针对杯形谐波减速器复杂的装配变形和应力分布,基于ANSYS软件建立有限元分析模型,分析谐波减速器在装配和加载过程中的应力和变形规律。研究结果表明:波发生器与柔轮装配时,柔轮和轴承外圈产生了不同程度的倾斜;刚轮与柔轮装配后,柔轮和轴承外圈在长轴位置的最大径向变形量分别相比前者减少14.1%和9.1%;随着负载的增大,柔轮应力增长趋势为变斜率上升,153 N·m后柔轮应力加速上升,斜率约为0.354;通过三维应变测量系统对柔轮装配变形进行测量,实验与仿真结果基本一致。研究结果表明柔轮、轴承和刚轮对谐波减速器应力和变形分布都有较大影响,其为谐波减速器的设计、使用和性能试验提供数据支撑。

针对中空型谐波减速器柔轮在装配过程中的接触应力和变形分布问题,基于ANSYS软件对柔轮的装配进行有限元分析,仿真柔轮装配后的变形和应力分布。分析结果表明:柔轮在波发生器作用下,齿圈与筒体的连接处以及轮齿末端根部产生应力集中现象;进一步刚轮完成装配后,由于刚轮的约束,柔轮齿圈会产生弯曲变形,使柔轮应力进一步增大,应力增大11%。运用三维光学变形和应变测量分析系统对柔轮装配过程进行了测量,实验结果与仿真基本吻合,验证了该仿真分析的准确性。研究结果显示谐波减速器柔轮装配中产生的最大Von Mises应力达到622 MPa,对其可靠性寿命有较大的影响,对谐波减速器的设计及运行提供了数据支撑。

由于示教型焊接机器人在进行汽车薄板件连续焊工艺时存在装夹误差和热变形等问题,导致焊缝实际轨迹与示教轨迹存在较大误差。为提高焊接质量,基于焊接机器人构建激光视觉焊缝检测跟踪系统,提出基于目标估计准则的焊缝跟踪算法,实时跟踪焊缝中心点三维位置变化。以传统图像处理法提取初始帧焊缝特征点,通过改进的孪生神经网络对强干扰下的焊缝特征点进行跟踪提取。通过坐标转换得到机器人基坐标系下的焊缝中心特征点三维坐标。结果表明:该算法能精确提取跟踪焊缝特征点,平均误差为0.48 mm,平均帧率为90帧/s,优于传统图像处理方法和基于相关滤波的方法,能够实现快速准确的跟踪。

针对灾后现场地形环境复杂且危险J生大的特点，提出一种基于机器视觉的灾后救援机器人（RWTT-I）系统。机器人由视觉控制系统、两个相同的可变形双曲柄（parallelogram double crank，PDC）模块和轮履替（replaeeable wheeltrack，RWT）模块组成。每个PDC模块都可以独立的通过变形越过台阶、壕沟等障碍物，RWT模块在驱动力作用下能以轮式和履带式两种运动模式在各种地形环境下运动，通过视觉系统确定障碍物的位置尺寸来控制机器人调整PDC或RWT模块来越障救援。机器人系统成功的进行越障实验，表明了其越障性能能够满足灾后救援机器人的项目要求。具有很大的应用价值和推广意义。

洗碗机的振动噪声水平是衡量洗碗机性能的主性能指标之一。为降低某家用洗碗机的振动和噪声,通过试验与仿真相结合的方式,研究分析了洗碗机箱门和内胆结构固有频率对噪声的影响,结果表明洗碗机箱门和内胆底板固有频率对洗碗机噪声的影响较大,而内胆整体的固有频率对洗碗机的噪声影响不大。通过对内胆底板进行结构优化,优化后的洗碗机内胆整体振动响应优于原设计,且洗碗机噪声由原来的52.72d B降低为38.87d B,达到了噪声低于39d B的设计求,提升了该产品的市场竞争力。

海洋平台起重机是重要的海洋工程装备。由于海洋环境工况恶劣,起重机安全事故时有发生,严重影响海洋石油生产和人员安全。结合国外海洋平台起重机设计规范,开展了热点应力法的应用研究,并应用热点应力法进行了海洋平台起重机的力学分析和寿命评估,数值模拟结果与使用记录推算疲劳寿命相一致,验证了热点应力法评估海洋平台起重机结构疲劳寿命的可行性。最后,在WinCC组态软件环境下开发了基于热点应力法的海洋平台起重机在线寿命评估系统,并应用于现役装备的安全监测,实用性较高。