- 王世鹏;王钰杰;陶猛;
目前在铁路噪声领域的研究中，采用阻尼材料对车轮进行表面处理的方法是一种较为合理的降噪措施，但是阻尼装置往往因为体积、稳定性和安装难度等问题难以应用于实际工作。采用在车轮表面进行阻尼材料贴附的方式相对安装阻尼装置具有更实际的研究意义。这里针对城市列车915mmS型辐板标准车轮，在其辐板表面执行一种轻型的阻尼表面处理方式，并设计全敷设和环形敷设阻尼材料两种敷设方案。通过有限元软件仿真计算，分析在中低频率段，阻尼处理前后车轮的固有频率及声辐射数值特性，对比分析这两种处理方式对于车轮各模态处声辐射特性的影响，提出可靠性更佳的敷设方案。
2023年02期 No.384 1-4页 [查看摘要][在线阅读][下载 1294K] [下载次数：171 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：2 ] - 高明;苏忆;赵钱;
为了提高电子节气门在外界扰动和参数不确定情况下的控制精度，提出了模型参考自适应控制与扰动观测器结合的复合控制方法。分析了电子节气门控制系统的工作原理，建立了电子节气门数学模型。以典型二阶系统为参考模型，给出了控制律构造方法，使用Lyapunov稳定性推导了控制律参数的自适应律，因而设计了模型参考自适应控制器。为了消除外界扰动和系统参数不确定性，设计了扰动观测器对扰动和参数进行实时估计。将模型参考自适应控制器与扰动观测器结合，提出了复合控制器的构造方法。经仿真和实验验证，存在外界扰动和参数不确定性时，复合控制器的控制精度和控制速度均优于模型参考自适应控制器，说明了复合控制器在电子节气门控制中的有效性，且复合控制器具有较强的鲁棒性。
2023年02期 No.384 5-10页 [查看摘要][在线阅读][下载 1332K] [下载次数：206 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：0 ] - 李自成;熊轩;王后能;熊涛;
针对压电陶瓷驱动器中的迟滞非线性特性，提出一种提高压电陶瓷执行器定位精度的复合控制方法。建立了非等间隔阈值的Prandtl-Ishilinskii(PI)迟滞模型，通过自适应差分进化算法进行系统辨识，求取参数并建立逆模型。考虑到压电陶瓷迟滞非线性特性随输入信号频率变化的特点，采用融合PI逆模型前馈控制与滑模控制的复合控制方法用于压电陶瓷的精密驱动。实验结果表明，相比逆模型前馈和PID结合的复合控制方法，采用逆模型前馈和滑模复合控制方法，平均误差下降了0.0300μm，均方根误差下降了0.0346μm，能有效克服压电陶瓷迟滞非线性，提高系统跟踪性能。
2023年02期 No.384 11-14页 [查看摘要][在线阅读][下载 1283K] [下载次数：400 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：11 ] |[阅读次数：1 ] - 栾孝驰;沙云东;张峰旗;那万晓;
围绕航空发动机轴承典型故障不易诊断的问题，提出了基于噪声信号的非接触式测量方法。在实验室条件下设计并搭建具有复杂传递路径的轴承故障模拟转子试验台，用线切割的方法加工了轴承滚动体划伤故障，开展了该种故障下不同转速工况的试验测试，获取了故障轴承噪声信号及振动信号。对采集到的噪声信号进行频谱分析和小波阈值变换分析，振动信号进行包络谱分析。分析结果表明：基于噪声信号的诊断方法避免了复杂传递路径对信号的衰减作用，可以有效提取轴承滚动体划伤故障信号特征，识别效果明显优于振动信号。这里提出的基于噪声信号诊断的方法为航空发动机轴承故障诊断提供了新手段。
2023年02期 No.384 15-19页 [查看摘要][在线阅读][下载 1366K] [下载次数：304 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：8 ] |[阅读次数：1 ] - 王雅坤;任家骏;李爱峰;边轩毅;
针对矿用挖掘机操作界面的决策评价问题，提出了采用GEM-AHP法决策理论模型对矿用挖掘机的操作界面方案决策评价。首先，在矿用挖掘机的操作界面的特点和设计标准基础上，依据层次分析法原理构建决策指标，根据矿用挖掘机的特点，改进GEM-AHP算法，结合JACK人机工程软件的虚拟仿真结果，构建适用于矿用挖掘机的操作界面决策理论模型；其次，依据太原重工集团的某型号矿用挖掘机操作界面，重新设计了3个待评价方案，验证决策评价；最后，设定了6项敏感性分析试验以检验该模型决策评价结果是否可信。结果表明：该方法结合了GEM法和AHP法的优点，并参考JACK人机工程评价结果，规避了判断矩阵的不一致性问题和决策的主观性，简化了计算过程，可信度较高，节约了企业的决策成本。
2023年02期 No.384 20-23+27页 [查看摘要][在线阅读][下载 1292K] [下载次数：189 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：1 ] - 于兵;程建邦;姚爱英;陈占春;
针对传统Canny算法在识别直缝焊管焊缝边缘时易受噪声干扰、强弱边缘连接不佳等问题，通过分析直缝焊管图像特点，提出一种改进的Canny算法检测直缝焊管焊缝位置方法。首先在进行非极大值抑制中引入了梯度方向局部均值偏差；其次对非极大值抑制之后的点利用大津法计算阈值；最后通过实际采集焊管图片强弱边缘分布特点将强边缘边界所连边界作为附加连接条件。通过实验验证改进的非极大值相对于传统方法抑制能够有效的抑制噪声点并保留边缘信息，在直缝焊管焊缝边缘位置识别中改进的Canny算法相对于传统边缘检测算法能够抑制噪声干扰，保留更多的焊管边缘与焊缝边缘，因此较好的满足实际使用需求。
2023年02期 No.384 24-27页 [查看摘要][在线阅读][下载 1325K] [下载次数：313 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：11 ] |[阅读次数：1 ] - 曾凡琮;徐劲力;
四冲程气动发动机（Four-Stroke Compressed Air Engine;F-s CAE）气缸内气体状态的变化规律直接影响其动态特性，文中首先阐述了F-s CAE的工作原理，并运用工程热力学理论建立了F-s CAE工作过程的数学模型。以F-s CAE的气缸为研究对象，基于Fluent分别建立了其物理模型和动网格模型，对气缸内流场进行了动态数值模拟，得到了缸内流域的压力场和温度场的动态变化。为验证计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics,CFD）仿真方法的正确性，将CFD仿真结果与理论数值分析结果进行对比。研究结果表明，运用CFD仿真方法来研究F-s CAE气缸内的流场特性是可靠且可行的，能较准确的反映其工作特性，为F-s CAE的研发标定和进一步的优化设计提供理论支撑。
2023年02期 No.384 28-31+36页 [查看摘要][在线阅读][下载 1363K] [下载次数：180 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：2 ] - 吴磊;王琪;张鹏;
