理论与方法研究

  • KPCA和改进SVM在滚动轴承剩余寿命预测中的应用研究

    者娜;杨剑锋;刘文彬;陈良超;

    为解决支持向量机模型在预测滚动轴承剩余寿命时准确率不高的问题,对核主成分分析(Kernel Principal Component Analysis,KPCA)和最小二乘支持向量机(Least Square Support Vector Machine,LSSVM)在剩余寿命预测中的应用进行了研究。采用核主成分分析方法融合轴承振动信号时域、频域特征指标并提取第一主成分评估轴承性能退化情况,并将满足要求的多个KPCA主成分作为输入,建立KPCA-LSSVM模型来对轴承剩余寿命进行预测。采用轴承全寿命试验数据对该方法的有效性进行验证,结果表明,该方法提取的轴承性能退化评估指标能够更为全面地表征轴承性能退化情况,建立的KPCA-LSSVM模型可在滚动轴承剩余寿命预测工作中获得良好的预测效果。

    2019年11期 No.345 1-4+8页 [查看摘要][在线阅读][下载 752K]
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  • 气体轴承-高速透平发电轴系动力学试验研究

    唐长亮;韩东江;杨金福;

    随着世界能源问题的日益突出,各国学者针对能源的高效利用、节能减排以及新能源的开发做了大量的研究工作。透平发电机在能量回收利用领域具有较为广泛的应用。提出一种新型透平发电机结构,在轴系上对称安装有4个盘式永磁电机转子,采用气体静压轴承支承。进行了该类型透平发电轴系的动力学试验,采用伯德图、时间三维谱图、分岔图、典型转速的轴心轨迹和庞加莱截面分析了轴系的振动特性,所得结论可以为透平发电机的高速特性试验提供参考。

    2019年11期 No.345 5-8页 [查看摘要][在线阅读][下载 1710K]
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  • 基于IMF重构-SLLE的高速列车转向架故障特征提取

    王清波;宁静;叶运广;陈春俊;

    在故障特征提取方面,传统的典型特征提取方法往往需要深入理解信号特性、结合工程实践经验提取故障特征,从而极大程度上孤立了特征提取和智能诊断两个环节,导致在针对复杂多变的机械设备海量信号时,提取反映信号特性的典型特征往往效果不理想。针对该问题,提出一种基于IMF重构-SLLE的新的特征提取方法,该方法首先把EEMD分解得到的IMF分量重构成高维向量,并利用SLLE优良的非线性维数约简能力对信号进行降维。实验表明:IMF重构-SLLE特征提取方法优于传统的EEMD典型特征提取方法,并把此方法应用到高速列车转向架故障状态识别中,识别率高达97.78%,具有重要的工程应用价值。

    2019年11期 No.345 9-12页 [查看摘要][在线阅读][下载 494K]
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  • 滚动轴承故障程度评估方法研究

    党鹏飞;云项何;乔留春;郭玉飞;

    滚动轴承是旋转机械的关键部件,轴承故障程度评估技术对于保证设备工作性能和可靠性具有重要的工程意义。针对轴承故障程度评估开展研究,提出了一种基于Lempel-Ziv复杂度和正交匹配追踪的故障程度评估方法。首先,利用正交匹配追踪算法,对实测振动信号进行降噪处理。然后,以Lempel-Ziv复杂度作为轴承故障程度的评估指标。开展不同载荷条件下不同程度轴承内、外圈故障的评估试验,结果表明所提出的评估指标能够有效地在不同负载条件下对轴承故障程度进行评估,受噪声和载荷条件影响较小。

    2019年11期 No.345 13-15页 [查看摘要][在线阅读][下载 532K]
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  • 非线性磁悬浮系统动力学建模与控制研究

    董达善;陈琛;孙友刚;强海燕;

    针对磁悬浮列车悬浮系统的强非线性和存在外界扰动下传统PID控制器鲁棒性弱的问题,首先建立磁悬浮控制系统的数学模型并通过Adams动力学分析软件进行非线性动力学建模。采用模糊规则对PID的参数进行在线自适应整定,设计适用于磁悬浮系统的模糊自适应PID控制器。讨论在不同外界干扰下,所设计控制器在实现磁悬浮列车稳定悬浮时的控制性能并在虚拟样机中进行实时观测。通过对所设计的模糊自适应PID控制器在磁悬浮系统上的应用,可以明显发现其控制性能优于传统PID控制器。此外,在受到外界干扰的情况下,与传统PID控制器相比,所设计的模糊自适应PID控制具有较强的抗干扰性及鲁棒性。更适用于在实际磁悬浮工程中克服外界干扰来工作运行。

    2019年11期 No.345 16-19+24页 [查看摘要][在线阅读][下载 656K]
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  • 全矢KPCA和AR模型结合的滚动轴承故障预测方法

    高亚娟;陈磊;林辉翼;韩捷;

    由于单一传感器获取的振动信号具有片面性,采用全矢谱信息融合技术对滚动轴承信号进行特征提取,并与KPCA模型和AR时序预测方法相结合进行故障预测。首先,采用全矢谱技术提取实验数据中的特征主振矢;然后,采用KPCA方法对得到的特征主振矢进行融合,消除数据冗余,并建立全矢KPCA监控模型;最后,将测试样本输入全矢KPCA监控模型并输出T2和SPE统计量,将其值作为AR预测模型的输入,预测其变化情况,并根据其预测值超出KPCA监控模型的控制限与否来判断设备是否出现故障。实验结果表明,该方法既能较好地预测出滚动轴承的运行状态,又能进一步追踪故障发展趋势,为及时做好维修措施提供理论依据。

    2019年11期 No.345 20-24页 [查看摘要][在线阅读][下载 654K]
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  • 串联可修复供应链运行可靠性研究

    张亮星;王少华;张明尧;

    针对供应链运行可靠性问题,基于马尔科夫方程和故障分析理论,研究了制造企业产出或供应的故障情况。构建多级串联可修复供应链系统模型,分析了供应链中制造企业正常工作和任一制造企业发生故障的概率,得到了对应两种情况下供应链中制造企业的稳态值;研究了供应链制造企业的库存可靠性;结合库存和制造业本身的可靠性得到了供应链的稳态可用度计算公式。基于案例和仿真分析,验证了供应链可靠性的稳态可用度计算公式的可行性。

    2019年11期 No.345 25-28页 [查看摘要][在线阅读][下载 271K]
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  • 包装防护有效载荷跌落位移响应相似准则研究

    周政;葛任伟;卢永刚;

    通过模型的相似设计及其试验验证,可以以较小试验规模、较短的试验周期获得原型产品是否可行的结论,该方法的前提是要获得特定产品模型相似设计的准则。以抗事故包装箱为工程背景,探索建立其防护有效载荷在跌落条件下位移响应相似性的充分必要条件。将包装箱系统简化为二维动力学模型,建立跌落冲击过程多自由度运动微分方程,通过对微分方程的解耦,获得有效载荷跌落过程的位移解析解。通过对有效载荷的位移响应的量纲分析,推导出了3个相似准数。对模型和原型的有效载荷位移响应进行了等效性评价。结果表明,基于相似准数转换,模型响应与原型响应存在明显的相似性,模型很好地反应了原型产品的响应。为模拟抗事故包装箱原型的模型设计方法提供了依据。

    2019年11期 No.345 29-32页 [查看摘要][在线阅读][下载 540K]
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  • 基于单元特性的模态参数灵敏度解析法

    张腾飞;孙鑫晖;郝木明;董翔文;

    通过有限单元法求解了单元刚度矩阵和质量矩阵的偏导数,根据整体矩阵,给出了结构模态参数中频率、振型和模态置信度的灵敏度解析式。以板壳单元为例,分别采用解析法和差分法计算了单元边长对模态参数的灵敏度并进行了对比,并计算了每个单元的弹性模量和厚度对模态参数的灵敏度。结果表明,基于单元特性的灵敏度解析法计算出的灵敏度与差分法相比精度高、效率好,而且可以求解出每个单元中的结构参数和材料参数对整体结构的灵敏度,为有限元模型修正和仿真提供了参考。

