掘进机盘形滚刀的磨损及其侧向力的探讨

根据盘形滚刀工作的实际破岩，建立了盘形滚刀的空间运动模型；分析了全断面岩石掘进机盘形滚刀磨损不均匀的原因及改进措施；探讨了盘形滚刀侧向不平衡力的产生并建立了预测其大小的公式。不仅完善了全断面岩石掘进机盘形滚刀的破岩机理，更为盘形滚刀的合理设计、刀盘回转电机最佳容量的确定，提供了理论依据。     

Robotic deposition of 3d nanocomposite and ceramic fiber architectures via UV curable colloidal inks

A novel approach for producing predetermined, complex 3d ceramic architectures by robotic deposition where UV radiation is used for solidification is presented. Homogeneous, highly loaded, solvent free colloidal inks with controlled viscoelastic properties are achieved by proper selection of monomers and surfactants. Room temperature deposition of complex 3d fiber networks having filaments in the 100 μm range is demonstrated for Al₂O₃ and hydroxyapatite model particles for structural and biomedical applications. Solidification of the structures by UV radiation allows additional shaping of the structures by post-printing processes such as cutting, folding and bonding. 2d and 3d architectures with high aspect ratios retain their shape and transform to macroscopic ceramics after thermal debinding and sintering procedures. Sintered alumina fiber networks functionalized with a 3-5 μm layer of TiO₂ nanoparticles exhibit photocatalytic activity for the decomposition of formaldehyde as a similar weight of loose powder, indicating possible applications in catalytic reactors prototypes.     

第II类机器人混流装配线的平衡与排序联合决策

为了提高第II类机器人混流装配线系统能效,界定工业机器人5种工作状态,量化不同状态下的机器人能源消耗值,引入关停策略和考虑产品切换,以最小化最大工作时间和能源消耗为目标,构建平衡与排序联合决策双目标优化模型. 设计改进的非支配排序遗传算法II,通过同类算法对比分析,验证改进算法的有效性. 结合算例,揭示关停策略和产品切换准备作业对机器人混流装配线系统的技术影响。关停策略能够减少能耗,在装配线平衡性下降时的效果愈加明显,最大能耗节约率达到16.68%;考虑产品切换准备作业的影响,有利于机器人混流装配线作业效率和能源消耗的整体优化.     

机械臂倒液任务中透明容器的液位高度视觉检测与控制

针对包含多类透明容器与多种液体的机械臂倒液任务,提出了一种不需要相机标定与标尺辅助的液位相对高度视觉检测方法与闭环控制方案。首先,分析了服务机器人倒液任务的特点,使用计算机视觉中的目标检测方法同时检测液体与容器,利用液体与容器的高度比例关系得到相对液位高度,避免了测量液位绝对高度所需的繁杂标定过程。其次,利用小孔成像模型对所提的相对液位高度检测方案进行几何建模与分析,推理出典型情形下测量的误差规律;再次,采集多种液体、多类容器的图像作为训练集来训练YOLOv5s,用于检测目标物以获得液位相对高度。测试结果验证了所提的液位检测方法的有效性,新方法对于训练集中未出现的新形状容器中的新液体的平均配对检出精度为86.7%;最后,为了避免求解或估计视觉伺服理论中复杂的雅可比矩阵,将求得的相对液位高度与PD控制结合组成液位闭环控制系统。系统使用相同的PD控制器参数在两种倒液平台上的多类倒液任务中均取得成功,验证了液位闭环控制方案的有效性与鲁棒性。     

机器人装配作业主被动复合柔顺的CMAC系统

文章研制了一维搜索手腕,提出了一种称为"一维搜索"的机器人装配作业主被动复合柔顺策略,将主动搜索自由度降低到一维,同时最大限度的利用被动柔顺.设计了以装配力信号为输入的小脑模型神经网络,建立了机器人复合柔顺装配作业的CMAC系统,收到良好的装配效果.     

液压挖掘机系统控制参数的免疫优化整定方法(英文)

液压系统是工程机械的神经系统,变量泵是液压系统的中枢神经,其工作好坏直接影响工程机械的性能和施工效率.针对步进电机控制机械转换机构可满足液压挖掘机控制系统中泵、阀、缸三者的良好匹配以实现无级变速,但是并未解决最佳动力性和最佳燃油经济性控制的问题,提出了一种基于免疫优化控制的参数整定方法.该方法将节能目标函数作为约束条件直接引入控制器参数的寻优过程,借助免疫优化算法整定控制器参数,所整定的参数既可保证控制器良好的动静态控制品质,同时也兼顾了节能的最优性.文中对多种不同算法的整定参数作了仿真对比实验研究,系统响应曲线显示基于免疫优化的整定参数有更好的控制效果.仿真结果表明,所提出的控制器参数免疫优化整定方法用于液压挖掘机控制系统参数整定是合理与可行的.     

具有超级电容和节能闭环液压系统的混合动力液压挖掘机的研究

分析了具有超级电容和节能闭环液压系统的混合动力液压挖掘机的各种结构,对发动机转速和超级电容电压的稳定性等进行了研究。根据仿真结果,得出如下结论:节能闭环液压系统是混合动力液压挖掘机的关键,利用2个超级电容能获得更好的发动机转速稳定效果。研究结果证明,采用具有超级电容和节能闭环液压系统的混合动力液压挖掘机的油耗比传统液压挖掘机能减少60%左右。     

基于VRML-JAVA的机器人运动仿真(英文)

利用VRML-JAVA技术完成了对虚拟机器手臂控制系统的建立,以及模型与程序间的参数传递工作。进行了虚拟机器手臂的仿真研究,对虚拟机器人控制技术的应用和推广具有一定的研究价值。     

液压挖掘机回转液压系统能量回收研究

液压挖掘机在工作过程中存在很大的能量损失,其原因是其转台转动惯量大且需要频繁启动和制动。针对液压挖掘机回转液压系统,回收转台的制动能量并在转台反向启动时予以释放,以实现转台制动能量的回收和再利用。在此基础上,分析节能系统的能量回收机制,并通过AMESim进行仿真试验。试验结果表明:该节能系统的节能效果较为明显,液压挖掘机能耗得到了降低。     

挖掘机多泵液压系统设计与仿真研究

针对大型液压挖掘机工作平稳及可靠性的要求,从挖掘机液压系统观点出发,设计一套挖掘机多泵液压系统,并对其工作原理进行分析。利用AMESim软件建立挖掘机多泵液压系统模型,并与ADAMSCosim进行了联合仿真,通过合理设置仿真参数,得出挖掘机多泵液压系统回转机构与工作装置主要元件的输出特性。结果表明:挖掘机执行机构在外负载变化时运动平稳、可靠,主要元件的输出特性符合挖掘机实际运动规律,验证了设计的合理性。研究结果对实际挖掘机液压系统的设计和调试具有指导意义,同时可以提高设计可行性和可靠性,降低设计成本。