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轮式多机协同搬运机器人轨迹跟踪控制器设计

机械工程学报 2024年第11期60卷 145-155页

作者：何华刘全申屠舒展宫昭清华大学机械工程系北京100084 中国机械工业集团有限公司北京100080

轮式移动机器人多机协同搬运负载过程中受到的地面非完整约束以及负载刚性约束,对其轨迹跟踪控制器的动态特性以及稳态误差均提出很高的要求。基于李雅普诺夫第二方法,设计轮式移动机器人渐进稳定轨迹跟踪控制器,实现输入饱和约束可沿... 详细信息

轮式移动机器人多机协同搬运负载过程中受到的地面非完整约束以及负载刚性约束,对其轨迹跟踪控制器的动态特性以及稳态误差均提出很高的要求。基于李雅普诺夫第二方法,设计轮式移动机器人渐进稳定轨迹跟踪控制器,实现输入饱和约束可沿广义速度空间边界滑动,在保证控制信号不超出机器人广义速度空间的前提下,提升轨迹跟踪控制器的响应速度。研究轨迹跟踪控制器对不同目标轨迹的跟踪误差规律,提出以门限角度为分界的状态机,控制机器人对目标参数的响应顺序,减小跟踪过程误差。基于模糊控制器,实现轨迹跟踪控制器增益系数的动态调节,有效降低对不同目标速度的跟踪稳态误差。通过多机协同搬运负载试验验证控制器的正确性和有效性。

关键词：轮式移动机器人轨迹跟踪控制器模糊控制输入饱和状态机

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介观领域中的激光熔透信号物理特性研究

焊接学报 2024年第7期45卷 27-33,40页

作者：孙谦黄瑞生徐富家曹浩李林宋扬马强中国机械总院集团哈尔滨焊接研究所有限公司哈尔滨150028 江苏容大材料腐蚀检验有限公司无锡214000

可靠熔透在线检测是激光焊接智能制造领域的重要问题,但是激光熔透信号属于介观尺度光学信号,而传统检测方法受宏观采样手段局限无法有效获取介观熔透信息.所以开展激光匙孔内部更深层次的介观领域特性研究,对于实现可靠熔透在线检测具... 详细信息

可靠熔透在线检测是激光焊接智能制造领域的重要问题,但是激光熔透信号属于介观尺度光学信号,而传统检测方法受宏观采样手段局限无法有效获取介观熔透信息.所以开展激光匙孔内部更深层次的介观领域特性研究,对于实现可靠熔透在线检测具有重要的指导意义.试验通过自制的光学成像系统,在红外特定谱段下捕捉到了介观熔透信号,研究表明该信号具有隐蔽性强、指向性高、波动性大、趋势性显著的物理特性,并充分证明了介观熔透信号复杂波动表面下的趋势性特征.通过抽象化提取和比对分析发现,该特征不但重复性较好、受焊接热反应本质制约,更与激光焊接熔透状态具有较好的一致性.通过该项研究可为开发介观尺度激光熔透可靠在线检测提供重要理论支撑.

关键词：介观熔透信号激光焊接物理特性智能制造

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缆式焊丝GMAW焊缝截面侧偏行为机理分析

焊接学报 2024年第1期45卷 83-87,I0008页

作者：杨泽坤徐锴杨战利张焱费大奎周坤杨永波中国机械科学研究总院集团有限公司北京100048 中国机械总院集团哈尔滨焊接研究所有限公司哈尔滨150028 哈尔滨威尔焊接有限责任公司哈尔滨150000

缆式焊丝熔化极气体保护电弧焊(gas metal arc welding,GMAW)中存在的焊缝截面侧偏现象会导致焊接接头熔合不良,基于熔滴受力分析和最小电压理论对焊缝截面侧偏现象的变化规律进行机理分析.结果表明,电流是影响截面侧偏的关键因素,由于... 详细信息

缆式焊丝熔化极气体保护电弧焊(gas metal arc welding,GMAW)中存在的焊缝截面侧偏现象会导致焊接接头熔合不良,基于熔滴受力分析和最小电压理论对焊缝截面侧偏现象的变化规律进行机理分析.结果表明,电流是影响截面侧偏的关键因素,由于缆式焊丝独特的绞合结构引起电弧旋转,进而导致出现熔滴受力不均的现象,熔滴过渡方向与焊丝轴线存在夹角,在熔滴冲击力的作用下导致焊缝截面出现侧偏现象,随着电流的增加,电弧对熔滴的拘束增强,熔滴过渡方向逐渐趋于轴线,因而焊缝截面侧偏的趋势随着电流增加而减小.

