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机器人去毛刺中的位姿补偿及形貌测量技术研究

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机器人去毛刺中的位姿补偿及形貌测量技术研究

作者：禹辉华中科技大学

学位级别：硕士

铸造产品在工业生产中大量使用,占据着重要地位,但由于模具制造和铸造工艺等原因,铸造部件的凸凹台边缘、孔内等处易产生毛刺。目前,国内对于毛刺的清理多采用人工清理的方式,加工效率低且质量一致性差。基于工业机器人的毛刺清理已初... 详细信息

铸造产品在工业生产中大量使用,占据着重要地位,但由于模具制造和铸造工艺等原因,铸造部件的凸凹台边缘、孔内等处易产生毛刺。目前,国内对于毛刺的清理多采用人工清理的方式,加工效率低且质量一致性差。基于工业机器人的毛刺清理已初步投入使用,但机器人绝对精度不高,工件夹持点位置和轮廓形貌的不确定性,导致机器人毛刺清理的完整度及质量尚未达到预期。针对上述问题情况,开展了机器人位姿精确测量、误差补偿技术的研究,同时进行了工件三维形貌测量及位姿偏差矫正方法的探讨,并结合相关实验,验证分析了前述方法。主要开展的内容如下1)针对机器人位姿测量效率低的问题,研究了基于矩阵奇异值分解的机器人位姿测量方法:通过使用激光跟踪仪测量机器人末端的靶球在世界坐标系和工具坐标系的坐标,求解机器人的位姿信息,相关实验表明提出方法的测量精度同投影法接近,但测量效率提高;2)针对机器人绝对定位精度不高的问题,提出了一种基于极限学习机的位姿误差补偿方法:位姿误差和理论位姿作为学习机的训练数据,采用极限学习机的方法构建回归模型预测位姿误差,通过修改指令位姿实现位姿误差的补偿,相关实验数据对比显示,提出方法有效提高了机器人的位姿精度。3)工件夹持点位置和轮廓形貌的不确定性,直接影响机器人去毛刺精度,开展了工件三维形貌测量和位姿矫正方面的研究:基于天远三维扫描仪进行了工件的多角度扫描,点云拼接重构了工件的整体形貌;基于ICP算法的点云模型配准方法,求解工件位姿偏差;机器人手眼标定实现工件位姿偏差到机器人世界坐标系的转化,优化加工轨迹。

