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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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    多因素作用的电梯水平振动分析

    孟琳郭庆亮李儒郭万金...
    289-294页
    查看更多>>摘要：随着电梯在高层和超高层建筑中的广泛应用,导轨对电梯运行安全性和舒适性的影响愈发显著,而电梯井道内温度变化、建筑物倾斜和导轨安装误差等因素都会对导轨产生影响.因此,提出一种多因素作用的电梯水平振动分析方法,旨在研究温度变化、建筑物倾斜和导轨安装误差等因素对轿厢水平振动的影响.首先,基于电梯系统的物理模型,采用拉格朗日方程建立电梯系统动力学模型.其次,分析温度变化、建筑物倾斜和导轨安装误差等因素对导轨的影响,建立相应的数学表达式.最后,利用仿真和实验对所提出的多因素作用的电梯水平振动分析方法的有效性进行验证.仿真结果表明,考虑温度变化、建筑物倾斜和导轨安装误差的耦合作用时,轿厢沿水平方向振动加速度的最大峰峰值会超出《电梯技术条件GB/T 10058-2009》规定的0.20m/s2,有着不可忽视的安全风险.实验结果表明:实验所测得的数据与仿真结果振动加速度的均值分别为-0.0027m/s2和-0.0035m/s2,验证了所提出的多因素作用的电梯水平振动分析方法的有效性,该分析方法可为电梯设计制造企业与电梯公共安全领域对电梯水平振动影响分析提供一种新的有益探索分析途径.

    水平振动多因素作用导轨激励温度变化建筑物倾斜曳引电梯

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    移动机器人势场跳点优化蚁群算法避障规划

    胡俊立王峰
    295-298页
    查看更多>>摘要：随着智能控制技术研究的不断深入,移动机器人避障规划问题在智能制造领域得到广泛的应用.为了弥补蚁群算法(ACO)临过快收敛以及会造成局部最优的问题,引入势场跳点(PJP)对蚁群算法进行优化,更新补齐获得的最优路径全局信息素浓度,设计了一种基于势场跳点优化蚁群算法(PJPACO)的移动机器人避障规划.给出了 PJPACO控制流程,并展开仿真和实验测试分析.仿真研究结果表明:以PJPACO算法形成更少路径转折点,具备更快收敛速度并且可以获得更优路径.通过试验验证发现,PJPACO算法获得了比ACO算法更短寻路时间,机器人可以达到更短行走路径,加入PJP算法后构建的ACO算法可以更高效规划机器人路径.该研究对提高移动机器人的工作效率具有很好的实际指导意义,可以拓宽到目标识别等领域.

    机器人避障全局规划人工势场法路径优化

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    任务空间内钻锚机器人掘进避障距离控制

    宋小芹王照良
    299-304页
    查看更多>>摘要：针对钻锚机器人在狭窄掘进任务空间中掘进容易与非煤壁、其他意外障碍物物体产生碰撞,出现安全隐患的问题,提出任务空间内钻锚机器人掘进避障距离控制方法.通过激光雷达视觉获取障碍物信息,将框架轮廓底边中心作为障碍物测距点,确定障碍物位置信息,基于D-H参数坐标系,进一步确定钻锚机器人在当前状态下的掘进位姿.根据确定结果,构建钻锚机器人掘进避障控制模型,利用该模型实时检测钻锚机器人与障碍物之间的距离关系,并设定门限值,判断距离信息是否超过门限值,若超过则需要调整钻锚机器人位姿,若没超过则继续向前掘进,从而实现钻锚机器人掘进避障控制.实验结果表明:所提方法的避障距离控制和避障控制效果好,避障成功率高于90％,控制时间低于90ms,验证了该方法的有效性.

    钻锚机器人掘进避障控制避障控制模型

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    非平坦地形下移动机器人位姿精准估计研究

    董作峰叶玉刚郑宪秋秦冬冬...
    305-308,314页
    查看更多>>摘要：非平坦地形上移动机器人的姿态和运动变得更加复杂和多样化,导致机器人位姿估计精准度和效率降低,为此提出非平坦地形下移动机器人位姿精准估计方法.根据移动机器人的运动特性和约束条件获取运动学函数,将该函数输入Ma-hony 算法,得到粗略的姿态估计值.将姿态估计值和里程计观测数据作为EKF算法的初始参数,通过滤波和融合处理进行位姿估计,结合PL-ICP点云匹配方法进一步更新位姿估计结果.将更新后的位姿估计作为EKF算法的先验估计,并与其他传感器数据进行融合,得到初步位姿估计结果.将初步位姿估计结果作为果蝇优化算法的优化目标,获取更加精准的移动机器人位姿估计结果.实验结果表明:所提方法能够在确保移动机器人稳定运行的基础上,有效提高其位姿估计的精准度和效率,取得了较好的应用效果.

    移动机器人运动学函数位姿估计EKF算法PL-ICP点云匹配方法果蝇优化算法

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    网球训练机器人发球动作轨迹线形控制方法

    郅光华
    309-314页
    查看更多>>摘要：为了准确控制网球训练机器人的击球轨迹和移动路线,帮助运动员培养对不同球的应对能力和适应性,提出网球训练机器人发球动作轨迹线形控制方法.采用计算机三维视觉采集方法对网球训练机器人发球动作轨迹图像展开采集,利用对比度自适应直方图均衡化(Contrast Limited Adaptive Hisogram Equalization,CLAHE)算法对采集到的网球训练机器人发球动作轨迹的图像展开增强处理,以提高图像质量和轨迹的准确性.采用模板树结构管理储存多个网球训练机器人发球动作轨迹,通过使用卷积神经网络(Convolutional Neural Networks,CNN)获得关于轨迹线形的估计值.为了提高精度和稳定性,采用所有CNN估计值的加权平均值来优化更新输出,以获得最终的控制结果.实验结果表明:所提方法具有良好的图像增强效果,且动作轨迹控制精度和效率高,适用于网球训练机器人发球动作轨迹线形控制.

