2022, 50(21):1-6. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.21.001
摘要:针对工业机器人拖动示教技术可拓展性差及市场应用推广难等问题,基于双目视觉研究机器人虚拟拖动示教技术,降低机器人拖动示教成本。根据机器人末端姿态获取要求,设计基于双目视觉的末端姿态获取实验平台,并研究末端姿态获取方法。通过坐标变换技术研究机器人虚拟样机和末端执行器虚拟样机融合方法,实现ADAMS环境中机器人虚拟拖动示教模型的构建。以末端姿态数据设计虚拟模型驱动函数,研究机器人关节角度序列获取方法,实现机器人虚拟拖动示教轨迹再现。以毛笔为机器人末端执行器的实例验证了基于双目视觉的机器人虚拟拖动示教技术的可行性。虚拟拖动示教技术避免了复杂的机器人逆运动学求解问题,为机器人轨迹规划提供了便捷的方法。
2022, 50(21):7-13. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.21.002
摘要:针对连续体机器人控制实时性低、稳定性差的问题,提出一种基于EtherCAT的连续体机器人主从站控制系统。主站使用开源协议栈SOEM,运行在移植了实时内核Xenomai的Linux操作系统上,并且设计了AX58100(从站控制器)+STM32F407(从站微处理器)的从站控制板,完成了从站控制板的硬件设计和软件设计。搭建控制系统测试平台,进行主从站的任务调度测试和实时性测试。结果显示:主站的最大调度延时为27.367 μs,系统的发送周期为1 055 μs,通信抖动为上下浮动10 μs,表明主、从站具有良好的实时性和稳定性。
2022, 50(21):14-19. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.21.003
摘要:针对PRM算法运行速度慢、难以针对狭窄通道采样的问题,提出一种栅格概率路径图算法。用栅格划分地图,并根据栅格内障碍物面积,划分栅格威胁等级,并依此使用不同采样策略。提出一种采样点落在障碍物内的重采样方法,提升了采样效率,增加了在狭窄通道内的采样。同时,改变连接策略,连接采样点时,不再遍历所有点,只与附近栅格进行连接,减少算法耗时。生成路径后,对路径进行优化与平滑,提升路径质量,使之符合移动机器人运动约束。通过仿真分析得到栅格概率路径图法中栅格缩放系数k选取的依据。仿真结果显示,栅格概率路径图法的运算时间和成功率与经典算法相比均获得提高。
2022, 50(21):20-25. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.21.004
摘要:机器人任务空间的路径构造一直是研究者们重点关注的对象,更加平滑的路径对于机器人运动尤为关键。提出一种机器人任务空间二阶平滑位姿构造方法。位姿路径分为位置路径与姿态路径,用直线和圆弧来表示基本的位置路径,用四元数来表示姿态路径。根据环境给定的过渡区域,基于Hermite方法分别构造位置和姿态路径的过渡曲线,并设计高效易懂的数值积分算法实现位姿路径长度的计算,然后综合数值积分和二分法查找算法实现给定路径长度的插值计算。最后,在MATLAB软件上进行数值仿真分析,验证了所提算法在机器人任务空间二阶平滑位姿路径构造方面的有效性。
2022, 50(21):26-32. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.21.005
摘要:针对传统混合高斯模型进行运动目标检测易受环境噪声或光照变化干扰,检测结果存在空洞、边缘缺失等问题,提出一种改进自适应混合高斯模型和帧间差分的运动目标检测算法。在混合高斯模型建立之初,采用较大的学习率快速消除背景干扰信息,当模型趋于稳定后,根据目标运动状态不断调整学习率,实现自适应修正背景模型。同时引入光照变化因子调整模型更新率,有效克服光照变化的影响。为提高目标边缘连续性,采用基于图像相似度的四帧差分法并结合边缘检测算法快速提取目标轮廓信息填补目标边缘。通过形态学处理消除目标空洞及残余噪点,获得完整的运动目标。结果表明:该方法目标检测准确率达到95.2%,在保证实时性的同时对复杂场景具有较好的适应能力,鲁棒性强。
2022, 50(21):33-38. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.21.006
