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机器人加工几何误差建模研究:Ⅰ空间运动链与误差传递

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机械工程学报 2021年第7期57卷 154-168页

作者：李文龙谢核尹周平丁汉华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室武汉430074

以机器人作为制造装备执行体,集成视觉等智能传感器,实现大型复杂零件小余量磨削/铣削/切边/制孔是智能制造的前沿研究方向之一,目前加工误差难以降低是制约其应用的主要难题。以加工误差降低为主要目标,以机器人、视觉传感器、工件、... 详细信息

以机器人作为制造装备执行体,集成视觉等智能传感器,实现大型复杂零件小余量磨削/铣削/切边/制孔是智能制造的前沿研究方向之一,目前加工误差难以降低是制约其应用的主要难题。以加工误差降低为主要目标,以机器人、视觉传感器、工件、工具为主要对象,研究视觉引导的机器人加工几何误差建模与精度控制,具体包括:在第Ⅰ部分介绍几何误差建模与参数辨识国内外研究现状,研究机器人加工空间运动链与加工误差度量指标定义,推导静态误差(源于工件/工具位姿误差)定量传递模型与动态误差(源于关节运动学误差/关节弱刚度)定量传递模型;在第Ⅱ部分建立手眼位姿参数、工件位姿参数、工具位姿参数等精确辨识的目标函数与计算方法,在考虑关节运动学误差和弱刚度变形的情况下,提出面向整体误差控制的机器人加工(磨削/铣削/切边/制孔等)位姿优化通用模型。

关键词：几何误差建模空间运动链位姿参数辨识加工误差传递

机器人加工几何误差建模研究:Ⅱ参数辨识与位姿优化

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机械工程学报 2021年第7期57卷 169-184页

作者：李文龙谢核尹周平丁汉华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室武汉430074

根据所构建的空间运动链,机器人加工几何误差一方面与手眼/工件/工具位姿参数辨识误差有关,另一方面与机器人关节运动学误差与弱刚度变形有关。针对这一问题,研究基于运动学误差补偿的手眼位姿参数辨识、考虑测量缺陷影响的工件位姿参... 详细信息

根据所构建的空间运动链,机器人加工几何误差一方面与手眼/工件/工具位姿参数辨识误差有关,另一方面与机器人关节运动学误差与弱刚度变形有关。针对这一问题,研究基于运动学误差补偿的手眼位姿参数辨识、考虑测量缺陷影响的工件位姿参数辨识、基于实际加工曲面误差估计的工具位姿参数辨识等新方法,解决位姿参数辨识精度受限于机器人运动精度、现场测点不封闭/密度不均/高斯噪音、加工抖动/受力变形/回转轴误差等多种因素影响的问题;综合考虑关节运动学误差、弱刚度变形、误差补偿,以整体误差控制为目标,建立加工误差补偿与机器人位姿优化通用模型,可推广应用于法向深度(磨削/铣削)、切向滑移(制孔)、角度倾斜(切边)等多种机器人加工误差控制;完成手眼/工件/工具位姿参数辨识试验、整体误差补偿与机器人加工试验,验证所提方法的有效性。

关键词：机器人加工位姿参数辨识整体误差控制机器人位姿优化

基于方差最小化原理的三维匹配数学建模与误差分析

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机械工程学报 2017年第16期53卷 190-198页

作者：李文龙谢核尹周平丁汉华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室武汉430074

三维匹配是复杂曲面零件加工余量分配与轮廓误差评估的基础,现有方法难以克服固有测量缺陷(测点分布不均、密度不均、局部缺失等)对匹配精度的影响。提出一种基于方差最小化原理的三维匹配数学建模与计算方法,可线性求解运动变量,具有... 详细信息

三维匹配是复杂曲面零件加工余量分配与轮廓误差评估的基础,现有方法难以克服固有测量缺陷(测点分布不均、密度不均、局部缺失等)对匹配精度的影响。提出一种基于方差最小化原理的三维匹配数学建模与计算方法,可线性求解运动变量,具有二次收敛性;研究方差最小化匹配与传统TDM(Tangent distance minimization)匹配的等效条件,推导匹配参数误差和测点位置误差的定量表示;以叶片机器人磨抛视觉定位、螺旋桨桨叶加工余量分配、曲轴轮廓检测等为例验证所提方法,试验表明方差最小化方法可解决匹配目标函数倾向于满足高密度测点或噪音点平方距离最小化问题。