    2019年11期 No.345 33-35页 [查看摘要][在线阅读][下载 451K]
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  • 焊趾位置表面裂纹疲劳扩展形状计算

    王兴路;贺利乐;

    针对结构中出现的表面裂纹诱发断裂现象,利用断裂力学理论中裂纹尖端应力强度因子与裂纹扩展能量释放率的关系,依据裂纹扩展时裂纹前沿各点的有效能量释放率相等,在考虑裂纹闭合效应的基础上提出一种表面裂纹扩展形状演化计算方法。采用提出的方法计算了T型焊接结构焊趾位置表面裂纹在拉伸疲劳载荷作用下的表面裂纹形状参数函数关系,模拟出表面裂纹疲劳扩展时的形状演化过程。进行了T型焊接试件的表面裂纹扩展有限元模拟和试验,结果与理论计算结果基本一致,验证了基于能量释放率的结构表面裂纹疲劳扩展形状演化计算方法的有效性。

    2019年11期 No.345 36-38+43页 [查看摘要][在线阅读][下载 677K]
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  • 双圆弧槽摩擦片摩擦系数影响因素分析及实验测试

    李乐;李明洋;王立勇;朱礼安;

    湿式换挡离合器摩擦片摩擦系数受压力、转速和润滑流量等多种工况参数影响,研究摩擦系数随工况参数的变化规律对于离合器设计具有重要意义。以铜基粉末冶金双圆弧摩擦片为研究对象,对摩擦系数的影响因素进行了分析,利用Simulink搭建了油膜厚度仿真模型,计算了摩擦副实际接触面积的大小,并讨论了实际接触面积对摩擦系数的影响;通过实验采集转矩值,计算得到了平均摩擦系数;选择研究较少的双圆弧摩擦片进行分析和实验研究。结果表明:控制油压在(0.3~0.7)MPa范围内,稳定磨损期的动摩擦系数随压力增加而减小,控制油压低于0.4MPa时摩擦系数随转速差和润滑流量单调递增,反之单调递减;台架试验测试的静摩擦系数与厂家给定值略有差别,论文研究结果对湿式离合器工程设计具有一定参考意义。

    2019年11期 No.345 39-43页 [查看摘要][在线阅读][下载 1010K]
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  • 机械臂重力平衡机构的设计与实验研究

    刘会英;李微微;柴培林;梁潇;

    传统无重力平衡机械臂因自重影响致使机械臂控制难度增大、动态特性变差,以被动重力平衡原理为基础,综合弹簧平衡机构和凸轮平衡机构进行机械臂重力平衡装置的设计。通过理论分析,推导出双关节机械臂的势能方程。建立机械臂三维模型并对其进行简化,简化后的模型导入ADAMS中进行动力学仿真。通过等比例缩小设计和制造双关节机械臂样机,搭建实验平台,对重力平衡装置进行实验验证。将仿真和实验结果导入MATLAB中进行数据处理。结果表明:该重力平衡装置能够有效实现机械臂的重力平衡。

    2019年11期 No.345 44-46+50页 [查看摘要][在线阅读][下载 845K]
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  • 工艺需求导向下的工艺创新设计研究

    周春生;郑晓伟;张凯;李仕成;

    为使工艺创新设计有章可循,提出了一种工艺需求导向下的工艺创新设计过程。对工艺需求及其相应特点进行了阐述,建立了工艺需求获取方法模型,引导工艺人员从用户、设计信息、企业内部、社会环境和服务能力五个方面有针对性地获取工艺需求。借助于层次分析法(AHP)将工艺需求重要度进行评估,并利用质量功能展开(QFD)理论将工艺需求转换成相应的工艺特征,然后运用发明问题解决理论(TRIZ)生成可满足工艺需求的工艺创新设计方案。以南极磷虾脱壳设备中滚轴(细长轴)的加工工艺设计过程为例,验证了上述方法的可行性。

    2019年11期 No.345 47-50页 [查看摘要][在线阅读][下载 924K]
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  • 比例差分修正的RSSI测距WSN节点定位研究

    杨治秋;

    在无线传感器网络中节点定位技术占据着核心地位。基于传统RSSI的多边定位算法,提出了差分修正的井下无线传感器网络RSSI节点定位算法,通过不同锚节点之间的相互关系得到比例差分系数,将其应用在测量节点定位。目标未知节点首先读取在信标节点信息,利用卡尔曼滤波法除去信号中的噪声,获得更加精确的距离值,通过锚节点构建差分模型,利用比例差分的方法对RSSI测距进行修正,并对改进算法进行了仿真实验。结果表明,比例差分系数修正的RSSI测距定位算法的定位精度要远远高于传统RSSI测距定位算法,能够为井下的节点定位提供理论依据。

    2019年11期 No.345 51-54页 [查看摘要][在线阅读][下载 407K]
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  • 聚类奇异谱分解方法及其在机械复合故障诊断中的应用

    江利国;黄志辉;

    针对奇异谱分解(Singular Spectrum Decomposition,简称SSD)方法在重构奇异谱分量(Singular Spectrum Component,简称SSC)时的不足,结合聚类理论,提出了聚类奇异谱分解(Clustering Singular Spectrum Decomposition,简称CSSD)方法。该方法首先对时间序列数据构造轨迹矩阵;然后通过奇异值分解获得若干奇异值向量矩阵和特征值矩阵;接着利用对角平均化得到初始单分量;最后采用层次聚类方法计算任意两个初始单分量之间的相似度,并完成单分量的重构获得聚类奇异谱分量(Clustering Singular Spectrum Component,简称CSSC)。通过仿真信号和机械复合故障信号的分析结果表明,相比较于SSD方法,CSSD方法具有优越的分解性能并可以有效地提取出机械复合故障的特征。

    2019年11期 No.345 55-58+63页 [查看摘要][在线阅读][下载 1169K]
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  • 需求驱动的高速列车动力学性能设计方法研究

    王家鑫;陈思益;武浩远;

    高速列车经过多年的发展,已经形成了一系列成熟的车型。但不同运用条件对高速列车功能、特征、性能的需求也不同。在高速列车动力学性能设计过程中,传统的设计模式不能及时地响应用户需求,降低设计效率。因此,从需求角度出发,针对高速列车动力学性能,开展了需求驱动的高速列车动力学性能设计方法的研究。通过需求与设计的映射机制,将需求映射到设计中;基于映射结果,通过对动力学参数进行设计来实现对动力学性能设计,最后获取设计结果,满足设计需求。最后通过实例计算,验证了设计方法的可行性。

    2019年11期 No.345 59-63页 [查看摘要][在线阅读][下载 193K]
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先进制造技术

  • 液压式可变压缩比技术系统的设计与研究

    吴中义;陈家兑;王自勤;

    针对压缩比技术的可变问题,提出一种液压容积调节的方法,不仅可以实现压缩比在一定区间内的变化,而且解决了压缩比连续可变问题。文章根据液压容积调节的方法设计了液压系统工作原理图,分析了系统调节机理,通过计算与设计给出了整个连续可变压缩比技术系统模型。利用仿真分析表明:所设计的系统方案在中低速(2000r/min)时具有很好的调节特性,仿真试验为压缩比技术连续可变问题的发展和完善提供了新的思考路径。

    2019年11期 No.345 64-67页 [查看摘要][在线阅读][下载 654K]
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  • 轴承注脂机工艺及设备研究与开发

    杨会林;周传香;李洪涛;

    本设计针对注脂机设计的技术难点,讨论分析了现有轴承注脂工艺及设备的特点和不足,提出了三点式定量注脂的工艺方案,制订了相应的注脂工艺,设计开发了新型轴承注脂设备。该三点式定量注脂机分别在2个大端面部位和中隔圈部位进行注脂,每次的注脂量定量准确而且可调。该注脂机采用PLC智能控制系统控制,运用伺服驱动系统注脂,使用涡轮流量计作为注脂量的计量工具。伺服电机系统精度为1mm,注脂量的精度为5g。各位置的注脂量直接在流量显示屏中显示出来,而且注脂量准确,分布均匀,操控简单,生产效率高。与原有的一次注油方式相比,可避免轴承在运行过程中因油膜破坏造成的转动不灵活现象的发生。

