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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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    响应耦合子结构法的轴类工件频响函数预测

    徐金波库祥臣苏春堂赵杨...
    320-324页
    查看更多>>摘要：轴类工件切屑过程中,容易产生颤振影响加工稳定性,快速计算工件频响函数,便能为防止颤振提供依据.由于车削加工工件频繁更换,针对以往测量工件频响函数往往采用锤击法需要重复测量等问题,提出一种改进的子结构划分方法.该方法将主轴-卡盘-工件系统划分为主轴-卡盘-夹持部分、工件悬伸部分,使用子结构响应耦合法(RCSA)、有限差分法、Timoshenko梁模型求取轴类工件任意截面频响函数,并利用该方法探究了尾座对工件频响函数的影响.此划分方法避免了结合面的参数辨识,能够快速方便预测工件任意截面频响函数,与仿真所得频响函数进行对比,预测结果与仿真结果对比误差在5.38%以内,验证了该预测模型的有效性.

    响应耦合子结构法工件频响函数Timoshenko梁模型

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    移动操作机器人运动控制与误差分析实验研究

    郭隆臻张振山张若平崔国华...
    325-331,337页
    查看更多>>摘要：针对汽车零部件装配线的物料分拣及供给问题,设计并组装了一台移动操作机器人用于实现智能化自动送料.以此移动操作平台为对象,建立了其运动学模型,并以此为依据提出了运动控制策略,分析了输入脉冲与机器人速度及转弯半径之间的关系.利用激光跟踪仪对机器人直线和圆周运动的轨迹进行标定,获取了轨迹误差随速度的变化规律.研究结果表明,通过控制电机的输入脉冲,提出的运动控制策略可以满足在不同场景要求下的移动机器人定位和运行.机器人直线速度与输入脉冲成正比,转向速度与输入脉冲差成正比,转弯半径与输入脉冲和成正比.由轨迹误差与速度的关系,得到机器人的最佳速度为(0.2～0.3)m/s,当运送小型零部件且需要提高运行效率时,可控制直线速度在(0.5～0.7)m/s,为分析运动性能提供了一种解决方法.

    移动操作机器人运动学模型控制策略激光跟踪仪误差分析

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    AGS-RRT算法机械臂避障路径规划研究

    叶宁周登宝任广安宋锦春...
    332-337页
    查看更多>>摘要：为了解决障碍物环境下机械臂路径规划效率提升问题,这里提出了一种AGS-RRT(快速扩展随机树)算法.使用基于圆柱和球面包围盒碰撞检测模型建立机械臂和障碍物之间的碰撞检测机制,得到即时的机械手与障碍物之间最短距离.此外,这里优化了RRT算法的抽样过程,采用改进高斯约束抽样替代随机抽样,使得在采样过程中更接近障碍物之间的通道.该方法可以加速前向搜索速度.在节点扩展方面,采用了人工势场结合自适应步长的新节点约束策略.该方法充分利用了环境和节点信息,快速扩展到目标区域,减少了探索和碰撞区域的过度扩展.针对复杂、多障碍和动态环境下的路径规划平滑问题,这里采用了基于B-Spline曲线的平滑函数,利用笛卡尔空间生成树对局部路径进行重规划,修剪优化后的路径更加平滑.通过仿真实验,验证了AGS-RRT算法的有效性,证明了该方法在提高规划效率的同时具备良好的避障性能.

    避障路径规划快速探索随机树(RRT)机械臂

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    一种水压驱动机器人关节动态特性分析及优化

    王璐张文平
    338-344,350页
    查看更多>>摘要：为减小水压机器人关节尺寸,提出了一种体积小、输出力矩大的水压驱动的转角伺服机器人关节执行器.首先根据水压转角伺服机器人关节作动器的结构和工作原理,建立了关节作动器的数学模型,推导了关节作动器的控制方程并进行了线性化处理,并建立了机器人关节执行器的AMESim模型,验证了线性化控制方程的可靠性,在此基础上根据输入角幅值、外部负载扭矩和水压对关节执行器进行优化,优化后的水压驱动机器人关节执行器具有位置跟踪精度高,动态响应快等优点.

