摘要:从介绍人类皮肤的触觉感知性能出发，全面综述了国际上多学科领域模拟人类皮肤的电子皮肤触觉传感器研究进展与关键技术；分析讨论了电子皮肤触觉传感器的工作原理、新型材料和结构、先进设计制作方法、触觉传感特性和性能指标等方面内容；重点总结了国内外近年来在电子皮肤阵列触觉传感器柔性化、弹性化、空间分辨率、灵敏度、快速响应、透明化、轻量化和多功能化等方面的研究进展. 指出了电子皮肤触觉传感器的研究依然存在着难以兼顾高柔性和高弹性、高灵敏度电子皮肤设计制作工艺复杂，可扩展性差和成本高等技术难题. 电子皮肤触觉传感器可广泛应用于机器人、医疗健康、航空航天、军事、智能制造和汽车安全等领域，正朝着高柔弹性、宽量程的高灵敏度、多功能、自愈合与自清洁、自供电与透明化等方向发展.

摘要:为解决超大口径可展开天线机构的轻量化、高刚度设计问题，提出一种由弹性铰链驱动的双层环形可展开天线机构. 建立天线结构的静力学分析模型，得出结构中杆件与拉索的相互影响关系，推导出对角拉索预紧力的取值范围. 基于建立的双层环形可展开天线结构动力学分析模型，对比分析前6阶振动频率及其相应的模态振型，与无拉索相比，通过对角斜拉索刚化可以将结构刚度提高1.2倍. 分析结构参数对结构振动频率的影响规律，基于振动频率影响因素的灵敏度分析，得出增加双层环形可展开天线机构中的横杆截面面积和斜拉索的截面积，减小纵杆截面面积是提高双层天线结构振动频率的有效措施.

摘要:为深入研究服务型仿人机器人实时跟随人步行的问题，提出了基于人体步行运动捕捉的双足机器人步行样本生成方法，并进行了机器人-人跟随步行实验. 对PS三维运动捕捉系统在线获取的人体步行样本进行运动学匹配并考虑机器人关节极限约束条件后，得到机器人步行样本，构建机器人仿人步行的样本库；根据笛卡尔空间和关节空间内的运动参数定义机器人与人的步行相似度综合评价，提出基于相似度评价的在线样本检索方法，以“关节角距离”为评价选取拼接点，实现样本在线拼接的样本过渡方法，解决了机器人跟随人进行变速步行的问题；完成了双足机器人跟随不同人进行稳定步行的实验，跟随过程中的距离误差不超过±52 mm，跟随结束后的位置误差不超过±10 mm.

摘要:为研究结构参数变化对电主轴抗共振性能的影响，采用ANSYS有限元分析软件，建立某电主轴的参数化模型，并进行模态分析；将ISIGHT软件集成ANSYS，筛选出电主轴重要的几何参数和材料参数作为设计变量，并使用优化的拉丁方抽样方法随机抽取足够的样本；利用BP神经网络拟合出电主轴低阶固有频率与各随机变量的函数关系，建立电主轴频率的可靠性极限状态方程；采用改进的一次二阶矩方法得到电主轴的频率可靠度和可靠性灵敏度，并以Monte-Carlo方法对计算结果进行验证. 结果表明：电主轴的密度、弹性模量及总长度的均值和标准差对电主轴频率可靠度影响显著；利用BP神经网络构建的频率可靠性功能函数较合理；改进一次二阶矩方法能够比较准确、有效地分析频率可靠性灵敏度，且比Monte-Carlo方法效率更高.