关键词：缆式焊丝熔化极气体保护焊焊缝截面侧偏熔滴过渡最小电压原理

基于MBD的三维模型信息完备性检查技术研究

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中国机械工程 2024年

作者：刘泉泉方喜峰程德俊张胜文罗兰珍孔俊龙江苏科技大学机械工程学院镇江康飞汽车制造股份有限公司

针对三维模型信息标注不规范、结构差异难诊断、尺寸冗余缺失以及人工检测效率低等问题，提出了整体的完备性检查方法。通过调用三维计算机辅助设计(CAD)软件应用程序接口(API)函数，对其检查功能模块进行二次开发，完成对基于模型定义(... 详细信息

针对三维模型信息标注不规范、结构差异难诊断、尺寸冗余缺失以及人工检测效率低等问题，提出了整体的完备性检查方法。通过调用三维计算机辅助设计(CAD)软件应用程序接口(API)函数，对其检查功能模块进行二次开发，完成对基于模型定义(MBD)技术中三维模型信息的检查与纠正；通过二次开发CAD软件实现对MBD模型基本方向视图的自动捕获，再通过python调用OpenCV库，将新捕获的视图与数据库中已有模型视图利用图像结构相似性指标(SSIM)进行对比，得到最相似模型视图图像，将两者通过图像减法运算对结构差异区域进行提取并高亮显示；最后对三维模型尺寸按照分类规则分类，通过深度优先搜索算法(DFS)结合尺寸冗余缺失检查规则，完成尺寸的完备性检查。以某厢舱汽车产品为对象验证了上述方法的可行性。

关键词：基于模型定义完备性检查二次开发结构相似性指标深度优先搜索算法

时效处理对低压铸造ZL114A合金力学性能及显微组织的影响

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金属热处理 2024年第1期49卷 179-185页

作者：田少鲲金圆平王萍杨堃刘晓霏郭占郁瑞兴范庆利首都航天机械有限公司北京100076

以低压铸造ZL114A合金为研究对象,通过布氏硬度计、万能试验机、光学显微镜等测试手段,对固溶及时效处理后合金的显微组织及力学性能进行了观察、测试。时效初期,合金的强度快速增加,随着时效时间延长,增长趋势放缓;155℃时效12 h后,合... 详细信息

以低压铸造ZL114A合金为研究对象,通过布氏硬度计、万能试验机、光学显微镜等测试手段,对固溶及时效处理后合金的显微组织及力学性能进行了观察、测试。时效初期,合金的强度快速增加,随着时效时间延长,增长趋势放缓;155℃时效12 h后,合金的抗拉强度、屈服强度分别由固溶态的266.7、161.7 MPa增长到333.3、272.3 MPa。合金的断后伸长率则随着时效时间的增加不断下降,由固溶态的12.00%降至155℃时效12 h后的7.00%。时效温度越高,原子扩散驱动力越大,合金的强度增加得越快,达到峰值所需得时间越短,同时断后伸长率也降低得越快。合金强度增加、断后伸长率降低的原因为Mg、Si原子偏聚,并逐渐形成稳定的Mg2Si相。随着第二相的析出转变,其与基体的共格程度逐渐降低,第二相与基体保持半共格关系时,合金的强度最大。

关键词： ZL114A合金时效处理低压铸造力学性能显微组织

机械-液压组合式大豆割台仿形装置设计与仿真

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农机化研究 2024年第5期46卷 60-65页

作者：李泽瑞徐立章徐翔谦徐蕾柴晓玉江苏大学农业工程学院江苏镇江212013 山东金大丰机械有限公司山东济宁272100

针对传统大豆割台仿形范围有限导致割台损失大、粮箱内含杂量高等问题,设计了一种机械-液压组合式大豆割台仿形装置,通过分段仿形提高了大豆割台的仿形范围。基于大豆割台几何关系,构建了割台液压油缸伸缩量和割台离地高度变化量之间的... 详细信息

针对传统大豆割台仿形范围有限导致割台损失大、粮箱内含杂量高等问题,设计了一种机械-液压组合式大豆割台仿形装置,通过分段仿形提高了大豆割台的仿形范围。基于大豆割台几何关系,构建了割台液压油缸伸缩量和割台离地高度变化量之间的函数关系,为割台高度自适应调控提供了理论支撑。为了实现割台高度的自动化调控,设计了一种割台离地高度检测装置,并针对其工作过程中出现的仿形板下陷、跳动等问题,利用RecurDyn进行了动力学仿真,确定了复位扭簧的最佳扭矩为16N·m。通过田间试验验证了大豆割台仿形装置的仿形效果,为大豆收获机械设计提供了理论参考。

