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期刊信息/Journal information
机械设计与制造
机械设计与制造

张义民

月刊

1001-3997

mdm1963@163.com

024-86899120

110032

沈阳市北陵大街56号

机械设计与制造/Journal Machinery Design & Manufacture北大核心CSTPCD
查看更多>> 本刊为月刊，1963年创刊，中文核心期刊，中国期刊方阵双效期刊，中国科技核心期刊，国内外公开发行。期刊为大16开国际版本，彩色塑封封面，每期发行量万余册，读者人数超百万。几十年来多次受到国家机械部、中国机械工程学会、新闻出版局、科委等主管部门的表奖，是我国机械行业最有影响的专业刊物之一。
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    基于MAGMAsoft的铝合金变速箱壳体压铸工艺优化

    周倩张纪立王俊有黄明宇...
    201-204,209页
    查看更多>>摘要：以某汽车铝合金变速箱为例,根据其结构特征,确定分型面,运用三维建模软件UG进行初始浇注系统的设计.基于MAGMAsoft软件进行充填和凝固过程的数值模拟,介绍了铝合金变速箱壳体在压铸成型过程中参数的设计过程.采取最优压铸工艺,设计模具、压铸生产,得到符合图纸技术要求的产品.针对变速箱壳体在组装后台架及路试中出现的泄漏问题,通过数值模拟及工业CT分析,找到原因,通过在泄漏的相应位置处增加高压点冷的方式,使问题得到解决,后期台架及路试试验未出现泄漏,从而验证了本优化的正确.为变速器壳体的压铸生产及产品缺陷分析解决提供了一有效方法,提高了产品质量并缩短了生产周期.

    变速箱壳体MAGMAsoft泄漏优化

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    钢坯快速标示设备的设计与动力学仿真

    傅旻张铨志王芳王锴...
    205-209页
    查看更多>>摘要：为了满足钢厂对钢坯标示快速、清晰且内容量大的要求,将广泛应用于轻工行业的激光标示技术应用到钢坯标示中,设计了一种新型钢坯快速标示设备,该设备中上箱体及其标示机构能够在短时内实现测距、喷底漆、标示、扫码四种功能.使用SolidWorks建立了钢坯快速标示设备的三维仿真模型.由于上箱体要在往复高变速运动下完成动作,上箱体内的标示机构将承受很大的动载荷,上箱体运动到标示位置对钢坯进行标示时标示机构的瞬态响应会影响标示的清晰,采用ANSYS Workbench对上箱体进行了动力学分析,包括预应力模态分析和瞬态动力学分析.预应力模态分析上箱体框架结构得出了前6阶模态固有频率和振型,为机构避免共振提供依据.瞬态动力学分析探究了移动上箱体及其标示机构在运动到标示位置时的应力和Z向变形.结果显示,设备在往复高变速工作过程中强度和刚度能够满足设计要求,标示机构的变形在标示精度容许的误差内,保证了标示精度,完成了设备的设计制造及现场调试,获得了用户的肯定.

    钢坯标示设备结构设计动力学模型模态分析瞬态动力学

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    反推模糊滑模控制在无人机制动系统的应用

    杨磊杨静陈西江
    210-216,222页
    查看更多>>摘要：针对无人机防滑制动系统(ABS),提出了一种反推模糊滑模控制方法.在机电作动器模型的基础上,建立无人机制动系统纵向动力学模型.为了克服制动系统的高阶非线性,采用Barrier Lyapunov函数设计了ABS控制器,确保无人机在制动过程中的滑移率能够在预设范围内跟踪参考值.然后,通过功率快速终端滑模控制算法实现ABS控制器所需的高性能制动压力控制,在此基础上建立模糊校正器以提高机电执行器(EMA)在不同制动压力范围内的动态自适应能力.实验结果表明,所提出的制动压力控制策略能够提高EMA的伺服性能,实验结果表明,所提出的控制策略在各种跑道条件下都具有良好的稳定性.

    无人机防滑制动系统反推控制模糊校正器

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    儿童下肢辅助训练外骨骼的结构与控制方案设计

    霍宇飞于随然
    217-222页
    查看更多>>摘要：面向学龄前脑瘫儿童的下肢康复辅助训练外骨骼的研究十分匮乏.针对这一现状从脑瘫患儿的病理特点入手,基于牵张和步行训练所需的必要自由度进行分析,确定了关键设计指标继而完成了共具有6个主动自由度的下肢康复外骨骼结构设计和结构优化.最后针对康复训练方案的特点提出了基于位置反馈的动力学前馈控制,通过对系统时域特性的分析确定了控制参数.通过实验分析证明了儿童下肢辅助训练外骨骼的结构合理性和牵张运动和步行训练的可行性.

    脑瘫患儿下肢外骨骼结构设计动力学前馈

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    基于APDL的叶脉参数化建模与有限元分析

    龙日升赵超张义民王一冰...
    223-226,232页
    查看更多>>摘要：为了探索植物叶脉对滚动接触摩擦副表面摩擦磨损性能的影响,这里基于APDL参数化设计语言,以叶脉为研究对象,对ANSYS软件进行了二次开发,实现了叶脉的有限元参数化建模.同时,利用ANSYS/LS-DYNA求解器、LS-PREPOST后处理器对"滚子-叶脉"系统进行了显式动力学分析.结果表明:应用APDL编程和ANSYS的二次开发,可以实现叶脉有限元参数化建模和动力学分析的全过程.这为进一步研究叶脉对滚动接触摩擦副的影响机理提供了思路,也为叶脉拓扑结构的优化奠定了基础.