摘要:针对含柔性杆件并联机器人在高速运行时其末端存在弹性位移问题，以3RRR并联机器人为研究对象，提出一种基于积分流形与高增益观测器的柔性并联机器人轨迹跟踪复合控制算法. 基于刚度矩阵引入小参数，将刚柔耦合动力学模型转为慢速与快速两个子系统. 针对慢速子系统，采用反演控制，实现对末端刚体运动的跟踪控制，同时为避免杆件弹性变形与振动组成的弹性位移对机器人末端轨迹的影响，推导校正力矩，实现对弹性位移的补偿. 针对快速子系统，采用滑模变结构控制，保证流形成立. 为避免对曲率变化率的直接测量，引入高增益观测器对其进行估计. 采用Lyapunov稳定性原理证明系统整体稳定性，并给出小参数上界. 对提出的复合控制算法与奇异摄动及基于刚体动力学的反演控制算法进行仿真，从机器人末端振动抑制与轨迹跟踪性能两方面进行对比，验证了本文所提算法的控制效果.

摘要:为计算波箔轴承的温度场分布，研究轴承的热特性，推导了考虑外部冷却条件时的平箔片内表面等效对流换热系数，将箔片一侧的导热换热模型耦合到气膜三维能量传递模型中. 建立轴承套、转子的导热与对流换热模型，耦合求解非等温Reynolds方程、气膜能量传递方程、箔片变形方程. 计算并分析轴承转速、载荷、外部冷却气流等因素对轴承温度的影响，分析了轴承的静动态性能. 结果表明: 转速对轴承温度影响很大，温度随载荷变化不大，冷却空气的冷却效率随流量增大逐渐降低. 与等温条件相比，非等温模型的轴承承载能力较大，且具有较大的动态刚度与阻尼.

摘要:针对仿人机器人的嗅觉及多种混合气体识别问题，提出一种人工肺-嗅觉系统(HAL&OS-I)及基于主动呼吸的气体识别方法. 该系统硬件主要集成了微型真空泵、酒精/硫化氢/氨气/烟雾/甲烷5种气体传感器、单片机以及信号采集与处理电路;分别用K-均值聚类分析法、遗传算法结合神经网络(GA+BP)、三级级联神经网络(GA+3BP)进行了5种单一气体及4种混合气体的识别实验，结果表明：GA+BP算法仅对5种单一气体识别率达到90%以上，加入混合气体后识别率较低;GA+3BP算法除对硫化氢和烟雾的混合气体识别率为70%以外，对其余8种气体识别率均在90%以上，表明GA与多级级联BP神经网络相结合方法对多种单一及混合气体具有较高的识别率.

摘要:为解决非正交双目立体视觉在长轴类零件三维位姿检测中需要多个特征点进行匹配，计算量大以及视野中难以获取整个零件的图像等问题，提出一种基于正交双目立体视觉检测长轴类零件装配端三维位姿方法. 采用光轴正交的两个相机同时采集长轴类零件装配端的图像，分别采用亚像素法对所采得的图像进行处理，可以得到被检测长轴类零件装配端在两个相机图像坐标系内的位置和姿态，再依据正交双目立体视觉模型对两组位置信息进行融合得到其三维位姿. 实验结果表明：利用两个CMOS相机构成的正交双目立体视觉能够快速、精确检测长轴类零件装配端的三维位姿. 该方法只需要一个特征点进行匹配，计算量小、简单易行，适用于通过机器视觉引导工业机器人进行精密长轴类零件的快速装配.

摘要:为研究加载结构对摩擦加载式电液负载模拟器力矩加载性能的影响，介绍该负载模拟器的加载原理，搭建单向摩擦加载式电液负载模拟器实验样机. 建立该负载模拟器的线性数学模型;设计PID+前馈的控制器，在提高控制精度同时避免引入多余力矩抑制补偿;实验研究弹簧刚度、摩擦盘摩擦性能等对力矩加载性能的影响;着重研究该负载模拟器在强舵机干扰条件下的小幅值力矩加载性能. 实验结果表明：摩擦加载式力矩加载方法在结构上不存在多余力矩，能够获得高性能的力矩加载结果. 优化弹簧

摘要:为分析约束阻尼对薄壁圆柱壳振动特性的影响，应用哈密顿原理结合瑞利-李兹法求解敷设约束阻尼圆柱壳的动力学方程. 得出自由振动时的固有频率、损耗因子的计算公式；应用模态叠加法计算圆柱壳上任意一点的频率响应. 提出能量耗散系数，将其作为阻尼效果的评价标准，用来分析约束阻尼结构各参数对阻尼效果的影响，并与损耗因子进行比较. 结果表明：约束阻尼可以有效地抑制薄壁圆柱壳振动的传递；在指定频带范围内能量耗散系数能够作为阻尼效果的评价标准；阻尼材料阻尼系数、约束层弹性模量、约束层厚度、阻尼层厚度均会对阻尼效果产生影响.

