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  • 2019年第47卷第15期文章目次
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    • 基于正交双目视觉的研磨工具位姿引导方法

      2019, 47(15):1-5. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.15.001

      摘要 (302) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决Eye-in-Hand的自主研磨作业机器人在完全未知的非结构化环境中,能够感知作业空间的三维信息、识别作业空间中的目标及该目标与研磨工具末端的位姿等问题,提出一种基于正交双目视觉实时反馈研磨工具末端的位姿并引导其实时运动的方法。将视觉传感器的测量坐标系(待加工曲面坐标系)建立在对应的激光平面上,并将两个正交相机的光轴交点作为引导研磨工具末端位姿的参考点,从该参考点开始迭代逐步逼近实际加工点。对两个正交相机采集的图像进行处理,可以得到研磨工具末端在两个相机图像坐标系的位置和姿态,再对两组正交立体位置信息进行融合得到其三维位姿。实验结果表明:利用两个正交CCD相机构成的Eye-in-Hand结构能够实时反馈和引导研磨工具末端三维位姿,提供了通过机器视觉引导机器人进行待加工曲面轮廓研磨的解决方案。

    • 基于软测量的可重构模块机器人分散力/位置控制

      2019, 47(15):6-10. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.15.002

      摘要 (295) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:在受限空间内,可重构模块机器人末端腕力传感器造价昂贵且易受环境影响,它的使用还提高了机器人在软硬件设计上的复杂程度,针对这一问题,提出了基于软测量的可重构模块机器人分散力/位置控制方法。将可重构模块机器人系统在各个方向上进行模型分解,各方向的模型看作一个子系统,利用自适应RBF神经网络去估计各子系统间的不确定项和耦合关联项。在末端未安装腕力传感器的情况下,利用自适应RBF神经网络去估计末端接触力,并推导出了RBF神经网络的权值、径向基函数中心和宽度的自适应律。2类不同自由度可重构模块机器人的仿真结果验证了所提方法的有效性。

    • 基于质心偏移的移动机器人轨迹跟踪控制

      2019, 47(15):11-15. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.15.003

      摘要 (256) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对非完整约束下质心偏移的移动机器人,提出了一种改进滑模变结构的轨迹跟踪控制方法,并通过此方法得到一种具有全局渐近稳定性的跟踪控制器。以三轮移动机器人的运动模型为基础,该跟踪控制器的设计分为两部分:第一部分是采用X方向和前向角方向同时具有虚拟反馈变量,通过Lyapunov方法对控制系统进行稳定性分析,设计出切换函数;第二部分是滑模控制器设计,采用指数趋近律,使用S型指数函数代替符号函数,减少了滑模变结构控制的抖动,由此设计出了线速度和角速度的控制律,用来渐近整定移动机器人跟踪误差,实现了对参考轨迹的全局渐近跟踪。实验结果表明:该控制律能够在极短时间内趋于稳定,其跟踪平面坐标误差和前向角误差也能在极短时间内收敛于0,并且移动机器人也能够有效地跟踪期望轨迹,其控制效果具有明显的改善,且具有很好的抗干扰性能。

    • 基于卡尔曼算法的外骨骼运动预判与控制

      2019, 47(15):16-20. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.15.004

      摘要 (298) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:在人机交互时,由于人体下肢外骨骼获取的传感器信号滞后于人体运动实际形式,从而导致外骨骼机器人无法实时跟随髋关节、膝关节的运动,出现不能提供助力的问题。设计了一种下肢外骨骼模型,在此基础上,通过力/力矩传感器来获取信号,利用基于卡尔曼滤波算法对获取到的信息进行运动预判,然后将预判信号输入到下肢外骨骼机器人模型简化后的二连杆运动学模型上,通过采用PD控制检验系统稳定性以及预判精确性。最后进行MATLAB仿真实验,结果表明:信号经过卡尔曼滤波后能够有效预判人体运动形式,外骨骼下肢摆动腿在人体运动时能够进行有效地跟随,从而弥补延时。

