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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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    电液作动器摩擦补偿指令滤波控制研究

    叶宁周登宝任广安宋锦春...
    258-263页
    查看更多>>摘要：为了满足泵控电液作动器(EHA)高精度控制的要求,提出一种基于摩擦补偿的全状态反馈自适应鲁棒指令滤波控制的控制方法.随着泵控EHA高压化趋势的发展,作动器摩擦成为影响控制精度的主要因素.改进的摩擦力模型由于结构简单且能够捕获非线性摩擦的主要特征而被应用.为了解决EHA系统中的参数不确定性和模型不确定性问题,提出了自适应鲁棒指令滤波反步控制方法.其优势在于克服了传统反步控制中的"复杂性爆炸"问题,减小了系统在线负担.控制器保证系统达到渐进跟踪性能,通过系统仿真实验验证了算法的有效性.

    指令滤波控制EHA摩擦力模型全状态反馈

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    基于Proteus仿真的微机原理与应用研究性实验教学项目设计

    张佳明王文瑞孙浩衣红钢...
    264-267,272页
    查看更多>>摘要：实验教学是《微机原理与应用》课程教学的重要组成部分,针对实验内容单一、开放性与启发性不足等问题,开展了基于Proteus仿真的综合实验项目设计.该实验以电压报警系统的实现为目标,基于研究性教学思想设计了由电压采集、并行接口控制、电压值显示、声光报警以及紧急事件5个子实验项目构成的阶梯递进式实验内容,形成了以目标为引导的实验教学体系.实践证明,Proteus仿真软件能够充分发挥研究性教学思想,有效激发学生主动学习和自主实践的兴趣,提高运用理论知识解决综合工程问题的能力,对科学研究思维和创新实践精神的培养有着积极的促进作用.

    Proteus仿真实验教学设计微机原理研究性教学

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    一种估计外力矩的机器人直接示教方法

    王振斌李笑武交峰
    268-272页
    查看更多>>摘要：为了解决机器人直接示教灵活性、柔顺性低和成本高等问题,提出一种估计外力矩的机器人直接示教方法.基于广义动量的力矩观测器和导纳、PD控制方案,采用辨识得到的连杆重力与关节摩擦力模型,实现无力矩传感器的机器人直接示教.首先,对机器人关节进行实时的重力和摩擦力力矩补偿;然后,通过基于广义动量的力矩观测器,观测操作者拖动机器人运动的外力矩;最后,利用导纳控制,将观测的外力矩转换成关节期望运动轨迹,通过PD控制,将期望运动轨迹转化为补偿给关节的估计外力矩,从而实现机器人的直接示教.实验结果验证了该方法的有效性.研究结果可为无力矩传感器的机器人直接示教方案设计提供指导.

    机器人直接示教力矩观测器参数辨识导纳控制PD控制

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    基于驾驶员意图采集的车辆状态控制系统分析

    潘斌杨钢
    273-276,281页
    查看更多>>摘要：驾驶员操作意图是整车状态变化的基础,对整车运行具有重要影响.以驾驶员操作意图为研究的出发点,对驾驶员执行车辆各种操作时,车辆的状态进行分析,主动包括启动自检工况,档位变化、加速、制动、转向等工况;基于分析结果对各工况的控制流程进行分析和设计;提出了实现车辆基本功能的控制模式,并对控制电路进行设计.在此基础上,应用实车调试,对控制系统进行了测试.结果可知:对车辆进行准确控制的前提是对驾驶员意图进行准确的分析采集,控制流程应简洁明了,尽可能减少控制器的执行周期,缩短控制周期;实车测试表明系统能准确的实现驾驶员的操作意图,实现加速、减速、制动等,表明所设计的控制系统的可靠性与准确性,为此类设计提供参考.

    驾驶员意图采集车辆状态控制系统模型

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    双目视觉拍摄角度对管长测量精度的影响研究

    张见广陆雨薇李远智罗捷...
    277-281页
    查看更多>>摘要：管件长度的测量是管件加工和检测的一项重要过程,传统的接触式测量方法,存在效率低,精度差,成本高等问题;非接触式测量作为一种智能、实时的测量方式具有精度高、成本低、测量速度快等优点,其中双目视觉测量是中小型零件测量常用的方式.但对大型零件的测量还存在一些问题,比如,船舶管件尺寸普遍较大,采集数据难度较大,影响测量精度.经实验发现,其测量精度对拍摄角度较敏感,主要原因在于拍摄角度影响着管件内壁产生噪点的数目,进而影响圆心位置拟合精度和尺寸测量精度.本研究针对此问题,开展了测量精度与拍摄角度关系的研究,发现同一半径下,当相机光轴与管件轴线方向一致时,内壁反射产生的噪点较少,拟合圆心位置较准确,测量结果精度较高;不同半径时,半径越大对拍摄角度越敏感.并将实验测量结果与三坐标测量结果对比,发现在当拍摄角度在[87°,93°]时,测量精度最高,测量精度可达到(±0.230)mm,较之传统皮尺测量,精度提升了77%.

