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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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    结合视觉和激光雷达的移动机器人定位研究

    杨光段富海刘强
    248-252页
    查看更多>>摘要：机器人在导航过程中存在两个共性问题:(1)在任意位置启动时如何迅速确定初始位置;(2)由于误匹配导致全局定位结果出现较大偏差.针对这两个问题,提出了一种基于深度相机和2D激光雷达的机器人快速定位系统.由于信息量太少,基于激光雷达的方法易出现误匹配而重定位效果不佳,为此引入信息量更丰富的视觉传感器,将视觉特征点地图和二维占据栅格地图结合在一起,根据定位状态进行模式切换.正常导航时为激光定位,当机器人在任意位置启动或导航位置丢失时切换到视觉重定位.另将视觉算法中的6-DoF简化为3-DoF,有效减少了计算时间.设计实验平台验证了所提出的定位系统能够提高定位效果,定位精度提高了10%,重定位速度提高了57.8%,且具有更好地环境适应能力和实用性.

    移动机器人深度相机2D激光雷达快速定位系统模式切换

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    巡检机器人锂电池SOC估计

    李雨鑫吴功平刘家阳林科茂...
    253-257,262页
    查看更多>>摘要：为了准确对巡检机器人穿越预定杆塔所需要的能量进行SOC估计,通过分析线路工况和实验数据,建立巡检机器人能耗模型.考虑到巡检机器人从起始杆塔到预定杆塔之间的累计误差会逐渐增大,导致抵达预定杆塔时无法对巡检机器人锂电池SOC准确估计.因此,结合巡检机器人能耗状态方程和锂电池量测模型,并采用扩展卡尔曼滤波的方法对巡检机器人锂电池SOC能耗的理论值进行迭代,同时,也引入次优渐消因子降低不确定参数的误差,提高SOC估计精度,且SOC估计误差均在1.7%以下.

    巡检机器人能耗模型扩展卡尔曼滤波次优渐消因子

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    伐木机器人的结构设计与仿真分析

    郑华栋许武威王才东王新杰...
    258-262页
    查看更多>>摘要：针对目前联合伐木机复杂环境适应性差,人工伐木伤亡率高等问题,通过分析传统伐木方案的不足,提出了一种钻孔与化学试剂相结合的新型伐木方案.基于新的伐木方案,设计了一种可适应复杂环境作业的新型便携式伐木机器人.以原木为对象,分别设计了伐木机器人的整体结构和传动系统,并对其关键零部件进行了强度校核.根据伐木过程,建立了伐木机器人的有限元模型,分析了伐木机器人的应力和应变.通过搭建仿真环境,对伐木机器人的伐木过程进行了动态仿真.

    伐木机器人伐木方案结构设计传动系统仿真分析Solidworks

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    隧道排水管沟机器人摄像云台系统设计

    侯凡孟祥印唐志锋谢江鹏...
    263-267,272页
    查看更多>>摘要：介绍目前隧道排水管沟机器人在巡检过程中的不足之处,指出摄像头云台系统的研发对管沟机器人工作的重要意义.根据实际需求,设计了满足要求的二自由度摄像头云台三维模型,对该系统的硬件设计和控制程序进行详细阐述.硬件设计以STM32系统板作为主控,将具有SDI接口的索尼机芯作为视频图像采集装置,选用步进电机作为轴向转动执行机构,使用舵机和同步带的传动组合代替一般的齿轮传动,供能和通信电路设计保证了系统的稳定运行.软件部分先构建该系统的整体控制逻辑,对该系统的轴向转动、俯仰控制、LED模组代码逻辑进行详细阐述.实验表明,这里设计的摄像头云台系统具有高控制精度、结构简单、稳定可靠、防水防尘等优点.

    云台STM32控制器LED模组PWM波

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    输电线路跨越式巡检机器人越障运动优化

    吴毅吴功平黄乐
    268-272页
    查看更多>>摘要：输电线路巡检机器人越障是巡检过程的重难点之一,针对此问题分析了巡检机器人跨越式通过障碍物时的运动规划,采用五次多项式对关节空间路径点进行插值生成运动轨迹,基于运动学和动力学建立了面向时间与能耗的越障优化模型,指出了机器人无碰避障的运动条件.为平衡全局搜索能力与局部搜索能力,避免算法陷入局部最优,通过自适应调整记忆项惯性权重,对传统粒子群算法进行改进,迭代寻优求解目标函数.仿真结果表明,该方法能有效平衡越障时间与能耗,规划轨迹满足机器人的无碰避障运动条件.