    • 主动变径管道机器人结构设计及其ADAMS仿真研究

      2019, 47(15):21-23. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.15.005

      摘要 (309) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对目前管道机器人适应管径能力单一等问题,提出了一种能主动适应管径变化的管道机器人,采用SolidWorks软件建立其虚拟样机模型,分析了其变径能力及过弯能力,然后将模型导入ADAMS中,根据实际条件添加约束,对其进行管道爬行运动学及动力学仿真分析。结果表明:机器人能适应管径110~130 mm范围变化的管道,最小转弯半径为175 mm。在水平管道行走时变径模块受到的压力小于13 N,在竖直管道行走时变径模块受到的压力小于2.6 N。该研究结果为后续制作物理样机及实验研究提供了参考。

    • 气动仿人柔性灵巧手工作空间分析与抓取实验

      2019, 47(15):24-28. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.15.006

      摘要 (255) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用自主研发的气动柔性关节,仿人手外形研制了一种新型柔性灵巧手。该机械手为人手的1.5倍,每根柔性手指由两个气动柔性关节组成,通过调节关节内气压控制手指形变实现机械手抓取物体。利用三维运动捕捉系统和机械手气动实验平台进行了不同气压下柔性手指的运动学实验,分析了机械手工作空间,并进行了机械手抓取实验。实验结果表明:该机械手具有较好的柔性和物形适应性可实现多种抓取模式和完成不同类型物体抓取;五指握取时可抓持最大物体直径为220 mm,最小物体直径为50 mm,质量为1 kg的物品。

    • 双摆机器人倒立点到悬垂点的欠驱动控制研究

      2019, 47(15):29-32. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.15.007

      摘要 (280) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:双摆机器人的原型为旋转二级倒立摆,用单输入进行3个自由度的控制,属于典型的欠驱动控制系统。双摆杂技机器人具有4个平衡点:DownDown、DownUp、UpDown、UpUp,针对从UpUp倒立平衡点到DownDown悬垂平衡点的运动控制问题,采用基于动觉智能图式的仿人智能控制理论,首先对目标过程进行了控制任务分解与控制模态划分,分为初始扰动、内杆缓降、内杆稳定外杆限幅、双杆稳定4个控制阶段;然后针对每个阶段设计了对应的感知图式、运动图式与关联图式;最后在双摆杂技机器人装置上进行了实时控制实验,验证了控制方法的有效性。

    • 履带式侦查排爆机器人的总体设计

      2019, 47(15):33-37. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.15.008

      摘要 (314) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为排除危险爆炸物和对危险有害环境的监测,防止人员遭受伤害,设计了一种可代替人工作业的履带式排爆机器人,该机器人利用两个夜视摄像头识别路径,并由手持控制终端通过无线传输控制车体行进和机械臂作业,实现对全地形的侦查排爆。此履带式侦查排爆机器人涉及供电、时钟、复位、电机驱动、舵机转向控制、速度检测、上位机等电路和相关控制软件设计,并具有成本低、体积小、功耗低和可移植性等特点。

    • 低成本模块化水下观察机器人设计

      2019, 47(15):38-41. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.15.009

      摘要 (304) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:水下机器人是能够在水下运动并且具有一定视觉和感知能力的装置,是海洋开发的核心技术。提出一种低成本、模块化的小型水下机器人,将控制系统、推进系统、信号转换系统、观测系统设计成独立模块,并将模块合理布局于机器人主框架上,可快速构建应用于不同场合的水下机器人。并设计了水下机器人的位置和方向自动控制算法,该算法不需要高阶复杂的控制模型,可采用低成本的控制系统和传感器,采用STM32F系列单片机用于传感器的数据采集、计算和控制输出。实验结果表明,所设计的系统具有良好的性能,符合设计要求。