    拍摄角度管件长度视觉测量圆心拟合

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    RNN循环神经网络的服务机器人交互手势辨识

    郑奕捷李翠玉郑祖芳
    282-285页
    查看更多>>摘要：服务机器人交互过程中机器人重要关节点难以确定,导致交互手势辨识难以增加,因此设计一种基于RNN循环神经网络的服务机器人交互手势辨识方法.利用Kinect捕获服务机器人交互手势深度图像,确定服务机器人交互过程中的重要关节点,提取服务机器人交互手势特征.根据手势特征提取结果,定义手势模板,采用RNN循环神经网络对手势模板进行学习处理,搭建服务机器人交互手势辨识模型,得到相关的交互手势辨识结果.实验测试结果表明,采用所提方法可以快速获取高精度的服务机器人交互手势辨识结果,实际应用效果好.

    RNN循环神经网络服务机器人交互手势辨识

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    仿生折叠翼扑动过程气动特性分析

    王才东张昊田胡坤王新杰...
    286-290,295页
    查看更多>>摘要：以甲虫后翅为仿生对象,基于四板机构理论设计了一种仿甲虫四板折叠翼,并对其气动特性进行研究.建立了仿甲虫四板折叠翼动力学仿真模型,采用双向流固耦合数值模拟方法,分析了扑动幅值、拍动频率与前飞速度对柔性折叠翼的升阻力系数和空气流场的影响,并对柔性折叠翼扑动过程进行了流场研究.研究表明,柔性折叠翼能提高飞行器的升力特性和推力特性,其扑动幅值为80°,频率为50Hz时,折叠翼的气动特性最为显著.本研究工作为优化折叠翼的设计及控制奠定了基础.

    折叠翼柔性扑翼流固耦合气动特性

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    U形板焊接机器人设计与运动仿真

    郎志勇高延峰周依霖张华...
    291-295页
    查看更多>>摘要：针对船舱狭小空间U形板角焊缝焊接工况,设计了一款类轨道悬挂式移动焊接机器人.该焊接机器人由移动机器人本体、两自由度机械臂及焊炬组成,三自由度实现焊接位置调节.首先,介绍了焊接机器人的结构设计;其次,分析了U形板最小转弯半径与机器人各变量之间的参数关系,确保转弯要求;最后,利用ADAMS仿真机器人移动过程,研究多个变量对焊炬末端在Y、Z方向偏移及振动的影响.结果表明:移动过程中,焊炬在机器人中间时的焊接轨迹最易控制;夹紧轮Z向位置为24.25mm,移动过程中Z方向偏移稳定,Y、Z方向振动微小;满足结构安装前提下,应选择刚度较大的弹簧;弹簧预紧力为20N时,Y、Z方向偏移、振动均得到较大改善.

    移动焊接机器人U形板ADAMS仿真偏移振动

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    粒子群优化算法在智能车辆轨迹跟踪的应用

    丁志成王甜甜
    296-302页
    查看更多>>摘要：针对智能车辆的局部规划与路径跟踪的协同控制问题,提出了一种基于改进粒子群优化(IPSO)的模型预测控制(MPC)方法.首先将模型预测控制与人工势场(APF)相结合,将时变安全约束作为排斥力的范围和非对称的车道势场函数,通过将时变安全约束视为排斥力的范围和非对称车道势场函数来获得无碰撞路径,在此基础上,将APF与IPSO-MPC相结合,采用伪速度规划算法来处理交通灯和运动障碍的约束,从而有效地解决了路径优化问题.仿真结果验证了该算法的有效性,与一般算法相比具有明显的优越性.

    粒子群算法车辆轨迹跟踪局部规划人工势场模型预测控制

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    FPN算法在视觉感知机器人抓取控制的应用研究

    王利祥郭向伟卢明星
    303-307,313页
    查看更多>>摘要：针对视觉感知机器人对物体抓取的准确性控制,在抓取姿势估计基础上使用密集连接的特征金字塔网络(FPN)作为特征提取器,将语义更强的高级特征图与分辨率更高的低级特征图融合,将机器人物体抓取过程分为两个阶段,第一个阶段生成待抓取区域,第二阶段对抓取区域进行细化以预测抓取姿势.模型在Cornell抓取数据集和Jacquard数据集上训练,验证了所提算法在抓取姿势估计的有效性.设计了两种不同真实场景的物体抓取控制实验,结果表明所提模型能有效提高机器人抓取各种不同尺寸物体的能力.

    视觉机器人抓取姿势FPN特征图融合

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