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期刊信息/Journal information
机械设计
机械设计

王庆禹

月刊

1001-2354

jxsj@chinajournal.net.cn

022-27343427

300232

天津市河北区南口路40号

机械设计/Journal Journal of Machine DesignCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是中国机械工程学会机械设计会会刊，中文核心期刊，中国科技论文统计用刊，研究生教育指定中文重要期刊。国内外公开发行。本刊为月刊，每月20日出版，平均传递信息量100万字，是学术与技术相结合的综合性技术性刊物。本刊办刊宗旨认真执行期刊的标准化、规范化。努力做到理论与实际相结合侧重实际应用；普及与提高相结合，侧重知识增新与补缺。杂志多次评为天津市一级期刊、天津市优秀期刊，并获期刊整体设计奖。
正式出版
收录年代

    基于草图的装备车辆3D模型智能化生成和改进方法

    朱思羽戚进胡洁
    140-145页
    查看更多>>摘要：针对装备建模中采用传统基于草图的3D建模技术生成模型质量较差的问题,提出新的3D模型智能化生成和改进方法.从手绘草图中提取形状和视角特征,采用基于有向距离场的深度神经网络,根据2D草图形状特征生成3D模型,基于2D-3D对齐策略,在预测的手绘草图视角下,使3D模型的可微分渲染轮廓接近真实的手绘草图轮廓.提出支持手绘交互式的3D模型设计改进方法,可根据手绘轮廓线对3D模型进行调整.试验结果表明:采用所提方法生成的3D模型形状特征更接近手绘草图,可应对手绘草图视角的不确定性,降低人工改进成本,为装备生成式概念设计提供技术支持.

    智能设计3D建模手绘草图生成式设计设计改进

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    面向行为改变的疲劳驾驶预警系统交互设计

    黄绍帅唐嘉薇魏大彭葛仕钧...
    146-150页
    查看更多>>摘要：为有效提升疲劳驾驶预警系统在行为改变方面的有效性,基于认知负荷理论、福格行为模型、劝导系统设计模型及多模态交互,提出了面向行为改变的疲劳驾驶预警系统交互设计理论模型.采用层次分析法,得到初步设计概念,在经过质量功能展开评估后,形成设计方案.结果表明:该设计方案可有效提升劝导效果,并且未对驾驶安全和可实现性产生显著负面影响,为开发和评估疲劳驾驶预警系统提供了一种新的理论和实践框架,有助于减少疲劳驾驶,提高交通安全性.

    交互设计疲劳驾驶预警系统行为改变理论认知负荷层次分析法

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    全海深载人潜水器主驾座椅工效学测评

    李洋洋叶聪石路
    151-157页
    查看更多>>摘要：为满足全海深载人潜水器安全、高效地开展深海潜航作业的需求,对影响潜航员舱内作业效率的舱内因素及舱外因素进行分析;探讨了载人舱内潜航员在复杂人-机-环境系统状态下的作业特点,明确了载人舱人-机-环境系统应保持以人为本的设计原则.通过对潜航员在深海载人潜水器载人舱内的舒适性分析,提出基于生理和心理多参数耦合的载人舱主驾驶座椅工效学测评方法.结果表明:相较于普通座椅,全海深载人潜水器主驾驶座椅易导致潜航员肌肉疲劳、焦虑感上升及舒适度降低,通过对座椅腰靠角度的调节可有效改善潜航员在载人舱狭小空间内的舒适性.深海载人潜水器在设计主驾座椅时综合考虑人-机-环境因素配备腰靠支撑单元,可进一步提升潜航员深海潜航的作业效率.多参数耦合的工效学测评方法为今后载人潜水器座椅的优化设计提供参考.

    载人潜水器载人舱人-机-环境驾驶工效学

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    光刻材质表面微纹理的参数化单元设计方法

    刘肖健施明威田荟婷
    158-164页
    查看更多>>摘要：光刻工艺可在产品表面加工出纳米级微纹理并产生丰富的视觉效果,但微纹理结构复杂、数据量大,常规建模方法和建模软件均不适用,需要研发针对性的设计技术.建立基于参数化单元的光刻微纹理设计方法,解决了网格划分、微单元参数映射、光刻灰度掩膜生成、动态光效仿真及光效曲线组合等多种技术问题,实现了微纹理设计的建模和渲染两个关键功能;基于设计师常用的矢量绘图软件开发了原型系统,实现了上述功能的技术原型并构建了方便的设计师交互操作模式.应用测试表明:该方法体系可通过函数映射和图像映射完成多种形式的宏观光效设计,光效仿真可显著提高优化效率,减少打样次数,降低设计成本并丰富产品表面视觉设计的方法体系.

    光刻微纹理设计参数化单元光效仿真

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    水下观测机器人波动鳍推进器仿生设计

    包海默孔巧宋梅萍邓煜欣...
    165-171页
    查看更多>>摘要：为改善传统螺旋桨推进器噪声大、稳定性差及破坏性强的问题,对水下观测机器人仿生波动鳍进行研究.采用边缘提取算法和CT扫描法分析并提取线翎电鳗的形态和结构特征;设计两自由度的鳍条致动单元,重建仿生波动鳍的机械结构;通过流体动力学仿真试验,对比分析波动鳍的推进机制和性能,研究了推力的影响因素.结果表明:仿生波动鳍的平均阻力为3.88 N,小于长方体波动鳍,平均速度的峰谷差值比长方体波动鳍更小;推力系数与雷诺数及波长负相关,与波幅及波频正相关;在水速为0.2m/s,波幅为60°,波长为217.5 mm,波频为4 Hz的条件下,平均推进力最大,达14.873 N.仿线翎电鳗波动鳍相对于传统波动鳍,阻力更小,速度更稳定,其形态设计和运动规律研究对水下观测机器人的发展具有一定价值和意义.