    2019年11期 No.345 68-71+75页 [查看摘要][在线阅读][下载 869K]
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  • 基于不同方法对气体静压轴承的联合分析

    倪壮;徐武彬;高尚晗;李冰;

    利用有限差分法(FDM)和有限体积法(FVM)对静压气体轴承参数进行分析,通过得到的节流孔压力分布,对比了两种方法的可行性和一致性,分析了偏心率对轴承承载力和马赫数的影响,以及静动压气体轴承随着转速的变化对气膜区域压力变化的规律,承载力随着偏心增大而逐渐增大的一致现象,在此基础上得到了最大马赫数的变化随偏心率增加而变大;同时得到静动压气膜区域压力随着旋转方向的梯度增加,确定了转速对气体轴承的影响是不忽略的。

    2019年11期 No.345 72-75页 [查看摘要][在线阅读][下载 895K]
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  • 磁力滚压系统磁路优化研究

    申金龙;姚新改;李雪红;曹宇;

    磁力滚压技术是利用磁场力实现滚压光整加工的一种新型的无切削塑性变形加工工艺。磁力是影响磁力滚压系统加工效果的主要因素之一,磁力滚压系统磁路是影响磁力大小的关键因素。根据磁力滚压要求设计了磁力滚压系统磁路,并运用Ansoft软件对影响系统磁路效果的主参数进行了优化分析,结果表明:经优化后的磁力滚压系统满足加工可行性条件,给后续磁力滚压的刀具制作提供了理论依据,为提高长不锈钢管内表面质量提供了一种新的加工工艺。

    2019年11期 No.345 76-78+82页 [查看摘要][在线阅读][下载 684K]
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  • 某车型排气系统挂钩特性分析与研究

    靳龙;曾昊;李玉奇;

    消声器排气系统与发动机相连,其振动通过挂钩传递到车体上,排气系统的挂钩结构是否合理以及吊耳的隔振效果直接关系到排气系统振动时与车身之间的能量传递大小。在自由模态分析的基础上,根据排气系统实际安装位置对消声器排气系统进行了动刚度分析,分析结果表明:挂钩的动刚度没有满足规定要求,对挂钩结构进行了优化,并对优化后的汽车消声器排气系统悬挂结构进行了隔振分析与试验验证,从而使优化后的消声器排气系统挂钩的悬挂位置更加合理,隔振性能得到改善。

    2019年11期 No.345 79-82页 [查看摘要][在线阅读][下载 934K]
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  • 双光子聚合加工均匀木堆结构方法的研究

    林洁琼;陈禹平;靖贤;

    由于双光子聚合所具有的纳米级加工分辨率以及真三维制造能力,被广泛应用于微米纳米制造领域。利用双光子聚合加工的三维木堆结构是实现生物支架、光子晶体、超材料等功能器件的重要途径之一。但是加工结构在经过后处理之后产生的不均匀收缩成为获得高质量木堆结构的重要阻碍,严重时会导致失去其结构的功能性。为了实现木堆结构的均匀性加工,提出一种通过降低加工结构与基底附着力的方法,来实现均匀木堆结构的加工。此外,采用Ormocomp光敏材料以及双光子聚合加工技术,对基底高附着力和低附着力的木堆结构分别进行了加工。通过对加工所得木堆结构的各层尺寸的测量,验证了所提出方法的有效性。

    2019年11期 No.345 83-85页 [查看摘要][在线阅读][下载 555K]
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  • 可转位刀片钝圆半径检测及其误差分析

    刘冰;何林;赵雪峰;

    刀具刃口钝化能有效强化刃口、提高刀具寿命、增加切削过程的稳定性和改善加工表面质量。刀具钝化后的尺寸往往较小、形貌差别较大,其高精度检测方法及设备开发受到业界关注。本研究针对硬质合金可转位刀片钝圆检测开展研究,设计了专门的检测装置,对装夹夹具带来的误差进行了分析与计算。建立的图像处理系统可实现图像增强、图像滤波、图像分割、边缘检测。在建立的机器视觉硬件平台上,运用LabVIEW软件编程,实现了可转位刀片钝化参数的精确测量及验证了夹具带来的误差。

    2019年11期 No.345 86-89页 [查看摘要][在线阅读][下载 986K]
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  • 独立式阻尼阀动态特性分析

    江洪;张潇;郭子权;

    独立式阻尼阀相比于传统集成式阻尼阀具有安装与更换便利,利于散热等优势。为预测独立式阻尼阀周边流场信息及结构参数对阻尼阀动态特性的影响规律,搭建独立式阻尼阀流固耦合仿真模型,通过台架试验验证模型的准确性,分析阻尼阀动态特性及参数对动态特性的影响规律。结果表明:油液温度升高,阻尼阀输出的阻尼减小;常通孔直径减小会使阻尼阀开阀前的阻尼力增大,并加快阻尼阀片开启,但不影响阻尼阀开阀后速度特性曲线的斜率;阻尼阀片的等效厚度越厚,阻尼阀输出的阻尼越大。

    2019年11期 No.345 90-94页 [查看摘要][在线阅读][下载 1622K]
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  • 一种新型螺接高压密封枪杆的设计与制造

    武伟让;

    针对核电厂蒸汽发生器的水力清洗需求,设计了一种通过螺纹快速连接、高圧密封、带有多个等距平行的切槽及对中标识的枪杆,分析了其如何通过螺纹旋合程度保证枪杆间实现密封的同时切槽平面保持平行的加工难点,最终采用了先加工喷嘴安装平面,在各枪杆间试压密封完好时的情况下,以喷嘴安装平面为基准确定切槽平面并进行后续加工的方法,并重点阐述了该方法具体的制造加工工艺,制造效果良好,废品率低。目前该结构的高压枪杆已经成功应用于国内的蒸汽发生器清洗工作中。

    2019年11期 No.345 95-97+101页 [查看摘要][在线阅读][下载 609K]
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  • 扭转振动骨钻切削参数与钻削力的试验研究

    赵琪;李慨;侯书军;曲云霞;

    在骨科矫形固定手术的骨钻孔过程中会产生大量切削热,一旦温度超过47℃可导致不可逆转的骨坏死,从而影响骨愈合。同时手术钻削效果对于提高手术质量,减轻病人出血至关重要。应用低频振动骨钻,测定了主轴转速、进给速度和激振频率对钻孔力学参数、钻孔温度以及表面加工和质量的影响关系。实验表明:随着激振频率的增加,轴向力、扭矩和温度都逐渐减小,引入低频振动,可以在较小切削力下高效地钻孔,从而有效降低钻孔温度,获得较好表面质量。

    2019年11期 No.345 98-101页 [查看摘要][在线阅读][下载 653K]
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  • 应用CFD汽车发动机散热器冷却性能影响分析

    郑荻;张瑞芳;

    散热器是汽车发动机冷却系统重要的组成部分,直接影响到发动机的正常工作。采用流体动力学理论计算方法和CFD软件对散热器的传热特性进行计算分析与数值模拟。基于CFD建立散热器单元的分析模型,对其传热特点及传热系数进行分析;对散热器整体进行建模分析,得到散热器内部速度场、温度场和压力场的仿真分析,得到的仿真结果与冷却系统试验台数据进行对比分析;在此基础上,利用模型分析翅片尺寸,主要包括翅片厚度δ、翅片间距L_p、翅片间隙L_a、翅片宽度L_h、翅片长度L_d等参数对散热性能的影响规律。结果可知:散热器单元随着外部冷却空气流速的增加,换热系数升高;试验与仿真结果的分析误差控制在3%以内,说明模型分析的准确性;随着翅片宽度增加,翅片表面传热系数会有一定程度的提高;翅片长度及翅片间隙过大或过小都会使翅片表面传热系数有所下降;而随着翅片间距和翅片厚度的增加,相关参数则减小;分析内容和结果为此类设计提供参考。

