为解决回转空间下曲率变化大、线缆搜索效率低等问题,提出一种面向改进RRT算法的线缆路径规划的方法。通过对回转空间建模和布线空间划分进行研究,减少了不必要的搜索空间,提高了搜索效率。为解决RRT算法中采样点和扩展方向随机性过强的问题,避免节点"斜跨"表面敷设过大,提出了轴向约束角度采样策略,同时为提高算法整体搜索效率,提出动态步长扩展策略。最终通过实例测试与其他传统算法进行对比,证明了该算法的有效性和可行性。

线缆剪切装置是线缆自动绑扎设备中的重要机构。在分析了目前线缆剪切机构的基础上,提出并设计了一种新型线缆自动剪切装置。对剪切装置的主要系统传动参数进行了设计计算,并对剪切装置机构进行了三维建模、动力学仿真分析以及核心部件的ANSYS静力学仿真分析。仿真结果表明,该线缆自动剪切装置可以实现线缆自动绑扎设备中线缆及线束的自动剪断过程。最后,进行了装置物理样机的加工制造,并通过样机的剪切试验验证剪切装置设计的正确性和可行性。

为实现线缆在约束环境下优化布局,对布线环境的建模方法以及线缆路径规划的算法进行了研究。采用栅格法对布线环境建模,使搜索空间离散化并对搜索空间中的障碍边界进行处理。同时论述了标准萤火虫算法（FA）的缺点,提出了一种面向线缆路径规划的改进萤火虫算法（IFA）。该算法利用混沌映射初始化萤火虫的位置,把精英个体择优变异与萤火虫算法相结,在保证算法的收敛速度下,提高了算法的全局搜索能力,最终通过与其它人工智能算法对比,验证了该改进算法的可行性。

线缆布线是一个基于约束空间的求解过程,而影响线缆布线的约束因素又是复杂多变的,根据不同的约束条件能得到不同的布线路径。在分析了工程领域的线缆布线问题的基础上,首先提出了约束因子、约束集合等概念,并应用这些概念对影响线缆布线的约束因素进行分析,通过将功能相似的约束因子进行组合,使其形成约束集合,进而建立布线混合约束模型,其次基于该模型分别采用模拟退火算法、蝙蝠算法及粒子群算法进行仿真,最后对计算结果进行对比,进而验证了该模型的可行性。

采用扫描电镜和透射电镜对7075铝合金缸体出现的断裂现象进行了显微组织观察和失效分析。结果表明,7075铝合金缸体疲劳裂纹的萌生与阳极氧化膜有关,其表面的微孔洞在循环应力作用下容易产生应力集中,从而成为疲劳裂纹形核的场所。防止措施建议将过渡圆弧半径加大以降低应力集中,减少疲劳裂纹萌生的可能性。

采用扫描电镜和透射电镜对7075铝合金缸体出现的断裂现象进行了显微组织观察和失效分析。结果表明,7075铝合金缸体疲劳裂纹的萌生与阳极氧化膜有关,其表面的微孔洞在循环应力作用下容易产生应力集中,从而成为疲劳裂纹形核的场所。防止措施：建议将过渡圆弧半径加大以降低应力集中,减少疲劳裂纹萌生的可能性。