混凝土喷射台车工作臂逆向运动学研究

混凝土喷射台车机械臂设计十分复杂,机械臂末端执行器工作路径的控制问题是设计的关键。为解决各关节驱动控制的问题,研究机械臂结构和执行器工作路径的关系,利用D-H法建立机械臂的运动数学模型,给出其逆向运动学解。利用Matlab和COSMOSMotion计算预定喷射路径下机械臂的杆件参数,通过虚拟样机实验仿真机械臂的运动。仿真结果满足工作要求,验证了逆向运动学解的正确性。该方法可应用于类似机械臂的研究。     

高地应力软岩隧道台阶参数对变形的影响分析

以某铁路隧道台阶法施工为例,通过建立数值分析模型,分析高地应力软岩环境下铁路单线隧道台阶法开挖时台阶高度和长度变化对变形的影响,并结合现场变形监测数据进行了验证。分析结果表明:台阶参数对控制隧道变形有重要作用;台阶高度均应控制在3~4 m,且在满足施工机械作业空间要求的情况下,应尽量减小上台阶开挖高度;开挖台阶长度为4~6 m较为合适。     

面向竖井掘进机的超宽带分层平面定位系统设计与应用

为解决竖井掘进机施工过程中面临的各类风险点和复杂的人员管理现状，提升竖井掘进机现代化作业水平，设计一种基于超宽带UWB（Ultra wideband）技术的分层平面定位系统。针对竖井掘进机结构特征和施工环境，采用层加法构建定位空间，首先，根据层判断基站确定定位目标所在层级；然后，结合层定位基站利用迭代法计算目标准确位置，并对定位误差进行分析。该分层平面定位系统应用于宁海排风竖井项目，研究表明层级判断准确率达100%，定位精度误差小于0.2 m，满足竖井掘进机施工作业的定位精度要求，有利于促进施工安全的进步。     

基于分步标定法的交通事故现场摄影测量精度实验分析

提出了相机内部参数和外部参数分步标定的方案,通过数理统计法得到了测量的不确定度,分析了用于交通事故现场的摄影测量的精度.实验结果表明:标定点的设置及标定物的摆放应使标定点便于识别和准确定位,而标定物的放置位置对测量结果无显著影响;实验中10m范围的摄影测量误差小于1.5%和50m范围的摄影测量误差小于2%的概率都不小于99%.     

BP神经网络在女性假人颈部标定试验中的应用

采用BP神经网络代替响应曲面法的多项式函数,建立了基于BP神经网络的女性假人颈部减速特性模型.该模型以摆锤冲击速度、标定温度、蜂窝铝孔数、蜂窝铝切割形式为输入,10ms时刻颈部减速度为输出,实现了颈部减速特性的拟合预测功能.两种方法的预测结果表明,基于BP神经网络法的预测误差最大值为0.04m/s,而响应曲面法的预测误差最大值为0.05 m/s.     

基于模糊逻辑的导航定位数据校正算法

为了提高GPS/DR组合定位系统的定位精度,通常采用地图匹配算法来修正定位误差.文中采用了一种基于模糊逻辑的导航定位数据校正算法,对经联合卡尔曼滤波输出的GPS/DR的定位数据进行校正.通过Matlab仿真实验,结果表明,该算法能有效地减小误差,提高组合定位系统的定位精度,改善其对航线跟踪的质量.     

三臂凿岩台车在郑万高铁隧道软弱围岩施工中的应用

为确保郑万高铁隧道施工的安全、质量,加快隧道施工进度,在软弱围岩中采用三臂凿岩台车进行大断面施工。通过对三臂凿岩台车进行适当改造（改造推进梁位置、改用加粗钻杆、改装降低夹持器高度、更换耐磨大钻头等）可实现利用三臂凿岩台车进行加深炮孔、超前地质钻孔、超前管棚施工;将提前设定好的钻臂负责施工范围、钻孔顺序、钻孔深度及角度等钻爆参数导入三臂凿岩台车操作控制系统可方便钻爆施工;加装3D激光扫描仪,可实现隧道开挖断面扫描。通过对比三臂凿岩台车与传统钻爆法施工在钻孔精度、钻爆效果、施工管理和施工进度等多个方面的优缺点,采用三臂凿岩台车大断面施工相对于传统分部开挖施工,减少了施工作业工序及施工干扰,更便于施工组织和管理,更有利于隧道施工安全质量的控制、加快施工进度;大断面施工减少了分部施工时多次对围岩的扰动,更有利于围岩稳定。通过一系列的试验,总结出一整套三臂凿岩台车在软弱围岩地质条件下施工的理论数据及现场施工经验,为今后推广三臂凿岩台车在隧道软弱围岩中大断面施工提供借鉴。     

