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1. chinaXiv:201803.00956 [pdf]

电驱锄草机器人系统设计与试验

李南; 陈子文; 朱成兵; 张春龙; 孙哲; 李伟
分类: 机械工程 >> 机械制造自动化

根据移栽蔬菜田间锄草作业工况和要求,基于视觉伺服控制技术,设计了电驱锄草机器人系统。该系统以中小功率拖拉机为配套动力,由伺服电动机驱动月牙形锄草刀护苗锄草和对行,减少了能耗与污染物排放,提高了系统伺服特性。机器视觉系统实时采集田间图像并处理,对作物进行识别与定位。控制器结合视觉系统获取的刀苗距、锄草机器人前进速度、锄刀相位角度及机器人横向偏差信息,利用智能伺服驱动器精确控制锄草刀避苗和对行。试验表明,在前进速度不高于1.5km/h、作物株距不小于0.35m工况下,伤苗率小于10%,田间杂草锄净率约为90%。

提交时间: 2018-03-16 点击量284下载量224 评论 0

2. chinaXiv:201803.00957 [pdf]

Crop positioning for robotic intra-row weeding based on machine vision

Li, Nan; Zhang,Chunlong; Chen, Ziwen; Ma, Zenghong; Sun, Zhe; Yuan,Ting; Li, Wei; Zhang, Junxiong
分类: 机械工程 >> 机械制造自动化

A machine-vision-based method of locating crops is described in this research. This method was used to provide real-time positional information of crop plants for a mechanical intra-row weeding robot. Within the normalized red, green, and blue chromatic coordinates (rgb), a modified excess green feature (g-r>T & g-b>T) was used to segment plant material from back ground in color images. The threshold T was automatically selected by the maximum variance (OTSU) algorithm to cope with variable natural light. Taking into account the geometry of the camera arrangement and the crop row spacing, the target regions covering the crop rows were defined based on a pinhole camera model. According to the statistical variation in the pixel histogram in each target region, locations of the crop plants were initially estimated. To obtain the accurate locations of crops, median filtering was conducted locally in the bounding boxes of the crops close to the bottom of the images. For the lateral guidance of the robot, a novel method of calculating lateral offset was proposed based on a simplified match between a template and the detected crops. Field experiments were conducted under three different illumination conditions. The results showed that the accurate identification rates on lettuce, cauliflower and maize were all above 95%. The positional error as within ±15 mm, and the average processing time for a 640×480 image was 31 ms. The method was adequate to meet the technical requirement of the weeding robot, and laid a foundation for robotic weeding in commercial production system.

提交时间: 2018-03-16 点击量161下载量91 评论 0

3. chinaXiv:201803.00573 [pdf]

A NOVEL INCREMENTAL BENDING PROCESS OF COMPLEX CURVED

Qiyang, Zuo; Kai, He; Zhigang, Sun; Hui, Xu; Wei, Li; Wei, Li; Xiaobing, Dang; Ruxu, Du
分类: 机械工程 >> 机械制造工艺与设备

由于水火弯板等传统成形工艺的一些固有缺陷,复杂曲面钢板的弯曲成形一直是造船厂面临的一个难题。本文提出了一种新的基于冲压的渐进成形弯板工艺,以获得复杂的弯曲钢板,以取代传统的船体成型过程。所提出的渐进成形弯板工艺是由一系列步进冲头进行的,因此也被定义为增量冲裁。通过这个过程,由柔性支承系统固定和保持的薄板可以按预定的刀具轨迹一步一步地被折弯成目标形状。同时,为了提高成形工件的几何精度,采用三维扫描反馈系统测量工件在成形过程中的变形。利用三维扫描反馈系统,可以对大量工件点云数据进行成像和重建,从而形成成形件的三维形状。然后获得成形工件模型与目标CAD模型之间的差异,必要时可用于成形精度的反馈控制。为了验证所提出的形成过程,原来的增量冲样机的设计和制造,其主要由三轴数控机床、柔性支撑体系和三维扫描反馈系统。利用该原型进行了渐变曲率钢板的成形试验,并对其进行了详细的讨论,以论证复杂弯钢板增量弯曲成形的可行性。

提交时间: 2018-03-14 点击量393下载量155 评论 0

4. chinaXiv:201803.00572 [pdf]

Analysis of Meshing Characteristics of Pins and Pin Housing Integral Structure in Cycloidal Planetary Drive-1.doc

王钰堃
分类: 机械工程 >> 机械设计

Precision reducer is one of the key parts of an industrial robot, which generally incorporates cycloidal planetary drive. Engagement of the cycloidal wheel and the pins causes rolling friction between the wheel and the pins as well as sliding friction between the pins and the pin housing in the traditional cycloidal transmission of the reducer. In this paper, we present a new kind of design to make the pins and the pin housing a whole structure, thereby the cost of manufacturing and assembly can be significantly reduced. And in this new structure, we only need to consider sliding friction between the cycloidal wheel and the unibody of the pins and pin housing. The difference between the new structure and the conventional structure in the meshing properties was given. In addition, we used finite element method to analyze the friction and contact stress between the cycloidal wheel and the pins in the actual working condition, and compared it with the traditional structure. The simulation results proved the feasibility of the new structure and provided a theoretical basis for further design and manufacturing of this new kind of cycloidal planetary drive structure.

