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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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    面向带电作业机器人的人机协作技术研究

    车玉奎张燕张涛阮宵阳...
    64-69,83页
    查看更多>>摘要：采用机器人带电作业替代传统人工方式,减少危险事故发生,保障人员与财产安全,是电力行业的迫切需求.本文面向机器人带电作业遥操作存在的问题,开展了人机协作技术研究,设计了基于离线作业、局部自主作业和和在线辅助的人机协同作业技术.针对机器人带电作业过程中重复性的高精度任务,设计了离线示教模式,通过固定的任务流程完成该部分动作.针对要求高灵活性、快速响应的操作,开展了局部作业研究,即将一些固定化的作业步骤交由控制系统自主完成.将复杂、精细化的作业任务交由人工完成,并通过在线辅助技术为操作者提供位姿指引等帮助.实验表明:该研究能够有效提高作业效率和成功率.

    带电作业人机协作离线任务局部自主在线辅助

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    基于高相关性水动力学系数的水下机械手动力学建模

    田颖崔浩哲
    70-77,83页
    查看更多>>摘要：水下机械手是可以代替人类在复杂水体环境中完成各种作业任务的重要装备,针对水下机械手精确控制的研究已成为水下机械手领域研究的热点,但目前传统的水下机械手因忽略水体状况或对水体运动研究相对较少等问题导致其作业精度较低.为了建立较为精确的水动力学模型,提高水下机械手的控制精度,研究一种基于高相关性水动力学系数的水下机械手动力学建模方法.首先利用Morison公式建立三自由度水下机械手的动力学模型.然后进行Fluent流体仿真实验,基于获取的实验数据拟合相关函数,通过比较相关系数R2的大小获取高相关性水动力学系数,在此基础上建立水下机械手动力学模型.最后基于Matlab完成三自由度水下机械手数值仿真实验.实验结果表明,该建模方法在水下机械手控制方面具有较好的精度,最大驱动力矩误差影响较小,证明了该建模方法的可行性.

    水下机械手水动力学系数高相关性水动力学模型

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    面向提高承载能力的RV减速器多目标优化设计

    罗帆罗利敏励晨马剑强...
    78-83页
    查看更多>>摘要：作为工业机器人核心部件的RV减速器,面临着超负荷、高速运行等实际工况,容易出现承载能力不足的问题.在分析RV减速器传动原理和摆线针轮副受力的基础上,面向提高承载能力,选取结构参数偏心距和针齿半径为优化变量,建立了 RV减速器多目标优化数学模型.采用非支配排序遗传算法对模型进行求解,优化得到帕累托最优解,利用模糊集合理论选出最优方案.以某公司生产的150BX型RV减速器为例,优化求解,加工出优化后的RV减速器样机,并进行了承载能力及传动效率测试.试验结果表明:经过优化后的RV减速器在额定负载下承载能力显著提升,且重载情况表现更加出色.验证了该多目标优化数学模型具有可行性,能有效提升承载能力,为RV减速器实际工程优化设计提供了有益参考.

    RV减速器摆线针轮副承载能力多目标优化NSGA-Ⅱ算法

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    基于sEMG信号的人体下肢空间运动意图识别

    邹锋胡庆龙赵祥欣张敏...
    84-87,96页
    查看更多>>摘要：在目前的下肢康复机器人研究领域中,绝大多数研究集中在矢状面内的运动康复,而缺乏有效识别人体下肢在多维空间中运动意图识别方法.首先设计并研制了一种能够模拟多维空间运动的新型下肢康复训练机构.在此基础上,对下肢肌肉分布与运动模式进行了深入的分析,结合sEMG信号与创新的非洲秃鹫优化算法进行运动意图的分类,开发了一种新型的下肢空间运动意图识别算法.最后,通过实验验证了该算法在识别多维空间运动意图方面的有效性.本研究的成果不仅为未来下肢康复机器人的主动控制策略提供了坚实的理论基础,同时也开辟了康复机器人在多维空间运动控制方面的新视野.

    康复机器人下肢空间运动运动意图识别主动控制策略

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    螺纹连接在横向振动或冲击作用下自动旋转松动的原因及防松

    许松林
    88-96页
    查看更多>>摘要：由于螺纹连接在横向振动或冲击作用下自动旋转松动的原因不明确,在螺纹连接防松结构的设计、选用以及防松性能测试等方面存在一些误区,为了明确该原因,利用软件SOLIDWORKS 2022以M16右旋螺纹螺纹连接模型为例对普通螺纹连接和双螺母防松、新防松技术Ⅰ、Ⅱ的防松结构进行了横向振动试验有限元模拟和分析,同时对尼龙锁紧螺母防松和弹簧垫圈防松的防松结构进行了理论分析,从而得出以下结论:螺纹连接在横向振动或冲击作用下的自动旋转松动是内、外螺纹件之间的滚动运动,因此,螺纹连接防松需要解决的首要技术问题是通过何种螺纹连接的结构和方式有效防止在内、外螺纹件之间产生相对横向位移和螺纹件做滚动运动的空间;当螺纹连接的结构不能有效防止在内、外螺纹件之间产生螺纹件做滚动运动的空间时增加防松摩擦力,其防松效果是有限的;螺纹连接的防松性能测试,应根据螺纹连接的结构和防松机理选择和设计合理的试验方法.

