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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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    仿生鹈鹕水面漂浮物打捞装置结构设计与分析

    张红龙圣均侯灵霞袁捷...
    114-120页
    查看更多>>摘要：为满足小型的生态景观水域和人工养殖水域的漂浮垃圾打捞需求,同时考虑打捞装置与生态环境之间的美观性以及协调性,研制了一种小巧灵活,环境适应性强的仿生打捞装置.通过运用仿生学原理和MeArm机械臂基础,创新设计了鹈鹕仿生打捞装置的嘴部下喙开合机构、下喙齿轮齿条杠杆滑槽机构、嘴部喉囊底部投放机构、颈部结构和打捞结构等,并提出一种双摇杆机构的三自由度连杆机械臂,满足了打捞装置对灵活性和承载能力的需求.通过应用Matlab仿真和有限元分析软件对仿生鹈鹕水面漂浮物打捞装置进行了运动范围、结构强度和动力学仿真分析,结果表明该设计的仿生装置结构可靠,同时经样机模型实验验证了设计方案的有效性和可靠性,为后续产品的进一步开发提供了理论和实验依据.

    仿生鹈鹕打捞装置结构设计双摇杆机构静力学动力学

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    机器人关节机械驱动下手臂位置的闭环控制

    苏永华李佳阳韩蓉田易之...
    121-124,135页
    查看更多>>摘要：由于机器人的手臂运动涉及到非线性动力学效应,使得手臂的运动模式复杂,手臂位置闭环控制难度较大、精度较低.为此,提出机器人关节机械驱动下手臂位置闭环控制方法.利用力矩传感器在关节上展开力矩反馈来完成机械驱动机器人的动力学建模,通过动力学模型准确估计动力学参数;基于模糊神经网络改进PID控制器,模糊神经网络可以作为PID控制器的前馈部分,导致输入动力学参数可提供更准确的控制信号.将期望的轨迹参数、关节力矩参数等动力学参数作为PID控制器控制目标,通过粒子群算法通过不断迭代和优化找到最优解,实现对机器人手臂位置展开闭环控制.实验结果表明,该方法的控制稳定性强、控制精度高,关节角误差在1％以内,且关节力矩变化幅度较小.

    机械驱动闭环控制改进粒子群算法PID控制模糊神经网络

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    未知环境的四足爬壁机器人足端轨迹双向蚁群规划方法

    王坚贺建军
    125-128,141页
    查看更多>>摘要：针对未知环境中的障碍物导致四足爬壁机器人爬壁作业的运动协调角度变化程度较大,加大了单向蚁群规划算法下爬壁机器人轨迹规划执行难度,设计一种双向蚁群规划方法,并应用到未知环境的四足爬壁机器人足端轨迹规划中.基于四足爬壁机器人结构,结合运动协调角度获取更新后的信息素浓度.通过构建正向蚂蚁群体和反向蚂蚁群体两个蚂蚁群体,分别从起点和终点开始搜索最优路径,并通过信息素浓度更新和转移概率计算不断更新路径.根据轨迹选择概率并添加启发式函数促使两个蚂蚁群体路径交叉,形成一条完整的足端轨迹,实现四足爬壁机器人足端轨迹双向蚁群规划.经过实验证明,所提方法能有效地实现四足爬壁机器人在未知环境中足端轨迹规划,规划结果具有较高的可行性和优越性,迭代收敛速度快.

    爬壁机器人轨迹规划双向蚁群搜索路径规划足端轨迹

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    刚柔耦合变胞手爪夹持稳定性及适应性分析

    尤昶侯宇张杰李陈佳瑞...
    129-135页
    查看更多>>摘要：针对目前手爪夹持式爬管机器人存在的稳定性和适应能力不足的问题,基于欠驱动和变胞原理,设计了一种刚柔耦合变胞手爪.首先对该手爪进行了结构设计及工作原理分析;其次基于弹性力学接触理论和摩擦学原理,提出了手爪夹持稳定性的判断方法;然后提出了基于刚柔耦合迭代分析的静摩擦力计算方法,计算了真实的夹持静摩擦力,通过对比刚性和刚柔耦合状态下手爪夹持的静摩擦力大小,验证了刚柔耦合结构具有更高的夹持稳定性;最后利用Adams进行了各类管道的夹持仿真,验证了该手爪具有较好的适应性.

