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不等模数渐开线齿轮副参数极限值与有限元分析

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机械强度 2024年第3期46卷 662-667页

作者：金承珂黄嘉昕朱辰泽孙小肖尹越南京工程学院工业中心、创新创业学院南京211167 南京工程学院机械工程学院南京211167 南京市特种设备安全监督检验研究院南京210002

为了解决常规变位齿轮对中心距调节及强度分配的局限性,提出利用基圆节距相同但模数不等的结构,大幅度提高齿轮传动中较小齿轮的强度,尤其是齿根强度。但用于工程实践中的模数与齿形角相差均较小,通过对渐开线齿面的形成原理及齿轮啮合... 详细信息

为了解决常规变位齿轮对中心距调节及强度分配的局限性,提出利用基圆节距相同但模数不等的结构,大幅度提高齿轮传动中较小齿轮的强度,尤其是齿根强度。但用于工程实践中的模数与齿形角相差均较小,通过对渐开线齿面的形成原理及齿轮啮合中部分参数的分析,得到了此种齿轮模数、齿数、齿形角、齿高系数等参数的限制条件,并通过公式推导了齿数、齿高系数与分度圆压力角极限值的关系式。基于工程实践情况建模并通过Ansys进行了有限元分析,得到基于极限参数设计的齿轮强度约为标准齿轮的2.66倍,验证了理论的可行性,并扩大了此种齿轮副的应用范围。

关键词：渐开线齿轮不等模数不等压力角无侧隙传动有限元分析

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基于数字孪生的移动机器人可视化监控系统

现代制造工程 2024年第3期 23-30,44页

作者：纪有旺解乃军殷冬年南京工程学院机械工程学院南京210000 南京工程学院工业中心南京210000

针对当前移动机器人监控系统研究比较缺乏的问题,以及现有监控系统可视化差、透明度低及灵活性不足等缺陷,设计了一种基于数字孪生的移动机器人三维可视化监控系统。对监控系统的框架进行了介绍,在此基础上对系统中虚拟模型构建、数据... 详细信息

针对当前移动机器人监控系统研究比较缺乏的问题,以及现有监控系统可视化差、透明度低及灵活性不足等缺陷,设计了一种基于数字孪生的移动机器人三维可视化监控系统。对监控系统的框架进行了介绍,在此基础上对系统中虚拟模型构建、数据采集与映射等关键技术进行了阐述。针对实时状态映射问题,提出了移动机器人数字孪生虚实映射技术,通过在线采集与孪生映射,实现了信息实时交互。以移动机器人为应用对象,开发了原型三维可视化监控系统,验证了该系统的有效性。

关键词：数字孪生三维可视化监控虚实映射移动机器人

基于数控工艺信息挖掘的型腔特征粗加工刀具序列优化决策方法

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计算机集成制造系统 2024年第3期30卷 1060-1071页

作者：徐昌鸿张树生梁嘉宸南京工程学院工业中心江苏南京211167 西北工业大学机电学院陕西西安710072

为有效提升数控加工过程中粗加工刀具的使用效率,提出一种基于数控工艺信息挖掘的型腔特征粗加工刀具序列优化决策方法。首先计算型腔特征的中轴变换表征数控加工的刀具轨迹,探究中轴变换与数控加工的映射机理;然后基于加工规则和中轴... 详细信息

为有效提升数控加工过程中粗加工刀具的使用效率,提出一种基于数控工艺信息挖掘的型腔特征粗加工刀具序列优化决策方法。首先计算型腔特征的中轴变换表征数控加工的刀具轨迹,探究中轴变换与数控加工的映射机理;然后基于加工规则和中轴变换参数,挖掘隐含在型腔特征中的深层次数控工艺信息;最后综合考虑材料去除量和加工连续性,建立刀具序列决策的多目标优化模型,采用混合蚁群/模拟退火算法进行优化求解。实验结果表明,该方法能够高效、自动生成型腔特征最优粗加工刀具序列,提升企业数控工艺设计智能化水平。

