基于气缸动态特性的时序优化

气缸的动态特性复杂,在前人的研究基础上,建立气缸的动态特性数学模型,并采用龙格库塔法进行仿真.基于仿真结果和机构分析,用时序图的方法优化各个气缸的动作时间和运动顺序,在防止干涉的情况下,有效地将串行时间转化成并行时间,使得多气缸协调动作且时间最短.     

双光斑重叠式PSD空间点位测量系统研究

针对空间点位测量的问题,设计了一种新型双光斑重叠式PSD空间点位测量系统。构建了测量系统的测量平台和运动控制平台,并将光电位敏传感器PSD作为测量系统测头上的靶标,形成了空间测量三角形,采用逐次逼近算法,使两个光斑在PSD上轮流交替跟踪,实现了测量系统的自动跟踪,并利用PSD对于光斑重心采集的原理,判断两光斑重合情况,进行了空间点位信息的采集测量。以某型航空发动机8级涡轮转子叶片为测量对象,用三坐标测量机和本测量系统分别对其进行了测量对比试验。研究结果表明,测量系统对距离测量系统1.5 m远处,对目标点的测量偏差为亚mm级,正向偏差维持在0.4 mm以内,负向偏差维持在-0.25 mm以内。     

基于机器视觉的手机壳表面划痕缺陷检测

为解决手机壳表面缺陷检测采用人工目测法,检测效率低且漏检率高的问题,采用基于机器视觉的手机壳表面缺陷检测方法,实现产品缺陷的自动化检测。该检测算法采用八方向的各向异性高斯方向导数滤波器对图像进行卷积滤波,并做归一化处理;利用滤波结果图的直方图确定自适应阈值,并进行阈值分割;对图像进行细化后通过划痕缺陷长度特征进行缺陷的提取。实验结果表明,该划痕缺陷检测算法能够实现长度0.5 mm以上的划痕缺陷的准确检测,检测效率高,满足企业的实际需求。     

基于流体力学的脉冲电解加工间隙在线检测的理论研究

为实现加工间隙的在线检测,建立间隙流场中流体运动的计算模型,分析作用在阴极面上的压力矢量分布, 并构建坐标系进行六维力分解,通过调整加工间隙及进口流速,建立阴极上的六维力与加工间隙之间的关系方程 式,用此关系式来实时检测加工间隙。     

一种V型坡口焊缝图像处理方法及特征提取算法研究

为了提高V型坡口焊缝特征提取算法的效率和准确性,对V型坡口光条图像预处理,在图像感兴趣区域(Region of Interest,ROI)开窗基础上构建差异化卷积模板,经图像差分后实现光条纹增强及噪声颗粒化.通过形态学开运算和小连通域去除提取出二值化光条,并采用几何中心法完成光条骨架细化.通过对光条形态学特征分析,初步定位角点,分区域提取光条中心线,最终获得焊缝的精确特征点.实验结果表明,采用该方法能够有效去除噪声,准确提取出亚像素级特征点,相较传统角点检测算法效率提升60%,满足工业应用的高精度和实时性要求.     

平底刀最优刀轴矢量规划算法

在进行自由曲面平底刀五轴数控加工刀轴矢量规划时,现有算法多以材料去除率最大作为优化目标,然而加工效率最高的刀轴矢量不一定是刀具最优姿态,还需要综合考虑加工质量、刀轴光顺等因素。从这几个方面建立单个刀轴矢量和相邻刀轴矢量光顺性的度量指标,并以归一化度量指标加权和最小作为优化目标建立刀轴矢量优化模型,经理论分析将多目标规划问题转化为力学平衡问题,弹簧模型中高斯球面上运动节点的平衡位置就是最优刀轴矢量。仿真结果表明SE权因子影响加工效率,DW、DM权因子影响机床运动平稳性,DF权因子影响切削条件,选择合适的权因子可以获得材料去除率大、加工效率高以及在工件坐标系、机床坐标系和进给坐标系下光顺的刀轴矢量。     

微纳牛级力检测的球膜敏感元件力学分析

为了实现工业技术领域的微纳牛级力大小的精确测量,以厚度约700nm、直径50mm左右的球形薄膜为敏感元件,将微纳牛级待测微粒置于球膜上,根据球膜变形量得出被测微粒的重力大小;利用ANSYS建立球形薄膜的力学模型,根据正交试验法设计试验工况,对球膜进行多种工况的受力分析;采用奇异值分解的最小二乘拟合算法处理试验数据,得出变形量、球膜参数以及微粒子重力之间的拟合公式;将拟合公式计算出的变形量理论值与对应试验值进行比较,结果表明:载荷在2～10μN范围内,检测误差不超过1%。     

基于机器学习的头部自由视线追踪方法 及其在电动病床端的应用

头部自由的三维视线追踪具有重要的意义。 针对传统的视线追踪方法存在的精度低、设备复杂和穿戴受限等问题,提 出了一种基于机器学习的单目头部自由的三维视线追踪技术,构建出了两个轻量、高精度、实时的视线追踪模型,分别可进行注 视点估计和注视方向估计。 注视点估计模型首先利用 Dlib 进行人脸特征点定位得到眼睛图像进而进行 PnP 解算得到头部姿 态信息,将两种信息与部分特征点坐标共同输入到多通道卷积神经网络中,并最终估计得到人眼注视点。 注视方向估计网络是 注视点估计网络的简化版本。 将本文所提出的视线追踪技术与电动病床相结合,构建出一套基于眼球驱动的电动病床系统,该 系统允许患者利用眼睛控制电动病床的运作。 实验结果表明:所提出的注视点模型在 MPIIGaze 数据集上的误差为 4. 1 cm,注 视方向估计网络在 ColumbiaGaze 数据集上的误差为 7. 2°,两模型的精度分别比 iTracker 和 UlinFT 提高了 6. 8% 和 2. 7% 。 所构 建的眼球驱动电动病床系统有效地提高了患者的生活水平,满足了患者的诸多需求。     

基于六维力电解加工间隙在线检测试验研究

为了实时检测加工间隙,把流体作用在阴极上的六维力作为研究参数:设计通电解液不通电、通电加工两大类工况,从定性和定量两个角度分析六维力与加工间隙之间的关系;并以平面、斜面、叶片型面三种阴极进行试验加工,用最小二乘多变元线性拟合法,分别建立平面、斜面阴极加工的六维力与加工间隙之间的关系方程式,用叶片型面加工数据对建立的关系方程式进行检验与修正,得到最终的修正关系式:分析关系式各参量之间的关系,并得到结论:在15％的误差范围内,关系式可以用于在线检测加工间隙。     

基于双霍尔传感器的磁性小球悬浮控制系统研究

本文设计并实现了一种基于双线性霍尔传感器结构的磁性小球悬浮控制系统,在电磁驱动器底端及顶端中心位置各同向布置一个线性霍尔传感器,通过传感器信号调理电路,将两路传感器的输出信号作减法处理,消除了电磁驱动器磁场对传感器输出信号的影响。试验表明,磁性小球到电磁驱动器底端距离为16.46~42.46 mm时,调理电路输出电压值与磁性小球到电磁驱动器底端距离的负三次方成正比。基于PID控制策略,设计了一个磁性小球悬浮控制系统,选取合适的PID控制器参数,试验表明,系统的超调量和响应速度能够符合设计要求,磁性小球实现了在25 mm位置处的稳定磁悬浮,系统的位置控制精度达到±0.125 mm。