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基于滑转率的六轮纵列式月球车驱动控制研究

机器人 2008年第2期30卷 117-122页

作者：谷侃锋赵明扬中国科学院沈阳自动化研究所机器人学重点实验室

基于车轮滑转率和车轮地面力学,研究了月球车在松软月面行驶时的车轮过度下陷问题.将月球车车轮下陷和车轮—土壤作用力表达为车轮滑转率的函数,结合车辆地面力学理论并考虑纵列式车轮多通过性土壤参数的修正,建立了月球车的动力学模型... 详细信息

基于车轮滑转率和车轮地面力学,研究了月球车在松软月面行驶时的车轮过度下陷问题.将月球车车轮下陷和车轮—土壤作用力表达为车轮滑转率的函数,结合车辆地面力学理论并考虑纵列式车轮多通过性土壤参数的修正,建立了月球车的动力学模型.判断车轮是否发生过度下陷的标准为土壤所提供给驱动轮的土壤推力能否克服土壤对车轮的阻力.利用建立的动力学模型,计算出能够保证车轮不会过度下陷的期望滑转率.考虑到月球车动力学系统的非线性和不确定性,设计了以车轮滑转率为状态变量的滑模驱动控制器.仿真结果表明,采用该控制器可以较快地跟踪期望滑转率,避免车轮的过度滑转下陷,保证月球车能够在软质路面上正常行驶.

关键词：月球车车轮下陷滑转率软路面滑模控制

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塑料热板焊接传热的解析模型

中国塑料 2003年第6期17卷 68-71页

作者：谷侃锋霍立兴张玉凤阳代军天津大学材料科学与工程学院天津300072

对塑料热板焊接传热进行了探讨 ,给出简化的物理模型 ,并转化为双区域计算及熔化热数学模型 (即Stefan Neumann问题 ) ,同时做出解答。然后通过算例 ,应用所建立的数学模型计算出温度分布曲线及加热时间 ,并与通过实测得出的温度分布曲... 详细信息

对塑料热板焊接传热进行了探讨 ,给出简化的物理模型 ,并转化为双区域计算及熔化热数学模型 (即Stefan Neumann问题 ) ,同时做出解答。然后通过算例 ,应用所建立的数学模型计算出温度分布曲线及加热时间 ,并与通过实测得出的温度分布曲线及加热时间进行比较和讨论。结果表明 ,采用此数学模型计算得出的温度分布曲线与实测曲线基本符合。

关键词：热板焊加热模型温度分布聚乙烯管道相变潜热

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育种用玉米种子切片取样自动定向方法与试验

农业工程学报 2016年第4期32卷 40-47页

作者：李广伟谷侃锋赵明扬中国科学院沈阳自动化研究所沈阳110016

为解决玉米育种激光切片取样机器人设计中玉米种子自动定向问题,该文提出了一种计算机视觉与姿态调整装置相结合的定向方法,并使用此方法做了验证试验。使用MATLAB神经网络模式识别工具箱,以种子的部分特征参数作为神经网络的输入,以预... 详细信息

为解决玉米育种激光切片取样机器人设计中玉米种子自动定向问题,该文提出了一种计算机视觉与姿态调整装置相结合的定向方法,并使用此方法做了验证试验。使用MATLAB神经网络模式识别工具箱,以种子的部分特征参数作为神经网络的输入,以预定义的种子形态和姿态为输出,建立模型并对模型进行训练,训练完成的模型用于种子姿态识别,姿态调整装置根据识别结果将种子调整到理想姿态。对497组样本进行训练,得到形态识别准确率97.8%,姿态识别准确率99.8%,识别速度1.3 s/幅,能满足设备的设计要求,验证了姿态识别方法的准确性和姿态调整装置设计的合理性。该方法可为玉米种子自动定向问题提供解决方案,为自动育苗机中自动定向装置的设计提供参考。

关键词：种子神经网络模型玉米育种种子自动定向机器视觉姿态识别

高密度聚乙烯压力管道热板焊接接头应力场有限元模拟

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高密度聚乙烯压力管道热板焊接接头应力场有限元模拟

作者：谷侃锋天津大学

学位级别：硕士

焊接技术（一般为热熔焊接和电熔焊接两种方法）是工程塑料管道的主要连接方法，在其焊接制造过程中，不可避免地产生焊接残余应力与变形，直接影响高密度工程塑料管道的安全应用。基于高密度聚乙烯（High ?Density Polyetnvlene，简称H... 详细信息

