无耦合空间移动并联机构型综合

为解决利用一般型综合方法得到的并联机构具有强运动学耦合性的问题,基于驱动力螺旋理论提出了一种无耦合空间移动并联机构型综合的系统方法。首先建立了无耦合移动并联机构运动输入输出关系的数学模型;然后根据机构速度雅可比矩阵为对角阵的条件推导出分支运动链驱动力螺旋和主动运动螺旋的形式;再根据互易积原理建立了分支运动链非主动运动螺旋的确定方法,给出了分支运动链型综合准则和步骤;最后将所综合的3条分支运动链按照指定的配置方式将动平台和静平台连接起来即可得到具有预期运动特性的机构。本文共综合出60种具有对称结构的无耦合空间移动并联机构,其中非过约束机构有47种,含有惰性副的有29种。所得到的部分机构的雅可比矩阵为单位阵,且其条件数恒等于1。这些机构具有较好的运动和力学传递性能,进一步丰富和完善了并联机构的型综合理论。     

12-6台体型Stewart冗余并联机构正向运动学研究

针对六自由度并联机构的正向运动学无全解析解或全解析解推导困难、不便于程式化、存在多解选择的现状,提出一种含混合单开链支路的12-6台体型Stewart冗余并联机构,推导了适用于实时反馈控制的正向运动学全解析算法。通过单开链的方位特征集运算及路线分解,对机构的拓扑构型进行了剖析,并解算了耦合度,为运动学方程的构造及同构处理指明了方向。基于动平台上4个共面特征点的拓扑关系,对15个二次相容方程进行同构运算,推导了12个一次多项式,得到正向位姿方程的全解析解,具有形式简洁、对称,且根能够唯一确定的特点。根据速度基点法,建立特征点速度之间的矢量关系,解决了机构的速度正解问题。结合杆长协调方程及速度映射方程,并运用Jacobian代数法解析出机构的3组奇异曲面方程。实验结果表明,位姿正解的计算值与测量值完全一致,速度正解的最大相对误差为0.08%,它们的效率指标值分别为0.21和0.32,均满足实时性要求。     

基于GIS和空间自相关模型的南宁市林地空间变化研究

【目的】掌握南宁市林地时空分布的变化规律,为制定科学有效的林地管理措施提供基础数据。【方法】基于2008、2013、2018年3期南宁市森林资源调查数据,应用空间统计技术,结合转移矩阵及空间自相关模型,分析不同时期南宁市林地分布格局,探究林地时空分布动态变化特征及空间聚集规律。【结果】2008—2018年,南宁市天然林面积减少2.39×10⁴ hm²,人工林面积增加2.60×10⁴ hm²,其他林地面积减少2.98×10⁴ hm²,林地总面积略有减少;林地类型变化繁杂,天然林和其他林地主要转化为人工林,人工林主要转化为非林地,其中2013—2018年林地变化更为剧烈;天然林和人工林的分布均具有显著的空间自相关性,天然林的空间自相关性高于人工林。整个研究期间,天然林和人工林的空间聚集性均呈下降趋势。【结论】2008—2018年南宁市林地发生较大的转移及变化,为有效保护林地、实现森林资源的可持续发展,需进一步加强实施科学有效的林地资源保护政策和措施。     

一种优化的基于协同过滤的农业信息推荐系统研究

随着信息爆炸而引发的信息过载和资源迷向的问题日趋严重,特别是对于农民来说,对计算机技术的掌握不多。为了向农民及时、方便、高效地提供其感兴趣的农业信息及知识,许多学者都对推荐系统技术进行了研究。为此,首先介绍了目前推荐系统的关键技术,并针对目前推荐系统中存在的用户评价矩阵稀疏问题提出了通过项目聚类来构造出一个无缺失的用户评价矩阵。考虑到农民行为差异性,在进行评价预测之前先对评分进行标准化处理。     

六自由度模块化机器人手臂奇异构型分析

对六自由度模块化机器人手臂工作空间内的奇异构型进行了分析。首先搭建模块化机器人手臂系统,并采用DH法对其进行结构建模,得到正运动学方程;其次,结合机器人手臂的正运动学方程,采用基于机器人连杆速度的方法构造其雅可比矩阵,再基于雅可比矩阵求解机械臂出现奇异状态的所有构型情况,得到所有奇异点并分别给出相应的手臂构型;最后,基于可操作度灵活性指标和最小奇异值灵活性指标应用Robotics工具箱对机械臂的奇异情况进行仿真分析,并考察机械臂处于奇异位型时末端参考点的可操作度椭球情况。仿真结果表明该机械臂共有3种奇异情况,验证了上述机械臂奇异位型分析的正确性,为后续模块化机械臂的轨迹规划研究和奇异点规避研究奠定了基础。     

