【摘 要】
：
高强度铝合金复杂空间曲面壁板焊缝质量是保证航天、航空大型结构服役性能的关键。搅拌摩擦焊技术是实现高强铝合金复杂空间曲面壁板结构焊接的理想技术。近年,随着人工智能技术的发展,智能制造已成为当前时代的趋势。机器人技术是提高铝合金壁板的焊接效率与焊接智能化的有效手段。但是串联机器人存在末端刚度差的缺点将会限制其在搅拌摩擦焊任务中的性能。因此,本文以提高串联机器人末端刚度为目的开展了运动学建模、指标构建、
【基金项目】
：
国家重点研发计划“复杂曲面壁板结构搅拌摩擦焊机器人技术及系统（2018YFB1306400）”,项目牵头单位为北京卫星制造厂有限公司；
论文部分内容阅读
高强度铝合金复杂空间曲面壁板焊缝质量是保证航天、航空大型结构服役性能的关键。搅拌摩擦焊技术是实现高强铝合金复杂空间曲面壁板结构焊接的理想技术。近年,随着人工智能技术的发展,智能制造已成为当前时代的趋势。机器人技术是提高铝合金壁板的焊接效率与焊接智能化的有效手段。但是串联机器人存在末端刚度差的缺点将会限制其在搅拌摩擦焊任务中的性能。因此,本文以提高串联机器人末端刚度为目的开展了运动学建模、指标构建、尺度优化、轨迹规划与力位混合控制等相关内容的研究。首先,对ZK-500机器人及变位机系统进行了运动学建模,完成了机器人系统坐标系、正逆运动学模型、速度运动学模型以及机器人-变位机系统协调运动学模型的建立。其次,分析了搅拌摩擦焊的受力形式,推导出了方向刚度指标。基于sigmoid函数提出了一种新的机器人混合指标的构建方法,称为软约束指标。相比于现有的加权平均混合指标,软约束指标具有明确的物理意义,其中的超参数有系统性的确定方法。利用该指标完成了机器人大臂臂长的优化设计与机器人-变位机冗余自由度系统的关节轨迹规划。关节轨迹规划仿真实验结果说明了软约束刚度指标规划出的关节轨迹不仅能够保证末端刚度接近最优,其轨迹光滑度也得到了极大地改善。最后,建立了机器人的动力学模型,并通过ADAMS仿真验证了其正确性。在力位混合控制算法的框架下,以动力学模型与PID控制结合的方式实现了机器人的位置控制环;利用力雅可比矩阵与PID控制设计其接触力控制环;通过选择矩阵实现了在两个正交方向上的位置控制与接触力控制。利用ADAMS和MATLAB/SIMULINK联合仿真平台进行了仿真实验,实验结果证明了力位混合控制系统的有效性。
其他文献
聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）/碳纳米管（CNT）复合材料具有重量轻、刚度高和热稳定性优良等出色的物理性能,该材料板结构在航空航天领域具有广泛的应用,例如检测损伤的神经元传感器和电磁干扰屏蔽设备。在PMMA/CNT复合材料的使用寿命内,外界扰动导致的振动可能造成结构的损坏,因此需要清晰地认识该材料的振动行为。目前的实验方法和宏观数值方法能够直接获得振动响应,但是无法深层次了解该响应的机理。为更好地了
我国血管支架的年均需求量在100万枚以上,市场需求巨大且瓶颈问题突出。祼金属支架,药物洗脱支架及可降解支架在应用中普遍存在即刻/晚期支架贴壁不良的问题。在支架研究中,核心问题之一是如何保证支架在服役过程中贴壁,使支架支杆被血管内膜覆盖,避免扰动血流而引发危险。现有的支架贴壁性能评价方法中,往往单一考虑支杆与血管壁分离的最大距离或未覆盖支杆的面积占比,较为片面且存在偏差,目前亟待提出一种客观且定量的
