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复杂环境移动机器人多传感器融合SLAM研究

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制造业自动化 2023年第8期45卷 108-112,166页

作者：唐元文刘祚时江西理工大学机电工程学院赣州341001

室内复杂环境下单一传感器移动机器人SLAM误差较大,效果较差,对此,提出一个融合多种传感器的三维RTAB-Map SLAM方案。首先在ROS系统中仿真环境,并通过里程计仿真与SLAM仿真验证该方案的可行性。在仿真的基础上进行SLAM实验,通过对比实... 详细信息

室内复杂环境下单一传感器移动机器人SLAM误差较大,效果较差,对此,提出一个融合多种传感器的三维RTAB-Map SLAM方案。首先在ROS系统中仿真环境,并通过里程计仿真与SLAM仿真验证该方案的可行性。在仿真的基础上进行SLAM实验,通过对比实验结果验证采用优化协方差矩阵的EKF融合里程计数据能够提升SLAM效果。实验结果表明,优化协方差矩阵的EKF融合里程计能够减少RTAB-Map SLAM中的错误点云的同时提升SLAM精度。

关键词：移动机器人 SLAM RF2O EKF RTAB-Map

基于fluent离心式血泵内流场仿真与结构优化

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中国医学物理学杂志 2022年第7期39卷 913-918页

作者：龚晓东杨树进刘祚时江西理工大学机电工程学院江西赣州341000 广东顺德创新设计研究院广东佛山528305

提高溶血性能,降低溶血率作为血泵性能优化的一个重要指标,对血泵的结构优化具有重要的指导意义。本文基于一款离心式血泵通过使用计算流体力学(CFD)技术,采用非结构化网格、N-S方程和标准K-ε湍流模型在fluent中模拟分析出不同工况下... 详细信息

提高溶血性能,降低溶血率作为血泵性能优化的一个重要指标,对血泵的结构优化具有重要的指导意义。本文基于一款离心式血泵通过使用计算流体力学(CFD)技术,采用非结构化网格、N-S方程和标准K-ε湍流模型在fluent中模拟分析出不同工况下血泵流场内部的剪切力场、压力场等重要参数并根据叶轮流场数据分析,提出了4种不同的结构优化方案;并基于三维快速溶血预估模型计算出不同流量、不同叶轮结构下血泵的溶血性能。仿真结果显示:当叶片与叶轮径向夹角为45°,流量达到5L/min、转速为2100r/min时,扬程为115mmHg,溶血率达到0.0221g/100L,优化后模型较原模型溶血率提升40.9%,满足人体泵血生理需求。实验结果显示:选用优化后结构进行实验分析,得到扬程的实验数据与仿真数据相互验证,进一步证实了该仿真结果的准确性。

关键词：优化血泵溶血性能计算流体力学技术溶血预估模型

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桌面机械手双臂协作试验研究

传感器与微系统 2022年第1期41卷 32-36页

作者：刘祚时房双艳饶远江西理工大学机电工程学院江西赣州341000

针对一些工业机器人在较小的工作空间,且对机器人精度要求不高的应用场合,设计使用小尺寸和低成本的桌面机械手代替工业级机械手进行作业任务,同时用两台桌面机械手组成的双臂机械手进行协作完成任务。以桌面机械手双臂为研究对象,采用... 详细信息

针对一些工业机器人在较小的工作空间,且对机器人精度要求不高的应用场合,设计使用小尺寸和低成本的桌面机械手代替工业级机械手进行作业任务,同时用两台桌面机械手组成的双臂机械手进行协作完成任务。以桌面机械手双臂为研究对象,采用D-H法对机械手双臂进行建模并进行运动学分析。在运动学基础上结合蒙特-卡罗法求解双臂工作空间,同时对桌面机械手的运动路径进行轨迹规划,并对双臂协作任务进行实验分析。结果表明:桌面机械手可以进行小物品平稳搬运。

关键词：机械手双臂 D-H法蒙特-卡罗法轨迹规划协作任务

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基于粒子群算法纯电动汽车传统优化设计

机械设计与制造 2022年第5期375卷 60-63,68页

作者：吉协福刘祚时江西理工大学机电工程学院江西赣州341000

为了纯电动汽车更好适应城市路况,获得更好的动力性和经济性,以某型单挡的纯电动汽车为研究对象,在基于整车设计参数和动力性能参数上,合理匹配两挡AMT变速器。以加速时间最短和百公里能耗最少为优化目标,以整车动力性、能量消耗和传动... 详细信息

为了纯电动汽车更好适应城市路况,获得更好的动力性和经济性,以某型单挡的纯电动汽车为研究对象,在基于整车设计参数和动力性能参数上,合理匹配两挡AMT变速器。以加速时间最短和百公里能耗最少为优化目标,以整车动力性、能量消耗和传动系统速比为约束条件,搭建Matlab/Simulink与Isight联合仿真模型。采用粒子群算法对传动系统速比进行优化,优化后仿真结果表明:在NEDC循环工况下,百公里能量消耗降低了2.6%,(0~100)km/h加速时间缩短了4.7%,并进行实车试验,验证仿真合理性。

关键词：纯电动汽车传动系统粒子群算法优化仿真

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基于双目视觉的堆叠零件识别和定位研究

传感器与微系统 2023年第2期42卷 41-44页

作者：刘祚时范雨婷陈飞江西理工大学机电工程学院江西赣州341000

针对堆叠零件识别与定位精度不高与效率低下等问题,设计了一种基于双目视觉的堆叠零件识别与定位方法。利用双目视觉中的立体匹配,结合前景分割、孔洞填充、随机抽样一致性(RANSAC)迭代法剔除误匹配点,对半全局块匹配(SGBM)算法进行改进... 详细信息