关键词：机器人去毛刺误差补偿极限学习机形貌测量

典型地区新型氯代阻燃剂得克隆类物质的污染水平及分布特征

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典型地区新型氯代阻燃剂得克隆类物质的污染水平及分布特征

作者：禹甸南京大学

学位级别：硕士

得克隆类物质是一类新型的氯代阻燃剂,是Mirex(也称Dechlorane,灭蚁灵)、Dechlorane 602(Dec602,得克隆 602)、Dechlorane603(Dec603,得克隆 603)、Dechlorane604(Dec 604,得克隆604)和Dechlorane Plus(DP或Dec 605,得克隆)的总称。20世纪60年代,作为阻燃剂Mirex的替代品,Dec 602、Dec 603、Dec 604和DP被美国的Oxychem公司大量生产并被广泛应用于电子产品、塑料屋顶等材料的生产中。尽管这几种物质已被生产使用了近50年,但目前除DP外,Dec 602,Dec 603,Dec 604的相关信息例如产量、用途、环境中浓度水平及分布等信息仍十分匮乏。环境中阻燃剂的来源途径主要包括阻燃剂的生产、使用和电子垃圾的拆解回收过程,因此,开展三种典型地区得克隆类物质的污染水平、分布特征及污染来源研究,对于评估我国环境中得克隆类阻燃剂的污染现状,具有十分重要的意义。本研究在总结文献的基础上,建立了土壤、沉积物、水体和大气中得克隆类物质的分析方法。分析方法的回收率在69%-121%之间,相对标准偏差小于15%,方法检出限能满足实际环境样品中得克隆类物质的分析检测要求。本研究采用建立的方法分别检测了 DP生产厂江苏安邦电化公司和宁波某电子垃圾拆解地周边环境四种环境介质以及太湖沉积物中得克隆类物质的污染水平,得出结论如下:DP生产厂周边表层土壤中Mirex、Dec 602和DP的浓度范围分别为0.046-37.5 ng/g干重、ND-0.103ng/g干重和0.665-102 ng/g干重。生产厂附近河流表层沉积物中Mirex、Dec602和DP的浓度范围分别为ND-41.0 ng/g干重、ND-0.356 ng/g干重和0.165-65.1 ng/g干重。河流水样中Mirex和DP的浓度范围分别为ND-1.05 ng/L和ND-4.91 ng/L。安邦电化公司厂区大气中 Mirex、Dec 602 和 DP 的浓度分别为 825 pg/m3、2.52 pg/m3 和 5.17×103 pg/m3。.污水处理池的活性污泥中Mirex、Dec 602和DP的浓度分别为2.05×103 ng/g干重、41.0 ng/g干重和1.23×104 ng/g干重。污水池进水中Mirex、Dec 602和DP的浓度分别为1.99×103 ng/L、3.04 ng/L和1.59×104 ng/L,出水中三种物质的浓度分别为2.58×103 ng/L、5.95 ng/L和2.29×104 ng/L。太湖表层沉积物中Mirex和DP的浓度范围分别为ND-1.29 ng/g干重和0.051-2.10 ng/g干重。电子垃圾拆解地周边表层土壤中DP的浓度范围为0.115-26.4 ng/g干重,沉积物中DP的浓度范围为0.185-7.03 ng/g干重,水中DP的浓度范围为0.843-1.56 ng/L,大气颗粒物中DP的浓度为11.2 pg/m3。DP生产厂周边不同环境介质中Mirex、Dec 602和DP的分布特征表明DP生产厂是当地环境中得克隆类物质的重要来源,同时该地区还存在未知的污染源。太湖沉积物中Mirex主要分布于太湖东南角,其污染来源可能为农业污染,而DP主要分布在太湖的东北角,其污染来源可能主要为工业和生活污染。电子垃圾拆解区域各介质中DP的浓度分布呈现由拆解场地向周边区域递减的趋势,这表明电子垃圾的拆解和焚烧是环境中DP的重要来源。

关键词：得克隆类物质典型地区浓度水平空间分布污染源

基于GIM-LSTM的多光谱辐射测温反演算法研究

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基于GIM-LSTM的多光谱辐射测温反演算法研究

作者：闫鹏禹东北林业大学

学位级别：硕士

多光谱辐射测温技术具有响应速度快、不干扰被测场及无测量上限等优点,是高温测量领域最有力的工具之一,在火箭发动机尾焰诊断、冶炼、石化、玻璃、焊接及半导体等高温测量领域获得了广泛应用。它根据多个光谱通道的辐射强度信息,通过... 详细信息

多光谱辐射测温技术具有响应速度快、不干扰被测场及无测量上限等优点,是高温测量领域最有力的工具之一,在火箭发动机尾焰诊断、冶炼、石化、玻璃、焊接及半导体等高温测量领域获得了广泛应用。它根据多个光谱通道的辐射强度信息,通过数据处理反演计算温度值。由于目标的光谱发射率未知,多光谱辐射温度难以直接求解。本文受国家自然科学基金资助,针对上述问题,提出了基于广义逆-长短时记忆网络的多光谱辐射测温反演算法,并从理论和实验两方面进行了深入研究。在数值模拟方面,构建了由243个发射率模型组成的466560组温度数据集,利用广义逆算法获得的发射率结果,利用光谱发射率多通道比较算法,实现了数据集的分类。将循环神经网络(Recurrent Neural Network,RNN),长短期记忆网络(Long ShortTerm Memory Neural Network,LSTM)与广义逆(Generalized Inverse Matrix,GIM)算法相融合,提出了广义逆-循环神经网络和广义逆-长短时记忆网络2种多光谱辐射测温反演算法,构建了6×6×6×1的神经网络结构,首先利用广义逆算法进行光谱发射率数据集的分类,实现光谱发射率的一次辨识,然后送入相应的二次辨识子网络,实现温度反演。仿真结果表明,广义逆-循环神经网络和广义逆-长短时记忆网络反演算法优于没有广义逆参与情况,体现了广义逆二次辨识算法的优势;广义逆-长短时记忆网络算法优于广义逆-循环神经网络反演算法。在实验方面,利用公开的多光谱高温计测量火箭尾焰温度的实测数据和自行搭建的基于黑体炉和滤光片组成的模拟辐射源温度数据进行了验证,结果表明基广义逆-长短时记忆网络的多光谱辐射测温数据处理算法满足实测要求。

