绳驱机器人因其惯量小、质量轻及作业范围广等优势受到了研究人员的广泛关注。然而，绳索固有的柔性和单向传力特性给绳驱机器人的精确控制带来了挑战。为实现其高效、精准的运动控制，需要从绳索张力分布、机器人动力学以及机器人控制等多方面展开深入研究。综述了绳驱机器人领域的研究进展，首先，探讨了零空间法、几何法和最小二乘法等绳驱动机器人张力计算及优化方法，并比较了这些方法的优缺点及适用范围；其次，总结了拉格朗日法、牛顿欧拉法和虚功原理等在绳驱机器人动力学建模上的研究进展，并比较了不同方法在绳驱连续型机械臂动力学建模上的优缺点；再次，总结了绳驱机器人控制的研究进展，并比较了基于模型与无模型的绳驱机器人控制策略；最后，对绳驱机器人的研究现状进行了总结，并对其未来发展趋势提出了展望。

仿人多指灵巧手是机器人实现精细化抓取与柔性操作的关键执行机构，其发展对推动制造业自动化、服务机器人智能化及特殊环境作业应用具有重要意义。以仿人多指灵巧手为核心，系统综述其技术现状与未来发展趋势。首先，阐述仿人多指灵巧手的基本内涵、系统构成与典型特征；然后，梳理国内外科研团队的研究成果和目前市场主流的多指灵巧手产品，涵盖不同自由度设计及其软硬件实现方式；接着，介绍仿人多指灵巧手的核心硬件部件、感知融合、控制策略等关键技术；进而，阐述仿人多指灵巧手在工业装配、生活服务、极端环境等领域的应用情况，并介绍当前在可靠性、多模态协同、泛化性、人机安全和集成与应用等方面面临的难点与挑战；最后，从标准建立、本体结构、多模态感知融合、仿生演进、具身智能等方面展望仿人多指灵巧手的未来发展趋势，以期为灵巧手的深入研究与应用突破提供参考。

针对滚动轴承在复杂工况下易发生故障，以及传统诊断方法实时性较差、对人工特征提取依赖性较强的问题，提出了一种基于MSCNN-LSTM深度学习网络的轴承故障诊断方法，并开发了相应的智能轴承健康管理系统。该系统采用端到端的故障诊断流程，直接利用时域振动信号作为输入，通过多尺度卷积神经网络（Multi-Scale Convolutional Neural Network， MSCNN）自动提取不同频域层次的局部特征，结合长短期记忆网络（LSTM）建模故障特征的时间演化规律，实现高精度的自动化故障诊断。为增强诊断结果的可解释性与决策支持能力，系统引入讯飞星火大模型，生成智能诊断报告与维护建议。系统部署于国产飞腾四核处理器平台，保障软硬件的自主可控性与工业应用的稳定性。实验结果表明，所提系统在西储大学轴承数据集上的平均分类准确率达到98.46%，在AITHE轴承故障数据集上的准确率为96.73%，验证了其在复杂工况下的鲁棒性与跨数据集泛化能力。通过人机交互界面（HMI）实时展示故障诊断结果与维护建议，该系统为设备健康管理与预测性维护提供了可靠的智能化解决方案。

为保障电力传输系统的安全稳定，实现对新建电力铁塔的全方位验收维护，面向铁塔现有供维护人员攀爬的脚钉，提出了一种中心对称的四支链类人攀爬机器人，每个支链按3-1-2方式配置6个自由度，支链末端针对现有脚钉设计了大容差半封闭式勾型夹持工具，该工具容差大，无需机器人精确末端定位，可快速实现脚钉勾挂。开展了机器人类人攀爬步态规划设计，通过勾型夹持工具对铁塔脚钉的快速勾挂夹持实现电力铁塔的全域攀爬。以40 m高的自立式输电铁塔为攀爬对象，完成机器人全域攀爬动力学建模仿真，仿真结果表明该构型的攀爬机器人可实现铁塔的类人全域攀爬，从塔底到顶攀爬时长小于30分钟，达到维护人员攀爬效率，为输电铁塔机器人维护应用提供了可行性方案。

随着生成式人工智能的快速发展，机械设计领域迎来新的变革。设计理念正逐渐由传统的“计算机辅助+人工经验”发展为具备高级智能化的“历史设计数据与知识+生成式模型”，具体设计行为由“人工建模”发展为“生成式建模”，机械产品设计驱动由人工经验发展为数据知识。针对这一种发展趋势，提出了新的机械设计理念：智能生成式设计，阐述了智能生成式设计的内容组成、核心运行机制、设计特点、关键技术等。在此基础上，探讨了智能生成式设计在机械产品设计上的应用价值，为机械产品的设计指明新趋势和发展方向。