    2019年11期 No.345 102-106+110页 [查看摘要][在线阅读][下载 1173K]
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  • 基于多目标优化车辆盘式制动器优化设计分析

    郑尧刚;熊新;

    盘式制动器由于其良好的制动效果,无论汽车在何种方向上行驶时,它的制动力矩都不会因此而改变,且在常规制动过程中,平稳性较好而被广泛应用。但其影响因素也很多,其中最重要的是其结构特点和使用要求,故对其内外及加工等因素综合分析,选取某参数为初始值,从而建立目标函数,借助Isight进行优化分析。对优化后的制动器进行建模分析,对结构强度、接触过程力分布、温度场分布等进行校核。结果可知:基于多目标优化得到了满足设计要求和性能指标的最优解,有效地缩短了制动时间,并减少了盘式制动器的外型尺寸;优化后结构的强度、接触应力、温度分布等均满足使用要求,表明优化分析过程及方法的可靠性,为此类设计提供参考。

    2019年11期 No.345 107-110页 [查看摘要][在线阅读][下载 1162K]
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数控与自动化

  • 新型多制式高速制袋机控制系统研发

    邵小江;朱龙彪;陈丰明;傅启桃;

    为满足软包装市场对多制式制袋设备的快速需求,研发一种集三边封、自立、自立拉链等制袋样式于一体的多制式高速制袋机控制系统。分析了多制式制袋机的工艺流程和控制要求,基于PLC和触摸屏的控制方式进行系统软、硬件设计,改进优化了主电机运动过程,牵引伺服的定长定位控制及其与切刀伺服的协调控制,并开发了一种基于PWM的恒张力放料系统,最后重新设计了触摸屏组态方案以提高人机交互性能。设备平稳、可靠运行下,最高制袋速度达240Pcs/min,最快放料速度为45m/min,制袋长度精度优于±0.1mm(白袋),刀架定位精度达±0.1mm,底烫打孔精度达±1mm,纠偏精度达±0.1mm,温控精度在1℃以内。设备运行表明,该系统运行稳定、故障率极低、交互界面友好,其可靠性和准确性显著提升,设备各项技术指标均优于设计要求。

    2019年11期 No.345 111-114页 [查看摘要][在线阅读][下载 1075K]
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  • FSAE赛车二维扩散器气动性能研究

    南琼;应保胜;伍俊杰;姚建阳;

    基于CFD数值模拟的方法,对方程式赛车空气动力学性能有重要影响的底部扩散器进行二维仿真分析,对比了不同格尼襟翼高度和角度、不同离地间隙下的尾部扩散角度、六种不同维度组合方案下的气动力系数及迹线图,探究其阻力和升力系数的变化规律及匹配原则,确定了相对优化的底部扩散器方案。结果表明:不同离地间隙下随扩散倾角的增加其阻力系数单调递增,在一定范围内离地间隙越低扩散器负升力值越小,在不同区间有不同的变化趋势;扩散倾角长度越长尾部气流易发生分离,易产生气动阻力而影响气动负升力的作用。

    2019年11期 No.345 115-117+121页 [查看摘要][在线阅读][下载 703K]
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  • 面向仓储的物联网智能化监控系统

    丁承君;李召策;朱雪宏;冯玉伯;

    传统智能仓储领域,主要是以视频监测和人防为主,无法实时显示数字化环境信息并及时对现场设备进行控制。在此基础上,设计了一套基于虚拟现实与物联网技术的仓储远程在线监控系统。传感器通过自适应频率采集算法采集仓储环境的环境信息和执行设备状态发送给云服务器,应用虚拟现实成像技术创建仓库的三维仿真环境。当有异常情况发生时,云服务器端通过传感器采集的数据对事故进行判断、分析,智能推送相应的解决方案。经长期测试,此系统监控实时性高,数据传输可靠,运行稳定。

    2019年11期 No.345 118-121页 [查看摘要][在线阅读][下载 605K]
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  • 燃气管道机器人变径机构设计及动力学分析

    曹建树;张海超;王庆;

    燃气管道机器人作为一种集铺设、检测、修复为一体的设备在管道工程领域应用的愈来愈广泛。为了适应不同的管道直径,管道机器人需要设计合理的变径机构。首先设计了两种管道机器人的变径机构,分别对其进行动力学分析,在同等条件下所需理论电机转矩大小比较结构优劣。最后利用ADAMS动力学分析软件进行仿真模拟与动力学分析,设计了更为合理的变径机构,有利于节省成本,同时对于机器人的轻量化研究有重要意义,为管道机器人设计提供了参考。

    2019年11期 No.345 122-125页 [查看摘要][在线阅读][下载 699K]
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  • 单、双类圆柱型杆件绕流的大涡模拟研究

    赵萌;刘晓禹;贾彦;王益鹤;

    通过建立不同拔模角的渐变截面正圆柱型、斜体圆柱型杆件以及阶梯圆柱杆件模型,包括单杆件与双杆件,采用大涡模拟的数值方法,采取涡粘性亚格子Smagorinsky模型封闭方程,对高雷诺数下类圆柱型杆件的绕流流动进行研究。在增加横向速度的条件下,分析了各类杆件模型气动载荷的时域、频域特性,得到了阻力系数、升力系数、周向压力系数的分布规律;分析了尾流漩涡的变化规律,以及由于涡的交替脱落导致的杆件壁面压力的变化。计算结果表明单杆件模型中当拔模角增大时阻力系数的幅值在时间周期上延后出现且幅值减小;双杆件模型中则是拔模角为3°的工况,但斜体放置时拔模角为1°主频最大,同时存在低频的峰值。周期内涡旋脱落产生一个周期升力变化的同时,产生1.5个周期的阻力变化。在气动载荷中升力系数受复杂工况的影响最大,阶梯圆柱型杆件的气动力稳定性较好。拔模角及横向风速影响杆件尾流的分布规律,使得涡的脱落点沿倾角及横向风速的下游方向偏移。

    2019年11期 No.345 126-132页 [查看摘要][在线阅读][下载 2502K]
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  • 基于因子分析法的SCARA型硅片传输机器人灵活性综合评价模型

    李耀贵;杨斌;

    SCARA型硅片传输机器人的灵活性性能评价方法是该类机器人研究和应用的重要问题,由于灵活性的指标多,指标间存在不同程度的相关性,评价信息会发生重叠现象。将因子分析法引入到多规格的SCARA型硅片传输机器人的灵活性性能综合评价中,提出了一种SCARA型硅片传输机器人的灵活性性能评价的综合评价模型,在该模型中,通过计算初等载荷矩阵及因子贡献率将5个单一性能指标的信息综合为2个公共因子,再利用因子旋转区分出运动灵活性中的两个不同方面,最后,建立SCARA型硅片传输机器人灵活性综合评价函数,选择出灵活性能最优的SCARA型硅片传输机器人。计算结果表明:该灵活性综合评价模型可以为SCARA型硅片传输机器人最佳尺寸的选取提供科学的理论参考依据。

    2019年11期 No.345 133-137+141页 [查看摘要][在线阅读][下载 1213K]
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  • 一种新型三自由度混联转台的尺度优化分析

    闫文楠;梁顺攀;王贝;许允斗;

    提出一种新型三自由度混联转动平台机构,该转动平台相对于机架具有三个纯转动自由度,能够实现平台横摇、纵摇和回转运动;提出并联机构承载能力和驱动经济性两个优化指标,基于Adams环境获得设计变量对优化目标的影响;对于无法采用两个指标统一的设计变量,对其进行无量纲化、加权处理,采用多目标优化方法建立统一的目标函数;同样对回转装置的外轮廓进行优化,基于优化得到的并联机构尺寸,最终获得混联转台的关键结构尺寸。该新型三自由度混联转动平台承载能力高、回转范围大,在方位跟踪、运动模拟等领域具有广泛的应用。

    2019年11期 No.345 138-141页 [查看摘要][在线阅读][下载 623K]
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  • 基于本体的高速列车设计知识推送技术研究

    樊强;武浩远;钱一山;刘兴中;