摘要:为得到红外成像阵列面上的目标辐照强度分布，提出等效辐射-汇聚法. 将目标红外成像过程分解为目标表面辐射场的产生和空间传输与红外系统中的汇聚成像两个阶段. 采用蒙特卡罗法模拟目标表面的等效辐射形成及其向红外系统的传输过程；利用光学成像位置和光强变换关系确定目标任意点的成像方位及汇聚到成像点的辐照强度. 以SDM标准飞机模型为对象，采用该方法模拟获得了不同探测角度下的红外热像，并与从红外成像阵列面发射光线的反向蒙特卡罗方法进行了计算效率的对比. 计算结果表明：对于单个探测方位，等效辐射法与反向蒙特卡罗的计算效率相当；而对于多个探测方位，由于目标等效辐射(或辐射传递因子)的独立性和可复用性，相对于反向蒙特卡罗法，等效辐射-汇聚法能够提高计算效率，更便于工程应用.

摘要:为实现高效低污染能源利用，提出煤基燃料氧水蒸气燃烧的近零排放发电技术. 在一维沉降炉上研究伊敏脱灰煤、准东脱灰煤在不同氧浓度、水蒸气浓度下的着火温度，并利用快速升温水蒸气高压热重分析仪研究压力对着火温度的影响. 结果表明：氧浓度对脱灰煤着火温度影响较大，随着氧体积浓度的增加，着火温度逐渐降低；随着水蒸气体积浓度的增加，脱灰煤着火温度逐渐升高，水蒸气体积分数从10%~50%每增加10%，着火温度升高约30℃. 当压力小于1.0 MPa时，随着压力的增加，准东脱灰煤着火温度降低；当压力在1.0~2.0 MPa增大时，着火温度基本不变；在压力大于2.0 MPa时，着火温度逐渐升高.

摘要:为改善双股射流碰撞雾化器的雾化性能，基于自行搭建的射流碰撞雾化实验台，采用CCD拍摄技术，研究射流速度、碰撞角度、喷嘴出口内径和黏度对雾化特征的影响. 结果表明：随着射流韦伯数和碰撞角度的增大，喷雾角增大，液滴的索太尔平均直径(SMD)减小，且液滴分布更加均匀；喷嘴内径较小时形成的液膜厚度较薄，稳定性差，喷雾角较小，在所研究的范围内，液滴的平均直径不受喷嘴内径的影响；液体黏度越大，液膜越稳定不易破碎，液膜尺寸越大，喷雾角越小，液滴的平均粒径越大；在韦伯数较小时，差异明显，而在较高的韦伯数条件下，差距较小. 在进行40%浓度甘油溶液雾化实验时，观察到了液膜翻转现象，从碰撞点往下出现连续多个相互垂直的液膜. 因此，增大射流速度、碰撞角度，减小液体黏度，有助于改善雾化性能.

摘要:为模拟规整填料单元内乙醇胺吸收烟气二氧化碳的过程，利用计算流体力学(CFD)，考虑包含化学反应气液质量传递过程，建立伴有二级化学反应的气液两相流动模型. 通过改变吸收过程的操作条件，如气液入口流量比、CO₂入口质量分数、乙醇胺入口摩尔分数、压强等，分析吸收塔规整填料单元内碳捕捉过程的影响因素. CFD模拟结果表明：CO₂吸收率随乙醇胺浓度与压强的增大而升高；随烟气CO₂浓度与气液流量比的增大而下降；对各影响因素影响定量排序，乙醇胺浓度对吸收效率影响最突出，其次依次是CO₂入口浓度、气液入口流量比、压强. 模拟与试验结果相吻合，得出了相应的最优参数.