面向智能网联汽车定位的协同地图匹配算法

为实现智能网联环境下低成本、高精度的车辆定位, 研究了基于自适应遗传Rao-Blackwellized粒子滤波的协同地图匹配算法。利用联网车辆的定位信息和道路约束条件消除公共偏差, 提高车辆定位精度。将自适应遗传算法引入到粒子滤波的重采样过程中, 增加粒子的多样性, 解决传统粒子滤波算法中容易出现的“粒子退化”和“粒子耗尽”问题。通过仿真实验与传统粒子滤波以及卡尔曼平滑粒子滤波下的定位结果进行了对比, 同时分析了不同联网车辆数目对定位精度的影响。通过实际测试验证了算法在实际应用中的定位效果。实测结果表明: 以典型十字路口为例, 在联网车辆数目为4的情况下, 协同地图匹配算法的定位误差范围为1.67 m, 分别为原始GNSS定位以及单车地图匹配定位结果的41.03%和56.80%。同时, 该算法的统计定位精度(CEP)达到1.06 m, 比GNSS原始定位精度提高了2.52 m, 具有较好的定位效果。      

一种新的四连杆悬架刚柔耦合模型

在动力学仿真软件Adams/View模块中建立了四连杆后悬架模型,该模型考虑了轮胎的特性对悬架定位参数的影响.分析了四连杆后悬架的结构及杆件刚度对悬架定位参数的影响,并求出纵拖臂的自由模态,生成纵拖臂柔性体模型后替换原来的刚性杆件,建立悬架的刚柔耦合模型.     

基于模糊滑模法的空间机械臂系统控制研究

本文讨论了本体姿态受控、位置不控漂浮基空间机械臂系统、本体与末端爪手协调控制的混合控制问题。借助于增广变量法有效地解决系统动力学方程关于惯性参数呈非线性问题。以此为基础,设计了漂浮基空间机械臂系统的模糊滑模混合控制方案。系统数值仿真,证实上述控制方案的可靠性。     

基于机器视觉和支持向量机的汽车焊点定位研究

如何提高工业机器人的定位精度是实现汽车焊点自动化检测任务的一个关键技术问题。针对传统示教再现机器人存在的定位精度问题,提出一种基于机器视觉和支持向量机回归的焊点定位方法。通过融合激光测距信息的视觉系统测量机器人示教位置与期望位置的偏差,进行焊点的初步定位;建立基于粒子群优化算法的支持向量机回归模型,对视觉引导后的机器人末端进行三维空间上的误差补偿,实现焊点的精确定位;搭建了一套完整的试验平台,并与常用的支持向量机参数优化算法以及误差补偿模型进行比较和误差分析,验证了该方法的有效性和优越性。     

绿化修剪车避障工作装置运动学分析

以绿化修剪车的工作装置为研究对象,通过矩阵分析法建立了工作臂矢量运动方程,完成了机械臂的运动学分析。同时,运用ADAMS对绿化修剪车的工作装置进行了运动学仿真,得到了绿化修剪车触杆的运动包络图和割草机触杆末端的位移、速度及加速度,验证了机械臂数学模型的正确性。最后,根据绿化修剪车工作装置的实际运动情况和仿真结果,推算出绿化修剪车的最大作业速度和避障时间,为后续液压系统设计和工作臂的控制设计提供了理论依据。     

基于实时三线标定的车辆视觉定位方法

车辆在行驶过程中车路状况复杂多变,车载摄像机外参数会发生较大的变化,针对采用传统的基于预先标定外参数的方法进行车辆位姿计算会带来较大误差的问题,研究了一种基于实时三线标定的车辆视觉定位方法.基于三线标定法实时标定车载摄像机外参数,降低了其受到车辆震荡和路面环境的影响.然后利用外参数的实时标定结果,结合射影几何和消失点原理对车辆进行位姿计算,获取车道偏离距离和车辆偏转角度信息,从而实现对车辆的定位.通过在不同的路段架设不同高度的车载摄像机进行真实道路实验,计算车辆的位姿.结果表明,在不同路况下,车辆偏离车道线距离的平均误差为7.3cm,偏转角度平均误差为1.5°.该算法通过实时标定车载摄像机外参数,可以有效提高车辆位姿计算的精准性与适应性,对车载摄像机外参数的标定性能明显优于传统的预先标定法.      

Vehicle Wireless Positioning Algorithm Based on the Fusion of Min-Max Method with Moving Path Approach

针对无线信号易受外界因素干扰而造成定位突变的问题,提出一种融合Min-Max方法和移动轨迹方法的车辆无线电定位算法,并进行外场实验验证.结果表明,该算法的定位精度高于其它算法；超过90％的样本数据定位误差小于2m.     