    高速列车设计是多学科知识密集交互并实现创新的过程,针对高速列车研发过程中知识重用率低、知识价值贡献低、系统智能化程度不高等问题,文章研究了基于本体的高速列车设计知识推送技术,以有效支持高速列车的研发设计,实现设计知识的有效重用。首先,研究了包括用户本体、设计任务本体以及设计知识本体的高速列车设计本体的构建方法,然后,在设计本体的基础上,研究了高速列车设计知识推送的两种模式,即检索式和交互式设计知识推送。最后,以高速列车转向架牵引传动系统为例,验证了该方法的可行性和有效性。

    2019年11期 No.345 142-145+149页 [查看摘要][在线阅读][下载 1101K]
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  • 基于扰动观测器的直线电机速度系统预测函数控制

    周磊;林健;汪木兰;黄家才;

    针对直线电机伺服系统存在非线性、不确定性和各种扰动等特性,提出了一种基于扰动观测器和预测函数控制的复合控制方法。首先建立直线电机伺服系统的数学模型;然后设计扰动观测器对参数变化和外部干扰进行补偿,将干扰估计值反馈给预测函数控制器,建立带有干扰信息的预测模型,从而优化控制方法,提高伺服系统的控制效果。仿真结果表明,采用该复合控制方法设计的扰动观测器和预测函数控制器能够有效抑制扰动,满足系统对快速性和稳态精度的要求,系统具有较强的鲁棒性和抗干扰性,能够实现伺服系统的有效控制。

    2019年11期 No.345 146-149页 [查看摘要][在线阅读][下载 262K]
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数字化设计与制造

  • 湿式双离合器摩擦副瞬态温度场特性仿真

    黄晨;褚超美;顾健华;顾荣华;

    针对湿式双离合器摩擦副热失效问题,以对偶钢片为研究对象,开展了离合器摩擦副瞬态温度场特性的仿真研究。依据摩擦副热学模型,计算片间热流密度及对流换热系数。建立对偶钢片有限元模型,以片间热流分配、摩擦副热传导及对流换热为基础建立边界条件,利用ANSYS进行有限元仿真,研究了起步工况以及不同运行参数下对偶钢片瞬态温度场分布。研究结果表明:滑摩过程中钢片上各点的温度随径向距离增加而上升,高温部分集中于外半径处,但在最大半径处有所下降。

    2019年11期 No.345 150-153页 [查看摘要][在线阅读][下载 679K]
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  • 基于ZWT模型的胶带输送机动力学方程的建立

    程相文;张宇;

    以往在建立输送带的动力学方程时,大多采取Voigt模型。而Voigt模型属于线性粘弹性模型,虽然考虑了胶带的粘弹性,但却忽视了其在大变形下表现出的非线性力学行为。基于ZWT非线性粘弹性本构模型,建立了输送机动力学方程,使用显示有限差分法求解并利用Matlab计算,分析了不同工况下输送机的动态响应特性。结果表明:依据ZWT模型建立的输送带动力学方程,输送带的动张力小于依据Voigt模型建立的输送带动力学方程;输送机以抛物线加速度启动曲线启动,输送带的运行稳定值小于其他两种启动曲线;当输送机启动时,启动时间越长,输送带启动越平稳;启动速率越大,输送带驱动滚筒处的动张力也越大;输送机空载启动比满载启动运行更平稳。

    2019年11期 No.345 154-157页 [查看摘要][在线阅读][下载 534K]
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  • 雅可比-旋量模型在三维统计公差再设计中的应用研究

    彭和平;闵珉;彭卓群;

    在确定产品功能要求(Functional Requirement,FR)和相应尺寸链的功能要素(Functional Element,FE)副之后,可以推导雅可比-旋量模型的数学表达式。蒙特卡罗模拟使用大量随机数值作为输入来反复运行该模型,使这个确定性的公差分析模型能执行三维统计公差分析。为了实现三维统计公差再设计,提出了在统计条件下雅可比-旋量模型中每个FE对总FR的贡献百分率的计算方法,以帮助设计者确定哪些公差需要收紧或是放松。经过几轮的公差再设计,直到计算出的FR值满足产品所要求的FR,三维统计公差的再设计得以实现。将该方法应用于活塞式发动机装配的曲柄连杆机构以验证其有效性,并通过与确定性公差设计方法比较表明,这里方法能显著降低所需的精度,从而大大降低产品生产和检验成本。

    2019年11期 No.345 158-162+166页 [查看摘要][在线阅读][下载 2397K]
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  • 核设施管道检测机器人系统研究

    李新茂;王基生;朱波;吴仕超;

    提出了一种具有自适应能力的管道检测机器人,该机器人应用于核设施内在役或退役的通风管道的检测。结合核工程现场实际,基于一种类型的核设施通风管道,设计适应作业环境、运动灵活、实时可靠的管道检测机器人。该机器人系统分为机械结构、控制系统和数据采集处理系统。机械结构分为驱动单元机构和控制单元机构;控制系统含有驱动模块、遥操作模块以及以STM32F103ZET6芯片做核心的主控板;数据采集处理系统分为各数据采集硬件模块和数据库分析软件。所研发的机器人能够为我国核设施的检测和退役的有效实施提供有价值的参照。

    2019年11期 No.345 163-166页 [查看摘要][在线阅读][下载 503K]
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  • 碳化硅高速磨削表面完整性研究

    倪嘉铭;

    针对碳化硅的应用日益扩大,但它质地硬脆,高效率高质量加工总遇到障碍的情况,采用高速磨削工艺,研究了砂轮速度对磨削力和材料去除率的演变规律,开展了磨屑形态、磨削表面和亚表面形貌观察,及表面粗糙度、残余应力等一系列试验。结果表明:高速磨削能降低磨削力和磨削热,减小磨削损伤层,成比例提高砂轮速度和工件速度能增进表面完整性和提升加工效率。基于磨削层表面粗糙度和深度残余应力的检测,表明:在碳化硅高速磨削中,存在脆-延性去除机理的转化过程;高速磨削有望成为高效率高质量磨削工程陶瓷碳化硅的一条有效途径。

    2019年11期 No.345 167-169+173页 [查看摘要][在线阅读][下载 742K]
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  • 大功率液力变速器试验台底座结构优化设计

    杨旭东;董瑜;葛庆宽;杨海;

    大功率液力变速器试验台是大功率液力变速器生产企业常用的一种试验装备,试验台底座对试验台整体性能具有重要的影响。在原有试验台驱动及前加载底座结构的基础上,采用ABAQUS对底座的动态性能进行分析,研究了不同元结构及不同约束布置形式对底座动态性能的影响规律,并在对底座拓扑优化的基础上对底座的筋板进行了尺寸优化。对优化前后底座进行了比较分析,得到优化后的底座在重量减轻17.75%的同时,一阶固有频率提高26.27%。研究结果为同类型的试验台底座设计提供了有效的设计指导。

    2019年11期 No.345 170-173页 [查看摘要][在线阅读][下载 952K]
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  • 模态分析在客车侧翻性能评价上的应用

    洪汉池;郭福森;洪宇童;林一航;

    建立了客车车身骨架有限元模型,并对3种上部结构方案的客车车身骨架进行自由模态分析,得到客车车身的前12阶的振型与固有频率。初步推测侧倾振型所对应的固有频率高的客车具有更好的侧翻性能。参照欧洲ECE R66法规要求,建立客车侧翻仿真有限元模型,利用显式非线性有限元求解器LS_DYNA对客车侧翻过程进行仿真分析。结果表明:侧倾振型频率高的客车在侧翻过程中其侧窗立柱变形量最小,具有最好的侧翻安全性能。通过模态分析可对客车侧翻性能进行初步评价,有利于缩短客车研发周期。

    2019年11期 No.345 174-176页 [查看摘要][在线阅读][下载 1314K]
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  • 基于ELMD和1.5维谱的滚动轴承早期故障诊断方法

    任学平;黄慧杰;李攀;