摘要:为提高大学生方程式(FSAE)纯电动赛车耐久赛成绩，开发一套适用于FSAE电动赛车的再生制动系统. 对ADVISOR软件二次开发，通过修改整车模型、车轮模型、驱动控制模型及电池模型等，建立适用于FSAE纯电动赛车的仿真平台；为保证再生制动系统的稳定性，降低赛车控制器和传感器精度对系统的影响，提出一种后轴并联制动力分配控制策略，并进行了耐久赛工况分析；对再生制动系统控制器进行软硬件开发，并进行实车试验. 仿真及试验中再生制动能量回收率分别达到20.89%和19.07%，所设计的再生制动系统可有效回收FSAE纯电动赛车的制动能量，提高耐久赛成绩.

摘要:为分析月球与地球重力差异对驾驶员所带来的操纵影响，推导了载人月球车操纵动力学方程. 基于径向基神经网络和间接逆模型的训练方法，建立以行驶轨迹为输入、驾驶员操纵转角为输出的载人月球车操纵动力学逆系统. 采用两种不同类型的间接对比形式，包括地球重力条件下重复月面行驶的轨迹路线和月球重力条件下重复地面行驶的轨迹路线. 将正弦函数和斜坡阶越函数作为驾驶员操纵输入，获得月球或地球重力条件下的行驶轨迹，并利用逆系统求解得到不同重力条件下行驶相同轨迹时驾驶员的操纵转角. 结果表明，驾驶员在月球重力条件下需要做出更大的操纵转向角度、更快的操纵转向速度、更高的操纵转向变换频率，并且在月球重力条件下更不容易重复地球重力条件下的相同行驶轨迹. 这说明载人月球车在月球重力条件下的操纵性能较差.

摘要:为提高重型车辆用功率分流式混合动力系统机电功率流调控精度,解决外界用电需求的动态控制问题，提出电功率协调控制策略. 该策略利用电机快速响应和精确控制的特点，通过对发电机和电动机的闭环协调控制，调整二者的工作状态，保证动力源功率分配的精确性以及对外供电的稳定性. 仿真结果表明，提出的协调控制策略能够使电池实际功率时刻跟随其目标值，并且在外界有用电需求时，确保系统快速调整出相应的电功率以供使用，较好地解决了机电复合传动系统机电功率分配的精确性问题以及对外供电功率响应的复杂动态控制问题.

摘要:为深入研究幂律型非牛顿流体在均匀球颗粒堆积多孔介质内流动的阻力特性，基于经典Carman-Kozeny-Blake模型及孔喉通道模型，提出一个新的预测模型. 针对幂律流体的流变特性，利用平均水力半径理论，得到了于迂曲度、孔隙率、孔喉比、颗粒直径及幂律指数等重要参数修正的Ergun型方程表达式，且方程中的系数表达式A、B等各物理量都有明确的物理意义. 对所建模型与文献中的理论模型及实验数据关联式比较的结果表明,新模型在一定流态区间内的阻力预测值与文献吻合较好. 给出了幂律流体的临界雷诺数、修正渗透率及惯性系数的关联式.

摘要:为实现加工中心系统部件间故障相关度评估，采用相关故障机理分析与图论相结合建立系统部件故障传递有向图的方法，将系统部件相关度评估转化为复杂网络节点重要度计算，进而由邻接矩阵及其转置变换并结合pagerank算法，实现加工中心系统部件故障相关度求解. 计算结果表明: 故障相关度的大小与部件间故障关联关系成正比，存在故障相关的部件的故障相关度大于不存在故障相关的部件的故障相关度. 若部件被影响度大，影响度小，说明该部件是故障表象部件；反之，影响度大而被影响度小的是故障源部件. 提出的方法有助于故障诊断与维护.