汽车铝合金导向臂激光选区熔化3D打印模拟研究

以乘用车底盘铝合金导向臂为载体,利用Simufact Additive仿真软件对导向臂激光选区熔化3D打印过程进行模拟分析,介绍了该模拟分析的前、后处理过程,分析了成形后零件的残余应力和变形情况,并探究了影响3D打印件应力和变形的若干因素。结果表明,激光功率、零件摆放方式、支撑结构、基板切除方向、热处理工艺等多个参数对激光选区熔化3D打印件的残余应力及变形均有较大影响,通过仿真模拟获得了铝合金导向臂较好的打印参数。     

概念设计阶段扭力梁悬架参数化建模方法研究

针对概念设计阶段扭力梁悬架动力学分析难以提出设计及优化方向的问题,传统全柔性体建模方法虽然有较好的计算精度,但是其设计参数难以修改,因此难以在概念设计阶段进行应用.文章研究了一种新的扭力梁参数化建模方法,利用ADAMS的非线性梁单元对扭力梁的纵臂部件进行建模处理,建立了可以直接在ADAMS软件中进行设计参数调整的扭力梁...     

重型汽车保险杠低速碰撞性能分析

针对某重型载重汽车保险杠开展低速碰撞安全性研究.利用Hypermesh建立有限元模型,再用LS-DYNA显式动力分析有限元软件求解分析.分别建立重型汽车保险杠系统与刚性墙低速正碰,与摆锤偏碰2种工况,得到保险杠的变形、加速度等参数,分析了某重型汽车保险杠的低速碰撞性能.根据碰撞能量相等原理进行了保险杠与刚性墙正面碰撞的台车试验,验证了仿真模型的正确性并分析产生误差的原因.试验和仿真结果表明,该型汽车保险杠在低速碰撞时变形较小,对前围部件起到了较好的保护效果.     

基于序列Kriging-GA的薄板件定位点优化方法

为降低车身薄板焊接装夹时的重力以及夹具定位点偏差对柔性薄板件定位精度的影响,提高薄板定位方案的稳健性,基于有限元分析方法对薄板件第一基准面的定位点布置进行了优化。为了建立能反映薄板定位精度对定位点偏差敏感度的定位方案评价指标,引入影响系数法,建立了定位点偏差对薄板件定位精度的影响系数矩阵。基于影响系数平方矩阵的迹,并考虑重力对薄板定位精度的影响建立了多目标优化模型。采用Kriging代理模型构造出优化模型的目标函数,为了解决代理模型预测精度较差的问题,提出了基于序列Kriging-GA的薄板件定位点优化方法,将最优点选点准则和期望改善准则融合使用,反复在兴趣域增加样本点,更新代理模型,提高了代理模型的预测精度并保证了算法的全局搜索能力。结果表明：序列Kriging模型在兴趣域的预测误差可低至1%,具有很高的预测精度;与采用遗传算法相比,所提出的方法能减少75%仿真次数,显著提高设计效率;在不同定位点偏差组合下,零件各关键点位移量的均值与方差都显著减小,定位精度对定位点偏差的敏感度降低,优化后的定位方案具有较高的稳健性。     

高压富水公路隧道带水作业施工

以大丰华高速公路鸿图特长隧道为例,通过总结隧道穿越莲花山断裂带、棋盘网格状构造的宽张裂隙高压富水凝灰岩、安山玢岩地层条件下带水作业综合施工技术,解决了带水作业中突泥涌水、高压水伤人等安全隐患.针对掌子面涌水量超1500m3/h、水压超2MPa的工况,通过采取隧道突涌水预警、超前泄水降压、人工-多臂凿岩台车联合开挖等措施...     

龙昌公路隧道Ⅳ级围岩大断面机械化施工技术

为解决我国公路隧道建设中存在的以人工作业为主、施工机械化程度低、工序循环时间长、施工进度缓慢、安全风险高等问题,以贵黄高速龙昌隧道施工为例,结合中国的隧道规范与欧洲新奥法设计理念,对龙昌隧道采用大断面法进行施工,提出“9+N”设备高度配合隧道建设施工系统及其施工技术,即三臂凿岩台车、拱架锚杆安装台车等9种专用隧道施工机械设备与多功能地质钻机、全自动注浆机等多种辅助隧道施工机械设备搭配,采用相应机械化施工技术,无间隙地进行隧道施工。结果表明,“9+N”施工技术改善了隧道施工作业大量依赖人工的现状,提高了隧道施工的机械化程度、工作效率和安全性,降低了隧道施工人员数量,减小了施工对环境的影响,保证了隧道的施工质量。