通过对汽车行驶状态的分析，分别在Simulink和CarSim中建立理想二自由度四轮转向汽车模型和整车模型。在Simulink中建立控制策略，以前轮转角比例控制的方式控制后轮转角；以车辆质心侧偏角和横摆角速度作为控制量，基于模糊控制理论，计算出所需附加横摆力矩，通过所设计的分配策略确定施加在前后车轮的制动力矩。利用CarSim和Simulink搭建联合仿真平台，进行低速角阶跃实验和高速单移线实验，并与前轮转向和其他控制策略下的仿真结果对比分析。仿真结果表明，所设计的控制策略使汽车的质心侧偏角和横摆角速度始终保持在理想值的附近，提高了汽车的灵活性和稳定性。
2023年02期 No.384 32-36页 [查看摘要][在线阅读][下载 1427K] [下载次数：768 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：13 ] |[阅读次数：2 ] - 汪伟;杨凤敏;王汝佳;姜苏杰;
针对采用固定速比的电动汽车动力性及经济性不佳的问题，将原有的单挡传动替换成两挡传动并修改相应的换挡策略。首先，完成电机、电池以及传动比的初步匹配；其次，通过NSGA-Ⅱ算法优化传动比参数；最后基于ADVISOR汽车仿真软件，在CYC＿NEDC循环工况下进行对比分析以验证两档速比的优势。仿真结果表明：两档速比的续驶里程大于固定速比，且优化后的续驶里程相比优化前增加了3.04km；电池受到的电流冲击减小1A；两档速比的电机能更好地工作在高效率区域。
2023年02期 No.384 37-40页 [查看摘要][在线阅读][下载 1307K] [下载次数：456 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：10 ] |[阅读次数：2 ] - 胡耿;张定;谭武中;
膜盘联轴器在工作中多因膜盘高周疲劳破坏而失效。为提高膜盘的高周疲劳安全裕度，通过分析膜盘型面高周疲劳应力特点，研究了型面最小厚度和型面指数对膜盘高周疲劳安全系数的影响，并基于ANSYS软件建立了以高周疲劳安全系数为目标的优化设计方法，最后完成了某膜盘型面优化设计及试验验证。结果表明：（1）型面最小厚度与型面指数对膜盘型面疲劳性能有重要影响，且两参数存在一定的相关性；（2）采用该优化设计方法可有效提高膜盘高周疲劳性能。
2023年02期 No.384 41-44页 [查看摘要][在线阅读][下载 1309K] [下载次数：141 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：1 ] - 董丽娟;方召;陈会涛;
由于往复式压缩机的故障诊断需要复杂而耗时的特征提取过程，并且对超参数优化存在局限性，提出了一种基于深度学习和贝叶斯优化的压缩机故障诊断方法。首先通过时域计算短窗口的预处理方法降低模型复杂性，并且不损失时间相关信息。然后从压缩机振动信号的时间序列表示中迭代训练长短期记忆模型，在每次迭代中限定搜索空间，并利用贝叶斯优化方法对超参数进行优化。通过实验结果显示提出模型的故障识别率达到93%，与其他方法的对比结果证明该方法在性能上有了显著的提高。
2023年02期 No.384 45-52页 [查看摘要][在线阅读][下载 1455K] [下载次数：708 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：14 ] |[阅读次数：1 ] - 李运堂;廖佳文;陈卫宇;周重建;
基于电磁加载稳定且可调可控等优点，提出了电磁非接触式加载高速超精密气浮电主轴性能检测方案。通过仿真和实验确定电磁力与励磁电流、加载距离、加载盘直径、主轴转速之间的关系，优化了电磁铁结构和参数，得到了满足实验要求的电磁铁。结合高精度三维力传感器、激光位移传感器、加速度传感器搭建了主轴性能检测实验平台并开展了相关实验。结果表明：动态电磁力与励磁电流成正比，与主轴转速和加载距离成反比，实验与仿真结果一致，验证了方案的可行性。
2023年02期 No.384 53-57+62页 [查看摘要][在线阅读][下载 1514K] [下载次数：399 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：1 ] - 朱钱龙;范宇航;王丽娟;喜冠南;
为回收柴油机缸套水散逸的热量，提高能源利用效率，这里基于T6138ZLCZu型船舶柴油机搭建了一套余热回收台架，并利用Labview软件和嵌入式开发技术设计了以PID模糊控制方法为核心的温度测控调节平台。实验研究了柴油机功率、冷却水流量和温度对柴油机缸套水余热利用效果及燃油消耗率的影响。实验结果表明：在柴油机负荷为75%，外循环水流量为5m3/h时，燃油经济性较好，此时外循环水进出口温度差最高可达到43℃，可回收缸套水热量为205kW。且系统闭环控制效果良好，超调量较小，具有实际应用价值。
2023年02期 No.384 58-62页 [查看摘要][在线阅读][下载 1309K] [下载次数：163 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：1 ] - 吴涛;马驰;
传统智能数据驱动机械剩余寿命预测存在两个问题：（1）预测起始时间的确定精度不高（2）实体之间数据分布的显著差异，为此提出一种基于数据对齐的深度对抗性神经网络机械寿命预测。利用生成性对抗性神经网络学习机器健康状态下的数据分布，建立系统异常的有效指标，确定预测的预测起始时间。将学习到的特征进一步用于剩余寿命估计，并对不同实体的数据比对引入对抗训练。在学习子空间中通过数据对齐策略来提取实体不变特征，弥补数据分布差异，提高了数据驱动程序方法的泛化能力。最后利用两组加速滚动轴承退化测试数据集验证了所提出的预测方法，结果表明提出的方法能够有效提升预测精度，并且有效解决了数据差异问题。
2023年02期 No.384 63-70页 [查看摘要][在线阅读][下载 1595K] [下载次数：310 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：1 ] - 夏玉红;叶畅;相玲玲;
当前涡旋压缩机的涡旋齿通常采用圆渐开线的对称型线，存在吸气过热、低绝热效率、难以提高压缩比等问题。针对这些问题采用非对称圆弧齿端修正的设计，解决了对称圆弧修正中的不足，更好地兼顾内容积比和齿端强度。通过理论计算，该设计缩小了两工作腔内容积比之差，减少排气的气流脉动；同时运用CAE仿真分析在气体温度及压力载荷共同作用下，非对称型线设计的涡旋齿端的应力与变形最大值减小。最后实验证实了非对称型线齿端修正能够降低功耗、提升压缩机的性能与可靠性。
2023年02期 No.384 71-75页 [查看摘要][在线阅读][下载 1390K] [下载次数：237 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：1 ] - 刘晋霞;臧丽伟;刘宗锋;
以立式飞轮电池为研究对象，应用集中质量法将其离散化为弹性轴承-偏置转子模型，建立起具有陀螺效应、弹性轴承、内部阻尼和刚度以及PID控制下的八自由度转子-轴承系统的数学模型，采用拉格朗日法推导了转子-轴承系统涡动微分方程。根据微分方程计算特征方程的特征值，利用最大特征值法判断系统随角速度变化的稳定性。借助MATLAB通过时域波形图、相图、Poincare图、幅频特性图研究转子在不同角速度下的振动特性，进一步验证了最大特征值原理的正确性。
2023年02期 No.384 76-80+85页 [查看摘要][在线阅读][下载 1447K] [下载次数：250 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：1 ] - 雷瑶;叶艺强;王恒达;