    巡检机器人越障运动运动优化自适应粒子群无碰避障

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    智能锚注一体台车钻臂运动学研究

    牛孔肖荆留杰陈帅李鹏宇...
    273-277页
    查看更多>>摘要：为实现在作业过程中的钻臂自动定位,对智能锚注一体台车钻臂运动学进行研究.以钻臂机械结构为依据,运用D-H方法建立了8自由度钻臂的运动学方程.基于蒙特卡洛法分析钻臂的可达工作空间,在MATLAB中仿真出钻臂的工作空间云图和投影图.根据钻臂的结构特点和关节运动范围提出了一种钻臂运动学逆解算法.针对大断面隧道锚杆作业过程,在台车理想状态和倾斜状态下对钻臂运动学逆解算法进行验证.结果表明:(1)智能锚注一体台车钻臂可达工作空间可以满足大部分隧道施工使用需求;(2)钻臂逆运动学算法计算效率高,在台车理想状态和倾斜状态下均表现良好.

    智能锚注一体台车8自由度可达工作空间逆运动学自动定位

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    加权关联规则在通信网络告警预测的应用研究

    马丽樊军
    278-281页
    查看更多>>摘要：针对通信网络告警预测中精确度不高的问题,在分析经典关联规则FP-growth的基础上,提出加权关联规则与模式匹配相结合的通信网络告警预测方法.首先,采用层次分析法(AHP)为预处理后的告警序列分配权值;其次,构造加权条件FP-tree挖掘告警关联规则;最后,输入实时告警序列,通过告警关联规则模式匹配的方式进行告警预测.利用某市移动公司一周的通信网络告警数据进行加权关联规则挖掘与告警预测,实验验证加权FP-growth在数据挖掘阶段和告警预测阶段都优于经典关联规则.

    通信网络层次分析法加权关联规则模式匹配告警预测

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    电商扶贫视角下农村三级物流网络布局优化

    张晓楠陈兴慧赵一霖赵佳歆...
    282-286页
    查看更多>>摘要：为借力成熟的城市配送网络来优化电商扶贫下农村农产品物流流通网络,考虑农产品运输的易腐性,建立"仓储节点-农村县级配送中心-村镇需求点"三级网络布局优化模型;针对问题特性,设计遗传算法求解;以陕西省现有物流网络为对象,基于陕西省各市县乡镇的经济发展数据与各项指标、陕西省现有物流网络现状,论证得出了可直接利用的县级配送中心,以及需要新增的配送中心,最终实现借力成熟的城市配送网络来优化布局电商扶贫下农村三级物流网络.研究成果可为农村物流网络整体布局提供指导,实现农村电子商务的自流通能力,实现农村与城市物流体系的联动.

    配送网络农村三级物流网络电商扶贫

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    特钢棒材砂带自动磨削系统轨迹规划

    马政翟华梁学楷王德彩...
    287-290,294页
    查看更多>>摘要：为提高特钢棒材表面缺陷去除效率,改善工人工作环境,以六自由度机械臂为主驱动部件,结合砂带磨削机构建了特钢棒材自动磨削系统.根据在其操作空间中设计连续N型缺陷磨削路径,并构建砂带磨削力模型.在关节空间中运用7次非均匀B样条开曲线建立单N型磨削路径与关节轨迹的映射关系.构建包含关节速度、力矩与空间路径误差约束的时间最优轨迹规划模型,并利用惩罚函数与自适应遗传算法求解.仿真获得各关节磨削轨迹并对比分析空间路径误差约束,可提高自动磨削系统运动的稳定性.搭建了轧制缺陷视觉引导的自动磨削系统,并实验验证连续N型缺陷磨削路径的有效性.

    特钢棒材磨削机轨迹规划B样条曲线遗传算法

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    适应未知环境的模糊阻抗控制方法

    沈逸超卢岩姚逸辉庄春刚...
    291-294页
    查看更多>>摘要：为改进机器人力跟踪的实时性、稳定性,对自适应阻抗控制算法进行研究.把模糊逻辑控制器与阻抗控制器相合,使阻抗控制参数能随实际工况而变化,该方法可以使得机械臂末端接触力更加准确跟踪期望力.利用MATLAB/Simulink建立了系统控制模型,并使用模糊控制在三种不同的工况下对目标阻抗控制的参数m、b、k进行动态的调整.结果表明,模糊阻抗控制通过选择合适的阻抗控制参数将改善阻抗控制中对期望力和期望轨迹的跟踪效果,而传统的定参数阻抗控制框架无法适应多变复杂的加工工况.该阻抗控制方法实现了变阻抗控制,能够很好地实现机械臂的力跟踪.

    模糊控制器阻抗控制自适应参数力跟踪

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