    刚柔耦合变胞手爪耦合迭代稳定性静摩擦力

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    多自由度机械臂抓取过程关节角度的智能控制

    马荣华赵嵩
    136-141页
    查看更多>>摘要：多自由度机械臂关节角度控制过程中,高精度的角度控制阈值无法准确界定,输出惯性误差较大,影响机械臂抓取过程的控制精度.为了提高多自由度机械臂的控制精度,设计一种针对多自由度机械臂抓取过程的关节角度智能控制方法.首先从连杆运动和关节运动两方面构建四自由度机械臂动力学模型.然后利用玛达尼推理法处理自适应滑膜控制器的模糊推理规则,根据机械臂的移动误差,通过自适应修正控制器的输出量,得到优化控制器.利用该控制器组建MGP模型,将机械臂的相关运动相关参数输入该模型中,即可实现对多自由度机械臂抓取过程关节角度的控制.实验结果表明,该方法对关节角度的控制性能好、机械臂运动轨迹的跟踪效果好,应用该方法后,机械臂对目标物体的抓取成功率最大值接近0.96,机械臂关节在执行抓取任务时的加速度变化存在周期性,数值基本保持在8 rad/s2～10 rad/s2之间,且该方法控制过程的鲁棒性较高.

    多自由度机械臂连杆结构关节结构动力学模型控制器MGP模型

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    纵扭超声振动辅助下铣削参数的优化实验

    刘折赵波童景琳
    142-146页
    查看更多>>摘要：以纵扭复合超声振动铣削切削刃的运动学分析为基础,计算出铣削过程中的切屑横断面积及刀具与工件之间相对滑移速度,建立了摩擦力模型和切屑变形力模型,进而构建了纵扭复合超声振动铣削力数学模型.自行研制了纵扭复合超声振动声学系统,搭建了纵扭复合超声振动铣削平台,采用单因素实验法进行了实验研究,实验结果表明铣削力数学模型仿真值与实测值吻合度较好,验证了模型的正确性.

    纵扭复合超声铣削铣削力参数优化

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    谐波减速器参数化建模装配一体式设计

    徐晗昕罗利敏柳丽娄军强...
    147-151页
    查看更多>>摘要：谐波减速器体积小、传动比大、传动精度及效率高,在医疗器械、航空航天、机器人等领域应用广泛.基于Visual Basic对SolidWorks软件进行二次开发,搭建了谐波减速器参数化建模装配一体式平台,以实现高效准确的三维数字化建模.参数化设计过程中,对柔轮的公切线式双圆弧齿形进行了细致建模;对十字交叉滚子轴承等部件采用了子装配体参数化设计方法,使建模更加快捷;运用逐步装配方法进行虚拟装配,以便观察内部结构并检查尺寸及干涉情况,更加适用于工程实际.

    谐波减速器参数化子装配体逐步装配

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    高速多轴链传动系统技术研究现状与探讨

    尹德兵赵旭东钱江吴建明...
    152-154,160页
    查看更多>>摘要：阐述了高速多轴链传动系统技术研究的现状,探讨了相关国外厂家的产品技术特点及其研发思路,提出了合适的追赶目标和方向.试验研究结果表明:通过对发动机正时链系统合理的优化设计,可明显减小系统的空间尺寸,提高其综合机械传动性能,达到或接近国外同类产品的质量水平,进一步满足新能源汽车发动机节能降耗的使用要求.

    高速多轴研究现状优化设计

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    面向气动抓手的磁控形状记忆合金开关阀研究

    祝志芳万家鑫薛江松卢全国...
    155-160页
    查看更多>>摘要：基于磁控形状记忆合金在磁场作用下产生形变量的特性,结合平板式阀门结构设计了一种开关阀,利用有限元分析方法对其结构进行了优化分析,并验证了该结构的可行性.搭建实验平台对开关阀进行了实验研究,利用激光位移传感器测试了阀芯的位移情况、开关阀响应速度以及开关阀动态响应特性,实验结果表明,开关阀阀芯行程达到了 0.937 mm,当输入电流为8 A时,阀门开启时间为14 ms,阀门关闭时间为11.5 ms,阀芯在动作过程中非常平稳,没有产生机械震颤,性能表现良好,为磁控形状记忆合金驱动器的设计与应用提供参考.

    磁控形状记忆合金气动抓手开关阀

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    基于MEMD和SE方法的破碎机负荷振动信号识别

    周喜李道军王会珍李峰...
    161-165页
    查看更多>>摘要：为了提高破碎机筒体容易产生多种非线性振动信号扛干扰能力,设计了一种基于多元经验模态分解(MEMD)和样本熵(SE)算法的破碎机负荷振动信号识别方法.采用MEMD算法分解噪声信号,计算不同IMF分量相关程度及有效IMF分量SE,完成破碎机负荷精确判断.研究结果表明:在初始波形中形成明显噪声,采用MEMD算法几乎所有高频噪声信号都被去除,获得的重构信号幅度跟总体趋势相近,具有优异的球破碎机振动信号预处理效果.提高相似容限时形成了明显的重叠现象,不同负荷状态获得了更高相似度.当设定25个隐含层神经元并且选择sin函数作为激活函数时识别模型达到了最高准确率,可以准确识别过负荷特征,明显高于EMD-样本熵和MEEMD-样本熵对于过负荷的识别准确率.

    振动信号破碎机状态识别多元经验模态分解样本熵

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