    • 下肢外骨骼机器人踝关节混合柔性驱动设计与研究

      2019, 47(15):42-48. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.15.010

      摘要 (347) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高人机交互的安全性、舒适性以及对复杂非结构化环境的适应能力,设计了一种基于串联弹性驱动和刚性驱动混合的新型下肢外骨骼机器人踝关节。在电机与外骨骼机器人负载之间引入线性弹簧组以实现柔性驱动,对机器人脚部触地等冲击起到缓冲减振作用。设计了碟刹装置实现刚性驱动功能,以快速精确的响应人踝关节的摆动,避免人机运动偏差。建立了踝关节的动力学模型,通过频域特性分析方法得到了踝关节在不同参数特性下的稳定性以及力跟随特性。仿真实验验证了外骨骼机器人踝关节在受到冲击时的缓冲减振特性,并且验证了模型的准确性和有效性。

    • 基于改进蜂群算法的焊接机器人路径规划方法研究

      2019, 47(15):49-52. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.15.011

      摘要 (261) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对焊接机器人的运动特点及焊接工作过程中焊枪的避障问题,提出基于改进人工蜂群算法的机器人避障焊接路径规划策略。首先针对传统人工蜂群算法存在的问题,将Lévy(莱维)分布引入到人工蜂群算法侦查蜂寻找新蜜源的过程中,代替其原有0~1之间的随机分布过程,形成了基于Lévy飞行的改进型人工蜂群算法,然后将其应用到焊接机器人的路径规划问题中,并进行了仿真实验。结果表明:改进后的方法能够得到最优的焊接避障路径,且寻优速度快、过程稳定。该方法可用于解决焊接机器人避障路径规划问题。

    • 光伏板清洁机器人运动学建模与仿真

      2019, 47(15):53-57. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.15.012

      摘要 (348) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为实现光伏板清洁机器人的精准运动控制,运用DH法建立光伏板清洁机器人臂架机构运动学数学模型。根据变量的性质,将光伏板清洁机器人臂架机构的运动学问题用驱动空间、关节空间、位姿空间之间的映射关系描述,根据机构的几何特征,分别推导出各工作空间之间的映射关系。在MATLAB环境下对臂架机构数学模型进行运动学仿真并绘制清洗装置末端轨迹包络图,验证光伏板清洁机器人臂架机构运动学数学模型的正确性。研究结果为光伏板清洁机器人轨迹规划、运动仿真与动力学分析等提供了理论依据。

    • 马鞍形焊缝焊接机器人运动学分析及MATLAB仿真

      2019, 47(15):58-62. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.15.013

      摘要 (345) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:运用DenavitHartenberg方法建立了以关节角为变量的马鞍形焊缝焊接机器人运动学模型,对马鞍形焊缝焊接机器人正运动学和逆运动学问题进行了求解分析;采用三次多项式插值的方法对焊接机器人进行了轨迹规划,通过MATLAB Robotics Toolbox工具箱对马鞍形焊缝焊接机器人进行了运动学仿真,得到了焊枪末端轨迹图以及关节角、角速度、角加速度与时间的变化曲线,验证了所设计参数的合理性,达到了良好的效果。

    • 两自由度扑翼飞行器气动性能研究

      2019, 47(15):63-67. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.15.014

      摘要 (349) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:以所研制的两自由度扑翼飞行器为研究对象,将飞行器扑动角和扭转角变化曲线拟合后写入用户自定义功能 (UDF)程序耦合到Fluent流体求解器中,分析扑翼运动时产生的平均升力系数、推力系数和能量系数,并将分析结果与单自由度扑翼飞行器进行对比。结果表明:两自由度扑翼的平均升力系数比单自由度扑翼提高了188倍,平均推力系数提高了175倍。同时,两自由度扑翼平均能量系数降低了275%,具有更好的举升效率和推进效率,说明所设计的两自由度扑翼飞行器能产生足够飞行的升力,比传统的单自由度扑翼飞行器具有更好的气动性能。

