摘要:以人类自身为原型参照的仿人全身机器人是国际机器人研究领域最具代表性的研究对象,也是机器人学、机器人技术以及人工智能的终极研究目标. 针对国际上目前在仿人全身机器人、仿人头部、多指手、仿人双足步行机等方面理论与关键技术进行了全面回顾、综述与分析,包括作者在仿人机器人方面相关研究工作的回顾；归纳总结了目前仿人全身机器人技术程度,从驱动元部件、步行稳定性、本体集成化设计、操作能力以及环境适应性等角度分别提出了目前存在的主要技术问题以及今后发展的趋势；为从事与仿人机器人及其各组成部分相关研究的科研人员以及相关科技管理部门提供参考.

摘要:在总结图优化同步定位和建图(SLAM)的前端图构建方法的基础上,对现有的后端图优化方法进行分析,介绍了最小二乘法、随机梯度下降法、松弛法、流形优化及其相关文献．讨论基于χ²误差和基于均方差的地图创建的评价方法,对图优化方法的发展趋势进行了展望．

摘要:为改善外骨骼机器人灵敏度放大控制(SAC)性能,结合遗传算法(GA)与径向基函数(RBF)神经网络建立在线计算外骨骼机器人的精确动力学模型．用GA优化RBF神经网络的中心矢量与基宽度,并对RBF网络的权值实时更新,在线学习外骨骼机器人动力学模型中的参数矩阵,进一步推导出SAC控制律．仿真结果表明:GA优化后的RBF网络,可以在线学习外骨骼的动力学模型,基于该模型的SAC能够实现精确的人体轨迹跟踪,相比于优化前,人体轨迹跟踪误差以及人机交互信息会快速减小并收敛到0的微小邻域内,可实现人机协调运动．

摘要:为减小大型龙门数控机床空间直线度误差,提高国产数控机床加工精度,提出基于B样条曲线的空间直线度误差模型及其补偿方法。使用激光干涉仪分别检测三轴龙门数控机床6个方向的直线度误差,应用B样条方法建立空间直线度误差数学模型. 利用数控系统外部机械原点偏移功能,应用自主研发的误差实时补偿系统并依据基于B样条曲线的空间直线度误差数学模型,实现对大型龙门数控机床的空间直线度误差补偿. 采用两轴联动补偿切削导轨面的方法进行试验,并与多项式模型和斜线插补模型进行对比,结果表明：B样条模型补偿后的导轨直线度最优,检测的导轨各方向直线度误差均减小90%以上,显著提高了大型龙门数控机床加工精度.

摘要:为解决ETC36数控车床进给系统在缺少可靠性试验数据和实际故障数据情况下的故障树分析问题,采用获取底事件模糊概率的专家语言评价方法,对进给系统进行基于模糊理论的故障树分析. 建立故障树并对其进行定性分析,得到ETC36数控车床进给系统的各种失效模式;采用专家语言评价方法,对故障树进行定量分析,获得顶事件发生的模糊概率,并与实际概率进行对比,得到相应的置信度水平λ为0.70,验证了专家语言评价方法的可行性和故障树建立的正确性;计算各底事件的模糊重要度,得到ETC36数控车床进给系统的具体薄弱环节,解决了ETC36数控车床进给系统在故障概率信息严重缺失下的故障树分析问题．

摘要:为满足超精密车削加工零件低表面应力的使用性能要求,采用有限元和试验相结合的方法,对硬铝合金进行微米级的超精密车削仿真和试验．分析切削过程的切削力和切削温度,研究已加工表面残余应力产生的原因及残余应力的性质,得到切削深度和切削速度对已加工表面残余应力的影响规律．仿真结果表明:金刚石刀具车削硬铝合金,切削温度低,切削力小,但是单位切削力大．切削力是已加工表面形成残余压应力的主导因素．表层残余应力随着切削深度的增加而变大,随着切削速度的增大反而有减小的趋势．在微米级硬铝合金的超精密切削过程中,切削深度对已加工表面残余应力的影响更为显著．进行微米级的超精密车削试验,采用XRD对表层残余应力进行测量,对有限元仿真结果进行了验证,为硬铝合金超精密车削表面残余应力的控制打下理论基础．