    滚动轴承出现早期故障时,故障特征十分微弱,伴随严重的噪声干扰导致其故障特征难以识别,针对这一问题,提出了一种总体局部均值分解(Ensemble Local Mean Decomposition,ELMD)和1.5维谱相结合的滚动轴承故障诊断新方法。该方法首先运用ELMD对振动信号进行分解,得到一系列乘积函数(product function,PF)分量,然后根据峭度准则以及相关系数准则提取一个包含主要故障信息的PF分量,最后对提取的PF分量进行1.5维谱分析,通过分析谱图中突出成分以确定轴承故障类型。通过仿真信号和工程实验数据分析验证了该方法的有效性。

    2019年11期 No.345 177-180页 [查看摘要][在线阅读][下载 1494K]
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  • 分插推培机构非圆齿轮节曲线设计分析与加工

    万苏文;庞建华;

    针对高速水稻插秧机作业效率和质量的功能要求,提出了将非圆齿轮行星轮系作为分插机构的传动部件,并设计出非圆齿轮插秧旋转箱与双针推培插植机构。用解析方法建立了偏心齿轮-非圆齿轮旋转前插式水稻插秧机关键部件-分插机构运动学模型,并依据圆柱插齿刀范成法加工非圆齿轮的原理,构建了插齿刀与非圆齿轮毛坯的节曲线在相互啮合时的几何位置关系,建立圆柱插齿刀和非圆齿轮节曲线数学模型,为采用非圆齿轮行星轮系分插机构的高速插秧机的设计提供了理论依据。

    2019年11期 No.345 181-183页 [查看摘要][在线阅读][下载 494K]
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  • 塑料成型机械造型要素的感性工学研究

    杨松;

    以中空成型机造型要素的分析与提取过程为案例,研究塑料成型机械的行业背景、应用情况及造型现状,应用感性工学理论的分析方法,搜集中空成型机的感性需求并建立其语义空间,将复杂的机械外观提炼归纳为几种形象要素,建立感性需求和造型要素之间的对应关系并加以实施应用。据此案例总结出适用于塑料成型机械的造型要素提取方法,用于指导企业根据市场导向和用户的感性需求来定位产品外观造型设计,创造出市场及用户所需要的产品形象。

    2019年11期 No.345 184-187+191页 [查看摘要][在线阅读][下载 802K]
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  • 乘用车半轴扭矩无线测试系统研究与性能试验

    王山明;张瑞亮;王铁;王建军;

    为了获取乘用车变速器载荷谱编制所需的载荷-时间历程,需要测量乘用车半轴在不同道路路面工况下的扭矩载荷信号。在分析乘用车行驶工况以及传动系结构特点的基础上,基于2.4G无线数据通信技术,利用STM32单片机作为系统主控制器构建了一套乘用车半轴无线扭矩测试系统,并以实车为样机,搭载该测试系统进行测量半轴扭矩的性能试验,通过分析该无线扭矩测试系统在两种不同道路路面工况下对扭矩载荷的测试结果,表明该测试系统设计方案合理可行、所测数据稳定可靠。

    2019年11期 No.345 188-191页 [查看摘要][在线阅读][下载 659K]
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  • 锌锭垛自动下线装车控制系统的设计

    岑华;韦韩;沈治;

    锌锭垛自动装车控制系统将打包好的锌锭垛从生产下线流转至缓存储区,并根据发车要求从存储区取出后流转至装车位自动装车发运。该项目采用激光AGV叉车与桁架机器人实现自动下线和装车,可根据输入不同车型选择不同的码垛方式,替代现有行车与人工叉车的方式,减少劳动强度,降低安全风险。该控制系统已成功应用于广西某有色金属冶炼公司,通过运行发现该系统设计合理,运行可靠,提高了配送效率,在输送过程中实现了全自动化和智能化。

    2019年11期 No.345 192-195+199页 [查看摘要][在线阅读][下载 968K]
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  • GA和BP神经网络在电池散热中的应用

    柯坚;王斌汉;杨志军;

    针对电池散热问题,利用GA与BP神经网络对电池间隙与进风口风速进行了优化并利用FLUENT进行了仿真验证。为了获取较高泛化能力的BP神经网络,在建立能反映电池组间隙、进风口风速与电池组最高温度关系的神经网络的同时,利用GA对BP神经网络的初始权值阈值进行了优化,并对训练好的神经网络进行寻优求解,获得最高温度最低时所对应的电池间隙和进风口风速。在此基础上进行仿真验证,仿真结果与寻优结果基本一致,电池组流场平稳,温度得到有效降低且与预测温度基本差别不大。

    2019年11期 No.345 196-199页 [查看摘要][在线阅读][下载 585K]
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  • 发动机平衡系统配重块加工质量影响因素分析

    周一帆;李刚炎;王平俊;刘思睿;

    发动机平衡系统配重块是决定系统性能的关键零件,其加工质量控制直接影响着系统的平衡效果。在分析配重块结构特点的基础上,构建加工质量指标计算模型,并运用MATLAB软件进行计算分析。研究了平衡系统配重块设计参数对质量、转动惯量、静不平衡量和动不平衡量等加工质量指标的影响,采用正交试验设计方法和均值化法进行仿真计算,通过试验结果的方差分析确定加工质量指标的关键影响因素,为在零件设计制造和装配过程中实现质量保障提供参考。

    2019年11期 No.345 200-203+208页 [查看摘要][在线阅读][下载 565K]
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  • 桥式起重机主梁自适应多目标动态优化

    邱悦;易朋兴;聂福全;马德杨;

    以通用型双梁桥式起重机为对象,对主梁进行结构优化设计,采用一种新的将Kriging响应面与多目标遗传算法相结合的优化方法,相比一般多目标遗传算法,计算成本更低,能更加快速地找到第一个Pareto前端解。考虑了结构动态性能,即主梁结构的垂直自振频率应尽量较低;简化双梁结构,以单个梁结构为分析对象,提高了计算效率。优化后的起重机相比原始设计质量减轻了7.61%,垂直自振频率为5.96Hz,最大应力98.15Mpa,增大了13.54%,最大变形36.38mm,增加了4.55%,满足了静刚度和强度条件,说明优化是有效的。

    2019年11期 No.345 204-208页 [查看摘要][在线阅读][下载 723K]
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  • 无刷直流轮毂电机性能测试平台设计

    李余毅;李建贵;

    随着轮毂电机的深入研究,有必要建立专用的轮毂电机性能测试平台。以数字信号处理器(DSP)为核心,设计了无刷直流轮毂电机控制系统的硬件和软件,搭建了轮毂电机性能测试平台,并基于此平台对所设计控制系统进行测试,试验结果表明所设计控制系统符合设计要求,且对一台无刷直流轮毂电机样机进行效率测试,得到了实验样机的转矩转速曲线和效率map图,结果表明该平台满足轮毂电机性能测试试验要求,能为轮毂电机的设计优化提供试验支持。

    2019年11期 No.345 209-212页 [查看摘要][在线阅读][下载 866K]
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  • 视差图像的片光物体三维重构

    郭晓康;王中任;

    提出一种基于视差图像结合片光技术的方法来重构物体的表面形貌。利用一组连续的图像对应的立体匹配点来计算视差值,并用于构建的片光模型中。提供两组不同高度的共面的光点,结合奇异值分解的算法来得出更精准的光平面,并用两幅描述同一运动的标定板图像来求更精准的对象移动位姿。采用对ROI区域精准定位有效部位,减少野点误差。实验证明,用此种方法能够有效准确的对物体表面进行重构,平均误差可达0.395mm。

    2019年11期 No.345 213-215+220页 [查看摘要][在线阅读][下载 603K]
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  • 行波管热丝引出结构的耐随机振动量级分析

    宋芳芳;恩云飞;李斌;苏伟;