    • XY-DELTA冗余驱动机器人运动学建模与仿真分析

      2019, 47(15):68-71. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.15.015

      摘要 (303) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了扩大DELTA机构工作空间,设计了一种新型冗余XY-DELTA机构并对其进行了运动学建模。利用ADAMS软件设计了DELTA机构系统;根据实际需要,设计了XY平台,将DELTA系统安装于XY平台末端组成XY-DELTA机构系统;并对该冗余系统进行了运动学建模。最后进行了仿真实验,验证了XY-DELTA的运动学模型正确可行,能够克服DELTA机构系统工作空间小的缺点,具有一定的实用价值。

    • 学习式运动控制在视觉引导机械手臂的应用

      2019, 47(15):72-76. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.15.016

      摘要 (288) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对一般的机械手臂运动规划时只适用于特定的工作任务,无法即时与环境互动的问题,开发出多轴学习式运动控制结合影像技术的机械手臂,以胜任各种操作任务的需求。通过建立矢量积分到端点(Vector Integration to Endpoint,VITE)模型实现即时轨迹规划,并采用小脑模型控制器(CMAC)作为学习式控制器,以应对较为复杂的工作环境,利用两台二轴旋转焦距缩放摄影机估测目标物位置,运用NI的嵌入式数字信号处理器和影像采集卡,进行影像的拾取与手臂的控制。实验表明,该机械手能够根据目标物的影像实现即时追踪抓取,其运动轨迹与PD控制器相比,其误差较小,且控制更精准与平顺。

    • 基于位姿分离算法的冗余机器人逆运动学分析

      2019, 47(15):77-80. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.15.017

      摘要 (303) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对冗余机器人逆运动学求解复杂、实时性差的缺点,提出一种基于冗余机器人位姿分离的逆运动学求解算法。该算法以腕点矢量为目标,计算冗余机器人位置关节的逆解及位置关节对腕关节的误差补偿,得出腕关节逆运动学解。通过建立基于运动轨迹的逆运动学约束泛函,对冗余机器人的逆解进行了优化。得到机器人关节运动特性随约束泛函的变化曲线以及关节逆解的优化解流形。

    • 熔融沉积成型彩色打印技术研究

      2019, 47(15):81-87. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.15.018

      摘要 (344) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对FDM的梯度渐变色打印,提出了一种对梯度渐变效果进行预测和评价的方法。利用Visual C++提供的MFC应用程序开发平台编写软件模拟两种颜色的梯度渐变,通过在软件上改变色彩细分量得到梯度渐变效果不同的图像,实现了对梯度渐变效果的预测。为了实现彩色打印,设计了一种彩色打印机。首先进行梯度渐变色打印实验,用软件分析在与模拟对应的色彩细分量下打印出的零件和模拟结果的梯度渐变效果,验证了模拟结果的正确性,实现了对梯度渐变效果的评价。然后进行多色打印实验,实现了彩色3D打印,为彩色3D打印技术的进一步发展提供了参考。

    • 航空发动机内涵道污垢组分分析及积垢仿真研究

      2019, 47(15):88-93. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.15.019

      摘要 (286) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:民用航空发动机在飞机飞行过程中,内涵道气路部件不可避免地会吸入空气中的污染物,在叶片表面和边缘形成污垢。为了分析附着的污染物成分,对国航的两架飞机发动机进行在翼清洗并收集废液,用扫描电镜和能谱仪对污垢完成组织形貌观察和成分分析,得到主要附着物的成分及粒径范围,为颗粒物的积垢仿真做基础。并通过仿真实验对颗粒物的入射速度和动叶转速对积垢的形成影响进行探索,获得颗粒物在叶片表面的沉积规律,为航空发动机在翼清洗打下理论基础。