关键词：复杂曲面方差最小化三维匹配法/矩通量

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《新闻联播》里的老家

企业观察家 2015年第4期 68-70页

作者：谢小核

今年1月初,老家高安上了《新闻联播》。说的是有人贩卖死猪肉,猪肉流向了全国各地。这个负面报道对我最大的影响是,过去很多人问我是哪里的,我说高安,很多人表示没有听说过。高安上了《新闻联播》之后,我试着说过几次自己是高安的,没想... 详细信息

今年1月初,老家高安上了《新闻联播》。说的是有人贩卖死猪肉,猪肉流向了全国各地。这个负面报道对我最大的影响是,过去很多人问我是哪里的,我说高安,很多人表示没有听说过。高安上了《新闻联播》之后,我试着说过几次自己是高安的,没想到很多人真的已经知道了这个小县城。他们一般都会说:"是不是那个上了《新闻联播》的卖死猪肉的地方?"

关键词：《新闻联播》猪肉肉类病死猪高安市村民

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4G旋风

企业观察家 2014年第1期 50-52页

作者：谢小核 CFP

中国选择优先发放拥有自主知识产权的4G通信标准牌照——TD—LTE，充分反映了政府发牌的艺术和智慧。但是其成功与否则取决于TD-LTE产业能否具有竞争力。

关键词： 4G 自主知识产权通信标准竞争力牌照产业

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考虑自由液面影响的多凸体结构浮态计算方法

华南理工大学学报（自然科学版） 2024年第5期52卷 62-70页

作者：刘虓周全樊天慧陈超核华南理工大学土木与交通学院广东广州510640

针对液舱内自由液面对浮态和稳性的影响,文中提出了一种新的多凸体组合结构浮态算法。该方法将浮体和液舱分解成多个四面体单元,通过分析每个四面体与水面/液面的相对位置关系来确定浮体的浮力和浮心以及液舱液体的重心。该方法还提出... 详细信息

针对液舱内自由液面对浮态和稳性的影响,文中提出了一种新的多凸体组合结构浮态算法。该方法将浮体和液舱分解成多个四面体单元,通过分析每个四面体与水面/液面的相对位置关系来确定浮体的浮力和浮心以及液舱液体的重心。该方法还提出了一种改进的双重迭代法用来确定多凸体组合结构的浮态:内层迭代法模拟浮体的升沉运动,得到浮体外的水面方程和液舱内的液面方程;通过外层迭代法模拟浮体的旋转运动。两种迭代方法交替进行,直至浮体的重力作用线和浮力作用线之间的距离满足精度要求,同时重力等于浮力。自编程序对某半潜船和某半潜式海洋平台的多种典型工况进行了浮态计算,同时也考虑了自由液面影响。此外利用Maxsurf建模进行了对比分析,还利用AUTOCAD进行了精度验证。对照结果表明:该研究提出的算法可以考虑自由液面对浮态的影响,原理清晰,收敛性好;算法无论对传统的单凸体结构(例如单体船),还是多凸体结构(例如多体船、漂浮式海洋平台等)均更容易取得准确解,且计算效率更高;算法可以实现“搭积木”式的建模方式,多工况建模时可以极大地减小工作量;算法无需依赖国外第三方图形平台(比如AUTOCAD、CATIA),可为我国相关工业软件的国产化打下良好的基础。

关键词：自由液面浮态四面体双重迭代

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高熵铁电体研究进展

硅酸盐学报 2024年第9期52卷 3074-3090页

作者：周东桓陈良祁核陈骏北京科技大学材料高精尖中心北京100083 海南大学海口570228

铁电材料因其换能、储能等功能性而被广泛应用于各类电子功能材料和器件,这主要取决于铁电材料晶体结构基因——极化构型。传统构建相界策略对极化构型调控不够灵活,性能增幅有限,已越来越无法满足器件微型化和集成化的需求。近期,研究... 详细信息

