浙江大学机械工程学系浙江省先进制造技术重点研究实验室
- 作品数：88 被引量：422H指数：10
- 相关作者：张浩更多>>
- 相关机构：宁波大学机械工程与力学学院上海海事大学物流工程学院绍兴文理学院机械与电气工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金浙江省自然科学基金国家高技术研究发展计划更多>>
- 相关领域：机械工程自动化与计算机技术理学一般工业技术更多>>
- 基于非规则分块压缩的3D打印稀疏矩阵存储与重构方法被引量：5
- 2020年
- 现有3D打印(3D Printing,3DP)通常是逐点伺服运动,成形效率低,使得技术正向高效高精度方向发展,例如数字光处理技术、选择性激光熔化、逐面打印等.通常,为了提高打印精度,需对层截面连通域进行更高分辨率栅格化,其后续光学转换等环节也因此生成更多元数据,导致切片非矢量化点阵数据量呈现大规模指数级增加,直接限制了打印件尺寸.为此,本文提出了一种基于非规则分块压缩(Irregular Block Compression,IBC)的3D打印稀疏矩阵存储与重构方法.首先,在初始模型坐标系构建沿坐标轴的3D凸包围盒(Axis-Aligned Bounding Boxes,AABB),得到流形网格模型的层截面多连通域,形成层截面掩模图,按照设定的分辨率生成栅格化点阵并转换成稀疏矩阵.根据稀疏度计算矩形规则块(Regular Block,RB)作为独立事件出现的概率化数学期望.结果表明,层截面矩阵数据的主要部分呈现非规则分块(Irregular Block,IB)特征,因此,压缩方法首要考虑非规则块的分布.进一步地,本文提出了稀疏矩阵非规则分块的概念.针对稀疏矩阵的非规则连通稀疏特征,将相邻行连通的非零块进行组合存储,构建互连通的非规则块,存储非零元素的数值及其有效的位置信息,获得首行索引、首列索引、连续数目及数值集进行无损压缩.按照非规则块进行层截面数据恢复与重构.通过计算相邻两层截面相似度,对3D实体模型进行多层连续面打印.以直列发动机缸体和多亏格回转网环两种不同形态模型为例,与传统的压缩行存储(Compressed Row Storage,CRS)算法和分块压缩行存储(Block Compressed Row Storage,BCRS)算法相比,在存储量改进方面,IBC方法比CRS改进可达80.60%,比BCRS改进可达14.62%,有效降低了算法的时间复杂度;在占用空间方面,IBC方法比BCRS改进可达22.56%,有效降低了算法的空间复杂度.IBC方法特别适合层截面为区块化连通的3D打印稀疏矩阵的�
- 徐敬华徐敬华苟华伟张树有谭建荣
- 关键词：数字光处理技术
- 超声谐振式盲文点显胞元的挤压膜建模及实验研究
- 2024年
- 目前传统的盲文书籍已经难以满足盲人的阅读需求,本文基于超声振动产生的挤压膜提出了一种超声谐振式盲文点显胞元。理论推导了决定挤压膜气动力学特性的Reynolds方程,利用挤压膜的“活塞效应”得到了输出托浮力的力学模型及近似解,利用搭建的实验平台开展了盲文点显胞元的振动特性测试和输出性能测试。结果表明:该盲文点显胞元的谐振频率为30.8 kHz,激励电压峰峰值在130~200 Vpp时,可以形成稳定且具备一定托浮能力的挤压膜。理论计算值与实验实测数据基本吻合,实验中三种不同质量的试样可被托起13.92~47.71μm的高度,盲文点显胞元具备足够的输出性能。