    • 磁力光整加工ZrO2陶瓷材料磁极头设计及仿真

      2019, 47(15):94-98. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.15.020

      摘要 (352) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:磁力研磨是光整加工ZrO2陶瓷材料的重要方法,但由于陶瓷材料的高强度及脆硬性,用一般开矩形槽的磁极头研磨加工ZrO2存在着研磨效率低,加工效果不理想等问题。因此在设计磁极头时,采用N45永磁极作为材料,设计开环形槽,由底部向上拔模至一定深度,由此设计的磁极来加工ZrO2陶瓷材料,利用ANSYS仿真了磁极开环形槽与矩形槽的磁场强度分布。结果表明:环形槽磁极的磁场分布较集中,并且开锥度后磁场分布较强。通过试验验证,磁极头开环形槽能够改善磁场梯度分布,提高研磨压力。研磨20 min后,ZrO2陶瓷材料的表面粗糙度从1.7 μm下降到0.45 μm,加工效率显著提高,表面质量明显改善。

    • 华中8型短电弧数控机床进给伺服控制研究

      2019, 47(15):99-104. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.15.021

      摘要 (282) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:放电间隙是短电弧加工的重要参数,其直接影响加工效率及质量,存在测量及控制难的问题。提出了一种基于短电弧电流和电压的阴极工具进给伺服控制方法,进行了短电弧加工状态采集系统的设计,实现了电流、电压、温度、压力等信息的准确采集和交互,并基于华中8型数控系统二次开发平台,研制了专用数控系统,完成了基于采集反馈信息的阳极工具伺服控制,对航空发动机部件进行了短电弧加工验证。相关测试结果表明,短电弧专用数控系统稳定、可靠,具有良好的工程应用价值。

    • 圆筒式楔形间隙磁流变传动装置的设计

      2019, 47(15):105-110. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.15.022

      摘要 (285) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对圆筒式均匀间隙磁流变传动装置间隙内磁场强度不均匀的问题,提出将磁流变传动装置的均匀间隙改进为楔形间隙,设计出了圆筒式楔形间隙磁流变传动装置,推导了圆筒式楔形间隙磁流变传动装置的理论转矩公式,进行了磁场有限元模拟仿真,对比了均匀间隙与楔形间隙的差异,并分析讨论了楔角角度和间隙宽度对工作间隙的磁感应强度分布均匀性和输出转矩的影响,结果表明:在其他条件不变的情况下,当楔角角度为1074°左右时,其工作间隙的磁感应强度分布最均匀;同时,楔角角度越小,输出转矩越大,均匀间隙的输出转矩最大。

    • 内冷式车刀的断屑试验研究

      2019, 47(15):111-113. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.15.023

      摘要 (263) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高车刀切削性能,讨论了内冷式车削对难加工材料断屑的影响。其加工过程是:高压切削液从刀具内部通过,从前刀面高速喷出,对切屑形成强大的冲击力,以达到断屑的目的。实验结果表明:内冷式车刀能够达到断屑的目的,并使得工件的加工精度和表面质量得以大幅度提升。

    • TC4钛合金深孔(钻削)套料加工系统及其刀具研究

      2019, 47(15):114-118. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.15.024

      摘要 (347) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对大孔径深孔加工的难加工性和TC4材料的难切削性,优化确定加工系统类型和钻头的不同几何参数。根据选择的几何参数,对套料钻头进行三维建模,并用ANSYS有限元软件分析钻头的受力集中部位和钻杆的模态频率。结合有限元分析的结果进行深孔套料试验,试验结果表明:加工孔内壁精度高,排屑良好。为TC4钛合金的大直径深孔套料提供了切实有效的刀具几何参数和加工系统。

    • 一种微量泵的结构设计及动力学分析

      2019, 47(15):119-122. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.15.025

      摘要 (284) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:国内医疗、生化领域中使用的微量泵都是进口国外的,其技术被国外垄断。为了解决该难题,设计了一种主要应用于体外诊断分析仪的微量泵。采用了步进电机控制三位四通阀的创新设计,从而大大提高了微量泵的精度,并且对微量泵的各个模块在Solidworks软件中进行结构仿真设计,通过ADAMS软件进行了整体运动模块的性能分析,验证了微量泵的性能合理,并且计算了微量泵的进样精度和进样量。经计算分析表明:此结构设计精度高,简化了体外诊断分析仪的液路系统。

