一种弱耦合5-DOF抛磨机械臂的设计

为了实现对风机叶片的抛磨加工,提出一种弱耦合5-DOF并联机械臂,它采用2-UPS+((2-UPS)+U)PU并联机构,对机械臂的机构进行了分析与设计。首先,采用闭环矢量链建立了机械臂的位置模型,并绘制了工作空间分布图。接着,建立了机械臂的运动学传递模型,基于雅可比矩阵结构对机械臂的解耦性进行了分析,并通过定义运动灵活性评价指标,揭示了机械臂的尺寸参数对其运动灵活性影响规律。然后,建立了机械臂的静力学传递模型,通过定义静力承载能力评价指标,揭示了机械臂的尺寸参数对其静力承载能力影响规律。最后,应用基于性能评价指标的蒙特卡罗法对机械臂的尺寸参数进行了概率分析,以概率分析数据为基础对尺寸参数进行了优选。确定了一组最优尺寸参数值：固定平台上分支2万向副分布尺寸为250mm、分支3万向副分布尺寸为450mm、分支1的支链4万向副分布尺寸为300mm、分支1的支链5万向副分布尺寸为350mm;分支1的支链4末端球面副与分支1轴线距离为70mm、分支1的支链5末端球面副与分支1轴线距离为80mm;运动平台上分支2末端球面副分布尺寸为100mm、分支3末端球面副分布尺寸为100mm。采用上述优选尺寸...     

基于结构光的角焊缝外观检测算法研究

针对结构光条纹曲率变化较大时中心线提取存在误差,导致焊后角焊缝外观参数检测不准确的问题,提出一种基于结构光的角焊缝外观检测算法。首先建立角焊缝外观检测系统并对系统内相机进行标定;然后采集图像并经过高斯滤波、Otsu值分割等一系列图像预处理,提出一种法向平均法来提取结构光条纹中心线;最后通过直线拟合法与移动向量法来提取结构光特征点,结合角焊缝外观定义计算出其宽度、凸度和咬边等外观参数。实验结果表明,所提出的角焊缝外观检测算法准确性高,平均误差为0.021mm,且系统算法具有良好的稳定性。     

黏结相对YSZ基高温封严涂层沉积效率和热循环性能的影响∗

为解决 YSZ(Y₂O₃ 部分稳定的 ZrO₂ ) 陶瓷基高温封严涂层沉积效率较低和易于过早剥落失效的问题,选择氧化铝 (Al ₂O₃ )、钇铝石榴石(Y₃Al ₅O₁₂ ,YAG)及镁铝尖晶石(MgAl ₂O₄ )为三种高温黏结相,通过喷雾造粒的方法分别制备出 B0(无黏结相)、B1(含 Al ₂O₃ )、B2(含 YAG)和 B3(含 MgAl ₂O₄ )等四种 YSZ 基团聚颗粒,研究黏结相对涂层沉积效率和热循环性能的影响。 结果表明,YAG 的黏附和包裹作用最强,与 B0 型粉末相比,B2 型粉末的沉积效率提高了 181. 49%;热循环过程中不断增长的裂纹扩展驱动力和陶瓷材料的脆性属性是导致陶瓷涂层剥落失效的主要原因,由于 YAG 相的弥散增韧作用,B2 型涂层的断口呈现出类韧窝形貌,与 B0 型涂层相比,B2 型涂层的断裂韧性提高了 39. 76%,热循环寿命提高了 43. 68%。 YAG 黏结相的添加显著地提高了 YSZ 陶瓷基高温封严涂层的沉积效率,同时较好地提高了涂层的热循环寿命。     

机器人视觉用双远距型傅立叶变换透镜

将光电信息技术运用于机器人视觉系统,使视觉信息处理速度达到光速。在光学信息系统 中,傅立叶变换透镜是关键的运算部件。根据傅立叶光学原理和视觉系统的要求,研制一组远距型的傅立叶变换透镜。透镜前、后焦点间的距离缩短到傅立叶透镜焦距的0.7倍,在整个视场范围内波像差小于1/10波长,其它性能指标均符合设计要求。     