作为新型储能器件的代表，锂离子电池因其优异的性能表现与环保特性得到广泛应用。然而，无论是低速充电导致的漫长充电时间，还是快速充电导致的电池退化仍然是阻碍锂离子电池进一步推广与发展的关键问题。鉴于此，对锂离子电池的快速充电策略进行设计成了近年的一个研究热点。为了总结研究进展，从快速充电策略设计的核心内容充电问题描述、电池模型建立、充电方法设计三个方面对现有的研究进行了系统的综述。首先，介绍快速充电策略设计的研究背景，调查充电问题的优化目标、约束条件、设计变量的设置方式；然后，简述锂离子电池的内部机理与几种常用的电池模型，并归纳融合机器学习的建模方法；接着，重点分析现有的不同充电方法，并根据方法特点进行分类与讨论；最后，基于研究现状总结未来的可能研究方向，希望为学者提供研究思路以设计更高效、更易应用的快速充电策略。

为解决传统桌面级单喷头FDM 3D打印机成型尺寸小、打印效率低等问题，设计搭建了一台中型FDM多喷头协同3D打印机，该打印机采用笛卡尔型（XYZ型）结构并装有三个并列的复合材料打印喷头，可根据需求对喷头进行选择性挤出。控制系统按功能分为主运动控制模块、嵌入式辅助测控模块、人机交互模块等三部分，并对这三个部分进行软硬件开发。设计了多喷头同步式成型与层叠式两种打印模式并提出了对应的路径规划算法。经打印验证，与单喷头打印相比较，同步式成型可将打印效率提高3倍，层叠式打印时间缩短41％，在保证打印质量的前提下，打印效率显著提高。

针对船舶装配领域知识体系零散及海量工艺数据无法有效挖掘和利用的问题，提出基于大模型的面向船舶领域知识图谱自动构建技术。该方法采用大语言模型将非结构和半结构化的船舶数据转化为结构化数据，构建船舶工艺语料库；基于大语言模型辅助建模船舶本体知识结构，设计船舶装配领域指令提示框架，实现高效的实体关系抽取，完成知识图谱的自动化构建。此外，将通用大语言模型指令提示构建的三元组集作为微调训练集，进一步微调专用小型语言模型，在降低计算资源的同时保证特定隐私船舶数据安全。实验结果表明，该方法在准确率等关键指标上均优于传统基线模型，为船舶制造领域的知识管理和智能化升级提供新的技术路径。

工业巡检机器人作为智能制造与智能运维体系的重要组成部分，正在各类复杂工业场景中发挥关键作用。随着深度学习、多传感器融合以及自主导航等技术的不断进步，工业巡检机器人在精准度、效率和适应性方面有了显著提升。系统梳理了工业巡检机器人的概念、关键技术及典型应用，重点分析了感知识别、自主定位导航、先进控制和智能决策等核心技术的研究现状，并结合电力、车间和特殊环境等领域的实际应用，评估了当前技术的成熟度与产业化进展。尽管该领域已取得显著成果，感知精度、动态环境适应性及任务执行智能化仍面临挑战，对关键技术发展进行展望，即工业巡检机器人将继续朝向多源数据融合、自主学习与协同作业等方向发展。文章旨在为工业巡检机器人技术的进一步研究与产业发展提供系统的参考与未来发展方向的指引。

针对无人机视角下复杂场景中存在的检测精度低、速度慢、漏检误检及模型参数量大等问题，提出改进的RBGE-YOLO算法模型。首先，在骨干网络中引入RFAConv替代原有Conv，增强图像特征提取与融合能力；其次，采用BiFPN-GLSA重构颈部网络，提升特征融合与空间特征利用效率；再次，设计双层小目标检测结构，强化小目标特征信息；最后，利用Inner-EIoU损失函数解决IoU的局限性问题。在VisDrone2019数据集上的实验表明，RBGE-YOLO的精确率（Precision）、召回率（Recall）、mAP@0.5和mAP@0.5：0.95分别较原始YOLOv8s提升了4.7%、2%、3.6%和2.5%，参数量减少16.4%，在实现模型轻量化的同时显著提升了检测性能。

航空发动机的大推重比发展趋势刺激了涡轮叶片气膜冷却孔的高质量加工需求，而超快激光一方面由于其近似“冷加工”的性质在无重铸层、低孔壁粗糙度等微孔加工领域表现优异，另一方面兼具无材料选择性、非接触式、柔性加工等特点在微纳加工领域应用广泛，因此，气膜冷却孔的超快激光加工逐渐成为研究热点。然而涡轮叶片作为典型的薄壁腔体类零件，激光穿透叶片照射到空腔内壁引发的烧蚀损伤问题始终难以解决，后壁防护技术随之越来越受重视。立足于气膜冷却孔的超快激光加工，首先归纳总结了超快激光微孔加工的烧蚀机理及仿真案例，点明仿真分析和实验对照已经构成了激光加工的普遍研究方案；随后从激光参数、扫描方式、加工步骤等三个方面对比分析了超快激光气膜冷却孔加工的工艺路线及具体加工效果；在此基础上进一步总结了材料填充、工艺调控等后壁防护关键技术对高质量气膜冷却孔加工的重要作用，明确了填充材料的填充、取出、防护等性能需求，确定了工艺调控的可行策略及辅助作用，最后指出了超快激光制孔工艺研究的关键目标以及后壁防护技术的系统性、协同性发展趋势，为气膜冷却孔的实际加工奠定基础。