铁电材料因其换能、储能等功能性而被广泛应用于各类电子功能材料和器件,这主要取决于铁电材料晶体结构基因——极化构型。传统构建相界策略对极化构型调控不够灵活,性能增幅有限,已越来越无法满足器件微型化和集成化的需求。近期,研究者将高熵策略引入到铁电化合物中并系统研究了其对局域极化构型的调控机制。结果表明,在保留传统高熵效应的同时,高熵策略还可充分发挥原子铁电活性、半径等综合因素用于铁电功能基元(局域极化构型与氧八面体倾斜)的定向设计,有效提升外场响应的灵活度,进而大幅度提升铁电化合物的相关电学性能。该类兼具高化学无序度和高铁电功能基元无序度的材料称之为“高熵铁电体”。采用高熵策略在铁电体中开展了一系列研究工作,研究者们分别设计出高熵压电、高熵电致伸缩、高熵储能等材料。本文通过总结高熵铁电体方面的研究工作,将高熵铁电体的发展历程、设计策略、性能优化、结构机理进行梳理,以期为设计下一代高性能铁电材料提供指导。

关键词：高熵铁电材料极化构型储能钙钛矿

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机器人加工几何误差建模及工程应用

机械工程学报 2022年第2期58卷 175-175页

作者：谢核李文龙(指导) 尹周平(指导) 华中科技大学不详

加工误差难以降低严重制约了工业机器人在大型复杂零件精密加工中的应用,其中机器人位姿误差、手眼参数误差、工件/工具位姿误差等几何因素是引起加工误差的关键。本文综合考虑上述因素,以控制加工误差为目标,对机器人加工误差传递、参... 详细信息

加工误差难以降低严重制约了工业机器人在大型复杂零件精密加工中的应用,其中机器人位姿误差、手眼参数误差、工件/工具位姿误差等几何因素是引起加工误差的关键。本文综合考虑上述因素,以控制加工误差为目标,对机器人加工误差传递、参数辨识、位姿优化等几何误差建模问题进行深入研究,提出多种降低加工误差的理论与方法,并应用到工程实践中。研究成果包括:(1)机器人加工系统运动链与加工误差传递建模。构建机器人加工系统空间运动链,研究几何误差对加工误差的影响规律;建立关节运动学误差、关节刚度、工件/工具位姿误差与加工误差的传递模型,为几何参数精确辨识与整体位姿优化提供理论基础。

关键词：位姿误差工业机器人加工误差关节刚度误差传递几何因素传递模型精密加工

振动加速度三维特征图在地基注浆加固质量检验中的应用

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振动加速度三维特征图在地基注浆加固质量检验中的应用

作者：巩克核烟台大学

学位级别：硕士

动力设备基础注浆加固效果的质量检验通常采用标准贯入、静力触探等原位测试方法,但是生产繁忙、空间狭小的厂房无法满足原位测试条件。为此,有学者提出地基加固效果的振动测试评价方法,但目前已有的工作大多采用均方根值、峰值、裕度... 详细信息

动力设备基础注浆加固效果的质量检验通常采用标准贯入、静力触探等原位测试方法,但是生产繁忙、空间狭小的厂房无法满足原位测试条件。为此,有学者提出地基加固效果的振动测试评价方法,但目前已有的工作大多采用均方根值、峰值、裕度因数、固有频率等单一时域、频域指标,这些指标难以综合评价地基的加固效果。因此,本研究提出了一种地基注浆加固质量检验的振动加速度三维特征图法:根据各指标表征的物理意义不同进行分类,三个指标为一组构建数据无量纲化的三维特征点（X,Y,Z）;在坐标系中绘制加固前后所有测点的特征点,形成振动加速度三维特征图;根据三维特征点的位置走向,提出变化程度指标（Degree of change index,缩写为DCI）,并依据实测分析和土力学中同类指标的规定构建了等级标准,用于定量评判地基的加固效果。（1）在时、频域内定义了能量特性、冲击特性、分布特性及固有频率、功率谱三维特征图。首先,分析了各时域指标的物理意义,依据其表征的能量特性（均方值,方差,均方根值）、冲击特性（峰值因数,脉冲因数,裕度因数）以及分布特性（峭度,偏度指标,偏态因数）进行了分类,提取了各指标数据并做无量纲化处理,在坐标系中绘制了能量、冲击、分布特性的各三维特征图,用以分析振动特性的变化。其次,提取了与地基刚度变化有关的前三阶固有频率,并进行了无量纲化处理,于坐标系中绘制固有频率三维特征图。再次,利用MATLAB软件调用了gen Feature TF函数,对重心频率、均方频率、频率标准差进行了提取与无量纲化计算,在坐标系中对功率谱三维特征图进行绘制,用于分析频域信号的能量变化。（2）计算了各测点三向的DCI值,并提出了定量评判加固效果的标准。其中,对于时域指标及功率谱的评判标准为:当0

关键词：振动测试法振动加速度加固效果时-频域指标三维特征图