- 赵琪啸李国平韩凯项四通魏燕定娄军强
- 关键词：超声振动压电作动器
- 基于拐点光顺的七轴龙门式铺丝机插补算法
- 2020年
- 针对七轴龙门式自动铺丝机运动过程中,因采用连续短线段的轨迹描述方式而产生的拐点速度不连续的问题,提出基于柔性加减速控制的拐点光顺插补算法。在该插补算法中,首先改进三次Bernstein-Bézier曲线,使其能用3个控制顶点进行定义,然后使用该曲线连接相邻短线段,以保证铺放路径切向连续、曲率连续。利用轨迹误差和曲线性质确定控制顶点的位置,最后在柔性加减速控制方法的基础上对“直线段+过渡曲线段”的铺放路径进行插补运算,并采用标注协调点的方法保证机床在各插补运算阶段的速度和加速度连续。通过仿真分析,表明该插补算法能够保证机床在整个铺放路径上快速平稳运动。
- 程亮李宁郑守国王青
- 关键词：曲率连续插补算法
- 聚合物基表面微结构的逐面式制造技术研究进展被引量：2
- 2021年
- 聚合物基表面微结构在软体机器人、柔性电子器件、仿生机械、生物医学、组织工程等领域有着广泛的应用,将逐面式制造技术应用于聚合物基表面微结构的制造过程可解决传统微压印、光刻、逐点和逐线式制造方法加工周期长、效率低、大面积表面微结构制造脱模难等问题。发展聚合物基表面微结构的逐面式制造技术是当前先进制造技术的研究热点之一,具有广阔的应用前景。首先在阐述了常见的聚合物基表面微结构设计及其制造材料的基础上,重点论述了光刻、纳米压印、数字光投影式3D打印、能场辅助制造、自组装制造等五类逐面式成形制造技术方面的最新研究进展,包括各种制造技术的制造原理、工艺特点及表面微结构的典型应用等。最后,总结预测了聚合物基表面微结构设计、制造及应用方面的发展趋势,并对聚合物基表面微结构的逐面式成形制造技术的未来发展进行了展望。
- 汪延成刘佳薇盘何旻梅德庆
- 关键词：自组装技术
- 基于ISO9000文档的微电机设计管理集成平台
- 2011年
- 为了满足企业ISO9000质量管理体系实施的要求,针对微电机产品设计全过程,建立了面向ISO9000标准文档的产品项目结构模型。针对ISO9000文档的处理和管理,给出了集成管理平台架构及其实现方法,并对电机设计开发过程中所应用的软件进行了集成。基于某压缩机电机生产企业的需要,开发了相应的集成平台。实践结果表明,该系统实现了项目文档及其各种设计资源的高效管理和协同,提高了企业的产品设计开发能力和快速响应客户需求的能力。
- 赵诗奎方水良顾新建
- 关键词：ISO9000电机产品设计管理
- 微细金属Z-pin对复合材料开孔板压缩性能的影响
- 2024年
- 通过开孔板压缩试验和建立的参数化多尺度有限元模型,获得微细(φ0.11 mm)金属Z-pin植入体积分数和排布方式对开孔板压缩力学性能和失效行为的影响规律.采用离散实体单元代表Z-pin,选用3D Hashin失效准则判断面内起始损伤,可以有效地模拟结构失效过程中扭结现象的不稳定扩展.结果表明,所有加Z-pin开孔板的压缩强度均低于无Z-pin试样.随着Z-pin植入体积分数的增加,Z-pin与层合板之间的桥联作用增强,加Z-pin开孔层合板压缩强度增加,开孔周围分层损伤区域受到抑制,损伤区域面积最高减小了67%.在相同的体积分数下,Z-pin排布变化对开孔板压缩强度没有显著影响.加Z-pin开孔板有限元模型的模拟结果与试验结果之间的最大相对误差为8.6%.