摘要:针对现有轮胎模型不再适用于机械弹性车轮的振动分析的问题,依据其结构特点和铰链组单向传力特性,提出弹性绳索简化模型,推导弹性绳索刚度表达式、总等效刚度表达式以及系统频响函数,建立完整的振动分析数学模型．基于弹性绳索数学模型,进行C级随机不平路面输入激励下的随机振动分析,得到轮毂中心时域位移响应和频域功率谱密度响应．有限元仿真试验结果表明:机械弹性车轮共振频率为19~21 Hz,验证了弹性绳索模型的正确性．

摘要:为解决叶轮机械空间流道的非破坏性非接触测绘问题,提出一种采用高硬度硅胶和超轻纸黏土两种不同材质对流道特征进行提取的填充成型新方法,高硬度硅胶保证拓取叶型的准确性,超轻纸黏土作为硅胶的支撑．与采用单一硅胶填充流道成型方法相比,新方法克服了叶片大扭曲角度下由于硅胶拔模受力过大,导致其难以准确回弹到原始填充位置的弊端．采用最近点迭代算法拼合某叶片测绘点云数据,并与已有叶片样件模型进行对比,结果表明:平均偏差由单一硅胶填充的300.7 μm减少到混合材质填充的28.5 μm,实现了较高精度的空间扭曲流道特征提取,为设计制造结果偏差检验提供了一种有效的逆向工程方法．

摘要:为研究不同预紧力条件下被动箝位直线压电驱动器性能的变化规律,对前期研制的箝位体具有三角放大结构的被动箝位直线压电驱动器进行研究,采用测量箝位保持力的方法间接评价预紧力的大小,测试4种预紧状态下驱动器的箝位保持力、空载特性和负载特性．实验结果表明,随着预紧力的增加,驱动力呈现先增后降的变化趋势．预紧力较小时,驱动器运行速度较快,最大运行速度为1.43 mm／s,但驱动力较小;预紧力较大时,驱动器性能较低;合适的预紧状态可以使驱动器驱动力达到最大值2.1 N．测试驱动体振幅随驱动频率的变化规律,利用振动悬浮现象揭示驱动器速度随着驱动频率的增加呈现先增后降的变化规律．

摘要:针对保偏光纤耦合器熔融拉锥制造过程中拉力控制问题,提出一种新的计算机在线拉力控制方法. 拉力控制系统由计算机、拉伸机构、圆光栅及控制电路组成,通过检测光纤支架的旋转角度、改变线圈中的电流,控制永磁铁与线圈间的电磁力,实现对拉伸力的实时控制. 分析电磁力和拉力的关系,建立永磁铁和线圈的三维有限元模型,确定永磁铁的运动轨迹,并对通电线圈的磁场分布和电磁力进行仿真,得到线圈中的电流、支架旋转角度和拉力的关系式. 仿真结果表明拉力控制良好,控制误差约为1.03%.

摘要:为提高双循环液力缓速器制动功率密度,对其叶形设计方法开展研究．针对双循环液力缓速器弯叶片叶形结构特点,提出相切圆弧叶形设计法,以叶形包角与工作面圆弧半径为设计变量,建立叶形设计参数化模型．利用试验设计方法对不同叶形参数的双循环液力缓速器弯叶片进行实例设计,并与样机制动性能进行对比．结果表明:样机仿真与试验的制动力矩平均相对误差在5％以内,数值计算方法准确可靠;基于相切圆弧叶形设计法建立的弯叶片制动力矩变化范围较大,通过设定合适的叶形参数,缓速器制动性能可得到有效提高．