提交时间: 2018-03-14 点击量415下载量177 评论 0

5. chinaXiv:201803.00570 [pdf]

Dynamics Analysis of Cycloid Drive with Epicycloidal

毛贺; 柳冠伊; 何凯; 俞灏; 王钰堃; 杜如虚
分类: 机械工程 >> 机械设计

摆线行星传动通常通过摆线轮与针轮相啮合,以实现传动。摆线轮的轮廓一般是摆线。本文介绍了摆线传动的两种类型,一种是外摆线的内偏置,另一种是内摆线的外部偏移。在AutoCAD中构造了两种类型的三维模型。利用机械系统动力学仿真技术进行动力学仿真,并通过运动曲线验证了动力学模型的正确性。计算了两种类型摆线轮与针齿之间的动态啮合力,并对传动特性进行了比较。实验结果表明,内摆线传动能产生更稳定的输出速度,并能降低啮合力。

提交时间: 2018-03-14 点击量449下载量211 评论 0

6. chinaXiv:201712.00240 [pdf]

多SoftMax卷积神经网络及其在行星齿轮箱复杂故障诊断中的应用

单建华; 吕钦; 张神林; 孟瑞; 王孝义
分类: 机械工程 >> 机械工程其他学科

现有行星齿轮箱故障诊断方法存在不足:一是传统方法复杂,且不能有效诊断行星齿轮故障类型。二是基于卷积神经网络的方法主要用于诊断齿轮箱故障,很少用来诊断行星齿轮箱。为有效诊断复杂的故障类型和变工况,本文首次提出了故障树形结构、工况并列结构和多SoftMax卷积神经网络。故障树形结构能统一处理各种复杂故障类型,还能查看各个节点的诊断效果。工况并列结构能处理变工况,预测转速和载荷。采用实验室行星齿轮箱的振动数据,进行了一系列测试,表明了本方法能够准确诊断行星齿轮箱复杂故障和变工况,准确率达97%,验证了多SoftMax卷积神经网络强的泛化能力,以及故障树形结构的优势

提交时间: 2017-12-26 点击量1363下载量982 评论 0

7. chinaXiv:201801.00001 [pdf]

多属性卷积神经网络及其在轴承故障诊断中的应用

单建华; 吕钦; 张神林; 郑近德; 王孝义
分类: 机械工程 >> 机械工程其他学科

现有轴承故障诊断方法存在不足:传统方法数学计算复杂,诊断效果不佳,且一般只诊断故障位置,难以诊断载荷及故障大小。现有的利用卷积神经网络的方法,使用传统卷积神经网络,一个网络只能输出一个属性,不能同时诊断多个属性,为了同时诊断故障位置、故障大小及载荷,首次提出了一种多属性卷积神经网络,并应用于轴承故障诊断,直接利用一维振动信号对多属性卷积神经网络进行训练。优势在于克服了传统方法的缺点:能获得故障属性任意组合的诊断结果,网络参数更少,方法简洁,泛化能力强,准确率高。采用西储大学的轴承数据,进行了一系列测试,表明本文方法能准确地诊断轴承故障的多个属性,准确率高,同时有很好的泛化能力。

提交时间: 2017-12-26 点击量1155下载量835 评论 0

8. chinaXiv:201708.00369 [pdf]

基于卷积神经网络的轴承故障定性诊断

单建华; 吕钦; 张神林
分类: 机械工程 >> 机械工程其他学科

轴承定性诊断的传统方法需要复杂难懂的数学知识和高深的领域知识;基于深度置信网络的方法虽然克服了传统方法的缺点,但网络参数规模巨大,训练困难;基于时频图的卷积神经网络方法需用小波变换得到时频图。由于卷积神经网络具有强大的特征学习能力和泛化能力,提出了一种基于卷积神经网络的轴承故障定性诊断方法,直接利用一维振动信号对卷积神经网络进行训练。优势在于克服了传统方法的缺点;相比深度置信网络,网络参数少很多,训练高效;也无需小波变换得到时频图。采用西储大学和本实验室轴承数据,进行了一系列全面测试,表明本文方法能准确地定性诊断轴承故障,准确率高于其他所有方法;首次通过利用西储大学的轴承数据训练的卷积神经网络准确诊断了本实验室待测轴承的故障类型,这表明该方法能实际工程运用。

提交时间: 2017-08-29 点击量2960下载量2384 评论 0

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