并联式球面变胞机构及其完整雅可比矩阵

提出了一种球面变胞机构。该机构采用并联连接方式,由动平台、静平台、3个环形支链和1个中间变胞支链组成,通过变胞支链提供不同约束,机构可演变为正常构态和变胞构态两种机构形式。正常构态时,动平台相对静平台具有3个转动自由度,等效于3自由度球面机构;变胞构态时,动平台具有一个额外的径向移动自由度。以螺旋理论为基础,首先分析机构的自由度数目和性质;其次,构建机构的运动子矩阵和约束子矩阵,并将约束子矩阵和运动子矩阵联立,建立完整的6×6雅可比矩阵;最后,分析雅可比矩阵的秩,得到机构产生奇异位形的条件,研究奇异位形的类型,提出避免发生奇异的方法,为机构设计提供理论依据。     

基于微分变化构造法的数控机床几何误差补偿方法

为了使得机床误差建模与补偿过程紧密联系,同时避免雅可比矩阵繁琐的计算,提出一种基于微分变化构造法的机床几何误差补偿方法。根据坐标系微分变化矩阵建立机床几何误差模型。基于机床正向运动链顺序建立各个运动轴微分变化矩阵,结合各个运动轴几何误差对应的微分运动矢量计算得到运动轴几何误差对刀具精度影响,相加得到刀具坐标下的综合微分变化矩阵,通过机床正向运动学模型将刀具综合误差转换到工作台坐标系下得到机床刀具位置误差。采用微分变化构造法提取各个运动轴微分变化矩阵相应子矩阵构造得到机床雅可比矩阵,计算刀具坐标系综合误差对应运动轴补偿量得到机床补偿加工代码,微分变化构造法无需额外计算,且重新使用建模过程建立的矩阵。在北京精雕Carver800T加工中心进行实验,补偿后工件总误差降低了30%左右,验证了基于微分变化构造法的几何误差补偿方法的有效性。     

基于RS与GIS的榆林地区土地利用变化分析

根据1986年和2000年2期TM影像资料和其它辅助资料,运用人机交互目视解译方法以及地理信息系统的空间分析和数理统计功能,分析了榆林地区土地利用变化的数量变化、变化速度和区域差异等特征,以及各类型之间的转化情况。结果表明：14年间,榆林地区未利用地减少1305．56km^2;耕地、林地、草地分别增加567．11,99．6,616．79km^2;未利用地和建设用地的年变化率最大,分别为1．11％及0．91％;土地利用变化存在明显的区域差异;各类型间的转化突出表现为未利用地向草地转化,草地向林地和耕地转化。     

黄河小浪底水库蓄水前后库周土地覆被变化研究

选取黄河小浪底水库库周1993年和2000年TM遥感影像进行土地覆被变化分析,绘制出蓄水前后的土地利用现状图,计算出土地覆被变化的转移矩阵和景观结构的控制指标,分别从土地利用类型、空间景观结构特征及土地变化过程等方面进行了研究.研究结果表明:小浪底水库的施工和蓄水对库周的土地利用变化和空间景观结构的改变没有太大影响;由于林地向耕地和其它土地覆被类型转变,使得1993～2000年的模地类型由有林地向耕地转化     

县域尺度的空间主体功能区划分初探

在GIS技术支撑下,从自然生态约束和经济开发支撑两方面,选择了山地面积比重、水网密度、湿地面积比重、主要河流长度、主要资源拥有量、交通可达性、人口学历层次、GDP等指标作为县域尺度空间主体功能分区评价因子,并通过象限图法划分县域主体功能区.以安徽省无为县为实例,以该县23个乡镇为基本评价单元,采用经济社会开发支撑和自然生态约束的趋同性动态聚类和互斥性矩阵分类相结合的梯阶推进的分区方法,把无为县初步划分出4类主体功能区:重点开发区、鼓励开发区、限制开发区和禁止开发区.最后针对不同的功能区提出了有关开发的政策建议.