电火花线切割在军用、航空航天、模具制造等领域有着广泛的应用,尤其是在加工难加工的金属材料及复杂精密形状工件时有着极其重要的作用。在拐角加工时,电极丝在间隙放电力,流体力的综合作用下发生滞后弯曲振动造成拐角加工误差。采用切入误差与切出误差总和来衡量拐角加工的总体误差。采用稳健试验设计正交试验,通过主效应分析以及方差分析分析不同角度的拐角加工误差与电流、空载脉冲百分率、脉冲宽度、喷流压力等控制参数的关系,得到最优参数组合,为实际加工提供参考。

针对移动机器人在复杂环境中使用单一传感器进行同时定位与建图存在的精度不足、扫描范围有限等问题,提出一种将激光雷达与Kinect深度相机两种传感器数据融合的方法。首先对Kinect深度数据进行降维处理,然后使用卡尔曼滤波对激光数据与Kinect深度数据进行融合,在建图阶段使用贝叶斯估计将激光雷达与Kinect各自生成的二维局部栅格地图进行融合。通过实验表明,该方法获得的地图包含更加丰富的环境信息,有助于后续的导航避障工作。

六维力传感器在采集力数据时,不可避免地会受到外界噪声的干扰。为了消除外界噪声对传感器输出信号的影响,针对偶然出现的过高或过低的噪声,提出了一种基于正态分布的滑动平均滤波法。算法根据正态分布的特性对不符合要求的数据进行剔除,从而减少噪声对滤波曲线的影响,最后与普通滑动平均滤波法及去除最大值最小值的滑动平均滤波法进行分析比对。实验结果表明,相比于普通滑动平均滤波法与去除最大值与最小值的滑动平均滤波法,基于正态分布的滑动平均滤波法可以有效抑制过高或过低的噪声,并且平滑度也得到了提高。

在水下机器人领域,水动力一直作为研究重点,其中机器人水下运动过程中黏性流场阻力分析尤为关键。文中以碟形四旋翼水下机器人作为研究对象,分析其在自由起降及精确着底运动过程中所受黏性流场阻力变化规律。首先对碟形四旋翼水下机器人进行运动方程建模,采用计算流体力学CFD方法,利用Fluent软件对其在黏性流场内运动进行多组仿真实验。实验结果证明该机器人运动速度与黏性流场阻力关系符合运动规律,对后续机器人结构优化及样机开发具有重要指导意义。

基于CAD和CAE技术设计出一种高效率、高精度的新型打磨机器人。通过SolidWorks软件建立了打磨机器人的三维模型,然后对其进行数值模拟。根据静力学研究求得最大应力和最大变形;根据模态分析求得前6阶固有频率和振型。结果表明,该打磨机器人满足刚度和强度要求。

为了满足短焦投影市场的需求,利用ZEMAX光学软件开发设计出了一款适用于0.8英寸单片数字光处理投影机的短焦数字投影镜头.该镜头总长172.6mm,全口径70mm,采用反远距结构,由6组7片透镜组成,其中包括6片玻璃透镜和1片塑料透镜（两个偶次非球面）.镜头全视场达到80°,相对孔径为1/2.1,反远比（工作距离/焦距）为3.17∶1,投射比达到0.76∶1,在空间频率极限37lp/mm处,0.707以内视场的调制传递函数值均大于0.6,垂轴色差小于3.5μm,在0.5像素尺寸之内,全视场畸变低于1.1%.该镜头具有结构简单、体形小、易加工、成本低等优点.

为了填补国内短焦段数字电影变焦放映镜头的空白及满足国内数字电影市场对大投射比镜头的需求,本文采用机械补偿式变焦原理,利用ZEMAX光学设计软件自主研发设计出一款适用于0.65英寸、单数字光处理器、1.3K数字电影放映机的短焦段连续变焦数字电影放映镜头.镜头包括前固定组、变倍组、补偿组和后固定组,由8组10片玻璃球面透镜组成,其中变倍组由一片负透镜构成,补偿组由两组双胶合透镜组构成.镜头总长170 mm,全口径70 mm,变焦范围为14.5～18.2 mm,相对孔径为1/2,投射比范围为0.99∶ 1～1.23∶1,后工作距离为32.6 mm.镜头凸轮曲线的设计采用等间隔变焦的方法,设计出了平滑稳定、斜率适宜、压力角小的凸轮曲线,具有加工方便、加工准确度高、变倍组升角容易控制且焦距变化均匀的优点.整个镜头结构简单、体形小、重量轻、成本低.

利用ZEMAX光学软件设计出了一款适用于0.55″单片DLP微型投影机的广角数字微型投影镜头。镜头结构由6组8片镜片组成,具有结构简单、体形小、易加工、成本低等特点。镜头的有效焦距为8.25mm,相对孔径为1/2.2,全视场角为80.5°,最大口径小于24mm,光学总长控制在40mm,后工作距离为24mm。镜头有较好的成像质量,在镜头的分辨率66lp/mm处,所有视场的MTF值均大于0.45,全视场畸变量的绝对值小于0.7%,垂轴色差小于0.5个像元大小。