一种基于虚拟力的多机器人编队控制系统

针对多机器人协同控制问题,采用Zigbee无线通信系统,设计了基于局部信息存储的黑板通信方式,将领航-跟随算法与虚拟力法相结合,定义了基于距离与速度分量的虚拟力,通过引入随机发生函数、变排斥力反馈控制算法,解决了多机器人自组织协作中瘫痪死锁、决策冲突的问题,构建了三台两轮差速驱动的小型移动智能体物理实现平台。仿真结果及移动机器人实体实验证明了该方法的有效性和可行性。     

基于虚拟力的冗余度机器人自主避障研究

针对具有末端位姿约束的冗余度机器人,提出了一种实现障碍回避的新方法。该方法将虚拟力和多体动力学引入冗余度机器人的自主避障中,机器人在避障力、任务路径吸引力等综合作用下实时地回避障碍物。避障算法对机器人的工作区域进行划分,并实现末端关节避障力的精确计算。该方法使障碍回避过程不再依赖于运动学优化,提高了系统的实时性。     

虚拟力导向差分算法的异构移动传感网络覆盖策略

根据目标进化算法思想,结合虚拟力算法和差分算法,提出一种解决异构移动无线传感网络覆盖的虚拟力导向差分优化算法.该算法以网络的有效覆盖率为优化目标,通过异构节点间的虚拟力影响差分算法的位置向量更新过程,指导种群进化,提高算法收敛速度.仿真结果表明,虚拟力导向差分优化算法能高效地实现异构移动无线传感节点布局优化.与差分算法和虚拟力算法相比,虚拟力导向差分优化算法不仅网络有效覆盖率高,且收敛快,用时少.     

基于三维软件的机用平口钳虚拟建模

机用平口钳是通用夹具的一种,具有简练紧凑、夹紧力度强、易于操作使用等特点,广泛应用在铣床、钻床、平面磨床等机械装备。文中使用计算机辅助设计软件Solid Works完成平口钳建模与装配,为零件加工精度的保证奠定基础。实践证明,用Solid Works可以缩短产品设计周期,减少设计成本。     

基于OpenGL的虚拟生物实验室漫游系统研究

为提高生物实验学习效率,本文利用虚拟现实（virtual reality-VR）技术构建了一个虚拟生物实验室,利用3DSmax进行实验仪器三维建模,然后,采用OpenGL进行渲染与控制,从而实现实验室的漫游。同时,通过人机交互对场景及场景中的模型进行控制,并模拟了生物实验的进行。实验结果显示,所构建的生物实验室及其仪器设备等的虚拟模型真实感强,漫游速度快,生物实验的进行过程逼真可靠。     

基于ProE/Adams/Nastran的装备虚拟设计

介绍了虚拟技术，并以船用滑梯为例，采用ProE／Adams／Nastran进行了装置的联合仿真分析。     

一种新型多工位零件清洗装置虚拟建模与设计

主要针对目前多工位零件清洗装置占用场地大、工作效率低、清洗质量有待提高等问题,从装置的整体布局、自动化程度的提高、采用先进的清洗技术等方面入手,提出了一种新型多工位零件清洗装置的设计方案,并依托solidworks软件对设计方案进行虚拟设计,实现了设计方案的无纸化、高效化和实用化。该设计已成功申请国家发明专利,具有一定的工程使用和推广价值。     

基于SolidWorks离心泵扭曲叶片三种精确建模方法

介绍了基于Solid Works对离心泵扭曲叶片三种精确建模方法。利用该方法可以精确地获得离心泵叶片的三维模型,供三维成型打印机快速造型和CFD流场分析,也可应用于数控机床对叶片表面进行精确数控加工,以确保叶片表面各型线与设计数据完全一致。     

一种基于高级特征的虚拟注册算法

探讨了一种基于高级特征的虚拟注册方法,详细叙述了从2D图像特征提取、实体识别、确定仿射矩阵到验证注册结果的全过程。提出了两类特征的定义和提取方法,并在此基础上建立了理想2D视图的数据库,通过散列表和累加器完成了最终的匹配过程。验证阶段采用图像轮廓进行匹配,大大提高了匹配效果。实验结果证明该方法简单有效。     

电动执行器虚拟设计方法的研究

对机械产品虚拟设计技术进行了分析,探索了虚拟设计中产品的建模技术和虚拟装配技术。构建了电动执行器零部件的三维模型;采用数据库技术和UG二次开发工具UG／OpenAPI建立常用的标准件库;实现了电动执行器三维虚拟设计、装配,并对装配模型作干涉检查。从而实现了电动执行器快速的虚拟设计。     

基于遗传算法和虚拟现实的施工设备布置系统

为辅助设计人员解决施工设备布置问题,基于遗传算法、虚拟现实技术和三维模型处理技术,提出了类交互式遗传算法。该算法首先执行计算机自动迭代完成的自然阶段,在满足人工参与条件后进入虚拟现实环境,进行人工评价和人工指导变异。通过对比分析表明,该算法能在明显减少用户参与次数的前提下,取得优于交互式遗传算法的解。基于该算法,实现了施工设备布置系统原型,并设计了基于不同技术的不同模块间的数据交互机制。实际应用验证了系统的有效性。     