关键词：信息挖掘型腔特征粗加工刀具序列优化决策数控加工

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车载毫米波雷达目标检测综述

电讯技术 2024年第4期64卷 655-662页

作者：丁左武徐杰周龙童金武南京工程学院汽车与轨道交通学院南京211167 先进数控技术江苏省高校重点建设实验室南京211167 南京工程学院工业中心、创新创业学院南京211167

目标检测技术作为主动刹车系统的重要组成部分,对测距传感器的检测精度要求极高,毫米波雷达传感器是目标检测的最优选择。综述了毫米波雷达的发展状况、国内外现状、毫米波雷达目标检测算法,介绍了国内外多个重点实验室对毫米波雷达目... 详细信息

目标检测技术作为主动刹车系统的重要组成部分,对测距传感器的检测精度要求极高,毫米波雷达传感器是目标检测的最优选择。综述了毫米波雷达的发展状况、国内外现状、毫米波雷达目标检测算法,介绍了国内外多个重点实验室对毫米波雷达目标检测算法的研究情况,重点放在多传感器融合检测和毫米波雷达多目标检测上。阐述了车载毫米波雷达目标检测的技术难点,对未来毫米波雷达的发展方向提出了建议,以期为后续的研究开发做准备。

关键词：主动刹车系统毫米波雷达目标检测多传感器融合

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共融机器人实验教学平台设计

实验室研究与探索 2024年第5期43卷 215-219,255页

作者：陈国军王宇陈巍杨雪郭铁铮南京工程学院工业中心南京211167

在为自动化专业学生开设的共融机器人控制系统实验中,设计了基于多传感器融合的共融机器人实验平台。该平台通过基于深度学习的视觉检测方法实现行人感知功能,利用激光雷达-深度相机-IMU的多传感器信息融合方法实现定位与建图功能。借... 详细信息

在为自动化专业学生开设的共融机器人控制系统实验中,设计了基于多传感器融合的共融机器人实验平台。该平台通过基于深度学习的视觉检测方法实现行人感知功能,利用激光雷达-深度相机-IMU的多传感器信息融合方法实现定位与建图功能。借助语音导航实现导航与避障功能,通过改进蚁群算法实现路径规划功能。通过共融机器人实验平台开展项目式教学,让学生深入掌握共融机器人关键技术,构建了“工程化环境、项目化载体、团队式指导、协作式学习”的项目教学组织形态。实践教学表明,通过设置阶梯式教学,教师项目引导,学生自主学习,强化了专业理论知识,提升了学生工程实践能力和创新能力。

关键词：人机共融自主导航共融机器人项目式教学

基于UR5苹果采摘机械臂的运动学分析及轨迹优化

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自动化应用 2024年第5期65卷 8-11页

作者：钱福福刘义亭郁汉琪颜庭武杜俊峰张昊南京工程学院工业中心/创新创业学院江苏南京211167

随着苹果种植面积的不断扩大,传统的人力采摘方式已无法满足生产需求,为此,需积极推进苹果采摘机器人的研发与应用。传统的点对点运动控制会导致机械臂运动不平稳,严重影响采摘效率,因此,以UR5机械臂为研究对象,提出了利用标准D-H参数... 详细信息

随着苹果种植面积的不断扩大,传统的人力采摘方式已无法满足生产需求,为此,需积极推进苹果采摘机器人的研发与应用。传统的点对点运动控制会导致机械臂运动不平稳,严重影响采摘效率,因此,以UR5机械臂为研究对象,提出了利用标准D-H参数法解决UR5机械臂的正逆运动学问题,以关节最大速度为约束,结合五次多项式优化机械臂各关节轨迹,使各关节的轨迹平滑,实现机械臂的平稳运动。

关键词： UR5机械臂 D-H参数法运动学

基于相似实例重用的铣削类零件数控工艺决策方法

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工程科学与技术 2024年

作者：徐昌鸿张树生梁嘉宸西北工业大学机电学院南京工程学院工业中心

为了充分重用已有数控工艺设计成果，克服现有工艺优化方法柔性差、效率低、人工依赖性强的不足，提出一种基于相似实例重用的铣削类零件数控工艺决策方法。首先建立以生产耗费最低为优化目标的数学模型，包括机床、刀具、装夹等因素，... 详细信息