    螺纹振动冲击松动防松

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    基于双节串联3-RRS机构的蛇形机械臂设计及运动能力分析

    张志刚靳勇利付志军王才东...
    97-102,109页
    查看更多>>摘要：针对强电磁、强辐射及狭小深腔作业环境,设计一种具有轴向伸缩自由度的欠驱动蛇形机械臂.在3-RRS并联机构基础上,提出了采用曲柄滑块机构进行动力传输的双节串联3-RRS机构设计方案.多组双节串联3-RRS机构通过绳索经由套管和滑轮引导串联,组成联动单元.该联动单元由3个电机驱动,可实现两个方向的弯曲和轴向伸缩3个运动自由度.将多级联动单元串联,便得到了具有更高灵活性和适应性的3-RRS蛇形机械臂.在此基础上推导了双节串联3-RRS机构的正向运动学关系及其雅可比矩阵,建立了 3-RRS蛇形机械臂的运动学递推模型.通过运动学仿真,研究了双节串联3-RRS机构的运动模式;利用蒙特卡洛法计算得到了 3-RRS蛇形机械臂的工作空间,系统地分析了串联级数对蛇形机械臂工作空间及运动能力的影响.

    蛇形机械臂运动学递推3-RRS并联机构轴向伸缩工作空间分析

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    220 kV复合横担耐张塔的设计研究

    李文斌王鑫龙李焱琳林俊哲...
    103-109页
    查看更多>>摘要：为了推动复合横担杆塔这项新技术的变革及复合材料工艺和技术在新一代电网中的应用,为输电线路的差异化设计、提升线路的包容性创造条件.结合现在复合横担应用的推广,针对220 kV耐张复合横担塔进行了设计研究,对220 kV复合横担耐张塔进行塔身设计规划,对复合横担进行了力学仿真分析及电场仿真分析,在数值仿真理论分析基础上进了过载及电气实验试验验证,综合分析及试验验证了设计优化的合理性,给后续工程项目参考借鉴.耐张型复合横担塔的研发和设计将实现复合横担新技术在输电线路中的全面应用,对于提高输电线路的设计和装备水平、提升输电线路的多样性和稳定性,具有重要的应用和推广意义.

    耐张复合横担节点优化设计数值仿真过载试验电气实验

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    粉末颗粒阻尼器阻尼性能的影响因素分析

    鲍泽源丁晓红李海东王谦...
    110-115页
    查看更多>>摘要：增材制造技术制造基于结构拓扑优化方法得到具有复杂构型的轻质高刚结构时,可在制造过程中将未熔融的金属粉末留在结构特定位置的空腔内部,直接生成一种新型的粉末颗粒阻尼器.这种新型阻尼器的阻尼性能与粉末颗粒的相关特性有关,但目前这方面的研究尚不充分.为此采用离散元仿真的手段,研究粉末颗粒的相关特性对粉末颗粒阻尼器阻尼性能和重力、阻尼器空腔体积的影响.制造了一种以钛合金为材料的粉末颗粒阻尼器,以其为基础建立了粉末颗粒阻尼器的离散元模型,进行了在若干不同条件下的数值仿真.研究结果表明:颗粒尺寸、颗粒弹性模量、颗粒泊松比对阻尼器阻尼性能影响有限,而通过增加颗粒密度、降低颗粒摩擦系数、增大阻尼器空腔体积等方式可有效提升粉末颗粒阻尼器阻尼性能.

    增材制造颗粒阻尼器粉末颗粒特性离散元阻尼性能

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    核电文丘里管道检查测厚机器人设计与应用

    文忠樊钊薛家阳方哲伦...
    116-121页
    查看更多>>摘要：核电厂主给水系统文丘里管是利用压差计算主给水流量的一种节流装置,运行过程中受环境影响,内壁易发生腐蚀减薄,甚至穿孔破裂,其结构完整性直接影响核电厂的安全稳定运行,需定期检测.针对文丘里管的检测,传统方式不具备可达性,开展检查测厚机器人技术研究,旨在实现可远程操控的机器人作业.通过检测方法的对比分析,采用高清视频检查和电磁超声测厚技术,能够有效解决受限空间下该管道的检测问题.开展了检查测厚机器人结构和功能模块设计,及控制系统软硬件开发,并研制了机器人工程样机,在模拟管道内进行了试验测试,并多次在核电大修现场开展了文丘里管视频检查、测厚工作.结果表明:机器人具有良好的通过性,能够灵活精确地到达待检位置,工作稳定可靠;管道内视频检查图像数据完整、清晰度高,测厚数据精准,检测结果与工程实际一致.该机器人的研发与成功应用,为狭小、不可达区域的视频检查和测厚提供了机器人解决方案,可推进无损检测领域的技术进步.

    核电厂文丘里管检查测厚机器人

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    新型弹跳自平衡机器人的机构设计与跳跃运动性能分析

    张姚久敏贺利乐陈佳旋贺宁...
    122-127页
    查看更多>>摘要：设计了一种带有反作用轮式自平衡机构和六连杆弹跳机构的新型弹跳自平衡机器人结构.首先设计并计算机器人所用的反作用轮式自平衡机构必要零件,以保障机器人可以在空中保持平衡并能平稳落地.其次设计两种弹跳机构并选出能量利用率较高的方案.而后设计了一款具有能量储存、维持和快速释放的蓄能机构以确保弹跳过程中较高的能量利用率.使用ADAMS进行运动仿真分析及样机实验,验证了机构设计的可行性并探究了零件选型对弹跳自平衡机器人运动性能的影响以及运动参数对运动性能的影响规律.为后续进一步研究奠定了基础.

    弹跳机器人自平衡机构设计ADAMS仿真运动性能

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