为设计合理的旋翼布局来展现出共轴双旋翼系统的气动性能，通过搭建试验平台测量了共轴双旋翼飞行器的间距比为0.32R-0.75R的功耗和升力。另外，采用ANSYS建立了共轴双旋翼飞行器的全尺寸模型，并进行了一系列仿真，得到了不同间距下共轴双旋翼的压强、速度和流线分布。分析结果表明：共轴双旋翼间的气动干扰在合适的间距下被削弱，此时桨尖涡流完整。同时，整体的升力比单旋翼至少可以提升58%，最高可以提升72%。此外，还发现在产生相同升力时，在较低转速下产生的功率载荷PL值比较大。最后，值得注意的是，在旋翼间距h为0.385R时的气动性能较良好，是共轴双旋翼单元最佳的布局。
2023年02期 No.384 81-85页 [查看摘要][在线阅读][下载 1403K] [下载次数：458 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：2 ] - 聂鹏;陈天缘;陶金;
针对管件电磁胀形中螺线管线圈的使用寿命短、易损坏的问题，运用ANSYS Maxwell对电磁胀形过程中螺线管线圈所受到轴向与径向电磁力进行有限元仿真。研究了螺线管线圈在高于被胀形管件的情况下，随着螺线管线圈内径的不同，其所受到的电磁力的大小与方向的变化情况。并通过有限元仿真与实验结果对比发现：在螺线管线圈高于管件的电磁胀形中，当螺线管线圈内半径r=11mm时其所受到的力主要来自于管件；当螺线管线圈内半径r=8.5mm时其所受到的力主要来自于自身产生的电磁力。同时螺线管线圈所受到的轴向力是导致其失效的主要原因。
2023年02期 No.384 86-89+100页 [查看摘要][在线阅读][下载 1368K] [下载次数：137 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：2 ] - 许伟红;周金宇;
为了弥补实际工业数据和实验实验室数据之间的差距，提出了一种基于加权动态时间扭曲的不平衡结构转子故障诊断方法。通过使用基于故障信息内容的加权方案改进的软动态时间扭曲方法处理数据安全性和不平衡问题。在故障分类阶段，引入了一种结构转子故障的早期分类方法，通过仅将准确度作为目标来开发序列深度学习分类器，然后通过考虑准确性和早期性来定义早期决策策略。在试验台数据集上产生的结果证明了提出方法能够有效提升结构转子故障诊断的精度，并且有效同化数据之间的差异。
2023年02期 No.384 90-100页 [查看摘要][在线阅读][下载 1609K] [下载次数：131 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：2 ] - 皇甫瑞云;贺占蜀;
基于有限元软件Flux建立42CrMo钢板二维移动感应加热有限元模型，分析了感应加热过程中钢板温度场的分布，研究了钢板温度随时间的变化规律以及稳态时沿深度方向的温度变化规律，还探究了不同工艺参数对钢板温度的影响。结果表明，钢板上表面温度最高且双峰性最明显，随着深度的增加，温度逐渐降低，双峰性也逐渐变得不明显甚至消失。此外，钢板表面温度随着电流强度、电流频率的增大而升高，随着移动速度、空气间隙的增大而降低，其中电流强度和电流频率这两个变量对钢板峰值温度的影响较大。
2023年02期 No.384 101-105+111页 [查看摘要][在线阅读][下载 1422K] [下载次数：352 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：11 ] |[阅读次数：1 ] - 吴玉厚;位华;包志刚;郭建成;
为探究供油量对轴承振动及温升的影响，本实验对Si3N4全陶瓷深沟球轴承和钢制深沟球轴承开展控制变量实验，探究了深沟球轴承在干摩擦、湿润滑、持续供油条件下的振动及温升特性。结果表明，供油量对全陶瓷深沟球轴承振动及温升的影响程度随轴向载荷的增大而减小，随着轴向载荷增加，润滑后的陶瓷轴承表现出更优越的性能，适用的润滑油供油量范围也较钢制轴承更广，在相同的供油量条件下，陶瓷材质的轴承内圈比钢制轴承内圈的温升低约（5～8）℃，陶瓷轴承的外圈温升比钢制轴承外圈的温升低约（5～11）℃，但钢制轴承在较大供油量时温升下降幅度较大，与陶瓷材质轴承的温升差值减小。同时氮化硅全陶瓷深沟球轴承较钢制轴承在不同供油量条件下振动和温升均表现出更优越的性能。
2023年02期 No.384 106-111页 [查看摘要][在线阅读][下载 1397K] [下载次数：251 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：1 ]
- 焦欣;李鑫;
汽车车身覆盖件用冷轧钢板的成形性能与材料内部结构、力学性能等指标密切相关，当工艺技术参数相关稳定时，成形结果很大程度决定于自身的性能。根据汽车覆盖件的特点和使用要求，对钢板成形性能指标进行分析，采用模糊层次分析法来求取各评价指标值的权重，并且使用模糊综合评价获得材料的成形性能决策参数，作为汽车用钢新产品开发和性能评价的基本依据。利用DYNAFORM建立冲压仿真模型，对覆盖件加工过程进行仿真分析，获取合理的试验工艺参数。在此基础上，基于网格应变分析技术，进行胀形试验，对选取的汽车覆盖件冲压时工艺参数进行验证。结果可知：参数优化结果表明，当板料与凸模、压边圈、凹模的摩擦系数设置为0.025、0.125、0.125，压边力为120kN时，材料的成形结果较为理想；试验测试与仿真分析结果误差控制在3%以内，且临界区域保持一致，表明分析方法和结果的可靠性，为此类设计研究提供参考。
2023年02期 No.384 112-116页 [查看摘要][在线阅读][下载 1411K] [下载次数：95 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：1 ] - 张瑞成;孙玉辉;梁卫征;周亚罗;
针对冷连轧机负荷分配寻优速度缓慢的问题，采用了基于改进人工鱼群算法的优化方法。由于基本人工鱼群算法后期收敛速度慢、精度不高，所以对其中觅食行为的视野和步长进行了优化。首先给定一个较大的视野和步长，随着算法的迭代，视野不断减小，到某一值后不再改变，同时步长随着视野的减小而同比例减小。结合某钢厂五机架冷连轧机，以轧制力成比例分配为目标函数，以压下率为约束条件，通过MATLAB对轧制负荷分配的寻优过程进行仿真，结果表明改进后的人工鱼群算法在轧制负荷分配方面，具有算法实现简便、收敛速度快等优点，而且与典型轧制规程相比，各机架出口厚度误差最大为4.26%，为实际生产中轧制规程的制定提供了有效的方法。
2023年02期 No.384 117-120页 [查看摘要][在线阅读][下载 1237K] [下载次数：239 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：1 ] - 季洪成;顾廷权;王鲁;李鹤;
电阻焊作为当前工业焊接领域中广泛应用的一项焊接技术，具备耗能少，易于自动化等优点。然而焊接质量影响工业产品的性能和可靠性。因此电阻焊接质量评估一直都是研究的热点问题。这里综述了国内外学者在焊接质量评估系统和焊缝缺陷检测系统开发上所做的研究，在论述了该领域所取得的研究成果的同时，也一并指出了该技术在实际应用中仍存在的不足。这里重点针对焊机在线监测技术和焊缝无损检测技术进行了分类和介绍。最后提出当前焊接质量评估系统所面临的挑战与发展方向。