摘要:传统管道机器人机械结构相对固定,可完成的工作任务单一,且在不同种类的产品结构设计上存在着大量重复的问题,无法快速应对不断变化的市场需求。通过对现有管道机器人的系统结构进行分析,提出一种公理化设计方法和IDEF功能建模方法相结合的模块划分方式,对不同类型的管道机器人系统进行模块划分。该方法利用功能-结构的映射关系及产品功能活动之间的关系,以自顶向下的方式划分出产品功能模块,并提炼出不同类型管道机器人系统中的通用模块和特殊模块,最终获得具有一定通用性的模块化管道机器人资源平台,实现部件级通用互换,形成资源共享,更加适应市场需求。
2022, 50(21):39-42. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.21.007
摘要:针对钢厂炼钢过程中产生废坯需要人工切割的问题,研制一种可阵列式废旧连铸坯火焰切割机器人系统。火焰切割机器人主要包括直角坐标式切割机器人、火焰切割装置、连铸坯支架和PLC控制系统。通过上位机可以实现与多个PLC控制系统之间的通信从而建立多个火焰切割机器人阵列式使用的火焰切割机器人系统,用激光测距传感器测量出待切割连铸坯尺寸后,自动规划切割路径并完成切割。利用此火焰切割机器人可以代替人工,提高废坯切割的质量和效率。
2022, 50(21):43-47. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.21.008
摘要:通过对目前船厂船体喷涂工艺的分析,设计船舶喷涂机器人射流系统原理结构。扇形喷嘴是机器人喷涂新方案的关键部件,其内部流场特性的研究非常重要。以船厂目前常用的4种扇形喷嘴为例,应用CFD手段,根据流体理论建立数学模型,并根据应用现场实际,简化了物理模型,分别进行4种扇形喷嘴腔体内流场的数值模拟,并对比分析了4种扇形喷嘴轴心线上的压力变化曲线和速度变化曲线,得到4种扇形喷嘴各自的特性,为后续船舶喷涂机器人扇形喷嘴深度模拟提供参考。
2022, 50(21):48-53. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.21.009
摘要:针对机械臂在空间避障轨迹规划的需求,提出一种基于NMPC的六自由度机械臂避障轨迹规划算法。与以往的避障算法相比,该避障算法在规避障碍物的同时可以对运动轨迹精度进行控制。首先,建立六自由度机械臂自主防撞最优控制模型。其次,为了保证系统的时效性,对复杂的六自由度机械臂系统进行线性化处理,并且通过剪切搜索的方法来寻找最优解。最后,使其在满足控制约束和轨迹约束的前提下,达到自主避障效果。通过MATLAB 对该算法进行仿真验证,结果表明:该方法能够有效地规划出满足机械臂性能要求的无障碍运动轨迹,实现机械臂在动态环境下的防撞控制,有效提高机械臂的运行安全。
2022, 50(21):54-58. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.21.010
摘要:为了解关节摩擦对刚柔耦合机械臂末端抖动的影响,解决机械臂的优化设计问题,利用ANSYS、ADAMS软件建立机械臂刚柔耦合模型,并在ADAMS中进行动力学仿真。通过进一步创建考虑关节摩擦的机械臂虚拟样机模型,对机器人末端振动特性进行动态模拟与分析。仿真结果表明:在机器人实际工作过程中,关节2和关节3存在摩擦对机器人末端抖动的影响最显著;在考虑多关节摩擦时,关节2和关节3共同存在摩擦时可使得机器人末端非周期性抖动幅值减弱,且当关节2摩擦因数取01时机器人末端抖动表现最弱,但关节3摩擦因数的改变几乎不会引起机器人末端抖动情况的变化。
2022, 50(21):59-62. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.21.011
摘要:柔性手指由双肌肉驱动型单向弯曲关节和单肌肉驱动型单向弯曲关节串联而成,具有2个自由度,弯曲变形时具有大的变形和非线性的特征。根据手指变形规律,采用D-H法创建手指的运动学方程,推导出其对应的力雅克比矩阵,分析手指夹持物体时末端受力情况,建立手指末端输出力与两关节气压增量之间的数学模型,该模型表明手指末端输出力与两关节气压增量近似呈正比。通过MATLAB仿真和实验相结合的方法对手指末端输出力进行研究,所建模型的仿真结果与实验结果对比误差较小,基本一致,验证了模型的准确性。
