锻造机器人金属橡胶关节阻尼设计及振动抑制

为了抑制锻造车间内锻压机等设备给锻造机器人造成的残余振动,开展机器人的金属橡胶关节阻尼设计及其振动抑制性能分析。基于冲击响应理论获得锻造环境中锻压机冲击的半正弦脉冲激励;根据SPONE的线性弹簧假设及关节刚-柔耦合特性,在COMSOL 平台上建立了六自由度锻造机器人的几何模型;对锻造机器人关节中金属橡胶垫片的减振阻尼特性进行分析;最后在COMSOL平台上完成了7种状态下锻造机器人的振动响应试验,并对丝径分别为0.10、0.20、0.25、0.30 mm的4种金属橡胶关节阻尼进行了残余振动抑制测试。测试结果表明：当关节4~关节6都呈0°时,极限状态4下无阻尼机器人末端最大位移为0.19 mm;而4种金属橡胶关节阻尼的机器人末端位移分别降低了85.8%、99.5%、100%和100%,且金属丝径为0.25 mm时抑振效果最好,从而验证了在锻造机器人中增加金属橡胶关节阻尼抑制残余振动的有效性。     

基于机器视觉及深度学习的静脉药物调配机器人药瓶识别北大核心

静脉药物调配机器人需要对数百种不同类型的药物进行调配,不同药物药瓶类型的识别、测量是精准调配的关键。对静脉药物调配机器人在药瓶类型分类、药瓶关键尺寸测量等不同任务要求情况下,运用基于机器视觉方法和深度学习框架YOLOv5s,实现了一种高效稳定的识别测量方法。结合机器视觉方法的测量准确性,深度学习方法对背景、光源的不敏感性,实现配药过程中不同环节药瓶的准确识别、测量。并通过实验定量地检测背景、环境光源对于识别结果的影响。     

基于Workbench和nCode工具的齿轮疲劳建模与寿命分析

基于齿轮疲劳失效理论,利用Workbench和nCode方法建立齿轮CAE模型,完成齿轮接触动力学和疲劳寿命预测分析。以疲劳耐久性主要影响因素为表征参量,对齿轮副进行静态和瞬态特性分析。在给定不同载荷谱的情况下,基于材料 S-N 曲线和Miner线性损伤累计理论,利用疲劳分析软件nCode Design-Life对齿轮副进行疲劳可靠性分析,得出齿轮接触区域的疲劳结果云图和各节点的疲劳寿命。结果表明：齿轮传动静载条件下的最大接触应力和最小疲劳寿命的区域相同;在动载条件下,最小疲劳寿命出现在齿面分度圆与齿轮端面的过渡区域;在静载、动载条件下,从动轮扭矩的变化对齿轮传动的疲劳寿命影响较大。研究结果可为齿轮抗疲劳优化和加速试验方法的设计提供参考。     

三转子式流体比例控制器设计与试验研究

针对减小比例控制器配比精度对三组元推进剂能效影响的问题,基于三转子流量计工作原理设计了三转子式比例控制器,试验研究了定流量和变流量工况下工程样机的流量比例控制性能。结果表明：三转子式比例控制器的结构简单、易加工、运动平稳、阻尼小;定流量工况下比例控制器的配比比例稳定且精度较高,而且各流量工况点间的配比比例也一致;变流量工况下比例控制器的配比比例存在波动,但其波动幅值随着流量的增大而减小;比例控制器燃烧剂路造成的压力损失最大,冷却剂路造成的压力损失最小。研究成果为研制新型、高配比精度的比例控制器提供了新方案。     

具有符号式位置正解的2T1R并联机构的运动学分析与尺度综合

基于方位特征方程的并联机构拓扑设计理论和方法,设计一种零耦合度且具有符号式位置正解的两平移一转动并联机器人机构,分析计算机构的方位特征集、自由度以及耦合度等拓扑特性。利用机构支链运动副布置的特点建立运动学方程,计算出正运动学和逆运动学的位置解析式,通过一组算例验证计算结果可靠性。研究机构的奇异性并给出正解奇异和逆解奇异的产生条件。分析机构的工作空间,以给定的工作空间作为约束条件,建立实际工作空间最小化的优化目标,选择天牛群优化算法优化得到满足给定的工作空间且使实际工作空间最小的设计结构参数最优解。结果表明：机构具有符号式的位置正解,且工作空间形状规则,呈对称分布、边界光滑。     

混凝土泵车臂架油缸抗偏载研究与应用

通过试验分析找到了混凝土泵车臂架油缸偏载的原因,提出了一种提高混凝土泵车臂架油缸抗偏载能力的方案,设计出了一种新型的导向结构,从而提高了油缸的抗偏载力,为进一步优化超长臂架油缸提供了参考。     

一种电静液刹车系统优化设计及动态性能分析

通过对电静液刹车系统的架构分析,结合以往飞机舵机系统中电静液技术的应用情况,在国内研究的电静液刹车系统基础上,提出了一种新型的优化后的电静液刹车技术,并对优化前后两种电静液刹车技术进行了对比,最后通过仿真手段对优化后的电静液刹车系统动态性能进行了分析。仿真结果表明:优化后的电静液刹车系统动态响应及刹车效率能够满足刹车系统指标要求,且其动态响应频率高于以往研制的电静液刹车系统。     

基于神经网络的数控加工物理仿真的研究

为描述数控加工过程的物理现象及其规律,提出数控加工物理仿真内容体系结构,综合考虑多种影响因素运用人工神经网络分别建立起刀具磨损、切削力、温度场、切屑形态和切削振动的仿真模型,该模型大大地提高了数控加工仿真的真实性.最后指出了物理仿真的发展趋势.     

密封结构表面表征参数对低温密封特性的影响

针对某航空用液压制动器低温环境下极易出现渗漏油的问题,设计低温筛选试验,研究密封件表面不同表征参数（表面轮廓算术平均偏差Ra,轮廓最大峰值Rp,表面轮廓最大高度Rz）对低温密封特性的影响规律。结果表明：传统Ra指标约束下的密封表面不能完全满足液压制动器低温密封要求,而Rz和Rp指标能更好地表征和约束密封结构的表面加工质量,其中采用 Rz指标约束下的密封表面能显著提升液压制动器的密封特性。根据试验统计结果,给出航空用液压制动器密封表面质量Rz≤1.0 μm的设计参考值,并可应用于其他类似航空液压产品设计中。     

基于声发射时频分析与卷积神经网络的液膜密封摩擦状态识别

针对液膜密封状态监测领域无损监测开发不足、信号特征评估困难以及摩擦状态判别智能化特性缺乏的问题,提出一种基于声发射时频分析与卷积神经网络的液膜密封摩擦状态识别方法。该方法将声发射无损监测技术应用于液膜密封的摩擦状态监测,卷积神经网络作为液膜密封摩擦状态自主决策的实现手段,声发射信号的时频信息作为卷积神经网络的特征输入,分析短时傅立叶变换、 S变换以及小波变换3种时频分析方法对卷积神经网络识别性能的影响。结果表明：对于液膜密封的声发射信号,3种时频分析方法与卷积神经网络结合的优选顺序为：短时傅立叶变换、 S变换、小波变换;基于声发射时频分析与卷积神经网络的液膜密封摩擦状态识别方法准确率较高,相比其他识别方法取得了较好的识别效果。