谐波减速器作为工业机器人的重要组件，运行环境复杂多变，一旦发生故障造成巨大损失。考虑到实际谐波减速器振动数据采集难度大，故障样本量少且数据标签缺失，不同工况下数据分布存在差异问题，提出一种基于数字孪生的不同工况下谐波减速器故障诊断方法。首先，基于动力学建模方法构建谐波减速器故障数字孪生模型，获取孪生数据；其次，提出基于循环生成对抗网络的数字孪生虚实映射方法，实现孪生数据与实测数据的虚实映射；然后，引入改进的半软阈值函数构建深度残差收缩网络，抑制噪声干扰并提取特征，同时在无监督场景下对所提特征进行域适应处理，利用MMD减小领域间分布差异，实现不同工况下的故障诊断。最后，搭建谐波减速器故障模拟试验台并进行试验验证，所提方法在所有迁移任务中平均准确率可达99.2%，有效解决无监督场景中不同工况下谐波减速器的故障诊断问题。

在工业软件生态系统中，计算机辅助设计（CAD）接口扮演着至关重要的角色。概述了工业软件生态系统的构成与协作机制，回顾了CAD接口技术的发展历程及其阶段性演进，从数据传输、功能集成以及创新驱动不同角度总结了其在工业软件生态中的核心角色；在此基础上深入分析了CAD接口在数据接口标准、系统集成深度与新兴技术融合方面存在的应用瓶颈与挑战；对CAD接口的未来发展趋势进行了展望，强调数据标准化与语义增强、多用户协同设计与实时交互，以及人工智能技术的深度融合将成为关键方向，旨在为工业软件生态中的CAD接口研究与应用提供理论参考和实践指导。

微型共轴无人机因其独特的结构和性能优势，在各种复杂环境中表现出色，尤其是在执行高复杂度和狭小空间内的任务，例如军事侦察、灾害救援等领域。对微型高机动共轴无人机的操纵机构和飞行控制算法的研究现状与进展进行了全面综述。在操纵机构方面，介绍了倾斜盘、重心偏置、下置舵片、电机周期控制和电磁线圈驱动等操纵机构的调姿原理和设计特点，并对比了它们的尺寸参数及主要特征。在飞行控制算法方面，阐述了传统控制方法和先进控制方法的原理及应用。最后分析了微型无人机的发展特点及未来趋势，并对未来趋势进行了展望，指出多种操纵系统的融合协同工作将是未来发展方向，以满足日益多样化和复杂化的任务需求。

数控机床空间误差的建模分析与辨识一直是误差补偿的重要步骤。首先，论述了机床空间误差常用建模理论和辨识方法的研究历程及技术发展；其次，机床空间误差建模分析是进行误差补偿的重要前提。对机床空间误差建模理论进行详细的阐述和分析，包括刚体运动学理论、齐次坐标变化理论、D-H变换理论、多体理论、以及旋量理论等方法。再次，误差元素的准确测量和精确识别是实现有效控制的关键。对机床空间误差重点辨识方法的现状与发展趋势进行具体介绍和综合评述，包括激光干涉仪多线法、体对角线法、以及球杆仪、激光跟踪仪测量等方法。最终，综合机床空间误差的建模、检测、辨识三个方面，系统性地分析了现有数控机床空间精度改善中尚需解决的问题，强调了技术创新对于提高测量效率和准确性的重要性；并对未来的发展方向进行展望，对数控机床精度的提升具有一定的指导意义。

为求解可变工件数量与可变机器数量场景下的动态作业车间调度问题，提出一种将密集卷积网络（DenseNet）和带有dueling network的双价值深度Q学习算法（D3QN）相结合的Dense-D3QN方法。使用析取图模型构建最小化最大完工时间的单目标作业车间调度模型，以多维矩阵的方式表达调度场景中的状态并设计密集-稀疏奖励函数。为验证提出算法的有效性，分别使用公共算例和实际数据构建公共调度环境和实际调度环境，在公共环境中训练并测试Dense-D3QN模型的性能，在实际环境中训练并分别在静态和动态环境中测试Dense-D3QN模型的性能。实验结果表明，Dense-D3QN模型能更好地应对可变规模的动态作业车间调度问题。