2023年02期 No.384 121-126页 [查看摘要][在线阅读][下载 1334K] [下载次数：660 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：7 ] |[阅读次数：1 ] - 王维强;余天赐;严运兵;
由于纯电动汽车动力电池功率密度低、大电流充放电能力差、能量利用率低，是造成其续驶里程短的主要因素，在现阶段电池技术得不到大的突破的前提下，如何使再生制动能量回收达到最大化和提高其利用率是提高电动汽车续驶里程的关键。在保证制动的安全性和稳定性，考虑国家安全法规，结合实际的纯电动公交客车运行工况的前提下，提出了一种基于复合电源系统的再生制动力分配控制策略，搭建了模糊控制器。通过MATLAB/Simulink对制动力分配策略建模，基于ADVISOR中中国城市道路典型循环工况下对控制策略进行仿真验证，结果表明此控制策略在满足国家标准法规的前提下，有效地提高了能量回收效率，增加了电动汽车的续驶里程。
2023年02期 No.384 127-131页 [查看摘要][在线阅读][下载 1427K] [下载次数：673 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：19 ] |[阅读次数：2 ] - 吕佳;邱建岗;张续光;
为解决智能汽车循迹控制中建模复杂及不精确问题，提出了一种基于整体逼近的自适应RBF神经网络控制方法。首先，基于智能汽车动力学方程的基本形式，对系统的不确定性进行分析。而后，利用神经网络的逼近特性，对分析结果中的不确定项进行整体逼近。进而，基于自适应RBF神经网络控制方法设计控制律，并通过李雅普诺夫稳定性分析方法设计自适应控制律。最后，进行Simulink/Carsim联合仿真验证，仿真结果表明，在通用双移线道路环境下，所提控制方法能够通过控制方向盘转角使得车辆沿期望轨迹行驶，轨迹跟踪误差较小且控制输出幅值可控，能够满足实际工程需求。
2023年02期 No.384 132-135页 [查看摘要][在线阅读][下载 1337K] [下载次数：367 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：1 ] - 王宝峰;高飞;
空间四连杆机构是一种常用的空间紧凑、可靠性高的运动机构。针对某型飞机RAT舱门收放机构的设计要求，通过在空间坐标系中求解直角三角形的方法，以空间四连杆机构各个杆长以及两个运动平面之间夹角为设计变量，建立了机构从动杆位置角的解析表达式。然后以此为基础研究了空间四连杆机构死点位置、极限位置等特性参数的求解方法。最后针对RAT舱门的设计需求，建立了数学优化模型，并基于遗传算法编写了优化设计程序。通过该方法实现了空间四连杆机构的快速分析及优化，具有较高的工程参考价值。
2023年02期 No.384 136-139页 [查看摘要][在线阅读][下载 1302K] [下载次数：415 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：2 ] - 孙文强;张德强;陈翔;王宇;
利用ANSYS生死单元技术模拟在冷作模具钢Cr12MoV表面上熔覆Ni/WC粉末时改变离焦量对温度场与熔覆后残余应力的分布情况的影响。通过表面探伤剂、倒置金相显微镜等方式检测对应实验制备出的熔覆层，进一步阐述离焦量对熔覆层质量的影响。结果表明，改变离焦量会影响熔覆时温度场的分布以及熔覆后残余应力，而这些因素决定着制备出熔覆层质量的高低；最大残余应力主要出现在熔覆层与基体间的结合区域的两侧，其值会随着离焦量的增加而增加；当离焦量低于13mm时，熔覆层与基体之间会形成一条较为明显的过渡带，过渡带的产生不仅能够抑制裂纹扩展，还能够保证熔覆层与基材的牢固性。
2023年02期 No.384 140-143页 [查看摘要][在线阅读][下载 1376K] [下载次数：377 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：7 ] |[阅读次数：2 ] - 黄兴华;熊杰;董欣;
为了有效提升智能保洁车的工作效率，这里设计了一种基于并列式管道吸口的智能保洁车模型，其利用图像识别对路面垃圾分区，控制10个子吸口的有序开闭，实现定点吸取，基于道路右侧垃圾量多的调查结果设计了并列式管道结构。该模型气路系统工作所需风量为1741m3/h，利用Fluent仿真证实了单口吸取的优先性大于双口吸取。搭建试验台测试结构表明，在18m/s的风速下管道吸取率超过90%，管道滞留率低于5%且能够完成全工况下的工程需要，试验仿真的平均相对误差为7.79%。研究为智能保洁车的设计提供了理论依据。
2023年02期 No.384 144-147页 [查看摘要][在线阅读][下载 1323K] [下载次数：46 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 陈永方;孔令云;肖娜;
搅拌轴高速旋转，为整机的动力输入源，容易发生故障，通过状态信号监测迅速排除故障具有重要意义。根据高速旋转搅拌轴和整个装置的结构特点，设计状态信号监测系统，对关键位置点进行检测。应用小波分析技术对搅拌轴状态信号监测系统进行分析，基于LabVIEW虚拟仪器测试系统搭建状态信号试验测试平台；采用压电加速度传感器获取轴承座的竖直、水平方向及搅拌轴输入端的振动信号；利用平台对状态信号进行分析，进行自功率谱、共振解调和小波分解等分析处理；通过信号分析，检测搅拌轴轴承状态及不平衡或不对中现象，并对转轴的转速选择进行检验。分析结果可知：设备总体运行正常，个别搅拌轴有轻微不平衡或不对中现象；减速电机采用悬置增加了转轴的振动，同时也影响到整个塔身的振动；在转速选择上搅拌轴目前选择的转速偏低，转动过程中不能完全甩起搅拌链，为通过增加转速来提高脱硫塔的运行效率提供了有效依据。分析方法和分析结果为此类研究提供参考。
2023年02期 No.384 148-151+156页 [查看摘要][在线阅读][下载 1401K] [下载次数：135 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 金志浩;潘振;龙日升;张义民;
为揭示条纹型单元织构化推力轴承的干摩擦磨损行为，以81107TN推力圆柱滚子轴承为对象，在轴承轴圈表面制备不同宽度和不同深度的条纹型单元，然后从摩擦系数、磨损量、表面形貌等方面，研究了条纹型单元的深度和宽度对“滚道-滚动体-保持架”系统干摩擦磨损性能的影响。试验结果表明：在干摩擦条件下，条纹织构化轴承的摩擦系数相比无织构光滑轴承有所升高，改变条纹的深度和宽度可以影响摩擦系数的变化范围；条纹织构可以显著增强轴承的抗磨能力，且与摩擦系数呈负相关，织构宽度为50μm，深度为7μm的轴承表现最明显，相比光滑无织构轴承磨损量降低约75.6%；条纹织构化轴承的磨损程度和范围，相比光滑无织构轴承明显减小，这得益于织构边缘对基体起到了保护作用。
2023年02期 No.384 152-156页 [查看摘要][在线阅读][下载 1476K] [下载次数：216 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：2 ] - 董雪旺;张宏;包春辉;
