基于包络特征的非圆齿轮齿廓计算方法研究

依据齿条刀具范成法加工非圆齿轮的原理,建立了计算机仿真加工中的刀具与齿坯间运动学模型;通过对仿真齿条刀具加工中齿廓形成过程的分析,提出了一种基于齿廓特征点的齿廓描述方法;根据齿廓的形成规律,提出了齿廓特征点、齿根圆、齿根过渡曲线和齿顶圆等全部齿廓数据的计算算法,并利用该算法编写了椭圆齿轮齿廓计算程序,该程序可直接用于线切割等数控加工设备加工。采用该方法设计加工出的椭圆齿轮已成功应用于所研制的插秧机分插机构样机及其试验台中,从而验证了该方法的可行性。     

一种可整周回转的新型3T1R并联机构运动学分析

具有3移动1转动(3T1R)4自由度并联机构在工业领域具有广泛的应用潜力。然而绝大多数现有的3T1R并联机构的动平台转动范围小于90°。提出一种具有整周回转能力的3T1R并联机构。该机构动、静平台通过两根相同的混联分支(PRR)_2RH相连接。通过两个共轴、反向的等螺距螺旋副来实现动平台的整周回转能力。运用李群理论分析了机构的自由度。建立闭环约束方程对机构进行了位置正、反解计算。通过速度分析建立了雅可比矩阵,并在此基础上对机构进行了奇异分析,找到了所有的奇异位形。分析了机构的工作空间,以条件数作为性能指标,绘制了机构在工作空间内的性能分布图。研究结果为该机构后续的优化设计、动力学建模提供了理论基础。     

机电一体化综合设计性实验方法及装置的研究

通过分析机电一体化技术的组成和特点,探讨了机电一体化实验教学的内容与方法,介绍了作者设计的机电一体化实验教学平台。该实验装置采用模块化结构,可以完成机电一体化专题和综合性两大系列实验,实验过程采用演示性及设计性相结合的方法,可以较好地满足机电一体化综合性、设计性实验的要求。     

基于移动补偿的绳驱动关节运动解耦方法

提出了一种通过移动补偿解决绳驱动关节运动耦合的方法。首先,根据运动耦合的机理推导出解耦的约束条件,并相应地设计了一种2自由度绳驱动机械臂;然后,为分析绳索的弹性形变对解耦效果的影响,应用绞盘方程建立了绳索拉力对关节转角偏移影响的理论模型;最后,开展了相应的试验。试验结果显示当关节不受外力矩时,其最大角度偏移量为0.72°;关节上施加一定力矩后,基于上述模型得到的关节转角偏移量同试验值的差异小于0.02°。此外,关节转角偏移量随着预紧力的增大而减小,且关节的动态解耦性能良好。以上结果验证了提出的解耦方法的有效性和关节转角偏移模型的准确性。     

堆聚态采血针管自动分料拾取机械手研究

目的研究堆聚态采血针管在包装过程中的自动分料拾取机械手,实现采血针管的单根拾取。方法基于采血针管的物理特性,设计搓分式和气吸式2种自动分料拾取机械手,通过拾取过程的力学分析和正交试验,研究入料深度、初始杆距和夹持力对搓分式分料拾取成功率的影响;通过设计计算和试验,研究吸附次数对气吸式分料拾取成功率的影响,并将2种机械手的分料拾取效果作对比。结果搓分式分料拾取机械手在入料深度为30 mm、初始杆距为4 mm、夹持力为1.9 N时分料拾取成功率最大为82%,但对物料损伤程度较大。气吸式分料拾取机械手在连续双次吸附时,分料拾取成功率最大为86%,对物料损伤程度较小。结论气吸式分料拾取机械手对物料损伤程度较小,可以满足五通道采血针管自动包装机的送料要求。     

鞋底曲面数据提取与喷胶轨迹的自动生成方法

为快速有效地提取鞋底曲面信息和生成喷胶轨迹,提出一种基于线结构光扫描鞋底曲面的方法。利用线结构光三维测量原理,扫描套在鞋楦上的鞋帮底面,获得表示鞋底曲面信息的点云数据。用B样条曲线拟合出一系列的三维扫描线,生成封闭的鞋底轮廓线,计算鞋底轮廓线在鞋底曲面的偏置曲线得到喷胶轨迹。构建线结构光扫描鞋帮底面的试验装置,计算其在x、y和z轴方向上的测量误差分别为0.094、0、0.015 mm,满足系统精度要求。最后将生成的喷胶轨迹通过坐标变换应用于Stäubli机器人自动喷胶系统,验证了方法的有效性和可行性。     

基于包络特征的非圆齿轮齿廓计算方法研究

依据齿条刀具范成法加工非圆齿轮的原理,建立了计算机仿真加工中的刀具与齿坯间运动学模型;通过对仿真齿条刀具加工中齿廓形成过程的分析,提出了一种基于齿廓特征点的齿廓描述方法;根据齿廓的形成规律,提出了齿廓特征点、齿根圆、齿根过渡曲线和齿顶圆等全部齿廓数据的计算算法,并利用该算法编写了椭圆齿轮齿廓计算程序,该程序可直接用于线切割等数控加工设备加工。采用该方法设计加工出的椭圆齿轮已成功应用于所研制的插秧机分插机构样机及其试验台中,从而验证了该方法的可行性。     

基于RPPR机器人智能分拣实验装置的研制

结合机器人和传感技术,开发了基于RPPR机器人自动分拣实验装置.机器人从固定位置抓取工件至检测位置,再根据检测得出的不同高度将工件置于相应位置.该实验装置可形象地为学生理解学习机器人、单片机、传感器、接口技术等课程提供实物模型.     

基于指纹传感器的盲文识别算法研究

针对盲人学习或阅读盲文困难大的问题,提出一种基于指纹识别传感器盲文识别算法.首先,通过半导体指纹传感器触压盲文书获取盲文凸点图像;接着,对盲文图像进行图像处理,包括二值化分割、形态学滤波、形状识别,获得凸点位置;然后,通过坐标变换计算得到凸点的排列矩阵,并进行二进制编码得到唯一的索引号;最后利用索引号检索国家标准的盲文库,从而获得盲文地声韵母.实验结果表明,提出的指纹识别传感器盲文识别算法能准确有效地识别出盲文书的盲文凸点.该方法将来可以应用于穿戴式盲文阅读装置,把识别的盲文声韵母通过语音播放给盲人使用.     

曲率无穷范数约束的曲线3维重建

目的 为提高曲线3维重建的精度,提出一种基于曲率无穷范数约束根据2幅图像重建3维非参数空间曲线的方法。方法 分析以重建曲线的反投影误差、曲率的加权和作为目标函数的缺点。为了避免引入不确定的权系数,同时使求解结果更好地逼近全局最优解,把原目标函数中的曲率项转化为曲率无穷范数的不等式约束,即限制了曲线上所有点的曲率值都必须小于某个较小阈值,从而保证了重建曲线的连续性。结果 模拟曲线实验验证了方法的可行性、鲁棒性和优越性;圆柱相贯线的重建结果显示重建曲线在特定方向上的相对误差为2.98%;最后把方法应用于果树枝干骨架的3维重建,重建的果树枝干骨架符合肉眼观察的视觉效果。结论 本文方法适用于不同场合下的曲线3维重建,且重建精度较高。