2022, 50(21):63-68. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.21.012
摘要:基于新冠疫情之下消毒防疫的需求,设计一款具有减振缓冲移动底盘的消毒防疫机器人。集成紫外线和喷雾消毒功能的消毒模块可自动升降,以满足不同高度区域的消毒需求。移动底盘可完成地图构建和自主导航,消毒模块可以满足消毒彻底、不留死角和较高位置消毒的需求。分析并建立移动消毒防疫机器人速度运动模型;搭建仿真环境,得到仿真环境地图,并在该环境下进行自主导航实现。结果表明:所设计的导航系统安全、可靠,可以实现室内空间消毒的绿色化和自动化。
2022, 50(21):69-74. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.21.013
摘要:目前,铁路货车钩托板螺栓拆装均采用人工作业方式,存在作业强度大、安全隐患高、效率低以及拧紧扭矩难以控制等问题,迫切需要自动化和智能化装备。基于钩托板螺栓的拆装场景与工艺需求,研发一款移动式智能拆装机器人,替代人工实现螺栓的自动拆卸与紧固。设计螺栓的机器视觉定位系统,完成钩托板所有螺栓的自动定位。采用YOLOv5网络作为螺栓检测定位的模型,在自制的数据集上对网络进行训练,利用训练好的目标检测模型对钩托板螺栓进行实时定位,实现对机器人的伺服控制。在钩托板螺栓模拟实物平台上进行了螺栓的定位试验,试验结果表明:该方法能够高效、可靠实现螺栓的自动定位,对于不同表面状态的螺栓具有较强的鲁棒性。
2022, 50(21):75-80. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.21.014
摘要:为缩短产品开发周期,提出一种并联液压混合动力系统半实物仿真方法。通过转矩转速传感器实时采集液压混合动力实物系统的输入/输出扭矩、转速,利用压力传感器实时采集蓄能器压力,根据上位机中实时运行的后向仿真整车及控制策略模型,计算发动机扭矩和转速,实时获得整车循环工况油耗。该方法用到的实物部件少,控制系统简单。对比该方法与计算机仿真方法,结果表明:该方法电力测功机转速跟随误差较小,泵马达转矩、发动机转矩、蓄能器压力和整车油耗变化趋势一致,蓄能器压力和整车油耗误差在10%以内,快速验证了液压混合动力系统模型的准确性和整车控制策略的有效性。
2022, 50(21):81-86. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.21.015
摘要:现有仿人步态机器人装置大多存在重心变化幅度大、升降平稳性差、运动控制难、布置灵活性不足等问题。为此,设计一种新型的仿人爬楼梯步态运动方式机器人。将平移机构和升降机构相结合,实现阶梯状运动轨迹。研究其核心构件、关键的功能原理和主要的力学特征;通过进行ADAMS运动学仿真和搭建实物样机试验,验证这种双剪叉结构与丝杆传动形式相结合的升降机构设计的可行性。结果表明:该机构能适应台阶立面高度160~180 mm、平面长度290 mm以上的楼梯场景,并具有良好的负载爬梯功能。
2022, 50(21):87-91. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.21.016
摘要:通过对氧化锆陶瓷开展磨削试验,探究磨削力对表面质量的影响。分析测量数据、观察表面形貌,得到工艺参数对磨削力的影响规律以及磨削力对粗糙度的影响。结果表明:法向、切向磨削力随进给速度和磨削深度的增加而增加,随砂轮转速的增加而减小;当磨削力变大时,粗糙度也随之增大,去除方式由塑性去除向以凹坑、断裂为主要特征的脆性去除发生转变;当磨削深度超过25 μm时,材料表面易出现切屑粘连现象,磨削力在15~40 N之间,材料的表面质量较好。
2022, 50(21):92-96. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.21.017
摘要:为解决手工焊接效率低、焊缝质量差、焊缝力学性能和气密性差等问题,研发一种四坐标轴的控制力矩陀螺随形焊接装置,以适应圆形和非圆形外壳与框架的拼焊。设计随形焊接装置的机械结构,搭建钎焊执行机构,研发随形焊接装置的控制系统,并进行焊接试验与性能测试。结果表明:所研发的随形焊接装置可以完全满足控制力矩陀螺外壳与框架的密封焊接要求,工作效率高、焊缝表面均匀美观、焊接过程温升小、壳体内部零件不会损坏,并且焊缝的力学性能和气密性与手工焊接相比均显著提高。