如今在目标环境和电磁环境变得愈加严峻的情况下,数字阵列雷达拥有高机动、速率高和强抗干扰能力等特点,使其在现代雷达体系中被广泛应用。数字波束合成模块（digital beamforming,DBF）作为数字阵列雷达的核心模块,是阵列雷达能够稳定可靠运行的保障。因此针对DBF模块及其系统的研究具有重要意义和应用价值。首先通过分析和研究了DBF技术原理以及构成DBF系统的光纤通信、FPGA高速接口、VP
在细胞微环境中,活性氧自由基（ROS）水平增高主要是由氧化还原不平衡而导致的氧化应激所引起的。为了避免氧化应激状态,细胞会上调谷胱甘肽（GSH）等抗氧化分子合成来清除过多的ROS。此外,重金属元素铜也参与细胞内许多氧化还原过程,铜过量会上调ROS水平引起氧化应激和细胞凋亡。在肿瘤微环境中,活性氧自由基引起的氧化应激十分常见。近红外生物荧光成像技术作为高灵敏度、高选择性的检测手段受到广泛的关注,但其
互联网信息技术的快速发展给人们的生活带来了诸多便利,但其中藏匿的安全问题不容忽视。当前网络环境中的主要威胁来源是恶意软件,通过恶意软件发起的攻击会对网络环境造成严重的冲击,因此对恶意软件进行有效且及时的检测具有重要的研究意义。然而,目前主流的基于机器学习的恶意代码检测方法无法实现对恶意代码自动化和高效的识别。为此,许多研究者将恶意代码可视化以更加直观和客观的对其分析,在此基础上利用卷积神经网络的自
通过物理或化学变化进行生产的行业被称为流程工业。近年来,流程工业正向智能优化制造方向发展。流程工业生产制造过程具有强实时性,企业在不断发展的过程中,生产制造点也在不断的增加,导致流程工业生产过程中的数据成倍增加。由于各企业间没有建立统一的数据标准,存在大量实时数据出现异构问题。产品从原料获取、生产、使用直到废弃这一过程称为产品的全生命周期,对流程工业全生命周期的数据进行集成是本文研究的重点之一。目
硝酮是一类生物和医学上重要且应用广泛的化合物,具有抗氧化、抗增殖、抗炎、抗菌的作用。目前,对于一些结构相对简单的硝酮化合物的合成已有相关文献报道,然而,对于多官能团化的硝酮化合物的制备,目前已报道的文献中存在一些明显的问题以及合成方法的局限性。因此,开发简便、高效的合成多官能团化的硝酮化合物的新方法是当前迫切需要解决的问题。α-卤代腙属于一类合成功能广泛且功能强大的合成子,可参与许多化学转化。基于
近年来深度学习在许多领域都取得了优异的表现,如计算机视觉、推荐系统、自然语言处理等。尽管深度学习在应用上取得了极具价值的成果,但是它的理论仍然存在一些重要的问题尚未解决。其中,神经网络的表达能力（Expressive Power）,作为深度学习理论的重要组成部分,对我们理解深度学习起到了至关重要的作用。从函数逼近（Function Approximation）的角度看,神经网络的表达能力描述了神经
小麦白粉病是我国常见的,多发的,对农作物危害较大的病害之一,严重影响小麦产量,造成经济财产的损失,危害粮食安全。为了对小麦白粉病害实现早发现,早防治,减少其对作物及经济的损害,需要对显微图像中的孢子进行识别,进而进行病情分析。小麦白粉病孢子显微图像从田间采集,往往带有许多其他病害孢子及尘土杂物,背景干扰物较多,传统的孢子识别技术对于干扰物较多,杂物颜色形状与目标近似的图像效果并不理想,对目标孢子的
随着国民经济和消费水平的快速发展,我国汽车行业开始从销售转向服务,汽车产销企业面临巨大的机遇和挑战。随着互联网经济、大数据时代的到来,建立品牌价值,打造良好口碑,为用户端提供更优质的服务,是各车企追逐的目标,更是“汽车服务集团”业务转型、服务升级、经营思变的唯一出路。作为主机厂的A公司,在如此形势下,依托互联网平台的建设,通过汽车出行服务业务运营策略的应用,助力车辆营销,赋能经销商服务转型,提升车