为了充分重用已有数控工艺设计成果，克服现有工艺优化方法柔性差、效率低、人工依赖性强的不足，提出一种基于相似实例重用的铣削类零件数控工艺决策方法。首先建立以生产耗费最低为优化目标的数学模型，包括机床、刀具、装夹等因素，给出生产耗费的计算公式；然后综合考虑生产车间资源的动态变化，通过重用已有相似实例的加工操作自适应获得新局部结构的多份备选数控工艺；依据各备选数控工艺的相似度，采用轮盘赌算法进行选择，映射为工艺方案有向图的顶点；分析加工操作顺序约束规则，确定各顶点之间有向边的方向，构建完整的工艺方案有向图作为零件数控工艺方案的有效表征；最后提出一种混合蚁群模拟退火算法，采用蚁群算法结合图论理论对工艺方案有向图进行自动优化搜索，获得若干较优路径后输入模拟退火算法进行全局搜索获得最优解。以某典型零件MBD模型为例，基于CATIA平台对本文所提方法进行加工仿真验证。实验结果表明，相比于现有基于CAPP软件的工艺设计方法，本文方法决策结果能够满足实际数控加工要求，人工交互次数及时间减少84.6%，生产耗费降低16.6%。因此，本文方法能够合理、自动生成零件整体最优数控工艺方案，降低生产成本、缩短研制周期，提升企业数控工艺设计效率和智能化水平。

关键词：数控工艺决策重用局部结构工艺方案有向图

基于ICP算法的苹果采摘机器人手眼标定方法

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南京工程学院学报（自然科学版） 2024年第1期22卷 59-65页

作者：李佩娟鲁洋李建飞颜庭武潘星宇南京工程学院工业中心/创新创业学院江苏南京211167 南京工程学院机械工程学院江苏南京211167

苹果采摘机器人手眼协同作业过程中手眼关系的精度是影响机器人作业效率和作业精度的关键因素之一.针对传统手眼标定方法求解精度低、线性化求解时解耦精度丢失和非线性求解时累积误差较大等问题,提出一种基于ICP算法的手眼标定方法.以T... 详细信息

苹果采摘机器人手眼协同作业过程中手眼关系的精度是影响机器人作业效率和作业精度的关键因素之一.针对传统手眼标定方法求解精度低、线性化求解时解耦精度丢失和非线性求解时累积误差较大等问题,提出一种基于ICP算法的手眼标定方法.以Tsai Lenz法的求解结果作为ICP匹配算法初值,通过确定ICP匹配算法中误差阈值和迭代次数最优组合得到精确的手眼转换关系.试验结果表明,本文方法避免了求解时精度丢失和误差积累等问题,与Tsai Lenz算法相比,旋转精度提高了13.6%,平移精度提高12.47%.

关键词：苹果采摘机器人手眼标定 ICP匹配算法 Tsai Lenz

CAD/CAM模型联合驱动的型腔特征数控工艺自适应设计方法

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北京航空航天大学学报 2024年

作者：徐昌鸿张树生黄瑞梁嘉宸卞荣南京工程学院工业中心西北工业大学机电学院河海大学物联网工程学院

为了实现对已有数控工艺设计成果的有效重用，提出一种CAD/CAM模型联合驱动的型腔特征数控工艺自适应设计方法。首先基于中轴变换提取型腔特征三维CAD模型中隐藏的高层次数控工艺信息，有效表征刀具切削过程；然后针对已有特征实例进行... 详细信息

为了实现对已有数控工艺设计成果的有效重用，提出一种CAD/CAM模型联合驱动的型腔特征数控工艺自适应设计方法。首先基于中轴变换提取型腔特征三维CAD模型中隐藏的高层次数控工艺信息，有效表征刀具切削过程；然后针对已有特征实例进行可重用性分析，构建一个融合多属性数控工艺要素的特征相似性评价模型；最后基于检索返回的相似特征实例，自适应重用其关联的CAM模型工艺参数生成新特征的数控工艺。实验结果表明，该方法能够自动、高效地获得特征数控工艺，提升工艺设计效率85%以上，满足企业工艺设计智能化的工程需求。

关键词：数控工艺重用型腔特征自适应相似性