激光选区熔化成型316L不锈钢的工艺参数对硬度与微观组织的影响

激光选区熔化(Selective laser melting,SLM)技术能够制备复杂的一体化空间构件,是金属增材制造的主要方法之一.然而,目前SLM技术仍存在一些问题,如工艺参数对性能的影响规律复杂等,这极大地限制了SLM技术的推广和应用.因此,选择激光功率、扫描速度、扫描间距和相邻层之间的旋转角度四种SLM工艺参数进行分析,设计正交实验,制备了316L不锈钢材料的试样,表征了SLM成型试样的尺寸精度、相对密度和硬度,并观察其宏观结构和微观组织.以激光能量密度为因变量,研究其对成型316L不锈钢材料性能的影响,实现了多输入变量到单输入变量的降维,简化了SLM工艺参数对成型材料力学性能和微观结构的复杂影响规律.结果表明,当输入的激光能量密度在65～90 J/m3之间时,316L不锈钢的相对密度在99.6％以上;当激光功率为180 W、扫描速度为870 mm/s时,316L不锈钢的晶粒均匀,其形状近似正六边形,晶粒度为0.4μm.SLM成型的316L不锈钢相对密度与硬度有一定的关联性,当相对密度高于99.0％时,试样的硬度较高,约为250HV.     

航空发动机叶片焊接轨迹规划研究

合理的轨迹规划方法可以提高航空发动机压气机叶片焊接的质量、速度和效率。针对损伤后压气机叶片结构复杂、焊接困难以及焊接精度高等问题,提出了一种基于B样条等弧长分割曲线的中线的焊接方法,并按照截面曲率对轨迹调整。通过计算机对所得的一系列坐标点进行逼近运算,最终得到航空发动机叶片的焊接路径。通过对得到的焊接路径进行误差分析,保证生成的焊接路径的精度。比较理论焊接路径与实际焊接路径,误差曲线显示出构建的实际焊接路径曲线最大误差不超过0.02mm,完全满足焊接路径工艺要求。     

航空压气机叶片修复夹具流道结构优化研究

为保证TC4钛合金航空压气机叶片焊接修复质量,提高其焊接过程中的高温冷却速度至关重要,而提高夹具的水冷散热速度又是提高叶片冷却速度的关键。基于强化传热理论,在叶片修复夹具上设计了三角形螺纹流道,强制冷却水与夹具换热。通过有限元模拟,优化了流道结构,以增加冷却水单位时间内吸收热量Q_1,从而加快叶片高温冷却速度。针对叶片温度大于350℃的情况,分别研究了流道中螺纹螺距P(6～18)mm、牙型底部宽度A(2～6)mm及牙型高度H(0.3～1.2)mm对Q_1的影响。结果表明,Q_1随P、A增大而减少,随H增大而增加。当P=6mm,A=2mm,H=1.2mm时,夹具冷却能力最强,较光孔流道夹具,Q_1大幅增加,传热强化了52.90%。这表明三角形螺纹流道夹具具有良好冷却能力,对保证叶片修复质量有重要指导意义。     

移动机器人能源自治研究与进展

针对国内外目前研究现状,主要介绍了实现移动机器人能源自治的方法.重点分析了基于太阳能的机器人能源自治系统组成,并分析了跟踪机构,太阳能光电转换,蓄电池充、放电等关键技术.结合现有实现方法的特点,探讨了移动机器人基于太阳能的能源自治发展趋势.     

具有应变式触觉传感器的机器人柔顺指端

针对机器人抓握处于重力场中的等截面均质杆件操作,提出一种具有应变式触觉传感器的机器人柔顺指端的结构。在机器人平行抓握中,利用金属弹性薄板做弹性元件,应变片做触觉触感单元,实现对物体的长度和质量的感知,在指端的表面封装电流体实现软／硬抓握,另外,着重讨论了抓握系统的传感原理,试验表明,这种机器人指端具有良好的识别能力和稳定抓握能力。     

机器人焊接大型接头多道焊填充策略

提出了一种可用于机器人焊接大型V形焊接接头多渠道焊填充策略。通过分析各种焊道截面形状,给出V形接头第一层敷设一道焊道,由第二层开始每增加一层也相应的增加一道焊接的敷设方法,在采用等截面积焊道的条件下,推导出从第二层开始以后有近似相等的层高,从而提出了设定多道焊焊接层数以及每层焊道数的规划方法,该填充策略具有各焊道截面积相等、所有焊道的焊接参数均相同、规划简单及适应性强的优点,克服了以往填充策略中焊接参数频率变化、焊接质量不易保证的不足,试验表明,应用这种填充策略可保证大型焊接接头的焊接质量。