针对堆叠零件识别与定位精度不高与效率低下等问题,设计了一种基于双目视觉的堆叠零件识别与定位方法。利用双目视觉中的立体匹配,结合前景分割、孔洞填充、随机抽样一致性(RANSAC)迭代法剔除误匹配点,对半全局块匹配(SGBM)算法进行改进,获取更优的视差效果图。最后,对圆形线圈骨架堆叠零件进行了测量精度和定位精度实验。实验结果表明:改进算法能够很好地解决弱纹理和遮挡区的匹配问题,系统测量精度实际偏差控制在1 mm以下,在实际应用方面具有一定参考价值。

关键词：堆叠零件双目视觉半全局块匹配算法

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胡萝卜自动收获机的结构设计

制造业自动化 2022年第6期44卷 80-82,165页

作者：刘祚时邵文娟江西理工大学机电工程学院赣州341000

针对传统的胡萝卜人工收获模式十分消耗资源,而现有的收获机价格昂贵、操作不易且不适合于江西省地形的使用等问题设计了一款适合于江西省使用的胡萝卜自动收获机。经理论分析,采用SolidWorks软件进行了设计,收获机能够实现松土、拔取... 详细信息

针对传统的胡萝卜人工收获模式十分消耗资源,而现有的收获机价格昂贵、操作不易且不适合于江西省地形的使用等问题设计了一款适合于江西省使用的胡萝卜自动收获机。经理论分析,采用SolidWorks软件进行了设计,收获机能够实现松土、拔取、切缨以及收集的功能,该收获机的结构更加小巧、操作更为简单方便且成本较低,可减轻农民的劳动强度,且收集胡萝卜的缨子可用于喂养牲畜,提高了胡萝卜的整体利用率。为后续的胡萝卜收获机的发展提供了研究基础。

关键词：胡萝卜自动收获机设计利用率

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飞行仿真器四旋翼姿态控制方法研究

传感器与微系统 2023年第4期42卷 59-62页

作者：刘祚时徐燕生穆鸿书江西理工大学机电工程学院江西赣州341000

针对四旋翼飞行系统具有多输入输出及多变量等特点,设计了基于四旋翼飞行仿真器的反馈线性化线性二次型调节器(LQR)控制器。首先,建立四旋翼飞行仿真器系统模型,然后,以四旋翼仿真器为控制平台和MATLAB/Simulink为实验平台,搭建LQR控制... 详细信息

针对四旋翼飞行系统具有多输入输出及多变量等特点,设计了基于四旋翼飞行仿真器的反馈线性化线性二次型调节器(LQR)控制器。首先,建立四旋翼飞行仿真器系统模型,然后,以四旋翼仿真器为控制平台和MATLAB/Simulink为实验平台,搭建LQR控制器和反馈线性化LQR控制器模型,并分别使用2种控制方法进行仿真对比分析。仿真结果表明:相比LQR控制,反馈线性化LQR控制方法对四旋翼飞行仿真器的调节时间更短、超调量更小、抗干扰能力更强,具有更优的控制性能。

关键词：四旋翼飞行仿真器控制器反馈线性化实时控制

基于PLC的半自磨机介质取运自动控制系统设计

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有色金属（选矿部分） 2023年第4期 149-155页

作者：刘太岸刘祚时范雨婷江西理工大学机电工程学院江西赣州341000

针对某选矿厂半自磨机的人工作业加球的问题,提出采用工业机器人对介质钢球进行自动取运的方案并设计了一套基于西门子S7-200 SMART CPUSR30 PLC的自动化取运钢球控制系统,完成对加球过程的自动化控制。整个控制系统以PLC控制模块为核... 详细信息

针对某选矿厂半自磨机的人工作业加球的问题,提出采用工业机器人对介质钢球进行自动取运的方案并设计了一套基于西门子S7-200 SMART CPUSR30 PLC的自动化取运钢球控制系统,完成对加球过程的自动化控制。整个控制系统以PLC控制模块为核心与各个模块进行相连,完成半自磨机自动加取钢球的过程,最后将运行结果信息显示在触摸屏上,实现对自动加球过程的实时监测。试验结果表明,该控制系统可以较好的完成半自磨机自动加球的作业过程,与人工操作电磁铁取球相比稳定性高,介质填充率保持相对稳定,磨矿质量得到提升。

关键词：半自磨机工业机器人 PLC 自动化

基于Savonius桨叶的浮式防波堤捕能消波性研究

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水运工程 2022年第4期 14-20页

作者：刘嘉虎刘祚时龚凯江西理工大学机电工程学院江西赣州341000

针对海浪运动产生的巨大波浪能,设计一种Savonius桨叶与双浮筒式防波堤组合的波浪能转换模型。为了研究该新型防波堤的捕能性能和消波性能,对模型结构参数优化设计,基于试验数据进行插值拟合获得模型的最佳入水深度,再对模型在不同入射... 详细信息

针对海浪运动产生的巨大波浪能,设计一种Savonius桨叶与双浮筒式防波堤组合的波浪能转换模型。为了研究该新型防波堤的捕能性能和消波性能,对模型结构参数优化设计,基于试验数据进行插值拟合获得模型的最佳入水深度,再对模型在不同入射波波高和不同波浪周期条件下进行组合测试,对测得的捕获功率、透射系数等数据进行分析。基于黏性流体理论,利用STAR-CCM+软件进行数值模拟,并与物理试验结果进行对比验证。结果表明,该模型的捕能性能处于最佳区间时,消波性能最佳,说明该模型成功地进行了波浪能的捕获和转化,模拟值与试验值的差异较小,变化趋势基本一致。

关键词：浮式防波堤 Savonius桨叶捕能消波性能