    • 车削残余应力时间效应的实验研究

      2019, 47(15):123-126. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.15.026

      摘要 (335) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为掌握切削残余应力随时间而变化的规律,以不同热处理的40Cr合金为实验材料,进行不同条件下的车削实验,然后观察和分析试样残余应力、粗糙度和直径随时间变化的规律。结果显示:加工完成后,最大切削残余应力随时间增加而趋向于减小,但变化幅度均随时间增加而逐渐减小,最后趋向于停止变化;切削残余应力层的厚度随时间增加而变小,但最大拉应力及最大压应力的位置不随时间而改变;切削残余应力变化对工件尺寸及粗糙度的影响可以忽略不计。

    • 船舶起重机减摇装置液压回路的设计与试验

      2019, 47(15):127-130. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.15.027

      摘要 (296) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对船舶起重机海上作业时存在的吊重摇摆问题,提出了一种新型机械式船舶起重机减摇装置,利用减摇索在减摇环处形成稳定的力三角形,并有效地减小吊重的摆幅,进而达到抑制吊重摇摆的目的。对减摇装置的原理进行叙述,根据起重机及减摇装置的动作要求设计了液压系统,利用AMESim软件对船舶横摇4°下减摇马达的响应进行仿真分析,结果表明:液压马达的响应良好,验证了液压系统的合理性。搭建试验平台进行试验分析,得到减摇马达响应适时,验证了液压系统的可行性。

    • 接触式点胶阀的创新设计

      2019, 47(15):131-133. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.15.028

      摘要 (284) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:就接触式点胶阀在喷涂胶液保护膜时,在保护膜中存在气泡或真空包,胶水在低压环境中析出气体等质量问题,提出设置压力反馈回路,改变进胶方式,加大进胶管直径,提高阀室内工作压力等解决方案,创新设计了一款新型接触式点胶阀。应用结果表明:新型接触式点胶阀具有控胶迅速准确,出胶连贯性好,不形成气泡或真空包,具有广泛的推广应用价值。

    • 平磨磨削力的数学模型改进与实验

      2019, 47(15):134-138. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.15.029

      摘要 (287) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了实现操作人员对最佳磨削参数的可重复性使用,研究改进磨削力的数学模型,以此分析磨削参数对磨削力的影响。磨削力数学模型以力的加速度为核心,使用加速度规测量磨削加工时所产生的振动量,将振动加速度测量值、磨削力模型及牛顿第二运动定律进行计算求得磨削常数,将磨削常数及加工时磨削参数代入磨削力模型得到理论值,与实验结果进行验证并探讨实验值与理论值的误差大小。实验结果表明:实际测量的磨削力造成的振动加速度值与改进的磨削力模型的预测值结果误差相当接近,改进的磨削力数学模型是可行的。

    • TP1700型运梁车驱动系统同步控制设计与应用

      2019, 47(15):139-144. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.15.030

      摘要 (282) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:TP1700型运梁车采用分体式4车独立驱动系统,针对其同步精度要求高的问题,进行了理论分析及仿真研究,提出了使用压力与转速信号的同步控制方法。基于液压传动系统的规律,将其简化成泵变量机构与泵控马达两部分。以某一车为基准信号,调节其余车泵的排量,根据系统结构特点,分别满足不同车之间压力同步或转速同步。利用AMESim软件对系统进行建模与仿真,通过与实测数据进行对比,验证了仿真模型的准确性和系统原理的正确性。仿真和实际使用结果表明,采用压力与转速信号的同步控制方法,能够有效保证系统的同步性。

    • 伺服液压缸非对称静压支承结构对比仿真分析

      2019, 47(15):145-151. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.15.031