关键词：大豆割台分段仿形割台高度检测动力学仿真

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基于深度学习的木板材表面缺陷识别算法研究

林业机械与木工设备 2024年第5期52卷 52-60页

作者：沈锦桃王祺李欢孔维亮钱绍祥镇江中福马机械有限公司江苏镇江212127 镇江高等专科学校江苏镇江212310

我国是木材及木制品的生产、制造和出口大国,木板材表面缺陷会降低木板材的外在品质和内部强度,进而影响木材的加工生产过程。基于自制的木材表面缺陷数据集,在YOLOv5s模型上针对时下主流的几种损失函数进行了综合测试与对比分析。旨在... 详细信息

我国是木材及木制品的生产、制造和出口大国,木板材表面缺陷会降低木板材的外在品质和内部强度,进而影响木材的加工生产过程。基于自制的木材表面缺陷数据集,在YOLOv5s模型上针对时下主流的几种损失函数进行了综合测试与对比分析。旨在拓展深度学习模型在木材缺陷检测领域的应用,以期为木材表面缺陷自动化检测提供新思路。

关键词：木板材缺陷识别损失函数 YOLOv5s 自动化检测

耕整播农机装备触土部件表面耐磨强化研究进展

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农业工程学报 2024年第11期40卷 14-25页

作者：郝建军刘天龙赵建国王新芳吴运涛白占欣马海龙河北农业大学机电工程学院保定071001 河北省耕作机械技术创新中心宁晋055551 河北省农业机械作业刀具重点实验室定州073000 河北圣和农业机械有限公司宁晋055551 河北农哈哈机械集团有限公司深泽052560 河北双天机械制造有限公司定州073000 郑州市龙丰农业机械装备制造有限公司郑州450041

耕整播农机装备是影响中国耕地耕种作业质量与效益的关键农机装备,随着农业机械化的快速发展,耕整播农机装备对其配套的旋耕刀、犁铧、深松铲、耙片、开沟器等触土部件耐磨性和使用寿命提出了更高的要求。该研究系统分析了触土部件主要... 详细信息

耕整播农机装备是影响中国耕地耕种作业质量与效益的关键农机装备,随着农业机械化的快速发展,耕整播农机装备对其配套的旋耕刀、犁铧、深松铲、耙片、开沟器等触土部件耐磨性和使用寿命提出了更高的要求。该研究系统分析了触土部件主要的磨损失效形式及磨损机理,综述了提高触土部件耐磨性常用的表面熔覆、表面堆焊处理、表面热喷涂、激光表面强化处理、化学热处理、钎涂等表面处理工艺,从磨损机理、材料研发、结构设计和制造工艺4个方面对比分析了国内外技术差距,针对现阶段耕整播触土部件失效机理、材料、结构、工艺等短板环节的难点问题,从触土部件耐磨性、基体及涂层材料、结构设计、工艺体系研究方面展望农机触土部件未来研发方向,拟为表面耐磨强化的相关研究和工程应用提供理论依据与技术支撑。

关键词：农业机械触土部件耐磨性能表面处理

聚多巴胺修饰的Ag/AgCl参比电极的制备及其性能试验

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江苏大学学报（自然科学版） 2024年第4期45卷 490-496页

作者：张西良苏小青陈成徐云峰江苏大学机械工程学院江苏镇江212013 蓝深集团股份有限公司江苏南京211500

为了适应栽培基质等非均相体系pH值的在线检测,并提供稳定的参考电位,采用磁控溅射沉积银膜、NaClO溶液氯化获得的AgCl层和多巴胺沉积修饰膜,研制了聚多巴胺修饰的Ag/AgCl固体薄膜参比电极,并在沉积时间分别为4、8、12、16 h时,对聚多... 详细信息

为了适应栽培基质等非均相体系pH值的在线检测,并提供稳定的参考电位,采用磁控溅射沉积银膜、NaClO溶液氯化获得的AgCl层和多巴胺沉积修饰膜,研制了聚多巴胺修饰的Ag/AgCl固体薄膜参比电极,并在沉积时间分别为4、8、12、16 h时,对聚多巴胺修饰的参比电极在磷酸缓冲盐溶液(phosphate buffered saline,PBS)中的稳定性、可逆性和循环伏安特性曲线进行了对比测试.结果表明:参比电极在PBS溶液中电位标准差均约为1.00 mV,在不同pH缓冲溶液中均能够恢复到相对稳定的电位,且偏差小于5.00 mV,具有良好的可逆性;在50次循环伏安试验中电位漂移很小;根据参比电极的氯离子灵敏度为2.00~2.50 mV/pCl,聚多巴胺修饰的参比电极对氯离子浓度不敏感,证实聚多巴胺修饰的参比电极可以用作参比电极;沉积时间为12 h时的参比电极在各项试验中综合性能表现最优,应用试验表明该参比电极更适用于开展栽培基质pH检测.

关键词：参比电极聚合物膜电化学行为表面改性沉积时间