    水下观测机器人波动鳍仿生设计流体力学仿真

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    基于可供性的挖掘机驾驶室操作界面优化研究

    冯青朱锦涛杨延璞
    172-177页
    查看更多>>摘要：为优化挖掘机驾驶员与操作面板的交互方式,提高与操作界面交互的视觉搜索效率,通过对挖掘机驾驶室操作界面元件进行可供性交互矩阵(功能-任务矩阵)和可供性识别,并结合因子分析对可供性重要程度进行排序,实现了从文字、图形及色彩等设计要素对操作界面元件与整体的优化设计.采用眼动试验对优化前后方案进行对比,结果表明:优化后方案A在眼动数据方面表现最好.研究试验将可供性理论与操作界面优化相结合,为复杂人机界面的优化提供一种设计思路.

    挖掘机驾驶率人机界面可供性界面优化因子分析

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    人体下肢跨肢体能量迁移方案设计

    周欣刘更韩冰王旭鹏...
    178-183页
    查看更多>>摘要：人体下肢运动障碍会导致机能减弱,充分收集利用人体能量是提高活动能力的有效途径.对人体下肢能量流动与迁移机理进行研究,构建了人体能量迁移方案.设计了一种具有能量离合管理功能的人体能量收集与迁移传动装置,采用圆柱凸轮机构控制离合器状态切换,周期性收集人体下肢关节做功能量.根据简化的人机耦合力学模型对传动系统进行人机耦合力学分析与虚拟样机仿真分析,结果表明:改变弹簧刚度与装置安装位置可明显改变下肢助力值.通过搭建物理样机试验平台,对外骨骼传动系统进行测试,结果表明:装置可为对侧下肢踝关节提供7 N拉力,实现对下肢运动的辅助.

    人体能量能量迁移力学模型传动装置试验测试

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    轿车轮毂气动造型特征协同优化设计研究

    成振波孙亚超冉婷婷王全生...
    184-189页
    查看更多>>摘要：分析轿车轮毂造型对用户审美意象和整车气动性能的影响,探究基于轮毂造型的气动造型特征协同设计影响关系.通过感性工学对120款轿车轮毂进行造型分析,得到轮毂造型特征参数和感性意象词.将采用K均值聚类分析法筛选出的典型轿车轮毂作为主要研究样本,采用李克特量表收集用户审美意象的主观评价,通过单因素方差分析得出造型元素和审美意象间的关系;重组造型特征参数设计样本,通过计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)仿真分析,得出轮毂造型元素对气动性能的影响规律.当轮毂的轮辐数量为5辐、轮辐无自旋、轮辐无分叉和轮辐镂空正投影面积比低或中等时,轮毂的气动性能较好,有利于形成稳重、复古且保守的审美意象,当轮毂造型元素为7辐、有自旋、有分叉或镂空正投影面积比高时,气动性能较差,有利于形成运动、未来且个性的审美意象.得出轮毂造型元素对审美意象和气动性能影响的耦合关系,并通过用户评价和气动仿真验证了结论的有效性.

    计算流体动力学感性工学用户审美意象汽车轮毂造型气动性能

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    融合外形仿生与可拓创新方法的产品创新设计

    刘琳琳李烜李明段金娟...
    190-195页
    查看更多>>摘要：为辅助设计人员创新,激发发散性思维,提出了融合外形仿生与可拓创新方法的产品创新设计方法.建立仿生样本库,通过意象相似度和功能相似度确定仿生对象;解构目标产品代表性样本,采用数量化Ⅰ类构建设计元素与设计目标的关联模型,选取对设计目标贡献度高的元素进行可拓建模;以仿生对象为基础,对可拓模型进行发散、变换,生成创意,并采用模糊综合评价法评估创意.融合外形仿生与可拓创新方法形成一种流程化的产品创新设计方法,以废墟搜救机器人为例,验证该方法的可行性.研究结果表明:该方法有助于生成创新方案,能为发散性思维提供指导方向,为设计人员提供有价值的参考.

    产品设计可拓创新方法外形仿生废墟搜救机器人

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    手过头作业上肢肌肉疲劳状态识别研究

    杨延璞余文锋安为岚韩钟剑...
    196-201页
    查看更多>>摘要：为对手过头作业中的上肢肌肉疲劳状态进行有效识别,结合复杂装备的维修任务设计了手过头作业试验.通过采集被试的表面肌电信号(Surface Electromyography,SEMG)和主观疲劳状态及研究SEMG信号的时域、频域、非线性及参数模型特征计算方法,基于支持向量机(Support Vector Machine,SVM)采用核主成分分析(Kernel Principal Component Analysis,KPCA)进行特征降维并对手过头作业的肌肉疲劳状态进行识别.研究结果表明:手过头作业中斜方肌的SEMG贡献率最高;KPCA-SVM对训练集和测试集的疲劳识别率分别为0.998 27和0.832 18,与其他疲劳识别算法相比具有优越性.

    人机工效手过头作业肌肉疲劳表面肌电信号核主成分分析支持向量机

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