近年来，我国自主研发的航空专用三维结构设计系统正在蓬勃发展，在核心组件的研发中取得了显著成效。然而，随着大语言模型（LLMs）的广泛使用，如何实现三维结构设计与智能手段的交联接口仍是一项核心挑战。此外，现有LLM因缺乏对三维几何与物理场（如空气动力学）的精确推理能力，难以直接应用于航空器结构的智能化设计。在航空结构件中，飞行器机翼作为产生升力的核心部件，其设计过程高度复杂、依赖专家经验，且与气动性能紧密耦合，传统设计范式迭代周期长、成本高昂。为应对这一挑战，以飞行器机翼为典型案例，提出了面向飞行器三维机翼建模的智能设计接口——Airfoil-LLM。该接口基于Transformer架构，通过集成自然语言编码与CAD建模序列解码，将复杂自然语言描述的设计需求作为输入生成结构化的CAD建模指令，实现机翼结构件的智能化、自动化生成。为支撑模型训练与验证，构建了包含参数化的三维CAD模型、覆盖亚音速至超音速的宽域飞行工况、关键气动性能指标以及多层次文本的大规模三维机翼设计数据集。实验结果表明，Airfoil-LLM能够深刻理解从简单几何到复杂“几何-性能”耦合的文本描述，并生成在几何形态（IoU最高达0.831）与气动性能上均与目标高度一致的三维模型。

随着工业4.0的推进，在边缘设备上部署高智能、低成本的机器人系统已成为关键需求。然而，深度强化学习（RL）算法因其高计算复杂度，在树莓派等资源受限平台上部署面临巨大挑战。为解决此问题，提出一种面向工业机器人分拣作业的轻量化强化学习框架。提出一种梯度敏感度引导的结构化剪枝（GS-Pruning）与分层量化联合压缩方法，在保证策略精度的前提下，将模型体积压缩超过90%，并在树莓派上实现低于35 ms的实时推理；设计了一种动态权重自适应奖励函数（DWAR），该函数融合了分拣效率、运动稳定性与系统能耗三大目标，通过动态调整权重，有效抑制了机械臂在高速作业中的抖动，并降低了18.1%的平均能耗；构建了一套名为RPi-EdgeRL的端到端轻量级部署系统，通过多线程流水线及安全看门狗机制，确保了分拣任务在边缘设备上稳定、高效地自主运行。在FR3协作机器人平台上的实验结果表明，提出的框架实现了93.5%的复杂工件分拣成功率，验证了该低成本、高效率方案在真实工业场景中的可行性与优越性。

为兼顾连续可调阻尼（Continuous Damping Control，CDC）减振器独立控制与整车半主动悬架系统协调控制，并改善传统半主动悬架控制单元软件设计中存在的基于裸机开发的软件实时性难以满足、CPU利用率低等问题，首先分别建立半主动悬架整车七自由度模型与CDC减振器正、逆模型，并在天棚控制策略的基础上融合基于Mamdani模糊控制方法构建的整车协调并联模糊控制策略，然后通过移植FreeRTOS-SMP多核实时操作系统，以英飞凌的AURIX系列32位三核微控制器TC275为主控芯片设计出CDC减振器控制单元的软、硬件系统，并进行了多核实时操作系统任务调度验证，最后利用典型随机路面，通过硬件在环实验验证了所设计控制单元的有效性与所提控制策略对于整车平顺性的提升。

基于人机耦合建模和生物力学分析，设计了一种5自由度旋转关节和3自由度滑动调节的肩肘康复辅具，通过运动捕捉实验获得个性化缩放肌骨模型以及上肢康复动作逆运动学复现，采用Hill型肌肉模型和CMC肌肉控制算法，分析上肢康复训练中肌肉力以及能量变化。结果显示在康复辅具助力下，上肢康复训练过程中核心动力肌群肱二头肌、肱三头肌的平均肌肉力降幅最大，肱二头肌长头为51.34%，肱三头肌外侧头为49.05%，而且肱二头肌长、短头平均能量消耗分别减少30.74%和36.56%，峰值降幅超40%，表现出辅具对肘关节运动时的持续减载效果。次要肌群如三角肌后束、肱三头肌内侧头维持10%左右的轻度减载，平衡了减载需求和关节稳定性，规避过度干预风险。分析结果表明，康复辅具能明显减轻进行康复动作时的肌肉负担和能量消耗，降低了肌肉超负荷风险，能够有效辅助患者进行康复训练。