摘要:为改善航空发动机中央传动杆的动态特性，结合某航空发动机中央传动杆的结构及工况参数，采用有限单元法建立 动力学模型及方程，对中央传动杆的动态特性进行理论分析.探讨陀螺力矩对临界转速以及中间辅助支点的支承位置和支承 刚度对中央传动杆临界转速的影响.提出中间辅助支点最佳位置的确定方法，对中央传动杆的工程设计具有一定的应用价值. 分析结果表明：在工作转速范围内，陀螺力矩对其固有频率的影响较小，不大于0.5%;中间辅助支点设置在中间无支点时的二 弯"振型节点"处时，可使中央传动杆获得最高的临界转速，以及最大的支承刚度设计裕度.试验结果验证了理论计算方法的正确性.

摘要:为提供轴承腔油膜流动状态分析所需基础参数，提出考虑温度条件的轴承腔油滴碰撞腔壁沉积特性分析模型.梳理 油滴碰撞腔壁沉积准则，在考虑油滴温度变化的条件下，确定不同碰撞现象时油滴碰撞腔壁沉积质量和动量特性.以油滴碰 撞腔壁时对腔壁的冷却效率为基础，借助热量守恒条件推导油滴碰撞腔壁的沉积热量特性.讨论温度效应、转子转速、油滴直 径以及进气温度等参数对油滴碰撞腔壁沉积特性的影响.计算结果表明：考虑油滴在腔内运动温度效应后，油滴碰撞腔壁的 质量沉积率和动量沉积率均略有降低；转子转速以及油滴直径增加后，油滴碰撞腔壁的质量、动量和热量沉积率均有所降低； 随着进气温度的增加，油滴的热量沉积率增加.

摘要:针对并联双循环风冷冰箱冷藏室、冷冻室不能同步降温，导致冷冻室回温时间长的问题，实验研究了开机后冷藏降温 过程中兼顾冷冻降温的" 2 min冷藏+ 1 min冷冻"短周期切换控制特性.结果表明：开机后，停机时积聚在冷冻蒸发器中的制冷 剂逐渐向冷藏蒸发器迁移，前6个短周期内，迁移造成的冷藏蒸发器制冷量损失由33.9%降至5.2%，之后维持不变直至冷藏 运行结束.冷冻室感温包温度前6个短周期内从-16.5尤降至-17.8尤，而之后5个短周期仅降低约0.3尤.采用短周期切换 控制，冷藏降温阶段可兼顾冷冻室降温，且在冷冻降温时间的缩短与冷藏运行时间的延长之间存在使压缩机运行时间最短的 最优值.

摘要:针对制冷系统启停过程存在制冷剂的迁移和再分配问题，以单温卧式冷柜BC/BD-379HBN为载体，研究系统内制冷 剂迁移的动态特性及其对系统性能的影响.以蒸发器内制冷剂沿程变化，启动阶段依次分为蒸发器制冷剂迁出、蒸发器两相 区增长、蒸发器两相区稳定3个阶段.结果表明：阶段1，压缩机流量大于毛细管供液量，高压压力迅速升高；阶段2,随毛细管 供液量增大，冷凝器出口温度趋于稳定，系统高低压差重建完成；阶段3,蒸发器两相段到达出口，制冷量达到最大.启动阶段 的制冷剂再分配用时3.5 min，占开机时长的32%，而期间制冷量很小，存在较大的迁移损失.

摘要:为研究冷连轧过程中接触界面润滑油膜厚度对表面形貌转印过程的影响，在跟踪实际生产中带钢表面形貌的基础 上，结合轧辊表面磨损形貌以及润滑分析确定的界面油膜分布，建立真实表面接触的带钢形貌生成模型，用跟踪测量轧辊服 役期内生产带钢表面的粗糙度对模型进行验证.利用模型分析在不同磨损状态下电火花毛化轧辊油膜厚度对转印形成带钢 表面形貌的影响规律.结果表明：轧辊表面处于不同磨损状态时，带钢表面fla的转印率随着油膜厚度的增加而减小；轧辊表 面磨损后转印形成的带钢表面及的转印率在油膜厚度增加的初期基本保持不变，而后急剧减小.