    APDLANSYS二次开发叶脉参数化有限元分析

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    平滑处理的聚类PCA焊缝识别研究

    谢佳伟李长勇伊里哈木·阿布都热木
    227-232页
    查看更多>>摘要：针对焊后焊缝识别仍存在适应性不强、精度较低的问题,提出了一种基于平滑处理的聚类PCA焊缝识别算法.首先对焊缝图像灰度化预处理,进行Canny检测,对获取的焊缝边缘进行细节点聚类,在此基础上进行主成分分析,对焊缝的细节点计数,并将结果映射;其次为消除映射数据的杂点,进行一维平滑处理,进行数据的阈值化处理并获取峰值的位置,对峰值域进行求导得到焊缝的左、右边界;然后进行反映射得到焊缝的上下边界,最后基于以上方法设计了四组对实验,重点考虑光照强度、分辨率、焊接方式、焊缝数量对本算法的影响.结果表明,这种焊缝识别算法适用于直型焊缝的识别,其精度高于95%.

    Canny检测主成分分析一维平滑处理阈值化焊缝识别

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    果园机器人智能控制系统设计

    李卫鹏古丽巴哈尔·托乎提买买提明·艾尼加合甫·阿汗...
    233-236,241页
    查看更多>>摘要：为了提高农业机械的自主作业能力,减轻农民劳动负担.为此,设计了一种利用单片机控制的智能机器人控制系统.装载了一款超声波传感器提高了机器人的自动避障能力,使用红外遥控器技术控制机器人,可对机器人的行走方式控制的更加灵活自如,开发了微信小程序,可用手机蓝牙与机器人搭载的蓝牙进行配对,来实现利用手机对机器人的远程控制能力,并将采集到的传感器测量距离在手机界面上实时显示出来.在实验室内对机器人的控制性能进行了测试,结果表明:利用超声波传感器可精准实现机器人对障碍物的躲避,使得机器人安全、高效地进行作业,测量精度高、误差较小.

    STM32超声波传感器红外遥控器蓝牙微信小程序

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    弱纹理环境下的视觉惯性里程计优化方法

    王玺乔赵津刘畅刘子豪...
    237-241页
    查看更多>>摘要：基于视觉的机器人自主定位与导航系统都是利用点特征进行工作,但在弱纹理环境中,无法提取充足的点特征,系统的精度与鲁棒性就会下降.为此,提出了一种弱纹理环境下的视觉惯性里程计优化方法.将点线特征融合,相对于点特征,线特征在弱纹理环境下有较强的鲁棒性,可提供更多的环境几何结构信息,有利于三维地图的构建.为了提高精度,使用紧耦合的方式将相机与IMU采集到的数据融合.利用滑动窗口算法,将IMU预积分后的误差与点线重投影误差,在滑动窗口中用最小化误差函数的方式进行优化.通过EuRoc数据集,将优化后的系统与VINS-Mono系统进行比较.经测试,不同场景中的几组数据的绝对轨迹误差都很小,且均方根误差下降3%左右.验证了算法的精度与鲁棒性.

    视觉惯性里程计线特征弱纹理环境紧耦合滑动窗口

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    柔性灵巧手的控制系统设计与仿真

    王君程浩陈俊杰姜荣俊...
    242-247页
    查看更多>>摘要：针对软体机器人容易侧弯、刚度低、安全性差等问题,以三自由度软体驱动器为基础设计了一种具有上下弯曲和左右侧摆功能的柔性灵巧手,在此基础上建立了柔性灵巧手位姿方程,接着在分析了手指抓持策略后,提出并建立了一种灵巧手指力/位置控制系统,然后利用Simulink对控制系统进行仿真,最后完成实验验证.结果表明:灵巧手指力/位置控制系统满足实际力学特性要求,并且控制器参数中比例调节系数为7.5,积分调节系数为10000,微分调节系数为0时,系统具备最佳的控制性能.

    柔性灵巧手力/位置控制系统位姿方程PID控制

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    专利视角下智能医用防疫机器人技术发展研究

    仇秋飞周武源吴巧玲吴叶青...
    248-253,257页
    查看更多>>摘要：[目的]:在新型冠状病毒病(COVID-19)传播未得到有效遏制的背景下,基于专利视角研究智能医用防疫机器人技术发展态势,促进企业进行技术创新、产品升级,具有现实意义.[方法]:采用DDA、DDI以及PIAS等专利分析工具,结合聚类分析和可视化分析技术,重点研究了智能医用防疫机器人专利技术现状,分析了优势技术分布情况和优势机构研究特点,引入相对技术优势指标评价各国在医用防疫机器人专利技术的比较优势,借用贝恩分类法分析专利的行业集中度.[结果]:医用防疫机器人整体产业目前处于分散竞争阶段,而手术机器人细分领域美国处于技术寡占地位;美国在该领域积累了大量高价值专利,培育了多家行业巨头;中国起步较晚,但发展迅速,拥有该领域最多专利申请量,相对技术优势仅次美国,但在领军企业培育和专利布局上,落后于德国和日本,竞争力不强.[结论]:结合市场热点和专利布局弱点出发,把握人工智能发展方向,充分运用现有专利技术、现有发明人等资源进行技术升级改造,实施专利导航发展战略,探索AI+医用防疫机器人的结合方法,为医用防疫机器人打开市场.

    防疫机器人专利地图相对技术优势人工智能贝恩分类法技术改进

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