2022, 50(21):97-102. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.21.018
摘要:为提高机床抵抗再生颤振的能力,将能量平衡原理、正交试验方法和响应面方法结合,实现一种基于能量平衡原理提高机床抵抗再生颤振能力的方法。该方法通过模态柔度和能量平衡原理计算出机床的薄弱模态和薄弱子结构,寻找出需要优化的质量和刚度,结合正交试验方法和响应面方法对机床的刚度和质量进行优化,以实现最优的刚度配置方案和质量配置方案。以某机床厂曲轴磨床为例,利用能量平衡原理调整薄弱子结构的刚度、质量。结果表明:优化后,机床的薄弱模态均有所下降,各阶模态的模态柔度分布更加均匀,静柔度下降了28.23%,机床的各阶固有频率也有不同程度的提高,机床的整体动态特性有了很大的改善。
2022, 50(21):103-106. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.21.019
摘要:为分析超精密车削过程中典型干扰因素对面型精度的影响机制以及这些干扰因素所造成面型误差的特性,基于国产超精密机床Nanosys600对Al6061进行单点金刚石车削实验。通过切削-面型轮廓测量-面型轮廓滤波-分析的迭代过程,辨识和排查了加工过程中的误差来源。在进行环境温度调控和更换导轨工作区域后,滤波后的面型轮廓波峰波谷差值由1 510 nm降低到203 nm。
2022, 50(21):107-113. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.21.020
摘要:为缩短轴承设计、分析、计算周期,提高轴承设计效率和精度,将谐波减速器专用柔性球轴承作为研究对象,采用MATLAB GUI软件平台开发谐波减速器专用柔性球轴承设计及参数修正模块、轴承设计参数检测模块、接触应力计算模块和ABAQUS有限元联合分析计算模块。所设计的分析系统使用方便,只需输入轴承主参数,便可完成轴承参数设计、最大接触应力计算、有限元分析,且结果可在系统界面显示或以txt、Excel文件形式输出。介绍谐波减速器专用柔性球轴承设计方法,对已完成设计的轴承参数进行验证及分析,并进行多次工程应用。结果表明:该系统高效可靠。
2022, 50(21):114-119. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.21.021
摘要:以高速磨削电主轴为研究对象,对电主轴回转误差的表现形式、误差的分类进行分析。建立误差分离模型,提出利用最大波峰值减去最小波谷值的方法进行误差分离,并建立径向误差、倾斜误差和轴向误差运动的模型。通过最小二乘法平均值算法分析径向误差,基于径向误差轨迹分析得出倾斜误差。结合时域和频域的信号分析方法,对轴向误差进行分析。基于双标准球、多个高精度电容位移传感器和温度传感器组成的测量系统,在某国产磨削电主轴上进行动态回转误差测量实验。结果表明:随着转速升高,磨削电主轴的误差逐渐减小并趋于稳定;误差最小时其径向误差7.5 μm,轴向误差6.02 μm,倾斜误差25.91 μrad;在电主轴长时间运行过程中,随着温度升高其回转精度的变化并不明显,但是会出现热偏移的现象。
2022, 50(21):120-124. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.21.022
摘要:基于有限元理论和拓扑优化方法,以某航天发射塔起重机悬臂梁为研究对象,以刚度值的质量控制为目标,通过理论建模、静力学计算和拓扑计算对悬臂梁进行质量优化,经对比分析确定最优结构形式。结果表明:优化后的结构性能和经济性能满足工程要求。目前该设计已经在工程实践中成功应用。
2022, 50(21):125-131. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.21.023
摘要:为快速、高密度地检测弹簧线径,提出一种基于机器视觉的压缩弹簧中段线径测量方法。介绍测量算法的整体结构,在获取弹簧边沿的关键拐点后将弹簧各段分开,保留近似直线的中段边沿部分并进行最小二乘直线拟合;根据拟合直线和关键拐点生成检测基线,按预设的检测密度生成检测线段,测得各检测点位的线径。在精度测量实验中,最大相对误差为2.84%。在不同检测密度下的运行速度对比实验中,算法平均运行时间为120.4~130.3 ms,检测密度相差16倍时检测速度相差7.60%。经过批量验证,该方法快速可靠,一次运行可在200 ms内完成弹簧中段位置数十至一千多个测量点的线径测量。