摘要:为提高高速内啮合人字齿轮的啮合性能，提出一种考虑弹性轴支撑变形的齿面多目标优化设计方法.通过轮齿接触 分析和承载接触分析计算齿面接触线离散点载荷以及一个啮合周期的轮齿承载变形.应用基于混合弹流润滑模型的摩擦系 数回归方程确定离散点的局部摩擦系数，利用Blok闪温公式求得高速啮合传动的齿面闪温.以承载传动误差幅值最小、齿面 闪温最小、齿面载荷分布均匀为优化目标，采用遗传算法确定齿面最佳修形量.实例计算结果表明：在无误差角和有误差角两 种情况下，齿面修形后，承载传动误差幅值都大幅下降，啮入区和啮出区齿面闪温都明显降低；由于避免了边缘接触，齿面载 荷分布得到了有效改善.提出的优化设计方法结果可靠，是高速齿轮修形设计的有效手段.

摘要:为研究新型液压同步多马达（筒称液压多马达）的同步特点，并分析其同步性能，把液压多马达用作同步马达应用在同步回路中，设计液压多马达的同步回路；对新型多马达同步回路和传统同步马达同步回路所实现的功能进行对比分析，并通过液压多马达的自身结构来研究影响其容积效率的因素；利用已加工出的液压多马达样机，组成三液压缸同步液压系统并进行实验，验证液压多马达驱动多缸同步回路的同步性能.理论分析和实验结果表明：新型液压多马达同步回路能够完全实现传统同步马达同步回路的功能，并且马达使用数量少，能够实现不同缸径液压缸同步，同步精度高（1.0%~1.7%).

摘要:为研究完全湍流剪切层(2×l0⁴~4×l0⁴＜Re＜1×10⁵~2×10⁵)下雷诺数对涡激振动动态响应的影响,在OpenFOAM平台下采用有限体积法求解雷诺平均Navier-Stokes方程和Spalart-Allmaras—方程湍流模型,采用二阶范德波尔方程描述二维圆柱体涡激振动,对完全湍流剪切层下的圆柱绕流涡激振动进行数值计算,分析涡激振动的振幅、频率特性,并在Williamson-Roshko(W-R)图谱中分析旋涡尾迹脱落模式.结果表明:在相同折减速度下提升雷诺数时,圆柱振幅会显著增大,最大振动振幅值高于自由剪切层过渡旋涡区结果及修正Griffin图谱结果.雷诺数对提高圆柱的涡激振动振幅和同步区的范围具有决定性作用,在完全湍流剪切层中,当提升阻尼参数(α≥0.38)时,涡激振动的上部分支消失,振动频率出现“阶跃".

摘要:为确定指尖密封用炭-炭(炭纤维增强炭基体)复合材料的摩擦学性能，针对指尖密封的轻载使用条件，应用UMT-2摩擦磨损测试仪进行炭-炭复合材料摩擦磨损性能试验，测量摩擦系数与磨损率，并采用扫描电子显微镜(SEM)分析材料的摩擦磨损机理. 结果表明，无纬布层垂直于摩擦平面时，材料的摩擦系数和磨损率较低. 载荷增加，较高密度材料的磨损率增加缓慢，摩擦系数减小. 与载荷相比，材料磨损率受频率的影响较小，且随频率升高摩擦磨损性能越好. 磨损表面的SEM分析表明：低频、低载条件下材料发生磨粒磨损；频率的提高加快磨屑膜的成形，自润滑能力增强；载荷的增加虽使磨屑快速被挤压形成磨屑膜，但磨屑膜被不断挤出剥落，纤维裸露断裂产生严重磨损，这一点在材料密度较低时表现更为显著. 选用较高密度的材料以及布置无纬布层垂直于摩擦平面可以有效缓解密封材料的磨损.