工业机器人凭借高灵活性、大工作范围的优势，已逐步成为我国航空航天、航海等国家战略领域中，大型复杂构件加工的关键装备。机器人末端的动态特性好坏由其各关节主导，想要提高机器人的动态性能需要从其薄弱的关节入手，在现有串联形式基础上加以改进和创新，探索具有高刚度特性的新型驱动方式和机器人构型。提出一种面向大型螺旋桨铣削加工的2-RPR型机器人，该机器人由六轴机器人主体与双电动缸支链组成，以电动缸的平动驱动机器人关节的转动，从而提高机器人整机的刚度。为了满足大型螺旋桨加工空间要求，基于遗传算法对机器人各连杆长度参数进行优化，实现机器人整机工作空间的优化，使工作空间满足单叶片加工范围且利用率最大。

车辆动力学理论是汽车设计和控制的基础。随着汽车电动化与智能化快速发展，分布式、模块化与多冗余的新型底盘结构打破了传统车辆运动功能边界，车载、路测与网联等智能信息的引入也使车辆系统逐渐向物理信息系统演变。现有以“刚体-轮胎-路面”三要素为核心的车辆动力学理论体系难以统一化表征多运动形态的底盘动力学，更无法阐述多源外部环境信息与车辆之间的力学交互本质，其理论内涵与辐射范围凸显出模型构建通用性弱和环境信息包容性差两大局限。针对上述问题，提出一种广义车辆系统动力学理论架构，将底盘约束、车间作用与信息交互统一抽象为广义车辆系统内部的广义作用力，建立了涵盖机械、电子与信息多物理场耦合作用的动力学体系，丰富了传统“建模-估计-控制”理论内涵，形成了可指导高性能车辆底盘设计与协同控制的统一理论框架。

随着数字化制造技术的迅速发展，企业数据库中已积累大量加工工艺实例。基于“几何相似则工艺相似”的基本原理，通过识别和提取相似的三维几何工艺信息，可有效实现工艺知识的重用，进而提升工艺决策系统的智能化水平，缩短产品开发周期。在数控加工工艺重用技术快速发展的背景下，系统把握其发展现状和未来趋势，为工艺设计人员提供全面的文献综述具有重要的理论和实践意义。研究从三个维度系统分析和总结了数控加工工艺重用技术的最新研究进展：首先，宏观工艺重用层面重点探讨产品整体加工路线的重用方法；其次，微观工艺重用层面聚焦于具体加工环节中工艺知识的精确提取与应用技术；最后，基于机器学习的工艺重用技术则聚焦于非结构化CAD模型数据的处理及其与工艺信息之间复杂的映射关系。这些研究成果不仅对提升工艺设计效率具有重要的理论指导价值，同时在促进工艺知识管理体系的完善方面也具有显著的实践价值。

在复杂结构件数控编程过程中，由于机械加工工艺知识的多源异构及知识之间的关联复杂性，导致加工工艺知识重用困难。提出一种基于大语言模型的结构件加工工艺知识推荐方法，通过大语言模型的选择和微调，建立结构件加工工艺知识推荐的垂直领域模型，效果评估表明该模型可以针对具体零件特征推荐出相应的加工工艺。为解决模型无法获取最新专业知识且加工工艺推荐准确度低的问题，利用LangChain应用框架结合知识库对领域模型进行知识检索增强并构建工艺知识问答系统，通过相应指标评价，实现了该问答系统在原有领域模型的基础上F1值提升0.026，加工工艺推荐准确度在90%以上。在航空结构件数控编程的工艺决策应用中，该方法针对零件特征实现了相应工艺知识的推荐，与未使用本文方法的自动数控编程系统相比，框体类结构件数控代码生成效率具有一定提升，对提高数控编程人员的决策效率具有重要意义。

针对新型电机的轻量化、紧凑型、高扭矩密度设计目标，将印制电路板(Printed circuit board，PCB)技术引入定子绕组制造工艺，设计了轴向磁通双PCB定子电机。以单根有效导条为研究对象，建立了电机感应电动势、电磁扭矩及输出功率的解析模型。构建了PCB电机的有限元仿真模型，开展了关键参数优化研究，对串、并联构型双PCB定子电机进行电磁场与温度场仿真分析。基于搭建的试验平台，研究了不同构型下PCB电机的输出性能与温升特性。在额定工况1 500 r/min、3 A条件下，串联双PCB定子电机输出扭矩为130 mN·m，扭矩密度可达2 000 N·m/m³，实测最高温度为180.6 ℃；并联构型下电机输出扭矩为103 mN·m，扭矩密度可达1 584.62 N·m/m³，实测最高温度为110.5 ℃，与同工况下串联构型相比温升更小，可有效改善PCB电机发热问题。