      摘要 (264) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:静压支承能够实现金属间无需直接接触,以达到纯液体摩擦,大大减小两者之间的摩擦力。伺服液压缸导向套可采用静压支承来减小摩擦,提高液压缸使用寿命。但在特殊工况下,液压缸往往还受到径向偏载力,针对新型非对称静压支承结构进行了油膜性能研究。利用Fluent软件分别对传统四垫静压支承和新型非对称静压支承结构进行流场仿真,对比在不同进口压力、不同活塞杆速度、不同偏心量下的压力云图分布及其摩擦力变化。通过分析压力云图,比较两种不同静压支承结构的承载性能。仿真结果表明:新型非对称静压支承结构的摩擦力小,当活塞杆受到径向偏载时能够自适应达到平衡。

    • 双螺杆压缩机转子网格生成方法研究

      2019, 47(15):152-156. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.15.032

      摘要 (280) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:网格质量和类型是影响双螺杆压缩机数值模拟的重要因素。基于国内外应用和研究现状,从网格质量的评价标准,探讨了非结构化网格以及结构化网格在双螺杆压缩机网格生成原理及各自优缺点,重点阐述了基于代数法生成转子端面和轴向网格的基本方法,以及转子网格生成中经常出现的问题。分别给出了基于Delaunay三角剖分生成的非结构化转子网格和基于代数法生成的结构化转子网格,从而为双螺杆压缩机转子划分以及选择转子网格类型提供了参考。

    • 基于AMESim的山地农机行走系统热交换阀建模与仿真分析

      2019, 47(15):157-160. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.15.033

      摘要 (284) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:以山地农机行走系统中的热交换阀为研究对象,研究热交换阀的工作原理,分析不同的系统工况;搭建闭式回路AMESim仿真模型,仿真分析山地农机不同工况下热交换阀压力、流量的变化特性,并分析了不同工况下热交换阀的流量,为山地农机行走系统的热交换阀参数匹配提供了理论依据。

    • 基于VS的摆线针轮减速器参数化设计与有限元分析

      2019, 47(15):161-165. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.15.034

      摘要 (286) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了实现摆线针轮减速器的快速结构优化,首先利用摆线轮的齿廓方程式对摆线轮建模,并对摆线针轮减速器的受力进行理论分析,得到摆线轮在运动过程中的受力情况。利用Creo20的Pro/toolkit工具以及Visual Studio2010对摆线针轮减速器进行参数化设计,提高工作效率。运用ANSYS软件对摆线轮与针轮的装配体进行有限元分析,借助摆线轮的参数化功能实现摆线轮的快速结构优化。参数化设计的方法有效地解决了对摆线轮结构优化时效率低的问题,为摆线针轮减速器其他零件结构优化提供了依据。

    • 基于动网格的液压缸缓冲性能数值模拟

      2019, 47(15):166-169. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.15.035

      摘要 (270) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:液压缸缓冲过程中的流动问题属于多体做相对运动的非定常流动,会对液压缸的工作性能及液压系统的稳定性产生影响。采用基于动网格技术的三维非稳态CFD方法,对液压缸缓冲过程进行数值模拟,分析缓冲过程对缓冲性能的影响。结果表明:采用带缓冲环的缓冲结构形式会在缓冲环后部区域形成旋涡区,使油液对活塞的阻碍作用增强,活塞的减速度变小,有利于缓冲;然后采用变参分析法研究不同的缓冲结构参数对缓冲性能的影响,分析结果能够为液压缸缓冲结构的优化设计提供指导。

    • 基于AMESim的动压缸电液伺服压力控制系统参数辨识

      2019, 47(15):170-175. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.15.036

      摘要 (277) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:根据轨道路基测试装置液压原理图,建立了动压缸电液伺服压力系统传递函数和AMESim模型,并将该系统传函拆分为伺服阀系统、动压缸负载和流量非线性三部分。介绍了所采用的辨识模型和辨识算法,设计了基于该系统AMESim模型的参数辨识方案,获得了伺服阀系统和动压缸负载开环传递函数辨识参数。最后通过对比仿真,验证了该辨识方法的有效性。

    • 基于AMESim的间隙密封伺服缸位置控制参数优化

      2019, 47(15):176-178. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.15.037