    网球训练机器人发球动作轨迹轨迹线形控制CLAHE算法模板树计算机三维视觉

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    机械臂空间轨迹的非支配扰动粒子群算法优化

    杜柯刘祎
    315-319,323页
    查看更多>>摘要：为了减少机械臂工作时间同时减小机械臂的运动冲击,提出了基于非支配排序扰动粒子群算法的机械臂轨迹多目标优化方法.以那智MZ04机械臂为研究对象,对机械臂空间轨迹规划问题进行描述,并建立了时间最少、冲击最小的多目标优化模型.在粒子群算法中融入了扰动策略和非支配排序策略,扰动策略使粒子不再向固定的种群最优学习,而是向种群最优邻域学习,有效维持了粒子多样性并提高了算法优化能力;将非支配排序扰动粒子群算法应用于机械臂轨迹规划,其Pareto前沿解优于非支配排序粒子群算法.将非支配扰动粒子群算法和非支配粒子群算法的时间、冲击等权重解进行比较可以看出,非支配扰动粒子群算法规划路径的时间和冲击均优于非支配粒子群算法,且轨迹连续、平滑,运动轨迹参数在约束范围内,证明了非支配扰动粒子群算法在机械臂轨迹规划中的有效性.

    机械臂轨迹非支配扰动粒子群算法最优粒子邻域多目标优化

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    机器人视觉示教技术在装配作业中的仿真研究

    占宏杨佳龙杨辰光
    320-323页
    查看更多>>摘要：工件装配在工业制造中占有重要地位,实现机器人复杂而灵巧的装配动作,对于提升工业制造智能化水平具有重要意义.针对装配作业任务,将视觉示教与机器人技能学习相结合,首先搭建基于Kinect2相机和AR标签的机器人示教系统获取示教数据;接着设计了机器人装配技能学习算法生成新的运动轨迹;最后在Gazebo仿真平台完成了对上述方法的验证.该方法具有效率高、可操作性强等优点,在工业制造领域有着广阔的应用前景,同时对于机器人示教学习相关实践教学和应用研究具有重要意义.

    机器人装配任务视觉示教仿真

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    地面移动机器人路径避障控制策略研究

    孙建召赵进超
    324-330,338页
    查看更多>>摘要：针对地面移动机器人在复杂工作环境的避障要求,分别设计了模糊控制器算法和模糊神经网络算法.首先在在地面移动机器人上的安装多传感器检测系统,在此基础上设计了自适应加权多传感器信息融合模型,将融合算法的结果作为避障控制算法的输入.分别在模糊神经网络算法和模糊控制器基础上,真实的模拟出地面移动机器人避障路径,结果表明模糊神经网络算法下的地面移动机器人避障运动路径更平滑,地面移动机器人路径与障碍物的距离更大.最后通过地面移动机器人实验平台上的避障实验,验证了模糊神经网络避障算法的优越性和可靠性.

    多传感器信息融合地面移动机器人避障路径模糊神经网络

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    滚动窗口的动态避障路径规划方法及优化

    支奕琛谷玉海徐小力龙伊娜...
    331-338页
    查看更多>>摘要：针对目前移动机器人在复杂环境例如存动态障碍物的环境下路径规划能力较弱的情况,提出一种基于优化后的滚动窗口法进行动态避障.首先对滚动窗口法的基础理论进行介绍并分析其在应用中存在的问题,得出该方法中局部子目标点的选取方式有可能使得机器人的规划出的路径陷入极小值点.在此基础上,对选择局部子目标点的方法进行了优化.然后为了防止随时可能出现的障碍物,基于动态障碍物的运行机理建立对应的数学模型,对障碍物的运行轨迹进行预测,从而根据不同的运动轨迹来设计避障对策.最后根据设计的优化方案,对预期目标进行仿真测试.在将仿真测试数据与实验结果进行验证,发现该算法能够实现在复杂的运行环境下,机器人自动规避动态障碍物具有较高的适用性.

    移动机器人动态避障滚动窗口法

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    直驱型真空机械手运动规划与柔顺控制方法

    张泽锋徐方杜振军刘明敏...
    339-344页
    查看更多>>摘要：半导体智能制造涉及的学科技术较多,其中运动规划和柔顺控制是半导体智能机器人技术研究的基础和重点.针对新松公司自主研发的MAG8真空机械手的特殊工作环境、晶圆易脱落等问题,完成了机械手的运动规划与柔顺控制研究.首先对其机械结构和运动方式进行了简要的介绍,可实现双臂的升降、旋转、伸缩动作,其次提出了 Modify Denavit Hartenber法分析运动规划,建立了直驱型真空机械手上升轴和伸缩轴各连杆运动关系描述模型.再此,分析了直驱型真空机械手机械传动结构关系,采用牛顿-欧拉法计算各个关节力矩值解决了机械手柔顺控制问题,建立了用于分析各个关节力矩传递关系方程.经过对真空机械手进行仿真结果分析实验,验证了正、逆运动学过程的有效性.齐次变换矩阵可以实现MAG8运动部件以及大多数工业机器人的坐标变换,可用于MAG8的轨迹规划.对理论力矩值和这里所提出方法的实际力矩值进行对比,为进一步为柔顺控制的物理平台作业奠定了基础.

    真空机械手运动学建模动力学建模伺服系统电机控制

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