基于自适应蚁群算法的协同制造项目资源优化配置

为探索更高效的协同制造资源优化配置算法,提出了基于自适应蚁群算法的求解方法。针对零件的特定工艺线路,建立了以时间、成本和质量为目标的制造资源优化配置模型,设计了模型求解的自适应蚁群算法,并给出具体算例,验证了算法的可行性和有效性。     

三维机加工序模型辅助生成技术

为达到以三维工序模型作为机加工艺信息载体的目的,研究了三维机加工序模型的辅助生成方法。分析了工序模型生成的Petri网模型,划分了三维工序模型生成的阶段过程。面向机加工艺知识建立了工艺本体,面向三维建模知识建立了建模本体,并在两者之间构建了映射转换关系。提出了工序模型的正向生成方法和逆向生成方法。在正向生成方法中研究了面向2.5维和超2.5维加工特征的加工余量生成方法,在逆向生成法中分析了其应用方法和约束条件,从而辅助工艺员面向机加工艺知识创建三维工序模型。     

复杂情况下的三维集装箱装载问题混合算法

对复杂情况下的三维集装箱问题进行了描述,其约束主要包括重心位置约束、单箱重量约束、摆放方位约束、卸货顺序约束和集装箱型号和数量约束。基于禁忌规则,提出了求解该问题的模拟退火算法。设计了货物的摆放规则和序列生成方式,采用4种邻域,根据邻域的不同,构造了3种禁忌表,根据问题的特点,在模拟退火算法抽样过程中加入了禁忌规则。本文介绍了算法的原理,给出了具有代表性算例试验结果并且进行了分析。试验结果表明所提出的混合算法对复杂情况下的集装箱三维装载问题的有效性。     

基于混合遗传算法的机床夹具夹紧力优化

利用改进的遗传算法对机床夹具夹紧力进行了优化分析,首先对遗传算法进行了优化,然后建立了夹紧力的优化目标及相应的约束条件,最后采用混合遗传算法对该优化模型进行优化。结果表明,优化后的夹紧力明显减小,而且各个方向的夹紧力分布也更为合理。该方法对其他夹紧力的计算具有一定的参考意义。     

基于SolidWorks虚拟设计双曲柄式少齿差减速器

利用SolidWorks三维机械设计软件平台进行双曲柄式少齿差减速器零部件的三维造型设计,并将零部件虚拟装配成减速器总成。利用Motion插件进行双曲柄式少齿差减速器的运动仿真,观察主要零部件的运动特点以及各个零部件的传动形式,并及时修改设计中的不合理之处。实现从传统的二维设计思路实现向三维设计的转变,提高了设计效率。     

Effects of temperature and humidity on atomic force microscopy dimensional measurement

The influence of environmental factors on dimensional measurements of atomic force microscopy (AFM) was investigated experimentally. Measurements were taken with environmental control over a whole AFM chamber and a local sample chamber to highlight the influence of working conditions on the instrument itself. Both temperature and humidity were found to have a significant impact on pitch measurements of a two‐dimensional grating. The effect of temperature on the behavior of the microscope itself is generally larger than the thermal expansion or contraction of the sample. The effect of humidity was further determined to be relevant to the scan direction and velocity. For precise AFM dimensional measurements, the possible influences of temperature and humidity must be carefully considered. Microsc. Res. Tech. 78:562–568, 2015. © 2015 Wiley Periodicals, Inc.     

具有三维力反馈的原子力显微镜纳米操作系统

在基于原子力显微镜的纳米操作过程中，由于缺乏实时反馈信息，造成纳米操作效率低下且灵活性差，同时探针因受力过大而损坏。为此，本文通过对探针受力-悬臂变形进行建模，并根据实时检测到的悬臂变形信号、新的参数获取与校准方法，从而获取探针所受的实时三维纳米力。将此三力经比例放大后送人力／触觉设备进行感知，操作者就可以实时调节施加在探针上力的大小及探针的运动轨迹，使得操作的效率及灵活性明显提高，且可以避免探针因受力过大而造成损坏。纳米刻画和多壁碳纳米管的操作实验验证了系统的有效性。     

基于三维模型的产品模块化配置方法

针对产品配置模型和配置求解过程在三维信息表达和同步可视化展现上的需求,将三维建模与设计技术引入到产品配置中,提出一种基于三维模型的产品模块化配置方法。分析了基于三维模型的产品配置工作原理,给出了综合产品模型、多层级三维骨架模型和产品三维配置模型的定义与形式化表达,并以此为基础构建了详细的产品配置流程,开发了计算机辅助的基于三维模型的产品模块化配置原型系统,采用单立柱有轨巷道堆垛机对配置方法进行了验证。