焊接技术（一般为热熔焊接和电熔焊接两种方法）是工程塑料管道的主要连接方法，在其焊接制造过程中，不可避免地产生焊接残余应力与变形，直接影响高密度工程塑料管道的安全应用。基于高密度聚乙烯（High ?Density Polyetnvlene，简称HDPE）管道在我国燃气工业中的日益普及，开展管道结构焊接过程应力应变的数值模拟研究，为控制、调整和减少焊接残余应力与变形提供理论依据，具有重要的学术价值和现实意义。本文以热一粘弹性理论为基础，利用ANSYS大型有限元分析软件，首次对高密度聚乙烯管道热板焊接接头应力应变场和残余应力进行数值模拟。本研究的主要工作和成果有以下几个方面：建立高密度聚乙烯管道热板焊接接头焊接温度场和应力应变场三维有限元分析模型，基于热热粘弹性有限元方法并考虑材料热物理性能和力学性能依赖于温度而变化，即材料非线性。模拟了实际焊接过程的温度场以及管道焊接接头应力应变场的变化和残余应力的分布。结果表明轴向没有应力产生;环向应力在近加热端面处为压应力,远端为拉应力;管壁厚度方向的应力分布为内外表面附近为压应力,心部为拉应力。三者的机理各不相同，但是三者的应力水平却都很低。分别采用盲孔法和切割法对HDPE管接头焊后残余应力进行了测量，结果表明，焊后残余应力已经松弛完毕，即焊后接头内没有残余应力。同时也证明了模拟结果的正确性以及热板焊焊接方法本身是低应力的焊接方法。应用大型有限元软件ANSYS并考虑固液相变问题对HDPE热板焊接接头温度场进行了数值模拟研究。结果表明，热板焊接温度场等温面在轴向截面的曲线是有向端面凸出的形状。在玻璃化温度附近的低温下用有限元法模拟了HDPE管热板焊接接头的应力水平及应力分布。结果表明，在低温下（玻璃化温度附近）HDPE管热板焊接接头将产生一定的残余应力，经历低温影响严重的内表面区域为拉应力，由于内应力平衡而使外表面对应的区域为残余压应力，其中内表面区域的残余拉应力的应力水平要比外表面的残余压应力高近一个数量级。但是在玻璃化温度附近至室温这样的温度变化范围产生的温度应力不足以使HDPE材料发生破坏。同时，测量了经历过低温－常温热循环的HDPE管热板焊接接头外表面的残余应力，结果证明其外表面中心区域为压应力，至管端逐渐过渡到拉应力，并在近端面处出现拉应力峰，压应力最大值则位于管接头中心处，应力分布和应力水平与有限元模拟结果基本符合。为了评价和对比热板焊接方法的应力水平，本文应用有限元法模拟了与其过程相似的低碳钢棒电阻对接焊的焊接温度场和应力场，经类比分析得出论，证实了热板焊接方法是造成其焊接应力水平低的重要原因。建立了描述塑料热板焊接传热问题的考虑固液相变的简化数学模型并给

关键词：高密度聚乙烯塑料管道热熔对接焊热板焊焊接应力应变残余应力有限元分析粘弹性

同方学位论文库评论

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基于性能预测的遗传强化学习动态调度方法

系统仿真学报 2010年第12期22卷 2809-2812,2820页

作者：魏英姿谷侃锋沈阳理工大学信息科学与工程学院中国科学院沈阳自动化研究所沈阳现代装备研究设计中心

针对作业车间动态调度问题,在模式驱动调度的框架下,提出遗传强化学习动态调度方法。首先,采用优先规则编码的染色体表达问题的解,将染色体分割成基因模式作为分阶段调度算法的状态模式;其次,设计性能预测变量,构建启发式立即回报函数,... 详细信息

针对作业车间动态调度问题,在模式驱动调度的框架下,提出遗传强化学习动态调度方法。首先,采用优先规则编码的染色体表达问题的解,将染色体分割成基因模式作为分阶段调度算法的状态模式;其次,设计性能预测变量,构建启发式立即回报函数,引导和加快遗传强化学习算法的搜索进程;再次,设置遗传算子、强化学习及其相关参数以实现搜索过程"开采"与"探索"之间的平衡;最后,仿真实验结果验证了遗传强化学习调度方法的有效性。

关键词：强化学习遗传算法预测生产周期作业车间动态调度

激光-TIG复合热源焊接钛合金T形结构焊缝成形特点及影响因素分析

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焊接学报 2010年第12期31卷 105-108页

作者：王敏谷侃锋魏强于瑛吴林陈彦宾哈尔滨工业大学现代焊接生产技术国家重点实验室哈尔滨150001 中国科学院沈阳自动化研究所沈阳110016 沈阳航空航天大学沈阳110136

采用激光-TIG弧复合焊接工艺对钛合金T形结构单面焊背面双侧一次成形焊接新技术进行了研究,通过综合试验、对比分析等方法,研究了多种试验条件下T形结构焊缝成形特点及影响因素,给出了采用激光-TIG复合焊接工艺实现钛合金T形结构单面焊... 详细信息

采用激光-TIG弧复合焊接工艺对钛合金T形结构单面焊背面双侧一次成形焊接新技术进行了研究,通过综合试验、对比分析等方法,研究了多种试验条件下T形结构焊缝成形特点及影响因素,给出了采用激光-TIG复合焊接工艺实现钛合金T形结构单面焊背面双侧一次成形焊接的最佳工艺方案.结果表明,采用激光-TIG复合焊接工艺焊接钛合金T形结构与钨极氩弧熔透焊工艺相比在焊缝组织、焊接效率、焊缝成形、间隙适应性等方面有明显的优势.