2022, 50(21):132-136. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.21.024
摘要:过盈自锁液压支腿具有锁定刚性好、锁紧位置精度高等显著优点,但环境温度、摩擦因数和锁紧位置等对其锁紧性能具有重要影响,且各参数间还存在交互作用。提出采用正交法研究过盈自锁液压支腿的锁紧特性,基于环境温度、摩擦因数、锁紧位置3个因素和实际工况中对应的5个水平进行正交设计,通过有限元法获得液压支腿锁紧力的变化情况,并研究3种因素对锁紧力敏感性的影响:通过极差法和方差法分析了各个因素对液压支腿锁紧力的影响程度,发现摩擦因数对锁紧力的影响最大,环境温度次之,锁紧位置影响最小;通过回归分析建立了锁紧力与环境温度、摩擦因数和锁紧位置的函数关系,并通过数值仿真验证了该方程的有效性,为过盈自锁液压支腿的设计及研制提供参考。
2022, 50(21):137-143. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.21.025
摘要:传统的船基收放系统中的牵引绞车一般采用速度控制方式,导致在船舶升沉作用下负载至牵引绞车之间的缆绳张力不断震荡,最终可能造成缆绳损坏,甚至断裂等问题。分别设计了基于PID、模糊PID、BP模糊神经网络PID的牵引绞车张力控制器来进行缆绳张力控制仿真。通过仿真发现,相较于其他两种控制器,所建立的BP模糊神经网络PID控制器在不规则波及不同负载下的缆绳张力控制精度最高,系统平稳、无超调,且在受到干扰时动态响应速度最快。
2022, 50(21):144-149. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.21.026
摘要:现有油液颗粒过滤器的过滤模型采用基于时间平均概念的理论过滤比,没有考虑系统温度、流量波动等动态运行因素对过滤比的影响。为此,基于滤前、滤中和滤后的系统理论建立油液颗粒过滤器的动态过滤理论模型,研究基于动态过滤比的油液颗粒过滤器过滤特性。与传统的基于恒定过滤比的方法相比,所提方法考虑重复过滤和重复污染的影响,能够实现对油液颗粒过滤器过滤效果的准确表征。通过机械传动系统污染控制系统的仿真分析与实验研究,验证所提方法的有效性。结果表明:油液颗粒过滤器动态过滤比随着重复过滤率和重复污染率的增大而不断减小;当污染控制系统流量较大、压力较高和温度较低时,油液颗粒过滤器的动态过滤比较大。
2022, 50(21):150-156. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.21.027
摘要:为分析摆动磨削工艺参数对表面残余应力的影响规律,基于热-力顺序耦合理论,建立基于温度场的凸轮残余应力有限元仿真模型,研究摆动频率、摆动幅度、砂轮线速度、磨削深度、工件转速、砂轮宽度、砂轮直径等工艺参数对凸轮型面残余应力的影响规律。结果表明:残余应力随工件转速、磨削深度、砂轮线速度的增加而增加,随砂轮宽度的增加先增加然后趋于平缓,随砂轮直径的增加而减少,随摆动频率与摆动幅度的增加而缓慢增加。
2022, 50(21):157-162. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.21.028
摘要:为减小各几何误差对机床加工精度的影响、提高机床加工精度,以数控精密内圆磨床为研究对象,基于多体系统理论及齐次坐标变换原理,得到磨床的空间运动误差模型,建立几何误差与运动位置之间的映射关系。对加工补偿点的确定方法及数控指令修改方法进行研究,得到精密加工数控指令;通过软件进行阶梯轴试件的加工仿真验证,分别得到补偿前后的数控指令,并选取5个补偿点;补偿前后到理想位置的空间误差分别从0.616、0.607、0.614、0.295、0.376 cm减小到0.354、0.398、0.376、0.188、0.255 cm,分别减小42.5%、34.4%、38.6%、36.3%、32.1%。结果表明:通过修改数控指令能够提高机床加工精度。
2022, 50(21):163-167. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.21.029
