针对狭窄工作空间,微创手术机器人受限于机械手末端执行器灵活度不足,导致医生无法有效进行手术操作的问题。本论文提出一种新型变曲率柔性关节微创手术机械手,通过刚柔体同轴嵌联结构,控制外层柔性关节机加工弹簧和内层刚性基杆的耦合长度,实现机械手前端连续变曲率万向弯曲运动。论文阐述了机械手柔性关节设计、动力传递实现方法及使用ANSYS软件完成重要部件仿真分析;构建运动控制模型,并利用MATLAB软件得到末端执行器的工作空间;实验验证微创手术机械手柔性关节变曲率弯曲运动。结果表明狭窄空间下,微创手术机械手实现了连续、有规律的变曲率万向弯曲运动。

针对柔性薄壁轴承故障特征频率提取的问题,提出了主成分分析(PCA)与多点最优调整的最小熵解卷积(MOMEDA)相结合的特征频率提取算法。算法中用PCA对原始信号作降噪处理,获得重构信号,利用多点峭度(MKurt)提取重构信号中的周期性冲击信号的周期,对理论周期进行修正,进而得到精确的解卷积周期,通过MOMEDA对重构信号进行增强,突出其周期性冲击,可以更有效地提取特征频率。将此方法应用到柔性薄壁轴承的故障特征频率提取上,并与最大相关峭度解卷积(MCKD)算法作对比。结果表明,该方法可将轴承故障冲击与因轴承长短轴交替而产生的周期性冲击分离,消除这种正常的周期性冲击的干扰,有效提取信号中的故障特征频率,效果优于最大相关峭度解卷积算法。

2003年10月份始，吉林省政府决定在全省推广使用乙醇燃料汽油。为此，各地区油库均安装了美国SMITH公司生产的乙醇燃料汽油配比系统，全省共计安装50余台。该系统主要由上位机、定量混配装车控制器、质量流量计等构成。其中，质量流量计需实施检定／校准。由于质量流量计拆卸检定难度大、成本高，在这种情况下，质量流量计必须在现场实施检定／校准。但目前国内没有专用的检定／校准装置。

本文提出了一种利用流量分流补偿的原理制成的机械式热能表及与之对应的双表计量法。此机械热能表无任何电子元件，造价低，性能稳定，适用环境能力强，压损小，而且防盗水，具有很大的推广价值。

针对大型旋转机械难以获得大量故障样本和不变矩识别率低的问题,提出基于组合矩和随机森林模型的转子轴心轨迹识别方法。采用实测的轴心轨迹作为样本,采用Sobel算子提取轴心轨迹的轮廓,基于轮廓的形状几何特征和不变矩构造组合矩。将不变矩和组合矩作为随机森林模型的输入进行分类,证明了组合矩的分类准确率最高。对随机森林、支持向量机和BP神经网络的分类效果进行了对比,结果表明:随机森林的分类准确率要高于支持向量机和BP神经网络,并且识别时间较短,是诊断旋转机械故障的一种新方法。

为消除滚齿机在加工过程中,滚刀主轴振动信号因环境影响而产生的噪声信号,提出一种基于Savitzky Golay-WPT的信号降噪方法。对原信号进行计算,得其最佳小波包分解树;根据最佳分解树,进行小波包变换(WPT),得小波包系数;利用阈值函数对小波包系数进行筛选;结合最小二乘拟合方法对小波包筛选后系数进行重构。结果表明:与传统小波包和CEEMDAN相比,所提方法降噪性能分别提高31.35%和22.71%;在实际加工数据中,与传统小波包方法对比,该方法可减少中心频率周边干

针对复杂的转子振动信号中同时存在随机噪声干扰和工频噪声干扰的问题,提出了基于奇异值和奇异向量相结合的降噪方法.首先,对振动信号进行奇异值分解（singular value decomposition,简称SVD）,根据奇异值谱确定振动信号有效奇异值阶次;其次,对有效阶次范围内的奇异向量进行快速傅里叶变换（fast Fourier transform,简称FFT）,依据幅值谱筛选出对应于工频噪声的奇异向量;最后,利用其余的奇异值和奇异向量进行重构得到降噪的时域信号.通过仿真信号和工程试验信号对该方法进行了验证,结果表明,基于奇异值和奇异向量相结合的降噪方法,不但能有效降低振动信号中的随机噪声干扰,还能有效降低工频噪声干扰,同常用的陷波器方法相比所提出方法具有明显优势.

针对目前手动挡汽车斜坡起步时，需踩油门、松离合、松手刹等一系列复杂动作配合，操作不当易导致发动机容易熄火或车辆倒溜的问题，在分析汽车斜坡起步辅助系统（Hill—start Assist System，HSA系统）的工作原理和控制系统功能的基础上，设计由一个两位三通电磁阀、两个两位两通气控阀集合而成的整体式汽车斜坡起步辅助系统气动控制阀（HSA阀）作为HSA系统的气压制动执行元件。借助该阀，汽车在斜坡上停止时，松开刹车，汽车仍然保持刹车状态，不倒溜；启动时，依次松手刹、踩油门、松离合，无需复杂配合，就可简单起步。实验结果表明，该HSA阀能满足平地保压10min、30°斜坡保压8min的设计要求，实现手动挡汽车简单平稳起步的功能。