    热丝组件是行波管内部温度最高的部位,其结构的抗振性能直接影响整管的抗振可靠性。用热力耦合仿真技术获得了随机振动PSD谱1σ、2σ、3σ概率分布下热丝断裂部位的应力场分布及最大应力值,并以试验获得的热丝高温抗拉强度作为热丝断裂判据,评价了25℃和85℃环境温度工作时原热丝结构能承受抗振量级,结果表明:1σ概率分布下,原热丝结构在25℃和85℃环境温度下工作时分别能承受加速度均方根为19.22g和18.67g的随机振动量级;3σ概率分布下,能承受16.06g和15.08g的随机振动量级。并评价了不同结构尺寸的热丝结构的抗振能力,研究发现热丝所能承受的随机振动抗振量级随热丝引出端长度的增加而增大,随热丝直径的增大而增大。研究成果为热丝结构优化设计提供理论依据。

    2019年11期 No.345 216-220页 [查看摘要][在线阅读][下载 787K]
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  • 汽车ABS控制算法设计与试验验证

    郝亮;郭立新;张旭斌;李刚;

    为了有效验证整车ABS控制器实车匹配前的控制效果,通过Carsim动力学仿真软件建立整车的参数化模型,在Matlab/Simulink中搭建了两种ABS控制策略,一种是自主开发的基于滑移率为主要控制目标、以车轮角速度为辅助控制目标的逻辑门限值ABS控制策略,另一种是实际当中常用的PID控制策略;将Carsim与Matlab/Simulink进行联合仿真,选取了对开路面紧急制动时仿真试验,逻辑门限值ABS控制策略明显优于PID控制策略;最后,选取同样工况进行硬件在环试验,结果证明了ABS逻辑门限值控制策略能够在实际控制过程中保证良好的制动效能及制动方向稳定性。

    2019年11期 No.345 221-223页 [查看摘要][在线阅读][下载 894K]
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机器人

  • 三自由度解耦并联机器人设计与轨迹规划

    顾寄南;刘守;

    由于传统的并联机器人具有高耦合性和难以控制的缺点,所以要研究并联机构的解耦性,而只有结构解耦才是真正的运动解耦,研究了一种三移动自由度解耦并联机器人。首先根据平移运动解耦构型方法设计三移动自由度并联解耦机构,用Pro/E建立三维建模,并进行机构分析,验证解耦特性;然后将三维模型导入Adams中,并简化动力学模型,建立并联机构的虚拟样机;最后采用5次多项式插值函数对机构进行轨迹规划和运动学仿真。结果表明,设计的并联机构是解耦的,轨迹规划方案合理,机构运动学性能良好,对轻型产品的高速搬运有很高的应用价值。

    2019年11期 No.345 224-227页 [查看摘要][在线阅读][下载 750K]
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  • D-S证据理论的高炉煤气管道类型识别

    王丰;唐宇轩;

    高炉煤气管道管网布局复杂,检测机器人在其中自主行进时,除了直管外,还常常会遇到L型管或T型管。如果此时机器人不能提前获知,仍按直管的运动方式前进往往会导致机器人搁浅。传统的管道类型识别使用的是视觉传感器传递信号给上位机后人工甄别,存在成本高、可靠性低的问题。为实现高炉煤气管道机器人自主完成管道类型的提前判别,采用将两类传感器前置与斜置的布置方案,并应用D-S证据理论从时域和空域上组合两类传感器两周期的证据。结果表明,使用证据理论在该传感器布置方案下机器人的管型判别的不确定性明显降低,自主作业能力也得到提升。

    2019年11期 No.345 228-230页 [查看摘要][在线阅读][下载 273K]
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  • 基于RobotStudio的工业机器人输送链跟踪仿真

    王功亮;王好臣;李振雨;李家鹏;

    为提高工业机器人在智能化生产线设计中的效率和可行性分析,提出以ABB机器人仿真软件RobotStudio在输送链跟踪中的实际应用;利用SolidWorks/Pro-E等三维建模软件,对机器人末端吸盘及外围设备进行三维实体建模,转换为Step格式文件导入RobotStudio软件中,完成整个工作站的空间布局;对机器人运动学进行理论分析,添加输送链Smart组件并进行属性设置,对输送链各个窗口进行参数标定;通过工作站逻辑,建立起各个Smart组件和机器人之间的I/O通讯。仿真结果得出:机器人输送链跟踪程序可以同步至实际生产中,产品输送链速度和机器人拾取率有密切关系,在输送链跟踪对机器人的设置方法,也可以对其它用途的工业机器人仿真作为参考,在缩短生产线研发周期和提高设计效率等方面,具有良好的作用。

    2019年11期 No.345 231-234页 [查看摘要][在线阅读][下载 650K]
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  • 基于模糊滑模的机械臂鲁棒轨迹跟踪控制

    鲁彩丽;高宏力;宋兴国;王兆光;

    针对存在外部扰动及建模误差的机械臂轨迹跟踪控制问题,提出了一种基于模糊滑模的鲁棒轨迹跟踪控制策略。在传统鲁棒控制器的基础上引入模糊滑模控制器取代等效控制项,解决了由初始系统误差较大引起的速度跳变、抖振等问题。其中模糊滑模控制器采用自适应模糊逻辑修正指数滑模趋近律中的常数项,可以优化滑动模态的品质,有效消除抖振。利用Lyapunov理论证明了系统的稳定性。仿真实验结果表明,该控制算法轨迹跟踪误差小,误差收敛速度快,具有良好的实时性。

    2019年11期 No.345 235-237+241页 [查看摘要][在线阅读][下载 388K]
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  • 石化储罐除锈机器人姿态控制技术研究

    霍建玲;张明路;孙凌宇;张小俊;

    基于石化储罐除锈机器人在壁面上水平运动时容易发生姿态倾斜现象的研究,提出了除锈机器人姿态控制系统,该系统提出了控制系统总体结构,构建了除锈机器人静力学模型,并通过力学分析得出除锈机器工作时由于正压力不同等原因导致了姿态倾斜。设计的除锈机器人姿态自补偿控制系统,采用基于陀螺仪及编码器信息结合改进式PID算法的控制策略有效的解决了机器人姿态倾斜问题。通过仿真实验和机器人现场实验验证了该控制系统的有效性。

    2019年11期 No.345 238-241页 [查看摘要][在线阅读][下载 598K]
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  • 机器人视觉示教学习方法研究

    王鹏;朱建新;朱振新;罗南安;

    针对机器人在非结构化环境的人机交互过程中环境感知与目标识别问题,提出一种基于视觉的机器人示教学习方法,机器人通过视觉感知人机交互过程中用户的单次示教获得任务操作技能。采用视觉系统捕获用户示教操作动作图像,通过图像处理与特征匹配算法SIFT提取目标对象特征。机器人复现阶段,识别出新任务环境中目标对象且向机器人输入其坐标位置。在Matlab仿真环境中模拟机器人经始末坐标逆解出机器人任务操作的运动轨迹,通过Barrett WAM机器人实验平台实现操作一组多孔积木的装配任务。研究结果表明:在单次示教与极少的环境先验知识的情况下,机器人能够学习到用户的顺序任务操作技能,并且在视觉范围内有较好的泛化能力。

    2019年11期 No.345 242-245页 [查看摘要][在线阅读][下载 976K]
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  • 电火花线切割精加工轴承钢GCr15温度模拟及验证

    李红丽;陈志;

    淬硬轴承钢GCr15是一种高碳铬钢,具有硬度高、耐磨性好等特点,电火花线切割加工方法是面向类似淬硬轴承钢GCr15等难加工材料的较好选择。此外,电火花线切割加工是利用电极与工件之间的火花放电产生大量热能,从而熔化或汽化工件材料,因此,电火花加工过程被广泛认为是一种热物理蚀除过程。通过对电火花线切割精加工过程中工件的热平衡分析,提出一种新型移动高斯热源模型,考虑材料相变潜热,建立连续脉冲放电精加工轴承钢GCr15温度场模型,采用有限元方法对温度场分布进行数值求解,最后,设计在线温度测量实验验证模型的可靠性。实验结果表明,建立的连续脉冲放电温度场模型具有较高的精度,能够为预测工件表面完整性提供参考。

    2019年11期 No.345 246-248+252页 [查看摘要][在线阅读][下载 552K]
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  • 自适应渐消EKF在移动机器人SLAM中的应用