对景电提灌工程离心泵采用的滚动轴承进行故障分析和理论计算，发现离心泵在不利工况下运行会造成轴承使用寿命缩短。针对此问题对景电提灌工程离心泵进行改造，通过解析法和有限元分析法对轴承进行建模分析，计算其轴承压力分布，分析了正交刚度与阻尼、轴承温升、轴承偏心率等参数随转速的变化规律，同时对改造后轴承的稳定性进行分析。结果表明：经过改造后的滑动轴承力学特性表现良好，在不利工况下可显著提升轴承的承载力；通过与滚动轴承计算对比分析，改进后的滑动轴承轴系稳定性表现更优。
2023年02期 No.384 157-162页 [查看摘要][在线阅读][下载 1483K] [下载次数：169 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：1 ] - 刘志强;麻志浩;袁鹏程;孟顺;
新能源汽车在我国得到快速发展，氢气瓶是其重要储能元件，而碳纤维缠绕气瓶已经成为相关领域的新趋势，设计一种碳纤维氢气瓶六轴缠绕装置。装置整体结构分为运动控制平台模块、丝嘴偏转模块、丝嘴旋转模块以及芯模固定旋转模块，对四个模块进行详细设计。通过SolidWorks Simulation进行静力学分析和关键零部件模态分析，使用ADAMS对装置进行运动仿真。验证设计强度是否满足要求，保证良好的挠性，整个缠绕过程能否保证稳定的传动。建立碳纤维缠绕氢气瓶的数学模型，进行轨迹规划计算，获得测地线缠绕轨迹。设计、仿真和轨迹规划结果能够为今后碳纤维铺放装置的设计与研究提供一定的参考意义。
2023年02期 No.384 163-167+171页 [查看摘要][在线阅读][下载 1409K] [下载次数：208 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：3 ] - 赵北;黎德才;王海;马辉;
以ZY6800/08/18D型液压支架为研究对象状，考虑顶梁扭转、顶梁偏载、底座扭转、底座对角、底座两侧对称加载等五种工况，采用应变花测试三向应力对液压支架进行了两次静强度试验，第1次试验采用25个测点，第2次在第1次试验基础上，去除了应力较小的测点，并在应力梯度变化较大的区域增加了辅助测点，共计39个测点。两次测试结果表明两次测定的相同点应力分布趋势基本一致；底座对角工况应力最大，危险位置出现在底座测点；底座两侧对称加载工况误差较大。该试验研究结果可为后续静强度仿真模型修正提供支持。
2023年02期 No.384 168-171页 [查看摘要][在线阅读][下载 1461K] [下载次数：121 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：1 ]
- 陈和娟;涂宏庆;
针对汽车电子节气门模型参数不精确和外界干扰等不确定条件下的控制问题，提出了一种RBF神经网络控制方法，解决传动控制方法需要精确建模的问题。首先，对电子节气门的工作特性进行分析，并充分考虑参数不精确和外界干扰等不确定性，建立其数学模型的状态空间表达形式。而后，基于传统滑模控制理论，提出了抗外部干扰的滑模控制方法。进而，利用RBF神经网络对控制器不确定部分进行在线逼近，提出一种局部逼近的神经网络控制方法，并通过Lyapunov方法证明了控制系统的稳定性。最后，基于Matlab/Simulink平台进行对比仿真实验。实验结果表明，所提控制方法能够有效克服外部干扰以及模型参数带来的不确定性，实现电子节气门实际开度对目标开度的精确跟踪。
2023年02期 No.384 172-176页 [查看摘要][在线阅读][下载 1325K] [下载次数：262 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：1 ] - 黄月芹;黄显淞;李春楠;
为确定某款纯电动汽车电驱动桥的啸叫来源，对台架试验测试结果进行阶次分析和啸叫特性研究。首先，通过麦克斯韦应力张量法推导理想条件下作用于永磁同步电机定子内表面的径向力波频率阶次，依次分析单档减速器和滚动轴承组的噪声阶次特性，确定其在无故障情况下其产生的主要阶次；其次，采用5点法采集电驱动桥噪声信号；最后，采用短时傅里叶变换和阶次分析两种信号处理方法提取电驱动桥在台架试验匀加速工况下产生的主要啸叫特征阶次。经过对比分析发现，阶次分析的底噪低、阶次分辨率高，更适用于识别和提取电驱动桥的啸叫阶次以及早期故障特征。
2023年02期 No.384 177-180+184页 [查看摘要][在线阅读][下载 1326K] [下载次数：417 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：2 ] - 李福进;刘慧慧;任红格;史涛;
相关滤波跟踪器近几年在许多视觉跟踪任务中都取得了优异的性能，显示出了较高的精度和帧率。但限制其跟踪性能的问题仍有很多，例如图像表征方式单一，传统尺度估计的方式计算复杂度高，对快速运动、背景杂乱等复杂场景跟踪效果不佳。针对这些问题，提出了一个跟踪框架来分别估计目标位置和尺度的变化，通过相关滤波和颜色直方图模型相结合的方式评估目标位置，再从最可信帧中训练核尺度相关器来预测目标的尺度变化。同时，对模型采用保守的方式进行自适应在线更新，以防止误差累加破坏模型。在跟踪数据集（OTB-2015）中该算法在运动模糊、尺度变化、背景杂乱、快速运动等挑战性场景中表现出良好的优越性。
2023年02期 No.384 181-184页 [查看摘要][在线阅读][下载 1274K] [下载次数：84 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：1 ] - 赵博;李鹤;苏前跃;
在生产中，排气噪声是干式真空泵最主要的噪声源之一，为了达到降低某新型干式真空泵排气噪声的目的，决定在真空泵排气口处加装阻抗复合式消声器。在消声器基本设计理论的基础上，通过对某新型干式真空泵进行噪声测试，对噪声原始数据进行分析，根据企业实际情况与需求进行消声器结构的初步设计，利用三维画图软件设计出消声器的三维模型，再利用LMS Virtual.Lab软件对设计出的复合消声器进行声学有限元计算和消声器性能仿真实验，仿真分析结果表明该消声器能够满足设计要求。
2023年02期 No.384 185-188+194页 [查看摘要][在线阅读][下载 1447K] [下载次数：310 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：2 ] - 张利东;牛志刚;刘瑛;
针对Back Propagation(BP)神经网络建立的动力电池荷电状态（State of Charge，简称SOC）估计模型存在的精度、稳定性等问题，使用遗传算法（Genetic Algorithm，简称GA），对SOC估计网络模型进行优化。使用以轮盘赌算法配合最佳个体保存法做为遗传算法核心选择算法，避免传统选择算法中最佳个体可能丢失的情况。实验对象选用新能源氢电混动重卡4X2/6X2T FCV的辅助动力电池包。模型考虑了环境温度、放电电压、放电倍率以及直流内阻的影响，对不同隐含层数量对模型估计精度的影响进行了对比分析。测试结果表示，使用遗传算法优化后的神经网络SOC估计模型的精度和稳定性得到大幅提升。
2023年02期 No.384 189-194页 [查看摘要][在线阅读][下载 1331K] [下载次数：531 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：17 ] |[阅读次数：1 ] - 王巍;胡玉秀;
