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期刊信息/Journal information
机械设计与研究
机械设计与研究

邹慧君

双月刊

1006-2343

jofmdr@126.com;jsyy@chinajournal.net.cn

021-62932023

200030

上海市华山路1954号（上海交通大学内）

机械设计与研究/Journal Machine Design & ResearchCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊为机械类期刊，集学术性、技术性于一体。本刊宗旨是提高学术水平，密切联系生产，立足实际应用。稿源丰富，录用稿件水平较高。编委会由国内外著名的专家、教授组成，有较大的影响和权威性。本刊由邮局公开发行，订户遍及国内外。全国中文核心期刊，中国科技论文统计源期刊，美国工程索引（EI）收录期刊。
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    混合润滑状态下机器人RV减速器摆线针轮摩擦动力学啮合特性

    王春光罗志江张俊峰
    1-8,15页
    查看更多>>摘要：为了提高RV减速器动力学设计和分析精度,以机器人RV减速器摆线针轮传动机构为研究对象,考虑摩擦学因素,从动力学角度出发,建立混合润滑状态下RV减速器摆线针轮摩擦动力学模型.应用载荷分担理论改进油膜刚度计算公式,提出油膜承载比例函数修正系数以降低Gelinek-Schipper压力与Green-wood-Tripp 压力误差,构建混合润滑状态下摆线轮针齿总摩擦系数,引入多齿啮合平均压力角提高分析效率,探讨弹流润滑相关参数对系统动力学性能和摩擦学性能的影响规律.研究结果表明:摆线针轮油膜厚度和摩擦系数受流变指数和环境黏度的影响较大,受输入转速的影响较小.曲柄轴扭转变形和振动比输出盘大,摩擦力使摆线轮的扭转变形增大.选择合适的润滑剂和输入转速,可以减小摩擦系数,降低摩擦力,减缓振动,提高RV减速器的传动稳定性.

    弹流润滑RV减速器摆线针轮摩擦动力学动态啮合特性

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    数字孪生的数控机床热复合误差原位监测

    范开国孙光泽杨建国
    9-15页
    查看更多>>摘要：随着智能制造技术快速发展及应用,对数控机床提出高精、高速、智能化等要求.然而,数控机床高速运行产生的热变形严重影响其加工精度,热误差控制是当前领域研究热点.为提高数控机床误差预测精度,提出数字孪生的热复合误差原位监测方法.应用光栅及电涡流位移传感器在机检测移动轴热误差;设计开发基于热边界实时修正的数字孪生系统,通过VB后台调用ANSYS模拟机床转动轴及工件热误差.建立基于齐次坐标变换的热复合误差综合数学模型,根据实测及仿真热误差实时计算当前位置热复合误差.构建基于误差增速的热复合误差预测算法,通过VB调用EXCEL自动计算目标位置热复合误差,实现数控机床热复合误差原位监测.实验结果表明,数字孪生的热复合误差预测精度达95％以上,为误差补偿提供依据.

    数字孪生热复合误差原位监测数控机床

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    考虑频变法向接触刚度的电子设备振动响应研究

    闫畅范文杰汪大淼张文璋...
    16-20页
    查看更多>>摘要：电子设备结构结合面中的频变法向接触刚度对其内部的电路板动力学特性影响较大,为了探究电子设备不同结合面上法向接触刚度对设备内部电路板的影响以及频变法向接触刚度的有限元建模方法,采用试验与仿真结合的方法开展了研究.首先,为了对结构中不同结合面法向接触刚度对电子设备的影响进行研究,设计了 4种不同接触状态的工况,并对每种工况下的电子设备进行相同激励条件的频响试验;然后在电子设备的有限元分析中考虑法向接触刚度,针对不同接触工况采用BUSH单元对法向接触刚度进行建模,并根据试验结果对BUSH单元进行随频率变化的变刚度设置.试验结果验证了电子设备结构中的法向接触刚度对电子设备的振动响应具有明显影响;之后,通过在仿真分析中考虑法向接触刚度以及接触刚度的频变特性,实现了仿真分析结果与试验结果较好的吻合.