关键词：广义逆矩阵循环神经网络长短时记忆网络多光谱辐射测温算法

三轴运动控制器编程器及运动轨迹仿真系统研究

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三轴运动控制器编程器及运动轨迹仿真系统研究

作者：张春禹哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

就运动控制器的性能和技术水平而言,与国外同类产品相比,所采用的硬件技术并没有太大差距。其差距主要体现在控制算法和二次开发的难度方面。国外的运动控制器产品都提供了界面友好的集成开发环境,便于用户二次开发和调试;国内则缺少专... 详细信息

就运动控制器的性能和技术水平而言,与国外同类产品相比,所采用的硬件技术并没有太大差距。其差距主要体现在控制算法和二次开发的难度方面。国外的运动控制器产品都提供了界面友好的集成开发环境,便于用户二次开发和调试;国内则缺少专门的开发调试环境,对二次开发人员提出了很高要求,所以限制了国内同类产品的应用和推广。本文以编程器和仿真器的设计实现为主要内容,本着简化用户二次开发的原则,针对三轴运动控制器的应用编程,结合OpenGL虚拟现实引擎、编译原理、设计模式、架构模式和软件工程理论,设计开发了一套图形编程及智能仿真平台。该平台是运动控制器的二次开发平台设计理念的技术革新,具有很高的理论研究前景和应用价值。本文主要从三个方面对三轴运动控制器编程器与仿真器系统的研制和设计进行详细介绍。编程器的设计应用了开放式图形化指令编程的方式,图形化编程指令可基于不同底层平台转化为三轴运动控制器的控制指令序列(字节码),具有很高的跨平台可移植性。编程器直观易用,不但可以减少用户的学习时间,降低了二次开发的难度,还能大大提高生产效率。仿真系统应用OpenGL 3D图形引擎,开发了一套虚拟现实场景的仿真平台。用户可以在PC机上完成对控制设备的虚拟现实仿真以发现制造中可能出现的问题,在产品实际生产前就采取预防措施,从而实现产品一次性制造成功,来达到降低成本、缩短产品开发周期,增强产品竞争力的目的。虚拟加工引擎是整个仿真系统显示的核心,出于二次开发和用户定制性的考虑,主要分为三个模块,XML配置模块、DLL控制器和引擎核心。引擎核心通过公共接口API的方式为DLL控制器提供各种显示服务;通过制定相应的XML配置标准,设计显示界面和各种实体模型。配置模块和相应控制器的开发模型大大降低了系统二次开发的复杂度。

关键词：智能仿真三轴运动控制器虚拟机图形指令编程

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基于知识图谱的自主作业插秧机任务规划研究

基于知识图谱的自主作业插秧机任务规划研究

作者：汪鑫禹安徽农业大学

学位级别：硕士

我国正处于从机械化农业向智慧农业转变的时期,农业智能机器人作为变革农业生产模式、实现农业强国的重要技术,凭借其作业高效、安全可靠、自主智能等优势逐渐成为各国重点研究对象。任务规划作为农业智能机器人自主执行作业任务的重要... 详细信息