针对自动化立体仓库传统人工目视化盘点效率低下、现有自动化方案部署成本高的问题。提出一种基于模块化视觉装置的库内盘点系统。设计了免改造式堆垛机可叉取的模块化视觉盘点装置，基于YOLOv8的单视角多表面信息融合的视觉盘点算法，通过前垛面层数识别与上垛面顶层计数相结合，有效解决了非满垛、压缝垛等复杂垛型的精确计数问题；构建了仓储视觉盘点系统WVSS与既有仓储控制系统WCS基于数据库的非侵入式集成架构，实现了盘点任务调度与数据闭环。实验表明在四类箱垛物料数据集上，系统数量识别准确率达96.3%，单货位处理耗时0.11 s。本方案为自动化仓储提供了一种兼具高精度、低部署成本和运行中断少的工程化盘点新路径。

针对传统的无人直升机起落架系统存在的智能化水平低和复杂地形着陆适应性差的问题，设计出一种基于多连杆构型的仿生腿起落架系统，作为原有固定式起落架的有效补充。在分析应用场景需求的基础上，给出仿生腿起落架的设计理念和总体构型，在基础上进行系统集成和验证技术的研究。首先，基于六腿式设计构型，提出仿生腿起落架的结构设计和驱动/ 控制系统设计方法；然后，用于某型无人直升机验证平台，构建仿生腿起落架物理样机，提出飞控-腿控-地形识别系统的协同控制与融合设计方法；最后，通过样机，完成了全机振动特性测试试验和地面共振分析、实验室承载能力测试、外场飞行着陆验证等试验。研究结果表明，多连杆仿生腿起落架可实现占最大起飞重量不大于25%的轻量化设计，能够在起伏不大于200 mm的非结构地形着陆，其驱动/控制设计方法有效实现了起落架着陆过程的缓冲和机身的稳定性控制，可作为起落架的有效补充，实现无人直升机的野外非结构地形自适应着陆，相比于传统起落架具备可折叠、着陆姿态调整、复杂地形适应等优点。

管片拼装是盾构施工必不可少的关键环节，人工拼装管片方式效率低、安全风险高、拼装质量参差不齐，实现管片拼装流程自动化对于提高盾构隧道施工质量、提升作业效率、促进地下工程建造智能化具有重要意义。基于国内外学者在管片自动化拼装方面开展的研究工作，从管片自动排版、管片自动感知、拼装机自动运动、拼装机自动伺服控制4个方面进行了梳理总结，分析了管片自动拼装各方面的关键技术研究进展和不足。管片排版目的分为设计排版和施工期拼装点位选取，施工选点主要采用管片轴线拟合盾构机姿态，考虑参数有盾尾间隙、推进油缸行程差，但其权重系数的确定对施工经验依耐性较强；管片位姿感知方法分为接触式测量和非接触式测量，非接触式测量中基于图像的目标检测技术效果较佳，其算法精度及效率仍有待提高；描述拼装机机械臂位姿及运动主要采用D-H法，轨迹规划侧重于采用多项式曲线对运动路径进行平滑处理，减小对拼装机关节的磨损，管片拼装机正朝着具有冗余自由度的并联机构方向发展，其拼装效率和精度更佳；拼装机伺服系统采用比例阀控制精度较高，多轴联动的控制策略可有效提升管片拼装效率。最后对现有研究不足进行了探讨，并提出新的见解和方向。研究可为进一步提升管片自动化拼装技术和促进地下工程设备智能化提供参考。

在机器人运动控制领域，面对多样化的起始和终止位置以及速度要求，提出一种新型的通用S型速度规划算法，旨在适应任意指定的起始和终止位置及速度条件。首先介绍了速度到速度的S型速度规划算法，随后详细阐述了普通7段S型速度规划算法，并在此基础上，提出了更为通用的S型速度规划算法。针对不同的输入参数，将s-t曲线分为十种类型，并为每种类型提供了详细的分段规划策略。通过仿真测试，验证了该算法不仅在效率上具有优势，而且在规划曲线的平滑度和位置精度上表现出色。此外，通过在实际机器人平台上的测试，进一步证实了该算法能有效减少机器人运行过程中的冲击和抖动，显著提升了机器人的运行性能，显示出良好的实用性和广泛的应用前景。

目前许多桥式起重机作业场所仍采用近距离人工手柄操作，针对操作人员容易面临潜在的安全风险，设计一种可远程路径规划的桥式起重机实验装置。为提高桥式起重机的稳定性和抓取效率，确定装置的机械结构方案；通过研究实验台三维空间下的工作特点，设计装置的三维路径规划；对蚁群算法进行改进，将信息素存储在路径节点上，采用逐层前进与栅格平面法相结合的搜索方式，运用剪枝算法对路径节点进行优化处理，并采用全局与局部路径规划相结合的信息素更新方式。通过以上改进策略，在MATLAB软件中仿真得到，改进蚁群算法比传统蚁群算法的迭代次数少3次，拐点数少46次，算法耗时短22.6874 s，最短路径短4.4043单位。最后设计实验台的运行系统，并搭建实验样机，运行结果表明：装置满足实际工作需求，验证改进蚁群算法的可行性和有效性。