      摘要 (281) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:活塞与缸筒之间的间隙值是间隙密封伺服液压缸设计的重要参数。分析阀控间隙密封伺服液压缸的数学模型,并在AMESim中建立模型,采用遗传算法对间隙值和位置控制参数进行优化。结果表明:间隙值是影响间隙密封伺服缸位置控制的关键因素;优化后的间隙值和控制参数能很好地提高位置控制的动态品质,并且泄漏量也较小。

    • 新型八工位高效内圆切片机的设计与优化

      2019, 47(15):179-183. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.15.038

      摘要 (294) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:目前,市场上所采用的传统内圆切片机的切割效率已无法满足单晶硅片的需求量。针对这种情况,设计了一台新型八工位高效内圆切片机,可同时进行8块物料的加工,加工效率提高了8倍。同时,为降低机床的振动,提高硅晶片的加工质量,采用响应面法和遗传算法(NSGA-Ⅱ)对床身的固有频率和质量进行多目标优化。通过优化使床身的前3阶固有频率分别提高了351%、659%、564%,同时床身质量减轻了60 kg,机床的整体性能得到了优化。

    • 基于最小二乘回归模型的柔性模块族轻量优化方法研究

      2019, 47(15):184-188. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.15.039

      摘要 (278) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对系列产品差异化的需求,提出柔性模块族的概念,并对模块族进行拓展分析。提出了基于最小二乘回归模型的柔性模块化产品的优化算法,以YH30型压力机为模型,运用该算法进行了轻量优化,在满足使用工况的前提下,实现了对C柱减轻131 kg,达到了预期目标,为同类型产品的优化设计提供了参考。

    • 基于冲击脉冲法的齿轮箱轴承故障诊断

      2019, 47(15):189-193. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.15.040

      摘要 (343) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:齿轮箱作为机械设备中的关键部件,其安全服役性能评估及寿命预测环节是非常重要的。因此,设计了一套基于冲击脉冲法的齿轮箱轴承故障检测系统。探究了检测系统的设计原理,并进行硬件选型(如NI四通道数据采集卡、加速度传感器等)、软件模块设计(如数据采集模块、分析和处理模块等)。根据车间现场条件制定齿轮箱轴承跑合检测试验方案,分别测试了不同返修级别(4级修、5级修)的齿轮箱轴承。对检测结果进行分析,表明:所设计的齿轮箱轴承检测系统能够实现对不同返修级别的齿轮箱轴承系统进行故障状态甄别,具有较高的稳定性,可为初步判定不同返修级别的齿轮箱轴承中磨损程度或故障状态提供数据支撑。

    • 改进阈值去噪方法在电梯钢丝绳断丝检测中的应用

      2019, 47(15):194-196. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.15.041

      摘要 (304) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:在电梯钢丝绳断丝检测中,阈值是噪声和断丝信号区分的关键,断丝信号的降噪效果直接受阈值的影响。经典的小波去噪包括软硬阈值两种方法,但硬阈值处理结果会有伪Gibbs震荡现象,软阈值处理结果有固定偏差,在现有阈值去噪基础上,改进软硬阈值函数的方法并结合加入的特征系数来调节小波系数的大小,能较准确地去除信号中的噪声,保留了断丝处的特性,为后续钢丝绳断丝定量识别的准确性提供了条件。

    • 风力发电机组内轮毂体疲劳寿命计算与研究

      2019, 47(15):197-199. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.15.042

      摘要 (247) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:结合有限元和疲劳损伤理论,以轮毂为对象进行疲劳寿命的计算与研究。研究了单位载荷下有限元计算结果、疲劳载荷和材料S-N曲线。对轮毂体的热点使用绝对值最大主应力法,结合拟合得到的铸件材料S-N曲线计算得到疲劳损伤云图,对轮毂的疲劳寿命进行快速评估。该方法的研究为风力发电机组上其他铸件疲劳寿命提供了参考。

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