我国正处于从机械化农业向智慧农业转变的时期,农业智能机器人作为变革农业生产模式、实现农业强国的重要技术,凭借其作业高效、安全可靠、自主智能等优势逐渐成为各国重点研究对象。任务规划作为农业智能机器人自主执行作业任务的重要技术,在很大程度上标志着农业智能机器人的智能化水平,也是机器人研究的前沿热点。本文面向自主作业插秧机进行任务规划研究,针对其作业与任务规划的需求,开展了任务抽象与表达、基于知识图谱的任务规划系统建模、任务规划实验设计与分析等方面的研究。首先,构建了面向机器人作业需求的知识图谱。针对知识图谱构建,设计了基于三元组的机器人任务知识表示方式,对机器人作业的知识进行提取与表示,构建知识集合。然后依据定义的机器人任务规划概念规约,将机器人作业知识导入数据库,构建了面向机器人任务规划的知识图谱。然后,设计了基于知识图谱的机器人任务规划方法。通过深度优先和活动特征匹配度优先的搜索遍历策略搜索知识图谱,生成全部任务规划解;然后分析初始解中的节点之间的关系,通过设定目标优化策略进行统筹优化,从而获得最优规划解。并通过送水任务对比实验以及基于知识图谱的机器人任务规划拓展实验验证了方法的有效性。最后,针对插秧机自主作业,构建了插秧机作业知识图谱。收集和整理插秧机作业知识并表示为三元组结构的知识集合,构建了自主作业插秧机知识图谱,并开展了自主作业插秧机任务规划仿真实验,实验结果表明,知识图谱能够快速构建从任务开始到任务结束的所有可行序列,并且能够生成最优任务规划方案,结果符合实际作业需求。本文将知识图谱技术与机器人任务规划相结合,并应用在自主作业插秧机任务规划中,提高了机器人表征和存储任务作业知识的能力,能够有效的将原子任务知识形成机器人可以理解的上下文信息,并以网络化的形式表达,使得机器人任务规划具备与人类似的联想分析能力,提高了机器人智能化水平。

关键词：自主作业机器人任务规划知识图谱插秧机

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聚醚型表面活性剂结构的波谱表征

北京化工大学学报（自然科学版） 2004年第2期31卷 78-81页

作者：董慧茹王英毕鹏禹北京化工大学理学院北京100029

用柱色谱法从不同来源聚醚型表面活性剂工业品中 ,分离精制出分布较单一的 3类聚醚型表面活性剂模型化合物 ,用红外光谱法定性 ,用1 H NMR确定其结构和EO(PO)分布。以所得模型化合物为基础 ,提出聚醚型表面活性剂EO(PO)

关键词：核磁共振波谱红外光谱聚醚型表面活性剂结构表征柱色谱

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地铁钢轨波磨演化过程中的特性分析

机械工程学报 2018年第4期54卷 70-78页

作者：李伟温泽峰王衡禹赵鑫王鹏西南交通大学牵引动力国家重点实验室

调查分析了广州某条地铁线路轨道短波长钢轨波磨现象形成原因。首先,现场测试了线路钢轨波磨状态,对比分析了采用相同车辆结构和运营条件的另一条地铁线路钢轨波磨特征的差异。然后,基于地铁轮对-轨道高频相互作用线性理论和钢轨磨损理... 详细信息

调查分析了广州某条地铁线路轨道短波长钢轨波磨现象形成原因。首先,现场测试了线路钢轨波磨状态,对比分析了采用相同车辆结构和运营条件的另一条地铁线路钢轨波磨特征的差异。然后,基于地铁轮对-轨道高频相互作用线性理论和钢轨磨损理论,建立了钢轨波磨频域分析模型。最后,基于力锤敲击测试方法获得了轨道结构动态特性,利用钢轨波磨频域模型计算分析了地铁车辆通过半径800 m曲线时的钢轨磨损率特征。结果表明:(1)地铁线路采用的GJ-III型减振扣件和DTVI型普通扣件长轨枕轨道在大半径(大于等于800 m)曲线均出现了30~40 mm波长钢轨波磨现象,其产生不是由轮对固有模态特性所致。(2)当车辆以90 km/h速度运行时,仿真获得的轨道钢轨磨损率在1030~1130 Hz和620~840 Hz范围表现最大,易萌生22~24 mm和28~40 mm波长波磨;仿真结果与现场测量的钢轨波磨特征吻合。(3)轨道垂向位移导纳值在620~840Hz高频段表现低是导致该地铁线路出现30~40 mm短波长波磨的主要原因。

关键词：地铁短波长钢轨波磨钢轨磨损率轨道导纳频域

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明清时期兴宁客家族群生计与移民研究

明清时期兴宁客家族群生计与移民研究

作者：张学禹南昌大学

学位级别：硕士

本人的硕士论文题目暂定为《明清时期兴宁客家族群生计与移民研究》。主要探讨明清时期兴宁社会生产生活和人口迁移状况。粤东山区的兴宁在农工商业并举,本文就从农业、手工业和商业介绍明清时期兴宁客家族群的生计情况。而明清时期又... 详细信息

