针对工业机器人对抛光力实时准确监测的需求,提出一种动态零点标定系统,去除抛光机构在运动过程中对传感器零点的影响,提高力信息采集的准确性。研究机器人的DH参数、关节角的动态变化以及抛光机构的重心与质量参数对力传感器的综合力学作用,提出一种惯性力混合神经网络模型。设计理论标定模型、BP模型进行对比,经动态标定实验验证混合模型的准确性。通过动态补偿,三维力、力矩相对平均偏差(RMD)均在4%之内,证明该混合模型对同时包含线性与非线性变化的动态标定系统具有良好的建模精度。

通过现场勘查数据分析、计算机数值模拟、工程热力学理论,对工程船舶装备进行改造设计,以适应沙特当地高温海水条件,为工程船舶在高温条件下顺利执行工作奠定了技术基础。

海管挖沟可以增加海管的稳定性、防止海管漂移和渔船抛锚拖拉等事故。文中对国内外挖沟机发展现状进行了分析,通过国内海管后挖沟工程案例介绍了犁式挖沟和喷射式后挖沟技术在海管挖沟中的应用,并对我国海管挖沟项目挖沟机选型提出建议。

对深水海管损坏类型及维修方式进行介绍,重点介绍了深水海管无潜机械连接维修技术。针对我国在深海无潜机械连接回接技术和装备与国外存在较大的差距,提出应加强我国深水海管水下维修相关装备和技术的研发等建议。

针对曲面元件机器人抛光过程中的柔顺控制和响应速度问题,研究一套机器人抛光柔顺控制系统。采用切片算法完成抛光轨迹规划以控制机器人顺应曲面元件表面低频段轮廓与曲率变化,设计一种力控末端执行器达到主动力输出和高速响应要求,提出基于迭代学习控制的电流迭代优化控制策略使执行器中音圈电机输出力以高精度跟随目标力,减小元件表面中高频段波纹度与表面粗糙度。搭建以机器人、力控执行器、六维力传感器、运动控制卡为核心部件的实验平台。仿真与实验结果证明所设计柔顺控制系统力控性能良好,力平均响应时间为55.4 ms,力跟踪误差小于3 N,能够满足曲面元件抛光加工需求。

针对非圆截面元件表面机器人抛光过程中末端力的柔顺控制问题,设计一套双机器人协同抛光系统,分析双机器人协同抛光运动过程,并以Preston方程为理论依据。建立布轮抛光工具端与工件之间接触阻抗模型,分析接触力误差与阻抗模型参数之间的关系;提出自适应调整阻尼参数实现布轮抛光工具与工件的柔顺接触;引入模糊控制理论和PI控制理论对比例、积分和阻尼参数实时调整。仿真以及实验结果表明:模糊自适应PI控制相比于自适应阻抗控制及定阻抗控制具有低超调、响应迅速以及快速稳定等特点,同时能够跟随动态期望力。

针对大尺寸工件细小孔的视觉定位存在大视场检测精度低而小视场检测效率低的问题,提出一种基于机器视觉的单相机大尺寸工件细小孔位坐标的测量方法。该系统使用单相机4次采集,基于原点标记搜索拟合和动态计算孔位坐标的测量算法,考虑到机器视觉识别的局限性,设计易于识别的原点标记。利用采集到的带有原点标记的图像,通过对图像拟合、提取、比较分析等操作,获取原点坐标和X、Y轴的方向,以此对细小孔位坐标进行补偿,得到孔位坐标。最后以液晶显示器背板灯条螺丝孔为例,实验结果表明,该系统在检测960mm×550mm的液晶显示器背板时的最大误差为0.5mm,能够满足液晶显示器生产企业的要求。

针对客车空调紧固件螺栓的焊接成型,提出一种电弧式螺柱焊接方式来替代原有的螺栓预埋气体保护焊方式,设计了一种可以自行更换螺柱的螺柱焊枪,搭建了螺柱焊接实验平台,螺柱直径为10 m m,实现穿透焊的蒙皮试件厚1.2 m m,骨架试件厚3 m m。依据经验公式设定焊接电流为900 A,焊接时间为60 m s时,进行电弧式螺柱焊的实验,完成了客车空调螺柱的焊接成型,最后利用万能材料试验机对焊接完成的试件进行机械拉伸试验,螺柱在焊缝区域以外断裂,证明了电弧式螺柱焊方式能够提高螺柱焊接质量,提升了客车运行的安全性和可靠性。