在飞机钛合金模锻件生产过程中，零件的质量检测技术至关重要，准确分析飞机模锻件的现有状态，对指导模锻件毛坯后续粗加工和精加工有着重要作用。大量的模锻件毛坯在实际生产过程中，在铣削加工之前变形严重，毛坯局部加工余量分布不均，导致材料浪费和生产成本的增加。准确分析模锻件毛坯加工余量，设置合理模锻件毛坯加工参数，直接影响飞机制造精度。通过三维白光测量系统，对大型飞机模锻件毛坯进行数据采集和分析对比，研究模锻件毛坯加工余量分析方法，优化模锻件加工工艺方案，缩短加工时间和降低生产成本。在某大型飞机模锻件零件加工中成功应用，解决了模锻件毛坯因释放残余应力变形影响加工的问题。
2023年02期 No.384 195-199页 [查看摘要][在线阅读][下载 1319K] [下载次数：91 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：1 ]
- 朱佳文;邱睿;周甘华;曹清林;
对某新能源车型前地板后本体件进行轻量化设计，选用密度小、原材料成本低、成型效率高的短切玻纤热塑性复合材料（SGFRTP）替代原铝合金材料；结合性能要求、成型工艺和装配要求对前地板后本体件进行结构设计，通过加强筋合理布局提高结构件整体刚性；采用连续碳纤片材（CFRP）对主要承载区域进行补强设计，并结合连续纤维补强片成型特点对结构件局部结构进行二次优化。使用UG软件建模，导入HyperWorks中对前地板后本体典型工况进行分析。结果表明，以SGFRTP为基材辅以CFRP局部补强的复合材料前地板后本体结构设计满足性能和工艺要求，应力安全系数高于原铝合金地板，脚踩区与翻边过渡处的应力集中得到改善，同时减重10.37%，具有工程应用价值。
2023年02期 No.384 200-205页 [查看摘要][在线阅读][下载 1497K] [下载次数：271 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：9 ] |[阅读次数：2 ] - 祁孟盂;安涛;肖新标;周信;
弹性车轮刚度是车轮设计中的关键参数，其刚度大小直接影响车辆的运行安全性。为了解弹性车轮刚度特性，基于橡胶材料的Mooney-Rivlin模型，考虑橡胶元件的超弹性以及橡胶与金属元件的接触属性，建立了压剪复合型弹性车轮有限元模型，探究压装对弹性车轮刚度计算的影响，并通过改变V字型橡胶元件的结构参数和摩擦系数，研究弹性车轮刚度的变化规律，仿真结果显示：在对弹性车轮刚度进行仿真计算时，不可省略车轮的压装过程，否则会使刚度仿真数值严重失真；橡胶元件的结构参数和摩擦系数会对弹性车轮刚度产生较大影响，其中径向刚度对参数的变化更为敏感，橡胶厚度增加，车轮的径向和轴向刚度随之降低；橡胶角度增加，车轮的径向刚度增加，轴向刚度减小；摩擦系数增加，车轮的径向和轴向刚度均随之增加。
2023年02期 No.384 206-210页 [查看摘要][在线阅读][下载 1333K] [下载次数：286 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：2 ] - 吴强;刘夫云;余汉红;胡汝凯;
对现有CAD/CAE集成技术进行了研究，分析和总结了CAD/CAE集成方法。针对目前CAD/CAE集成方法自动化程度不高、数据单向传递、设计效率低等问题，提出了一种基于Txt和Excel中心数据库的CAD/CAE集成方法。该方法使得数据可以双向传递，避免了几何模型在不同软件之间传递的原有数据丢失问题。尤其对定制产品在快速建模和校核一体化系统开发上，该方法为实现系统开发提供了可能。以某离合器零件从动片内环疲劳分析为例，验证了该方法的有效性和可行性，对其他机械零件性能优化系统的开发提供了指导意义。
2023年02期 No.384 211-214页 [查看摘要][在线阅读][下载 1299K] [下载次数：188 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：3 ] - 刘军;王建平;张鹏伟;杨文强;
基于多体动力学及弹流润滑理论，建立含填充率考虑热效应的发动机连杆小头轴承-活塞销摆-转运动副的润滑力学模型，分析动力学和润滑力学耦合作用下连杆小头轴承的载荷特性，运用EXCITE仿真平台研究轴承装配过盈量对松脱的影响规律，再结合试验验证结果。表明过大的装配过盈量会导致轴承塑性变形、摩擦力矩减小，轴承发生松动甚至脱落。研究结果对高功率密度柴油机活塞销-连杆小头轴承的摩擦学设计奠定了理论基础，同时为运动副的结构设计和装配工艺优化具有指导意义。
2023年02期 No.384 215-218页 [查看摘要][在线阅读][下载 1378K] [下载次数：118 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：1 ] - 林金洪;吴国沛;蔡蒂;张铁;
随着人们对工业生产便捷性的需求日渐增强，人工智能技术一直保持着发展的动力与活力，因此与语音识别技术相结合的机器人控制拥有良好的发展前景。这里将语音识别技术应用于仿生壁虎爬壁机器人的控制中，研制一种仿壁虎爬壁机器人的语音识别及语音回放系统。语音识别方式采用模板匹配法以适合爬壁机器人使用者的语音识别系统输入命令的特点，降低了控制系统对存贮容量的要求，同时提高了处理速度。语音回放模块使用结构简单的APR9600语音录放芯片，可获得较好的音质效果。
2023年02期 No.384 219-222+227页 [查看摘要][在线阅读][下载 1462K] [下载次数：224 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：2 ] - 孟繁龙;
长跑运动员训练用的跑步机发生故障，会导致使用者受伤，甚至出现生命危险，为此提出长跑训练的跑步机故障信号特征提取方法。分析体育训练跑步机的结构，利用小波包准确分解跑步机信号的高频段信息，分析脉冲信号时间间隔变化和相位变化，提取时域特征得到正常脉冲以及故障脉冲信号间差异。通过小波包分解对应输出信号，重构某尺度内所有频带系数，即可构成全新的时间序列，实现提取故障信号特征。实验证明：所提方法能够有效区分正常信号与故障信号，提取的故障信号脉冲波动非常明显。
2023年02期 No.384 223-227页 [查看摘要][在线阅读][下载 1327K] [下载次数：140 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 方喜峰;马欣;梁泰然;李治多;
四刀光阑是多物理谱仪（MPI）光路控制系统的重要组成部分之一，它的定位精度将直接决定中子束斑分布情况从而影响中子散射实验分析结果的准确性。为了满足高辐射、高磁场、高真空并且空间狭小的工作环境，并且具有较高的定位精度与重复定位精度需求的MPI四刀光阑系统。针对这些需求提出一种新的四刀光阑系统，采用压电陶瓷电机为进给驱动系统、中子吸收材料碳化硼为刀片的方案。实验表明，这种方案具有良好的应用效果，四刀光阑的重复定位精度可以控制在1.5μm，偏摆角误差4.5′，相比于现在使用的四刀光阑有了很大的提升。这套四刀光阑设计方案的提出为类似狭小空间中的高精度、大行程装置的研发提供了一种有效的解决思路。
2023年02期 No.384 228-232+239页 [查看摘要][在线阅读][下载 1351K] [下载次数：101 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 王占礼;沐阳;徐洪亮;国风;