关键词：钛合金 T形接头复合热源焊缝成形

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玉米籽粒激光切片定位技术

农业机械学报 2019年第1期50卷 35-41页

作者：魏英姿谭龙田谷侃锋杨继兰曹雪萍沈阳理工大学信息科学与工程学院沈阳110159 中国科学院沈阳自动化研究所沈阳110179

玉米籽粒形态各异、尺寸不一,精确定向和定位玉米籽粒的激光切片是实现高通量全自动玉米分子育种基因型分析的关键。应用机器视觉技术从玉米籽粒图像中准确识别玉米籽粒的特征区,以期实现上述操作。为描述像素所在空间的相关信息,设计... 详细信息

玉米籽粒形态各异、尺寸不一,精确定向和定位玉米籽粒的激光切片是实现高通量全自动玉米分子育种基因型分析的关键。应用机器视觉技术从玉米籽粒图像中准确识别玉米籽粒的特征区,以期实现上述操作。为描述像素所在空间的相关信息,设计一种相关面积占比滤波器。定义圆形掩模模板,根据单玉米籽粒的面积,确定模板尺寸。利用圆形模板筛选像素点数据,得到待分类数据集合。通过指定初始聚类中心,对数据执行二分均值聚类,得到尖端类和两个大端外凸角类的聚类中心。通过贴标签运算精选连通域,校正聚类中心的位置,生成尖端和大端外角特征区的精确标记。依据大端外凸角附近的两组插值点对,得到激光切割线的位置,利用尖端类定位点和玉米籽粒形心定位点确定玉米籽粒的夹持位姿。与SUSAN检测方法对比,表明了本文方法的有效性。

关键词：玉米籽粒激光切片定位相关性滤波器二分均值聚类

金属夹芯结构制造中的T型接头Stake焊接方法研究

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热加工工艺 2012年第23期41卷 134-137,140页

作者：谷侃锋魏强赵明扬中国科学院沈阳自动化研究所装备制造技术研究室辽宁沈阳110179

T型接头的Stake焊接方法是实现金属夹芯板焊接制造的关键技术之一。为了论证焊接制造金属夹芯板的可行性,本文通过实验对比研究了在单一激光、TIG电弧和激光-TIG电弧复合等三种焊接工艺下,钛合金薄板T型接头Stake焊接焊缝成形特点及影... 详细信息

T型接头的Stake焊接方法是实现金属夹芯板焊接制造的关键技术之一。为了论证焊接制造金属夹芯板的可行性,本文通过实验对比研究了在单一激光、TIG电弧和激光-TIG电弧复合等三种焊接工艺下,钛合金薄板T型接头Stake焊接焊缝成形特点及影响因素。结果表明,激光-TIG电弧焊是实现钛合金薄板T型接头Stake焊接的理想工艺,在焊缝组织、焊接效率、焊缝成形、间隙适应性等方面比单一激光或TIG焊接工艺有明显的优势,可以应用于金属夹芯板的焊接制造。

关键词：金属夹芯结构 T型接头激光-TIG复合焊 Stake焊

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基于警戒机制的RRT无碰撞双路径规划算法

组合机床与自动化加工技术 2023年第4期 1-4,9页

作者：赵代先谷侃锋中国科学院沈阳自动化研究所沈阳110016 中国科学院机器人与智能制造创新研究院沈阳110169 中国科学院大学北京100049 辽宁省智能检测与装备技术重点实验室沈阳110179

针对双臂机器人或双机械臂的路径规划问题,提出一种双路径快速扩展随机树(DP-RRT)算法。基于传统的快速扩展随机树(RRT)算法,设计了一种警戒机制,使同时生长的两个随机树能够时刻相互感知,且互为动态障碍来规避彼此;采用交替生长策略改... 详细信息

针对双臂机器人或双机械臂的路径规划问题,提出一种双路径快速扩展随机树(DP-RRT)算法。基于传统的快速扩展随机树(RRT)算法,设计了一种警戒机制,使同时生长的两个随机树能够时刻相互感知,且互为动态障碍来规避彼此;采用交替生长策略改进生长过程,来避免相互间可能出现的无序碰撞、路径交叉和生长抑制等问题,并引入非均匀B样条曲线来平滑路径,以减小机械臂运动产生的冲击。仿真结果表明,与两次应用RRT算法相比,各种环境的规划成功率都有所提升,尤其在10 mm大步长条件下,4种环境的搜索成功率分别提升了10%、31%、65%、84%,平均总路径减少10.8%。总之,DP-RRT算法在搜索成功率,计算时间和路径质量上都比与传统两次应用RRT算法的方案表现得更好。

关键词：双臂机器人快速扩展随机树双路径 DP-RRT 样条曲线