷和半煤岩巷中存在的问题，阐述目前铣削破岩、冲击破岩、滚压破岩及滚拉破岩等机械破岩技术与纯水射流、脉冲射流、空化射流及磨料射流等水射流破岩技术的工作原理及前沿研究现状。首先，针对煤炭开采中因夹矸、硬包裹体煤层硬度大导致采煤机截割机构磨损严重、机械化开采效率低的问题，进行了截齿破碎煤岩机理及性能、截齿磨损机理、滚筒结构创新设计等方面的阐述，指出目前煤层及夹矸煤层应突破煤岩破碎与高效截割机构设计等新技术，以解决煤层安全高效开采的难题；针对半煤岩巷进行了截齿与煤岩互作用力学模型、截齿自旋转减磨截割机理、截割机构截齿布置理论及最优化设计方法等方面的概述，结合半煤岩巷作业效率低、机械刀具磨损严重等问题，从理论、数值模拟和实验等方面分析了各种水射流冲击破岩方法工作原理及研究现状，并指出为提高复杂多变地质条件下半煤岩巷掘进装备的掘进效率，应根据截割工况设计截割机构刀具排列方式，并采用自适应技术规划掘进工作参数、掘...     

AMPSO与SVR相结合的铣刀寿命预测研究

针对支持向量回归机在预测铣刀寿命时惩罚参数和核函数参数难确定、不同的参数设置对预测效果影响较大的问题，提出了自适应变异粒子群算法。在支持向量回归算法的基础上，引入AMPSO优化SVR参数，建立AMPSO与SVR相结合的数控铣刀寿命预测模型。通过硬质合金钢铣刀铣削的实验验证表明，相比于网格搜索法和神经网络算法，AMPSO-SVR算法在测试样本集的平均相对预测误差低至0.72%，相较前两者预测误差更小，可准确预测数控铣刀寿命，为数控加工过程中的换刀决策提供依据。     

关节型机器人曲线轨迹规划方法研究

为了实现关节型机器人在笛卡尔空间下的曲线轨迹规划，提出一种根据机器人末端所处位置与起点间曲线的长度规划机器人末端运行轨迹的方法。对于已知表达式的空间曲线，机器人末端从空间曲线的起点开始沿着曲线运行，先以3次多项式形式加速至匀速度，匀速运行一段时间后，再以3次多项式形式减速至0。根据规划好的速度规划轨迹，首先，求出整段曲线的长度；然后，根据设定的匀速运行速度求出机器人在曲线上的总运行时间；接着，从起点出发，求出当前时刻以及下一时刻机器人末端所处位置到起点之间的曲线段的长度，并求其差值；最后，根据曲线长度差值以及当前时刻机器人末端所处位置选择下一时刻机器人末端应到达的位置。通过MATLAB仿真验证了笛卡尔空间下曲线轨迹规划方法的正确性。     

超大离焦量对TRIP800高强钢激光焊接接头微观组织与力学性能的影响

传统激光焊接车用先进高强钢时，经常容易发生焊接接头热影响区软化、焊缝脆化以及塌陷等影响焊接接头成形性能和力学性能的问题。针对此问题，使用超大离焦量激光焊接工艺，对1.6 mm厚度的TRIP800高强钢进行激光焊接，获得一种大尺寸的新型焊接接头，并对新型焊接接头的微观组织、硬度和力学性能进行分析。结果表明，当采用激光功率3 500 W、焊接速度3 m/min、离焦量为50 mm时，能够获得形貌良好、无明显缺陷的激光焊接接头。接头热影响区的组织以残余奥氏体和马氏体组织为主，焊缝区域以马氏体组织为主。焊接接头硬度的分布曲线由焊缝区至母材区呈现逐步降低的趋势，超大离焦焊接接头的抗拉强度与母材的强度相当，断后延伸率约为无离焦接头的1.25倍，断口呈现大量的韧窝，以韧性断裂为主。对于TRIP800高强钢的新型焊接接头力学性能的提升，主要是由于较宽的焊缝区域组织，增强了抵抗裂纹的能力，分散了激光焊接时的能量集中，使焊接接头不易产生较大的内应力，成形性能较好。     

振动压路机二级减振系统的减振性能仿真

振动压路机橡胶减振系统的性能直接影响振动压实质量和驾驶舒适性。为了降低重型振动钢轮对机架的振动影响，建立了二级橡胶减振系统数学模型，给出了数值解，并对比分析了高幅、低幅两种工况下一级减振、二级减振的减振效果。结果表明，二级减振系统具有更好的减振性能，振动钢轮能够快速达到稳定振动状态，二级减振系统中间支撑板质量应大于振动轮质量的15%,一级减振系统的弹簧刚度应大于二级减振系统弹簧刚度的60%,研究结论对重型振动压路机的减振系统设计具有一定的理论借鉴意义。