制动器是商用车中的重要安全保障部件。为提高运输车辆的制动安全性，采用领从蹄式结构，设计了一种搭载冲压焊接式制动蹄的新型楔式鼓式制动器。以制动效能与制动鼓体积为目标，对新型鼓式制动器建立优化模型，基于多目标粒子群算法对新型鼓式制动器结构进行优化。引入线性递减权值法，保证算法的准确性，运用惩罚函数法处理算法中的约束问题。基于仿真分析与台架试验相结合的复合分析法，对新型鼓式制动器进行有限元分析与台架试验。结果表明，设计的新型楔式鼓式制动器结构满足设计要求，并优于同规格凸轮式鼓式制动器。
2023年02期 No.384 233-239页 [查看摘要][在线阅读][下载 1425K] [下载次数：1879 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：7 ] |[阅读次数：1 ] - 李鑫;焦欣;罗德锋;
三级行星轮边减速器可负载运行且传递效率高，适合重载车辆使用，而被广泛应用。根据三级行星轮边减速器特点，对各级传递的传动比进行分析；基于石川公式法，对各级传动啮合齿轮的刚度进行分析；在传递比和刚度分析的基础上，基于Simulink建立三级轮边减速器动力学模型；选取驱动电机固定转速、波动转速等工况，采用相平面图和Poincare截面图法，对各级齿轮啮合进行分析，获取轮边减速器的动态特性。结果可知：机构在匀速运行工况下，各级传递啮合变形受到传递力矩的影响，各级传递啮合刚度在区间范围内波动，满足使用要求；齿轮副啮合变形大小由它传递的力矩决定，受齿轮啮合时变刚度影响在稳定值周围波动；机构的啮合刚度与系统的输入速度呈现正相关，同时啮合的变形量波形变化更加剧烈，其频率也更大；各级啮合齿轮副动态啮合形变虽然动态特性各不相同，但从相平面图和Poincare截面图判断系统各级齿轮传动的啮合形变是混沌的；实车测试和仿真分析结果误差控制在3%以内，表明模型分析的准确性和可靠性；分析方法和结果为此类设计提供参考。
2023年02期 No.384 240-244+250页 [查看摘要][在线阅读][下载 1538K] [下载次数：388 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 张树刚;吕北轩;李勇;隋丽君;
自新型冠状病毒肺炎疫情爆发以来，工业机械臂已成为制造业中“减人不减效”的抗疫战争中的设备关键，而运动学逆解是机械臂进行工作轨迹规划及优化工作效率的理论前提。相比Denavit-Hartenberg法，旋量理论法求解效率较高，且以得到学界业内的大量应用。但旋量理论法的逆解基础Paden-Kahan子问题，只能解决特定的自由度较低串联机构的逆解问题，具备一定局限性。这里在Paden-Kahan第二子问题的基础上，提出了其第二子问题的一种新的扩展问题，实现了对其经典问题进行补充。最后以ABB IRB2600型机器臂作为验证对象，并验证了其有效性。
2023年02期 No.384 245-250页 [查看摘要][在线阅读][下载 1334K] [下载次数：160 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：1 ] - 杨立宁;杨光;张永弟;王金业;
针对碳纤维增强金属基复合材料增材制造过程中，由于纤维与金属基体间的结合强度较差，从而影响复合材料物理性能的问题，开展碳纤维表面改性工艺研究。首先采用高温煅烧的方法，对碳纤维进行表面有机胶膜去除和氧化处理，然后将处理后的碳纤维置入电镀溶液中进行表面镀铜，并采用计算碳纤维质量损失率和SEM观察的方法，对改性处理结果进行对比分析。研究结果表明：通过合理调控煅烧温度、煅烧时间、电镀电压，可以有效去除碳纤维表面的有机胶膜，增强纤维表面活性，并在纤维表面形成连续且均匀的铜镀层，为复合材料增材制造过程中碳纤维与金属基体间的有效结合提供研究基础。
2023年02期 No.384 251-254页 [查看摘要][在线阅读][下载 1313K] [下载次数：602 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：1 ] - 张庆祥;韩青松;冯海全;蔡相文;
胸主动脉支架在植入病变部位时受到血管形状的限制，长期处于弯曲等大变形作用中，其力学性能的优劣直接影响治疗效果。为分析几何形状对胸主动脉支架力学性能的影响，本研究利用AutoCAD和Solidworks软件建立胸主动脉支架模型，利用Abaqus软件对不同支撑体高度（H）、支撑体个数（N）和截面尺寸（L）的胸主动脉支架的柔顺性、变形行为进行数值模拟比较。结果显示，随着支架截面的增大支架的柔顺性变差；随着截面尺寸的增大压握支架的最大等效应力和弹性应变增大；随着截面尺寸的增加支架的轴向伸长率减小。在进行胸主动脉的设计时，有必要从以上方面入手，综合考虑制定参数方案。
2023年02期 No.384 255-258页 [查看摘要][在线阅读][下载 1395K] [下载次数：296 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：2 ]
- 张典范;戴士杰;李红秀;张仕军;
为了实现对风机叶片的抛磨加工，提出一种弱耦合5-DOF并联机械臂，它采用2-UPS+((2-UPS)+U)PU并联机构，对机械臂的机构进行了分析与设计。首先，采用闭环矢量链建立了机械臂的位置模型，并绘制了工作空间分布图。接着，建立了机械臂的运动学传递模型，基于雅可比矩阵结构对机械臂的解耦性进行了分析，并通过定义运动灵活性评价指标，揭示了机械臂的尺寸参数对其运动灵活性影响规律。然后，建立了机械臂的静力学传递模型，通过定义静力承载能力评价指标，揭示了机械臂的尺寸参数对其静力承载能力影响规律。最后，应用基于性能评价指标的蒙特卡罗法对机械臂的尺寸参数进行了概率分析，以概率分析数据为基础对尺寸参数进行了优选。确定了一组最优尺寸参数值：固定平台上分支2万向副分布尺寸为250mm、分支3万向副分布尺寸为450mm、分支1的支链4万向副分布尺寸为300mm、分支1的支链5万向副分布尺寸为350mm；分支1的支链4末端球面副与分支1轴线距离为70mm、分支1的支链5末端球面副与分支1轴线距离为80mm；运动平台上分支2末端球面副分布尺寸为100mm、分支3末端球面副分布尺寸为100mm。采用上述优选尺寸参数，设计出弱耦合5-DOF并联机械臂方案。
2023年02期 No.384 259-265页 [查看摘要][在线阅读][下载 1624K] [下载次数：200 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：2 ] - 刘莹;邵彧;
由于已有机器人交互方法的人体姿态识别结果不准确，导致操作完成时间和误差上升。为了降低识别误差、缩短操作完成时间，研究了利用姿态传感器进行多点位控制机器人交互方法。为了准确识别人体部件，利用构建的检测器选取身体躯干候选点。同时兼顾人体部件的位置和方向，获取最优区域，完成人体姿态识别。在上述基础上，设计了机器人交互多点位操作系统，实现了通过姿态及语音远程控制机器人的目的。采用姿态传感器及时反馈机械臂的工作状态和周边的虚拟现实环境，最终实现机器人交互多点位操作控制。实验结果表明，所设计系统能够准确识别人体姿态信息，实现了降低操作完成时间和误差的目的。