- 宋小文杜嘉成费少华费少华丁会明高宇
- 关键词：Z-PIN复合材料参数化建模
- 用于卫星应急恢复的太阳电池阵转角估计方法被引量：1
- 2023年
- 在卫星应急恢复过程中,为了控制太阳电池阵的对日方位,需要确定太阳电池阵相对于卫星本体的转动角度。为此,提出一种用于卫星应急恢复的太阳电池阵转角估计方法。首先,基于卫星本体坐标系和太阳电池阵坐标系的关系以及卫星的姿态运动学方程,给出了太阳电池阵转角的解析解。在太阳电池阵转角解析解的基础上,进一步提出一种基于卡尔曼滤波的估计方法,来抑制太阳敏感器测量噪声的影响、提高转角估计的准确性。通过数值仿真和某实际在轨卫星的遥测数据实验验证了所提方法的有效性和实用性。
- 何益康张文瀚王振华何闻
- 关键词：太阳电池阵卡尔曼滤波
- 面向人本智造的新一代操作工:参考架构、使能技术与典型场景被引量：6
- 2022年
- 操作工人(Operator)是制造系统中最灵活、最具有主观能动性的要素。新兴信息技术赋能制造系统,驱动制造效率和质量的快速提升,同时也赋予操作工多样化感知、认知和控制的能力。面向以人为本的智能制造(人本智造),传统操作工的角色定位已无法适应新场景、新技术和新问题,新一代操作工(Operator4.0)应运而生。围绕操作工在制造系统中的作用,分析了历次工业革命至今操作工角色的变迁,并在人-信息-物理系统(Human-cyber-physical systems, HCPS)语义下阐述了新一代操作工的基本内涵。按照工作任务特点和技术方案,新一代操作工可分为力量型、认知增强型、协作型等种类;同时,从感知线程、认知线程和控制线程三个角度讨论了新一代操作工的参考架构;重点分析了新一代操作工的关键使能技术,包括外骨骼、增强现实、可穿戴技术、人工智能等。对新一代操作工的典型应用进行讨论,包括基于增强现实的复杂产品装配、工业机器人辅助制造和基于虚拟现实的制造培训等,展现新一代操作工的应用基础和效果,以期为人本智造的前沿探索、技术开发与实践应用提供参考。
- 黄思翰王柏村张美迪黄金棠朱启章杨赓
- 基于位错密度演化的高频振动时效微观机理被引量：8
- 2018年
- 为了揭示高频振动时效消除残余应力的微观机理,探讨了高频振动载荷作用下的位错密度演化特性对残余应力松弛的影响规律。分别采用Williamson-Hall(WH)法和小孔法分析高频振动前后Cr12MoV钢淬火试样的位错密度和残余应力。在实验研究的基础上,采用微观动力学理论,建立晶粒多自由度系统,分析高频振动激活位错运动的机制,进一步采用晶体塑性理论,建立高频振动作用下的位错密度演化控制方程,分析高频振动时效消除残余应力的微观机理。结果表明:材料内的位错在高频振动的作用下激活运动,产生位错累积和位错湮灭2个演化过程,其中材料内的位错湮灭过程占据主导地位,从而降低了材料内的位错密度;位错密度的降低减小了材料内的晶格畸变程度,从而松弛了材料内的残余应力。
- 顾邦平胡雄徐冠华赖金涛潘龙
- 关键词：位错密度残余应力
- 集成自动导引车路径规划的智能制造数字化车间设备布局优化方法被引量：16
- 2019年
- 智能制造数字化车间具有自动导引车(AGV)、加工设备高度集成的特点。针对智能制造数字化车间布局和AGV路径规划分开优化,使得某区域的物料搬运过于集中,导致该区域AGV搬运工作量繁重,影响AGV路径规划的问题,建立了以物流运输量最小,物料搬运时长最短以及AGV数量最少为目标的智能制造数字化车间布局和AGV路径规划集成优化模型。提出一种改进的带精英策略的快速非支配排序遗传算法,采用系统化布置设计法来生成部分初始种群,增加初始种群分布,防止陷入局部最优;将不等长的双链染色体与疫苗接种策略引入非支配排序遗传算法,提高了算法的寻优速度和精度;最后求解得到一组Pareto解集,供决策者优中选优。通过实例验证了所提方法的有效性。
- 葛华辉冯毅雄冯毅雄谭建荣王云