螺栓拧紧质量对机械产品的安全性有重大影响，而传统的诊断方法效率低且精度不高，因此实现有效的故障诊断具有重要的工程价值。提出一种基于 LSTM（长短期记忆网络）和专家知识的螺栓拧紧故障智能诊断方法。首先，基于特定故障模式下拧紧过程数据建立故障诊断专家知识；其次，采用噪声裁剪、阶段分割、拟合和采样等算法对拧紧数据进行预处理，提高数据质量；之后，构建融合LSTM与专家知识的故障诊断模型，通过 LSTM 获取的特征向量作为专家知识模型的输入，得到专家知识向量，并将这两个向量结合作为故障分类器的输入；最后试验结果表明，该方法与 SVM（支持向量机） 和传统 LSTM方法相比，在多种故障模式下具有更高的故障诊断精度。

针对水域传统救援响应慢的痛点，提出一种融合无人机飞行与救援艇功能的水空两栖救援装备的结构设计方案。无人机采用轻量化机身与NACA4412翼型气动设计，通过机翼旋转与层叠对转螺旋桨伸缩机构，实现快速跨介质形态切换。同时，通过建立该无人机的数学模型及状态空间模型分析其动力学性能，并设计了一种模糊PID控制器。采用MATLAB/Simulink对该无人机的数学模型及所设计的模糊PID控制器进行动态响应仿真验证。结果表明，在方波和阶跃信号输入时，所设计的模糊PID控制器相较于传统的PID控制器其相应速度更快，且具有较好的稳定性。

面向集成多种生产要素的智能车间，实现各类资源高效调度以完成任务，对提高生产效率具有重要意义和价值。针对一类考虑多要素的柔性作业车间调度问题，提出一种高效的混合进化算法。首先，基于对问题背景和多要素运行情况的分析，以最小化最大完工时间为目标，构建了含工件、机器、AGV和工人四种生产要素的柔性作业车间调度模型。然后，针对模型中不同决策变量的特点，提出结合启发式和随机式的混合初始化策略，以生成高质量的初始种群。根据个体的四层编码结构，设计基于经典遗传算子的全局搜索方法。针对易于陷入局部最优解的困境，提出记忆机制导向的多邻域局部搜索方法，以增强算法的局部搜索能力。最后，基于标准测试集生成了多组适用的算例，并设计一系列试验以验证算法的性能。试验结果表明，混合初始化策略和多邻域局部搜索能够有效地改善算法性能。与领域中多种先进的算法比较，所提算法在调度方案质量上更具优越性。

准双曲面齿轮作为一种在航空、特种车辆、精密传动领域广泛应用的复杂齿面空间传动，其啮合质量直接决定整机服役性能。尽管该型齿轮传动在设计理论、创成机理、形貌优化、加工制造等方面取得了显著进展，但高端装备日益苛刻的服役性能需求，对该型传动的正向设计提出了更高挑战。结合文献剖析、市场调研、课题研究，详细阐述了该型传动主动设计方法研究进展与发展趋势，着重介绍了该型传动的几何参数设计、制造参数计算、接触特性分析、齿面形貌优化等内容，详细分析了该型传动在人工智能大背景下面向高端装备服役需求的发展趋势，期望为该领域研究人员与技术人员提供相关理论技术支撑，推动我国准双曲面齿轮正向设计技术的发展。

作为运载火箭多功能化体系的核心执行单元之一，分离与推冲机构的动作可靠性与分离精度直接影响航天发射任务的成败。随着各国航天任务复杂度与火箭运载能力的提升，分离与推冲机构在承载能力、响应速度及环境适应性等方面面临更为严苛的技术要求，系统梳理了国内外运载火箭分离与推冲机构的应用与发展现状，详细介绍了多类作动形式下各分离与推冲机构工作原理与特点，回顾了运载火箭分离与推冲机构的动态特性、冲击响应以及可靠性领域的发展，并介绍了部分典型机构的仿真分析技术，最后展望了运载火箭分离与推冲机构产品的发展趋势，旨在为新一代运载火箭分离推冲系统的创新设计与产品系统性发展提供参考。

针对农业巡检、灾害救援等非结构化环境中移动机器人越障能力不足的痛点，研究提出一种基于摇臂-转向架悬挂与曲柄滑块机构融合的四轮移动底盘设计方案。首先，通过构建行走机构的运动学与力学模型，分析了关键构型参数（如支撑轮中心距、铰接距离）对地形适应性和负载平台姿态的影响，并基于多目标优化方法确定了最佳参数组合（L_F =200 mm，k₁=0.9）。其次，结合曲柄滑块机构与对称式车架设计，开发了三维虚拟样机，并利用RecurDyn平台进行动态仿真，验证了底盘在跨越18 mm减速带和20 mm半圆柱障碍时的仰俯角波动范围（±3°以内）与驱动力需求（峰值扭矩≤15 N·m）。最后，通过样机试验表明：该底盘在负重75 kg条件下可稳定跨越90 mm减速带型障碍，且直线运动速度达1.8 m/s时路径偏差小于20 mm/5 m。研究成果表明，该设计显著提升了移动机器人在非结构化环境中的地形适应能力，为农业巡检、搬运、灾害救援等场景提供了可靠的移动平台。