2023年02期 No.384 266-269页 [查看摘要][在线阅读][下载 1261K] [下载次数：351 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：10 ] |[阅读次数：1 ] - 刘杰;卞新宇;王晓勇;栗娟;
针对鲸鱼优化算法（WOA）存在的收敛精度低、易陷入局部最优解等问题，提出一种非线性收敛因子并引入非线性惯性权重对基础WOA进行改进，以智能制造生产线中核心单元6R机器人为研究模型做轨迹优化，其以时间最优为优化目标。首先将WOA中收敛因子改为非线性收敛因子并引入一种非线性惯性权重，以达到提高收敛精度、局部开发能力和全局搜索能力的目的，然后将该算法与五次多项式相结合，基于实际应用场景对某型号的6R工业机器人做时间最优轨迹规划。实验结果表明，该研究场景中机器人运动优化后完整的上、下料过程的时间比优化前缩短20%至50%，说明改进后的WOA在相关领域应用中有效可信且具有实际意义。
2023年02期 No.384 270-275页 [查看摘要][在线阅读][下载 1410K] [下载次数：1021 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：26 ] |[阅读次数：1 ] - 樵永锋;王瀚鑫;周淑文;杨贵军;
针对基础快速扩展随机树（Rapidly-exploring Random Trees,RRT）应用于无人驾驶车辆路径规划时缺乏导向性，收敛速度慢，路径平滑性差及规划结果并非最优解等问题，提出了一种基于RRT的路径规划改进算法。首先，设计了启发式采样策略：提出基于权重分配的目标指向的局部扩展方式，解决了节点盲目扩展的问题，避免了因目标偏向而出现路径陷入局部最小值的情况，并通过设置转角阈值约束节点转角范围，同时采用变步长采样策略，提高了算法局部避障能力；其次，对已得路径进行后处理：提出了节点优化策略，并用B样条曲线进行路径拟合，实现了路径长度的优化并满足平滑性要求，路径末端与目标点采用Reeds-Shepp曲线连接，解决了车辆抵达目标点时的航向问题。最后利用Matlab软件，将改进算法与基础RRT及其衍生算法进行了对比分析，验证了所提算法的有效性和优越性。
2023年02期 No.384 276-281+285页 [查看摘要][在线阅读][下载 1448K] [下载次数：1020 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：33 ] |[阅读次数：2 ] - 李雨潭;张传金;张行;付红;
为了解决油浸式变压器检修时内部空间狭小人工操作困难的问题，对小型永磁轮式机器人的行走系统进行了研究设计。首先对机器人的工况进行了分析，提出了满足在变压器内表面行走的物理条件，然后对径向和轴向两种充磁方式下圆环形磁铁特性进行了研究，使用ANSYS软件对径向充磁圆环磁铁吸力进行了仿真，探究了磁吸力与磁铁内径、厚度之间的关系，最后基于仿真结果和所提出的行走物理条件设计了机器人磁吸轮。通过样机在模拟变压器内部环境中的试验，证明所设计的基于径向充磁方式的磁吸轮式机器人行走系统在变压器内部具有良好的行走效果。
2023年02期 No.384 282-285页 [查看摘要][在线阅读][下载 1317K] [下载次数：242 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：1 ] - 王晓磊;刘祥;张强池;
提出了一种用于仿生四足机器人的新型串并混联腿部机构。首先介绍了四足机器人的结构组成，然后基于矢量分析法推导了该串并混联腿部机构的运动学正解与反解方程，并采用蒙特卡洛法求解了机器人腿部机构的工作空间，求出腿机构的速度雅克比矩阵。最后引入基于零冲击原则的足端轨迹，采用Adams软件对机器人单腿模型进行了虚拟样机仿真。仿真结果表明：各驱动电缸的速度变化曲线与理论计算结果一致，误差在±1×10-3m/s范围内，验证了机器人运动学模型的正确性，间接验证了机器人位置方程和工作空间求解的正确性，为腿部机构的静力学分析和动力学分析及整机结构优化奠定了基础。
2023年02期 No.384 286-289+294页 [查看摘要][在线阅读][下载 1424K] [下载次数：1314 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：11 ] |[阅读次数：4 ] - 张炜;宾冬梅;梁俊斌;
针对多台变电站巡检机器人在同时调度分配过程中的转移运用车辆路径问题（Vehicle Routing Problem,VRP），提出了基于时空特征的机器人群体路径规划算法，有助于提高机器人在电力生产中的应用效能。首先建立基于变电站位置的纵横坐标构建平面二维坐标的宏观路网；其次梳理变电站之间的距离、机器人的能耗等约束条件，并构建考虑变电站巡检时间窗的时空三维坐标系；最后遍历搜索各台机器人完成区域内变电站巡检任务的可选路径，并在组合优化后提出解决机器人转移运用VRP问题的调配方案。实际应用效果表明，该方法能够在满足变电站多时间窗边界的基础上得到最优路径。
2023年02期 No.384 290-294页 [查看摘要][在线阅读][下载 1275K] [下载次数：280 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：1 ] - 徐冰辉;张磊;姚兴田;苏波泳;
视觉伺服抓取通常将相机采集的当前图像特征与期望图像特征之间的偏差作为输入信号，通过图像处理、视觉伺服策略等使机械手能够运动到期望位姿。传统的基于位置或基于图像的视觉伺服存在各自的缺点，这里在视觉伺服控制方面，结合位置视觉伺服收敛速度快以及图像视觉伺服精度高的优点，研究了基于位置和基于图像的切换视觉伺服方法。以机械手坐标系原点与期望位姿坐标系原点在世界坐标系下的距离作为视觉伺服切换的阈值，通过对切换视觉伺服方法的仿真分析，验证了该方法在前半程可以快速达到物体附近，后半程利用图像伺服可以使机械手精确到达期望位置。
2023年02期 No.384 295-298+304页 [查看摘要][在线阅读][下载 1365K] [下载次数：321 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：0 ] - 王东宝;张静;吴娟;寇子明;
针对用于轴类物料抓取及卸载的重载转运机器人机构形式单一、转运范围局限大等问题，进行了重载转运机器人新构型的研究。首先分析了重载转运机器人机构的结构特点和工作原理，发现含有四杆机构单元的重载转运机器人具有灵活性高、承载能力大等优势，为构型综合和新方案优选提供依据。其次基于图论对只含转动副的平面机构进行构型综合，得到七杆、九杆机构拓扑胚图，利用胚图插点法对拓扑胚图进行插点，建立拓扑图，进而转化成对应的运动链，得到构型图谱。然后根据重载转运机器人机构中的四杆机构单元和功能构件，对拓扑图进行特定化标记，提出重载转运机器人优选条件，分析和优选特定化标记的拓扑图，得到其最佳构型。最后，利用Adams软件对一种优选机构进行仿真分析，结果表明，该机构在平面运动过程中可以同时实现远距离抓取和大范围俯仰运动，从而验证了该机构构型设计的合理性。
2023年02期 No.384 299-304页 [查看摘要][在线阅读][下载 1587K] [下载次数：568 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：11 ] |[阅读次数：1 ] 下载本期数据