本人的硕士论文题目暂定为《明清时期兴宁客家族群生计与移民研究》。主要探讨明清时期兴宁社会生产生活和人口迁移状况。粤东山区的兴宁在农工商业并举,本文就从农业、手工业和商业介绍明清时期兴宁客家族群的生计情况。而明清时期又是客家族群大迁徙时期,数以万计的客家人迁往四川、广西、台湾以及南洋等,同时期,兴宁人也迈出了迁移的步伐。本文就针对不同的生计模式下,兴宁人的迁移方式、迁移原因和迁移方向等这一系列问题展开描述。

关键词：农业手工业商业迁移

高粱基因型与环境单因子互作及农艺性状基因关联初步分析

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高粱基因型与环境单因子互作及农艺性状基因关联初步分析

作者：李欣禹天津农学院

学位级别：硕士

本试验以300份不同基因型高粱(甜高粱、粒用高粱、苏丹草)为材料,在5处不同试验地点(2014年新疆、内蒙、天津,2015年辽宁、天津)进行试验,分析基因型效应、环境效应及基因型与环境互作效应三者的贡献率,以及明确哪些环境单因子在影响农... 详细信息

本试验以300份不同基因型高粱(甜高粱、粒用高粱、苏丹草)为材料,在5处不同试验地点(2014年新疆、内蒙、天津,2015年辽宁、天津)进行试验,分析基因型效应、环境效应及基因型与环境互作效应三者的贡献率,以及明确哪些环境单因子在影响农艺性状的表型时起主导作用,并通过SNP测序找出控制各性状的相应位点,结合性状表现进行关联分析。主要研究结果如下:1.甜高粱、粒用高粱、苏丹草这三类高粱材料株高的变异系数分别为29.86%、32.58%、22.67%;茎粗的变异系数分别为28.40%、28.63%、31.39%;糖锤度的变异系数分别为32.99%、36.98%、35.34%;茎秆粗蛋白含量的变异系数分别为38.69%、30.57%、37.10%。2.不同材料基因型、环境、互作效应综合分析结果显示,各性状的基因型效应均达到极显著水平,控制各性状变异的主要来源是基因型效应,对表型的贡献率依次是,基因型>基因型与环境互作>环境,其变异幅度分别为11.25%3.54%、21.89%3.55%、2.21%6.11%。对甜高粱、粒用高粱、苏丹草的基因型、环境、互作效应的对比分析结果显示,表型贡献率基本符合基因型>基因型与环境互作>环境的规律。3.供试高粱材料主要农艺性状及品质性状间的相关分析结果显示,茎粗与倒伏系数、茎节数、鲜重、穗重、粗蛋白含量呈正相关;还原糖、糖锤度分别与倒伏系数、株高、茎节数、鲜重呈正相关,二者之间也存在正相关关系。茎粗与降水量、日均温度、有效积温呈正相关,与日照时数、昼夜温差、pH值、有效钾呈负相关;株高与昼夜温差呈正相关;按甜高粱、粒用高粱、苏丹草分类,分别分析其与环境因子之间的相互作用关系,结果显示在某些性状上表现出不一致的结果。4.以46份粒用高粱材料在辽宁试点的7个主要农艺性状进行聚类分析,在遗传距离15.0处将材料分为4大类,第I类有33份材料,第II类有4份材料,第III类有4份材料,第IV类有5份材料。聚类结果说明,控制供试高粱材料主要农艺性状的变异来源是基因型效应和基因型与环境互作效应,环境效应最小。5.对300份不同基因型高粱为材料SNP测序基本结果如下:测序产生2,032,456,835条序列,平均测序序列数为6,774,856;对SNP测序结果个体的高质量序列获得可用于分型的标签数目为106,237,平均测序深度为16×,占测序原始序列的80%以上;在300份高粱材料中至少240个个体均能分型的SNP位点,共计91,197个位点。

关键词：高粱性状基因型环境因子基因型与环境互作聚类分析关联分析