蒙皮是构成飞机气动外形的主要零件，具有大尺寸、薄壁(厚度2～6 mm)、型面复杂等技术特点，目前企业普遍采用人工比对划线-手动修切方式去除蒙皮边缘余量，存在人因累积误差大、装配质量难控等问题。视/力引导的高柔性大范围双机器人跟踪/测量-加工一体化为解决这一难题提供了新思路，但双机器人位姿同步标定难、加工位姿光顺难、轨迹精度控制难是制约蒙皮机器人铣削加工应用的主要瓶颈。上述难题可以归纳为空间位姿的同步解耦与位姿误差的定量控制问题，为此应用李群李代数封闭光滑特性重点围绕双机器人位姿同步标定、光顺加工轨迹生成与末端位姿闭环反馈控制开展研究，具体如下：第I部分提出双机器人跟踪/测量-加工一体化系统同步标定方法，建立机器人-跟踪系统运动模型和系统参数辨识方法，研究蒙皮零件光顺加工轨迹生成方法；第II 部分研究外部跟踪系统下的末端位姿闭环反馈控制模型，研制机器人末端闭环反馈控制系统，开展双机器人系统同步标定精度测试、末端位姿闭环控制轨迹精度测试、典型蒙皮样件机器人铣削加工精度测试，验证所提方法的有效性。

为适应复杂电子装备多品种、变批量，结构上多级盲配、垂直互联的特点，自主研发了一款六自由度异构型装配机械臂，并将其应用到复杂电子装备装配生产线中。首先介绍了异构六轴机械臂的结构组成、构型优势及其在实际使用中面临的问题；其次基于D-H参数法建立了异构六轴机械臂的正逆运动学算法，对异构六轴机械臂运动学模型进行了构建；随后对异构六轴机械臂的标定算法、轨迹规划算法、碰撞控制算法等方法进行了研究；最后通过现场标定实验和MATLAB仿真分析对使用的运动规划方法进行了验证，证明了相关方法的合理性和实用性。

为降低运行人员在深度调峰过程中的监盘与操作压力，针对脱硫系统因测量精度及被控对象惯性、延迟大等原因无法长期、稳定投入自动的问题，提出了一种智能脱硫控制系统。利用BP神经网络，构建出烟气流量、原烟气SO₂浓度等信号与浆液pH之间的映射关系，实现浆液pH值软测量；用变结构预测控制替换常规PID并配合更加精确、合理的前馈信号，保证脱硫系统在负荷、煤质快速变化工况下的控制效果。最后利用机组ICS系统的计算能力，将智能脱硫控制系统成功应用于某650 MW机组，运行结果表明：系统投运后出口SO₂浓度稳定控制在25 mg/m³以内，浆液pH值与设定值偏差保持在0.2以内，在变负荷和pH计冲洗过程中未发生大幅波动，脱硫自动长期投入，切实降低了运行人员的操作压力。

结构可靠性分析对于保障工程装备安全可靠运行至关重要。传统的一阶可靠性方法及其改进算法精度受限于极限状态函数的类型与梯度信息，往往无法适用于复杂工程案例。面对日益复杂的工程场景，虽然多保真度模型的建立策略被广泛研究，但在可靠性分析中，其应用潜力尚有待进一步开发。为此，发展一种自适应多保真度Kriging(Multi-fidelity Kriging，MF-Kriging)模型辅助的一阶可靠性分析方法。首先，通过增广拉格朗日函数将一阶可靠性分析问题转化为无约束优化问题，从而使其能够采用启发式优化算法求解。其次，通过融合多个数据源进行自适应MF-Kriging建模，以进一步降低可靠性分析的计算成本。基于该可靠性分析方法，任意自适应MF-Kriging建模策略不论是全局搜索或者是局部搜索均可嵌套使用。另外，考虑到一阶可靠性方法的重要步骤之一是精确定位设计验算点(Most probable point，MPP)，提出一种混合MF-Kriging建模策略。通过权衡全局搜索策略和基于迭代MPP邻域的局部搜索策略，平衡可靠性分析的局部精确度以及全局收敛性。最后，利用四个数学算例和三个工程案例对所提出方法进行了应用。结果表明，该可靠性分析方法在精度、效率和鲁棒性方面均具有显著优势。