    杨林志;高宏力;宋兴国;应宏钟;

    针对即时定位与地图构建(Simultaneous localization and mapping,SLAM)中经典方法的误差累积以及噪声干扰问题,提出基于自适应渐消EKF的SLAM算法。该算法通过引入自适应渐消因子,实时在线调整先验概率密度估计,减小陈旧观测信息对系统估计的影响,在保证协方差矩阵正定性的同时,达到提高SLAM算法估计精度及增强其鲁棒性的目的。通过仿真和基于开源数据集的实验,将提出的算法与EKF-SLAM和UKF-SLAM两种算法进行比较,结果表明AFEKF-SLAM算法在估计精度上优于另外两种算法。

    2019年11期 No.345 249-252页 [查看摘要][在线阅读][下载 477K]
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  • 一种管道机器人的结构设计与性能分析

    年四成;邓中亮;刘铁;刘金珠;

    为使机器人具备在立体管道网络中的工作能力,如在90°倾角的管道中攀爬或下行、竖直状态下的悬停作业、通过弯道时不发生侧翻、在运动过程中与管内障碍物不发生刚性碰撞等特性,提出一种新型管道机器人结构,该机器人适应可适应±5mm管径作业。为保持过弯时驱动的同步性,进一步提出一种等距传动机构,同时对机器人通过弯道时的状态进行了分析。对所构型的机器人结构进行了结构与力学特性分析,描述了其在水平、水平过弯、竖直通过弯道典型运动状态下的力学特征,对机器人过弯时进行了运动仿真,最后完成了机器人在立体管道中运行的实验验证。

    2019年11期 No.345 253-255+260页 [查看摘要][在线阅读][下载 853K]
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  • 双臂机器人动力学建模与伺服系统控制

    刘江文;徐敏;

    针对双臂机器人的手臂运动控制问题,研究了其动力学建模与伺服系统控制算法。首先,对其双臂机械结构进行了分析,总结了各个关节对机器人末端位姿的影响,并且简化了动力学方程更利于实现。其次针对简化后的模型参数采用最小二乘法辨识,最后通过仿真和系统实验,验证动力学计算结果的正确性。再次由机器人动力学和电机动力学建立关节转矩模型进行关节转矩力控制;最后讨论了交流永磁同步电机的建模和控制问题。经过验证简化后的模型一方面等效于直流电机便于设计控制器,另一方面可用于机器人关节转矩控制。

    2019年11期 No.345 256-260页 [查看摘要][在线阅读][下载 651K]
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管理与综述

  • 基于神经网络的宏/微双驱动运动平台误差预测及补偿技术研究

    王明强;奚浩;刘志强;纪飞飞;

    宏/微双驱动平台是一种用于微切削加工的高精度切削平台,其定位精度受多种因素影响。为提高宏/微双驱动定位运动平台的定位精度,提出基于BP神经网络进行宏/微双驱动运动平台定位误差预测的方法。测量运动平台的定位精度,从而建立BP神经网络误差预测模型,并运用该模型对宏/微双驱动运动平台进行定位误差预测试验,最终证明BP神经网络定位误差预测模型精度高、抗变换性能好,适用于对宏/微双驱动运动平台的定位误差进行误差预测及补偿,使得宏/微双驱动平台达到10nm级精度设计要求。

    2019年11期 No.345 261-264+268页 [查看摘要][在线阅读][下载 1180K]
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  • 基于多喷头生物3D打印系统的管腔型结构构建

    王强;郑雄飞;王赫然;慕丽;

    基于多喷头生物3D打印系统和溶芯支撑法,运用超低温打印技术,以胶原为管壁材料,水凝胶F127为溶芯材料构建复合管腔结构,经过京尼平溶液交联及冻干处理后将支架浸泡在1℃的去离子水中以去除溶芯材料,从而获得胶原管腔支架结构;同时探究了以明胶/海藻酸钠为管壁结构,明胶材料为溶芯的管结构制备技术,实验证明明胶作为溶芯材料制备管结构的可行性。制备出了具有较好结构及力学性能的胶原和明胶/海藻酸钠管腔支架结构。该多喷头生物3D打印系统以溶芯工艺的方法,在构建管腔型生物结构方面具有很好的效果,为临床及再生医学提供了重要的制造工艺基础。

    2019年11期 No.345 265-268页 [查看摘要][在线阅读][下载 887K]
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  • PVD涂层刀具铣削大理石切削力研究

    孙俊兰;杨小军;

    利用正交设计进行PVD涂层刀具铣削大理石试验,研究切削参数对加工过程中切削力的影响。通过测力仪测得切削力信号,分析信号幅值波动原因。根据试验结果,讨论单一切削参数对切削力的影响趋势。采用最小二乘法原理建立了切削力预测模型,综合分析了切削速度、进给量及切削深度对切削力变化的贡献。探讨切削力出现尖点现象的原因,对预测模型修正并作F检验具有较高的显著性。结果表明,切削深度对切削力的影响最大,切削深度增加导致切削力呈升高趋势;切削速度是影响切削力的次要因素,随着切削速度的提高切削力呈减小趋势;进给量对切削力影响最小,其增大使切削力缓慢变大。

    2019年11期 No.345 269-272页 [查看摘要][在线阅读][下载 457K]
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  • 沈阳中泽智能装备有限公司

    <正>沈阳中泽智能装备有限公司成立于2014年9月份,注册资金1000万,经营范围为:智能机器人、工业机械自动化设备及配套设备的生产、销售、安装、技术开发、技术咨询、技术转让,自营和代理各类商品和技术的进出口,但国家限定公司经营或禁止进出口的商品和技术除外。沈阳中泽智能装备有限公司专注于民用、车用空调设备的研发设计和生产安装,有强大的技术力量和研发能力,产品和技术在国内外处于领先水平,曾先后获得国家科技进步二等奖、辽宁省科技进步一等奖等多个奖项,填补了多项国内该领域空白。处于国内外领先水平的家用空调设备及生产线的智能控制系统性能进一步升级,业务领域从空调拓展到冰箱、热水器、洗衣机等多个生产线;

    2019年11期 No.345 2页 [查看摘要][在线阅读][下载 1319K]
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  • 辽宁省机械研究院有限公司

    <正>辽宁省机械研究院在2011年改制后成为辽宁东工装备制造有限公司的全资子公司,现已更名为辽宁省机械研究院有限公司。研究院经过近40年的发展,在黑色及有色金属加工、空调装备制造领域的成套装备设计与制造方面具有较大的市场占有率,目前已在新产品研发、工程设计、工程咨询、建筑设计、机械装备研制、工程总承包、工业消防、工艺润滑、环境污染防治等方面有着丰富的技术管理、设备制造及方案解决经验。研究院现有员工458人,下设8个事业部,3个设计所,6个分公司,拥有院士工作站,博士后科研工作站和国家认定企业技术中心及《机械设计与制造》杂志社。公司涉及配套的专业有30余个,享受政府津贴专家31人,省优秀专家8人,高级职称人员150人(其中正高48人),取得各类执业注册资格人员89人。在科研、设计及国家重点工程项目的建设中曾获得国家级和省部级多次奖项,其中获国家科技进步二等奖1项,省部级科技进步奖45项(一等奖5项、二等奖16项)承担国家及地方重点工程项目57项。多年来公司注重技术创新及国际化技术合作,先后与德国、

    2019年11期 No.345 8页 [查看摘要][在线阅读][下载 613K]
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  • 2019年度《机械设计与制造》

    <正>征订活动全面启动……尊敬的广大读者:2019年度《机械设计与制造》杂志征订工作已经开始,为了更好地开展这项工作,现将具体征订事宜说明如下:本刊为大16开月刊,全年12期,定价为35元/期,420元/年。面对企事业单位、各大院校和个人每个月均可接受订阅。订阅通道:·电话咨询订阅。订阅专线024-8689912018512480200·网站下载订阅表。www.jsyz.cbpt.cnki.net发送电子邮件至3250874602@qq.com订阅

    2019年11期 No.345 274页 [查看摘要][在线阅读][下载 3557K]
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