摘要:为抑制车用液力缓速器空转功率损失,对扰流柱机构抑制空损效应进行三维流场数值模拟．针对扰流柱布置形式,建立定轮安装扰流柱与未安装扰流柱两种情况的周期计算模型,以降低仿真成本,并在空转工况与充液工况下,分别对两模型计算精度进行验证．计算不同转速下安装扰流柱与未安装扰流柱周期模型的空损,获取空转工况下空气对两模型叶片所施加的制动功率,得到周期流道速度场、压力场分布状态,并对比分析了扰流柱对空气流场扰动效果以及空损抑制作用．结果表明,扰流柱机构能有效阻碍空气的循环流动,某缓速器在动轮转速3 400 r／min时空损可降低48.4％,有效提升了车辆的功率利用率．

摘要:为深入认识准东煤的结渣特性,改善燃用准东煤的锅炉结渣问题,采用多反应控制段携带流反应器模拟真实煤粉锅炉中的空气分级燃烧情况,研究空气分级条件下过量空气系数对准东煤结渣特性的影响规律．采用XRD与SEM-EDX对灰渣在高温条件下的熔融特性与微观形貌进行分析,并取灰样分析其燃尽率．实验结果表明:准东煤在炉膛温度为1 250 ℃时具有很好的燃尽效果,燃尽率达到99％以上．过量空气系数在0.7~1.2时对燃尽效果影响不明显．随着主燃区过量空气系数的升高,莫来石含量逐渐增大,结渣逐渐减轻;灰渣中Si、Fe、Na富集明显,Al含量较低,结渣较强;主燃区过量空气系数较低时,灰中铁的硅铝酸盐容易形成低温共熔体,导致结渣加重．为避免严重结渣应该使主燃区过量空气系数大于0.7,同时可以通过掺配含铁量较低的煤来减轻准东煤的结渣．

摘要:为更准确地预测混流式水轮机在偏离最优工况时的内部流动特性和外特性,采用大涡模拟方法(LES)对其进行数值研究,针对LES方法,对比单相流计算和空化模型计算的结果．结果表明:基于空化模型的LES预测混流式水轮机内部流场比单相LES更为精确,偏工况下,多相流LES计算能捕捉到更准确的叶道涡结构和尾水管涡带结构．对比模型实验结果表明,LES计算能更好地预测水轮机的外特性,包括流量曲线和效率曲线．基于非定常的水轮机内部流动的LES,使用Q方法提取转轮区的空化叶道涡和尾水管涡带,研究叶道涡的高频运动和涡带的低频演化规律,在活动导叶开度10 mm、单位转速64.9 r／min工况下,叶道涡演化频率为转频的15倍,而涡带演化频率为转频的0.4倍,和实验结果相符合,验证了在复杂三维流动中LES方法的准确性．

摘要:为研究锥管内流体流动中产生的附壁效应对其流阻系数的影响,采用数值模拟的方法对平面锥管内部流动附壁效应进行研究．结果表明:雷诺数Re在300～3000,锥管角度在5～40°时,扩散方向流动可以分为3种状态,即稳定状态、附壁状态和射流状态．锥管角度为10～35°时,锥管内流动易于发生附壁效应．Re在300～1 200时,稳定状态扩散流阻系数随着扩散角的增大迅速降低;附壁状态扩散流阻系数随着扩散角的增大缓慢增大;射流状态扩散流阻系数随着扩散角的增大而缓慢降低．Re在1 800～3 000时,附壁状态扩散流阻系数在锥管角度为30°时达到最大值．流阻系数比在稳定状态和射流状态下基本不变,在附壁状态下随着扩散角的增大迅速减小．