    电子设备法向接触刚度有限元分析结构动力学

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    血管机器人介入时斑块参数对血流特性的影响

    季苏强朱宗铭梁亮王浩...
    21-27页
    查看更多>>摘要：目前动脉粥样硬化斑块处的血流动力学研究局限于血管内无介入装置或介入装置处在固定位置.为确保介入诊疗的安全性,采用双向流固耦合(FSI)方法分析对比机器人介入对血流动力学参数的影响,对不同斑块高度、肩宽和介入机器人运行位置下血管内的血流特性开展理论计算.使用粒子图像测速(PIV)技术,结合脉动流体流场测量系统进行实验研究.结果表明:在脉动血流中,机器人介入血管会使得血流流速、血管壁面变形量和血管壁面剪切应力随之增大,斑块高度和肩宽越大,介入机器人运行位置越靠近斑块,血流动力学参数数值越大.数值计算结果与实验测量结果的分布和大小相近,证明了数值模拟的正确性和有效性,为血管机器人安全介入治疗提供参考.

    动脉粥样硬化斑块血管介入机器人血流动力学流固耦合(FSI)粒子图像测速(PIV)

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    小型化高转矩密度外骨骼驱动关节研究

    董肖肖丁远涛蒋丹于随然...
    28-33,51页
    查看更多>>摘要：驱动关节的小型化对于面向脑瘫儿童康复的下肢外骨骼机器人的推广和应用具有重要意义.基于健康儿童的行走分析,确定了康复机器人驱动关节的设计需求,继而设计出一种小体积,高转矩密度,高控制带宽的驱动关节.在结构上将减速器与电机定子内径结合,实现了驱动关节的小型化.对驱动关节的电机和减速器进行了参数设计和有限元仿真,验证了电磁和机械可靠性.建立驱动关节的动力学模型,推导了速度环传递函数,介绍了驱动关节的FOC闭环控制方法.对驱动关节样机进行系统辨识和负载特性测试,测试结果表明,所设计的驱动关节具有体积小、扭矩密度高和动态性能好等优点,外形尺寸为Φ65 mm×39 mm,额定扭矩密度达到33.71 N·m/kg,空载工况下闭环控制带宽达到57 Hz.

    外骨骼机器人驱动关节电机减速器

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    超声振动辅助铣削镍基高温合金 GH4169的切削性能研究

    杨文龙谭延林罗剑锋
    34-41页
    查看更多>>摘要：镍基高温合金GH4169是一种典型的难加工材料,在常规切削加工时伴随着刀具磨损大,表面质量差等现象.现代工业中对高性能材料(如高温合金、陶瓷、复合材料等)的需求增加,这些材料的加工难度大,常规刀具难以有效加工.随着超声波技术的不断发展,尤其是在材料加工领域的应用逐渐增多,超声振动切削成为了一个热门研究方向.超声振动切削是一种将超声波振动与切削工艺相结合的创新加工技术,可以显著减少切削力,提高加工速度,从而提升整体生产效率.借助超声振动的作用,可以减少切削过程中产生的表面粗糙度和缺陷,获得更好的表面质量.由于切削力的降低和热量的分散,超声振动切削能够有效减缓刀具的磨损,从而延长刀具的使用寿命.文中通过常规切削仿真和超声振动切削仿真分析,以切削时的应力、切削力、切削温度等作为评价指标,结果表明:超声振动切削过程中的的应力比常规最高可降低4.4％,最大温度最高可降低14.2％,切削力最高可降低50％.通过铣削正交试验,对比超声振动铣削的切削力、切削温度、表面粗糙度、刀具磨损,验证了超声振动铣削可以提高GH4169的切削性能,并通过极差分析法,优化了加工参数.影响表面粗糙度的主次关系为主轴转速＞切削深度＞每齿进给量.其参数优化为主轴转速2 500 r/min,每齿进给量0.05 mm/z,切削深度0.2 mm.影响刀具磨损的主次关系为每齿进给量＞切削深度＞主轴转速,参数优化结果为主轴转速2 000 r/min,每齿进给量0.03 mm/z,切削深度0.2 mm.选用过大的切削深度和每齿进给量,会出现表面质量较差、刀具磨损严重的情况.因此切削深度不宜超过0.2 mm,每齿进给量不宜超过0.05 mm/z.