摘要:为研究磨削行为和磨削误差,提出以立式磨削工艺系统为分析对象的误差分析模型。该模型由转台、工件、砂轮、主轴等零部件组成。分析转速比、工件初始圆度误差相位、磨削时间和主轴回转误差对磨削精度的影响规律。结果表明:该系统能预测磨削行为和磨削误差;当转速比为整数时,磨削精度随着转速比的增大而提高;当转速比不是整数时,变化情况更加复杂;工件初始圆度误差的相位对最终的加工圆度不会产生影响;随着磨削的进行,工件圆度误差开始降低得很快,随后降低趋势逐渐变缓;在主轴误差的组成频率中,3阶误差导致的圆度误差最大,2阶误差导致的圆度误差最小。
2022, 50(21):168-174. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.21.030
摘要:为精确预测在高压环境下柱塞腔内多物理场耦合作用对燃油喷射系统供油过程的影响,基于柱塞腔、柱塞副泄漏、燃油物理特性等模型建立热-流-固多物理场耦合模型。通过解耦计算和试验方法验证该模型具有较高的精度。数值分析结果表明:柱塞直径越大,残余容积越小,柱塞腔内燃油压力升高率越大;增大柱塞副初始密封长度、减小初始柱塞副间隙或者增加凸轮转速时,由于柱塞副泄漏量较少,对供油过程压力特性的影响较小;燃油初始温度越低,燃油的体积弹性模量和密度越大,导致柱塞腔内燃油压力升高率较快。
2022, 50(21):175-180. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.21.031
摘要:针对现有高精度机床控制过程中存在的抖振现象和控制误差过高问题,提出一种基于可变论域模糊控制的算法。基于模糊控制理论和模糊控制规则,对输入数据做降维处理,利用计算机语言划分输入量和模糊量的论域,并使用模糊语言表达模糊规则;通过伸缩调整模糊论域避免系统出现过大振荡,并降低输入值与理论值的偏差;经过模糊推理和清晰化处理,得到偏差较小的输出数据,提高数控机床的控制精度。结果表明:所提算法的阶跃响应干扰较小,且有较低的控制误差和偏差波动。
2022, 50(21):181-187. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.21.032
摘要:基于变分非线性调频模态分解,提出一种滚动轴承多故障诊断方法。对滚动轴承多故障振动信号分量的瞬时频率和瞬时幅值进行估计;在此基础上,通过最小化信号的带宽实现滚动轴承故障信号的重构。对比所提方法与变分模态分解法,通过实验案例对所提方法进行验证。结果表明:所提方法明显优于变分模态分解方法,即使在强噪声背景下,仍能有效地实现滚动轴承多故障信号的分解与重构,可以有效地诊断滚动轴承多故障。
2022, 50(21):188-193. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.21.033
摘要:为实现对变转速下滚动轴承的故障诊断,提升设备服役的安全性,在传统基于短时傅里叶变换(STFT)的同步压缩变换(FSST)的理论框架上,针对STFT存在的调制成分造成其瞬时频率(IF)估计不准确、时频模糊的问题,提出一种解调短时傅里叶变换(DSTFT),即在STFT中引入解调算子消除调制对信号的影响,获得更加准确的IF估计值。在此基础上,推导基于DSTFT的解调同步压缩变换(DSST),可以通过时频平面变换系数的重排获得能量高度集中的时频表达。所提出的DSST方法具有IF估计准确、时频脊线能量集中性好等优点。通过数值模拟分析和试验台振动信号分析,验证所提方法在变转速滚动轴承故障诊断中的有效性。
2022, 50(21):194-198. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.21.034
摘要:为获取并分析轧机齿轮箱工作时的机械振动信号,以进一步研究并判断齿轮箱健康状况,从实际出发,设计一套适合轧机齿轮箱机械振动检测的装置。对轧机齿轮箱运行过程中产生的振动信号进行采集,利用振动信号分析技术分析齿轮箱运行状态。分析典型的高线轧机齿轮箱失效的振动特征以及特征频率计算;分析并设计轧机齿轮箱振动检测系统,包括监测系统总体连接、振动测试点的分布、传感器的选择等;通过实验测试该监测系统的功能。结果表明:该系统能够达到检测齿轮箱运行状态的要求。
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