摘要:为改善滚柱螺纹牙承载分布,在丝杠受轴向拉力和螺母受轴向压力作用下,基于滚柱两接触侧变形协调关系,建立考虑误差的滚柱螺纹牙承载分布计算模型．将计算的滚柱各螺纹牙承载比与直接刚度法计算结果进行对比,验证了模型的正确性．系统分析负载、接触角、螺旋升角、滚柱螺纹牙数和螺纹副材料弹性模量比对滚柱承载分布规律的影响．结果表明:在相同误差分布下,负载越小,滚柱螺纹牙承载分布波动越大,负误差更有利于降低前3个螺纹牙承载比例;接触角或螺旋升角越小,滚柱螺纹牙承载分布越均匀;随着螺纹牙数增大,各螺纹牙承载比例逐渐降低,且误差对承载比的影响变小;降低丝杠或螺母弹性模量可有效改善滚柱螺纹牙承载分布．

摘要:为研究单晶刚玉(SA)砂轮磨削AerMet100超高强度钢表面完整性形成机理需要,采用试验和数值分析方法,从宏观和微观两方面对磨削温度场展开研究．试验建立AerMet100钢的本构模型,为数值分析提供基础;实施磨削力和温度测量试验,根据结果确定作用于工件表面的磨削热载荷;分别建立数值分析模型,对磨削热作用形成的磨削区温度场及磨粒切削作用形成的磨削点温度场进行分析计算;分析宏观磨削区温度场和微观磨削点温度场的特征及工艺参数的影响．结果表明,磨削温度处于190～500 ℃,与磨削工艺参数正相关,磨削点温度场最高温度位置位于工件与磨粒接触区边缘前端,温度可达到约820 ℃,磨削点温度场的影响深度约为5～10 μm．

摘要:为研究碳纤维增强复合材料(CFRP)在加工中出现毛刺、崩边等缺陷,提出基于纤维切削角的碳纤维每齿切削长度计算方法,分析毛刺缺陷的形成机制和发展规律．计算结果和验证试验表明:纤维切削角决定碳纤维每齿切削长度和受到作用的切削刃总数,随着纤维切削角增大,碳纤维每齿切削长度增大,而受到切削刃的作用频率降低. 产生毛刺的主要原因是碳纤维实际弯曲半径大于理论最小弯曲半径,碳纤维仅仅发生弯曲并没有断裂．当纤维切削角在0°～90 °时,缺陷形式为崩边;当纤维切削角在90°～180°时,出现毛刺缺陷,且毛刺长度随纤维切削角的增大而不断增大．

摘要:为改善点吸式波浪能装置的运动性能,运用基于黏性流体力学的计算流体力学(CFD)方法对一种特定的点吸式波浪能装置中的浮子进行三维时域模拟,研究不同浮子形状、阻尼系数和浮子质量对装置性能的影响规律．结果表明:运用CFD方法和实验方法得出的浮子运动曲线较为吻合,CFD值较基于势流理论的计算值更接近于实验值;在自然振荡和阻尼振荡时,圆台形浮子的运动性能都优于圆柱形浮子;圆台浮子的俘获宽度比会随着机械阻尼系数的增大呈现先增大后减小的规律,其最大值对应的阻尼值即为最佳阻尼值;俘获宽度比随着质量的增大呈现缓慢增加后略有减小的规律．

摘要:针对电子皮带秤的在线故障诊断问题,提出一种基于改进型DENCLUE聚类分析和偏二叉树支持向量机（SVM）分类器的故障在线检测和诊断方法．由于故障数据随设备流量的变化而变化,采用改进DENCLUE聚类算法对实时检测到的数据进行聚类分析,分离出故障数据,实现在线故障检测;将DENCLUE算法中的密度估计方法引入到支持向量机中,提出一种基于类内相似密度和类间相似密度构建可分性测度和二叉树结构的改进型BTSVM,结合标准数据集验证了改进型BTSVM的优越性,并利用该分类器对检测出的故障进行故障模式在线识别诊断. 对阵列式皮带秤进行试验,结果表明,提出的故障在线检测和诊断模型更适合散状物料连续称重系统的在线故障检测诊断．