针对高精度弧齿锥齿轮在啮合过程中齿面接触动态变化问题,分析了弧齿锥齿轮齿面加工原理,建立了弧齿锥齿轮齿面方程,计算创建模型所需要的齿面离散点方程,准确求解出齿面各点的坐标,建立了弧齿锥齿轮的三维模型。构建弧齿锥齿轮有限元模型,采用瞬态动力学模块分析弧齿锥齿轮啮合过程中齿面接触应力的动态变化,得到弧齿锥齿轮大轮凹面接触印痕,与实验得到的弧齿锥齿轮大轮齿面接触印痕进行对比分析。结果表明,仿真和实验得到的接触印痕都符合设计准则中接触区域的范围,能够满足弧齿锥齿轮实际使用要求。

针对一种双主轴双刀架数控车床车削细长轴件时出现振纹问题,以工件侧系统为研究对象建立分析模型,采用有限元法分析了轴向拉力对车削效果的影响。对比分析和实际测量结果表明,轴向拉力对工件侧系统的静刚度和动态刚度影响很小,可以忽略不计,在特定工况下,只需要一个较小的轴向拉力就能使工件处于稳定状态。该研究为同类型系统的细长轴车削提供了一种方法,也为同类问题的分析提供了思路。

飞机柔性工装中三坐标定位器的定位精度直接影响飞机大部件间的装配精度。提出了一种分层误差补偿模型以提高其定位精度,首先对定位器堆栈式结构和导轨间相关性进行分析,改进各轴运动方向上的角误差,提高整体线性误差补偿精度;然后采用遗传算法优化的神经网络对线性补偿后误差较大的位置点进行非线性误差补偿;最后将线性模型和非线性模型结合,提出了分层误差补偿模型,并进行了传统误差补偿模型和分层误差补偿模型的对比实验。实验结果表明,分层误差补偿模型与传统误差补偿模型相比,空间误差补偿效果最大可提高58.09%、均值可提高46.92%,有效地改善了误差补偿效果,提高了飞机数字化装配的精度。

针对滚动轴承故障特征难以提取和故障特征分类困难的问题,提出了一种基于多尺度模糊熵(MFE)与改进层次原型分类器(IHP)的故障诊断方法。首先,利用多尺度模糊熵从滚动轴承不同状态下的振动信号中提取20种故障特征。其次,引入线性判别分析(LDA)对Hierarchical Prototype进行改进,从而提高故障分类精度。最后,结合多尺度模糊熵与改进层次原型分类器对故障特征进行分类。实验证明,提出的MFE与IHP能有效提取滚动轴承的故障特征,并实现高精度分类。相比于其他故障识别分类器,所提方法有更高的识别精度,分类精度达到了99.29%。

为了获得精确的并联机器人动力学模型,以6-UPS并联机器人为研究对象进行了参数辨识。通过牛顿-欧拉法结合并联机构的对称性和各关节的重复性,简化了6-UPS并联机器人的动力学模型,并转换成了关于基参数集的线性形式。为了提高辨识精度,提出将机器人的惯性参数和摩擦参数分步辨识的策略并对比了不同摩擦模型的辨识效果。通过运行不同轨迹的辨识实验对比驱动力与预测力的误差大小来验证辨识效果,结果表明,惯性参数和摩擦参数分步辨识能提高辨识精度,Daemi-Heimann模型相比于库仑-黏滞摩擦模型的辨识结果精度更高。

通过对手术机器人智能化视触感知与自主化操作技术在腹腔镜与消化内镜两类典型应用场景下的应用与价值分析,重点介绍了智能化感知、自主规划与操作及微型化力触觉感知技术。在智能化感知技术中,重点介绍了基于在线视觉反馈的智能化分割与三维重构技术;在自主规划与操作技术中,着重介绍了腹腔镜下创口的自主化缝合与内窥镜控制方法;在微型化力触觉感知技术中,面向消化内科的狭小操作环境,介绍了手术机器人柔性化与微型化力感知技术的典型化应用。最后借助对近年来手术机器人技术文献的梳理,进一步讨论手术机器人在智能化与自主化方面的典型性问题与未来的发展方向。

围绕价值塑造、知识传授及工程能力培养的课程目标,对“数控加工技术”课程从课程改革目标导向、举措以及精准实时学情分析三方面进行研究。结合“数控加工技术”课程体系十多年的教学改革和迭代优化,借助数字化技术赋能教学模式,从学习产出获取测评数据,多维驱动实施测评,以学生学习为中心制定测评标准,通过教学软件平台设计期末实践操作考核方式,且在考核内容上实行多课程知识点交叉融合。利用线上教学平台实时检测学情,通过调研问卷加强对学生学情的跟踪,通过线上线下多途径测评方法获取目标达成度情况,对学情整合分析,构建高效反馈通道。教学测评方法有助于学生职业能力的培养,让学生成为更好的学习者。

针对“机械产品数字化设计实训”课程以往教学中存在的不足,结合学校办学定位,开发特色教学项目,重构教学设计,通过深入挖掘该课程知识体系所蕴含的思政元素,融入军工文化,从理想信念、科学素养、职业素养等3个维度融入思政元素,在专业知识传授中树立学生正确的价值观,达到了预期的教学效果,学生满意度和获得感明显提升。实现了专业课程教育与思想政治理论教育的高度融合,为同类型课程的课程思政改革提供参考依据。

在“双高专业群”背景下,以“质量分析技术”专业课为例,对高职留学生教学平台建设进行了实践研究。首先,分析了高职留学生专业课教学面临的困境。其次,针对学情分析、创新个性化培养机制、打造课程运行新模式、开发专属教学资源包等四方面提出了高职留学生专业课教学的应对措施。最后,对高职留学生专业课教学实践效果进行了调查分析,为中国高职留学生国际交流发展提供了借鉴。

针对城区自动驾驶车辆定位问题,提出一种基于LiDAR与IMU融合的激光惯性里程计。LiDAR通过帧间点云配准进行定位,但对非线性运动的鲁棒性不足;IMU通过对加速度和角速度积分进行定位,但长距离定位误差大。基于此,根据无迹卡尔曼滤波原理对积分位姿和配准位姿进行融合。将积分位姿作为LiDAR配准的初始位姿;同时利用配准位姿修正积分位姿,从而实现长距离持续定位。在某城市道路对所提方法进行实车实验,结果表明所提方法有效提高了里程计的整体定位性能。