    高温合金切削力切削温度加工参数切削性能

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    基于空间RRRRRR机构的仿生扑翼驱动机构优化设计与分析

    吴华兵张瑞坤何畏曾小义...
    42-45,57页
    查看更多>>摘要：为了让仿生扑翼飞行器飞行时能够输出同生物飞行时相同的空间"8"字型运动轨迹,从而提高仿生扑翼飞行器的飞行性能,文中借鉴了昆虫飞行运动特征,设计了一种基于空间RRRRRR机构的新型扑翼驱动机构.首先,通过运动学分析,建立了扑翼飞行器空间RRRRRR扑翼驱动机构的运动学分析模型,对其进行了运动学分析.然后,根据生物飞行翅翼运动特点,以扑翼驱动机构输出角为目标函数,建立了扑翼飞行器驱动机构优化模型对驱动机构进行优化设计,得到了利于飞行器扑翼飞行的驱动机构参数.最后,根据优化后的扑翼飞行器驱动机构的尺寸参数,建立了仿昆虫微型扑翼飞行器驱动机构的三维模型,并在ADAMS软件中进行仿真,得到了驱动机构的输出轨迹和运动参数,验证了理论分析的正确性.结果表明:通过优化设计得到的扑翼驱动机构能够实现扑动-扭转运动,其中扑翼驱动机构输出上扑动角,βmax为34.80°、下扑动角,βmin为-29.16°;输出扭转角范围为-14.88°～15.04°;输出的空间"8"字型轨迹与昆虫飞行的翼尖运动轨迹相同,为仿生扑翼飞行器的设计提供了理论基础.

    扑翼飞行器RRRRRR运动学分析优化设计ADAMS

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    分段步进式铁塔攀爬机器人设计与研究

    江涛黄俞搏石利荣冯文斐...
    46-51页
    查看更多>>摘要：铁塔是输电线路中的主要部件,分布广泛数量众多.受野外恶劣气候影响极易损坏,需要定期进行安全检修.目前检修方式是人工爬到高空进行检修作业,作业强度大,安全风险高.文中介绍了一种分段步进式铁塔攀爬机器人的设计与研究工作.该机器人可以沿铁塔主材攀爬至作业横担,并安装或拆卸临时防坠装置.机器人利用磁吸式原理吸附在铁塔表面,通过步进式结构沿铁塔主材攀爬.现场实验表明:该机器人具备良好的攀爬能力和越障能力.

    攀爬机器人输电铁塔机构设计结构设计

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    带电作业机器人的数字孪生技术及试验研究

    谭钧纳智敏石利荣罗艺...
    52-57页
    查看更多>>摘要：机器人配网带电作业面临的主要问题之一是操作者无法全面、立体地感知作业现场的事态.配网线路架空线高度通常约10 m,操作人员在地面难以观察作业的状况.通过视频画面等方式缺乏深度方向的距离感,操作者无法判断机器人与作业目标或障碍之间的距离.针对这一问题,文中开展了面向高压带电作业场景的数字孪生技术研究.通过视觉方式获取环境信息,构建数字孪生模型.通过混合显示技术显示模型,对作业安全性进行检查并观察作业现场态势.实验和现场作业表明,该方法能够有效提高作业的安全性和效率.

    带电作业机器人视觉识别定位数字孪生

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    面向带电作业的跌落保险装置识别定位技术

    段宜车玉奎文虎标杨海贤...
    58-63页
    查看更多>>摘要：使用机器人进行带电作业,需要对作业目标的位置和姿态进行精确的识别和定位.在带电作业环境中,跌落保险的识别需要解决背景、强光干扰问题,并要求较高的可靠性和实时性.针对带电作业中跌落保险的识别和定位问题开展了研究,提出了一种基于形状匹配和交互式训练的识别方法.文中设计了面向形状匹配的加速算法,提高了识别定位的实时性.针对可靠性要求,提出了分块匹配的方法,减少了背景干扰的影响,提高了识别效果的可靠性.通过室内外实验,验证了该算法的有效性和可靠性.

    带电作业跌落保险形状匹配交互式训练

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