    水压伺服机器人关节作动器AMESim模型动态响应位置跟踪

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    面向输电线路的空中机器人应急巡检研究

    曾瑛王翌雪周振宇
    345-350页
    查看更多>>摘要：面对应急通信下的电力巡检难题,提出了一种基于5G无线网络的空中机器人应急巡检方法.首先,阐述了空中机器人在5G无线网络下的工作原理,将应急巡检分为轨迹规划和轨迹跟踪控制.接着,利用改进的萤火虫算法来实现空中机器最优轨迹规划,保证应急巡检的快速性.同时,将空中机器人动力学模型分为位置与姿态两个子系统,引入基于RBF神经网络的自适应控制策略来设计抗干扰轨迹跟踪控制器.最后,通过应急电力巡检仿真算例对这里所提方法的有效性进行了验证.仿真结果表明:(1)改进的萤火虫算法能帮助空中机器人快速规划出一条可飞航迹;(2)所设计的控制器比线性自抗扰控制器具有更好的轨迹跟踪控制性能;(3)所提方法能保证电力巡检空中机器人在5G无线网络框架下对故障区域做出快速有效的应急响应,具有一定的工程参考价值.

    空中机器人电力巡检航迹规划自适应控制萤火虫算法5G无线网络

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    汽车门板内饰多机器人焊接的动态协同规划

    孙小丽张宏
    351-355,362页
    查看更多>>摘要：为了减小多机器人协同焊接的路径长度并提高机器人之间的负载均衡度,提出了基于动态规划-个体差异进化遗传算法的协同焊接规划方法.以多机器人协同焊接路径长度、负载均衡度为优化目标建立了优化模型,并分析了协同焊接约束条件.针对单机器人焊接路径规划问题,在遗传算法中针对染色体进化能力的差异性,提出了个体差异进化策略,给出了基于个体差异进化遗传算法的路径规划方法.针对多机器人协同焊接问题,使用动态规划将其划分为3个子问题,实现了多机器人协同焊接任务分配和路径规划.经某型汽车前门焊点路径规划验证,个体差异进化遗传算法规划的路径最佳长度、平均长度均优于传统遗传算法;经后门焊点的4机器人协同焊接验证,在满足无干涉约束下,这里方法的路径长度、负载均衡度优于文献[11]离散粒子群算法.实验验证了这里方法在多机器人协同焊接分配和规划问题中的优越性.

    多机器人协同焊接动态规划遗传算法个体差异进化

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    六自由度Stewart并联平台的参数优化及公差分配

    荆学东方义圣侯怀书
    356-362页
    查看更多>>摘要：并联机器人的基础设计工作主要涉及两个方面:基本参数设计与公差分配.从机器人可达工作空间进行了推广,引申出广义的可达工作空间,将机器人姿态与位置同时考虑.以广义可达工作空间为优化目标,对6-SPS型Stewart平台进行基本参数的优化,通过粒子群算法(PSO)获得了一组具有更大的位置,姿态可达空间的并联机器人参数.另外,以更低的机器人制造成本为目标,在尺寸公差与形位公差满足机器人设计目标的约束下,对各基本尺寸的公差进行优化分配.通过分析尺寸公差与形位公差对末端精度的影响,建立了大概的公差-精度关系模型.

    并联机器人参数优化工作空间公差分配粒子群算法Stewart平台

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    轴承退化状态表征的流形融合指标构建方法

    黄强江星星刘颉朱忠奎...
    363-368页
    查看更多>>摘要：针对传统数据融合构建的轴承退化状态表征指标易受噪声影响,存在波动和难以兼顾轴承退化状态的全局结构和局部结构等问题,提出了基于一致流形近似与投影的轴承退化状态表征的融合健康指标构建方法.首先,分别在时、频域内计算轴承退化状态表征指标,构建原始高维退化趋势特征集;然后,建立退化状态敏感特征筛选准则,从高维特征集中筛选出较好表征轴承退化状态的特征指标;最后,引入一致流形近似与投影算法和指数加权滑动平均对筛选出的敏感特征进行融合与平滑,构建轴承退化状态表征指标.通过两组全寿命轴承振动数据对所提方法进行验证,结果表明,与单一指标以及传统的指标融合构建方法相比,该方法可以克服单一指标表征能力有限和传统指标融合方法能力不够全面等缺点,能有效提高轴承健康指标的单调性与趋势性,以准确表征轴承的退化状态.

    轴承退化状态特征融合流形学习健康指标

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    改进候鸟迁徙算法的车间布局优化

    张思奇于登辉郑一明李冠洋...
    369-374页
    查看更多>>摘要：车间布局不合理导致设备之间的物流混乱,造成不必要的浪费,通过优化数学模型以及采用改进的候鸟迁徙算法可以有效地解决相关问题.在候鸟迁徙算法基础上,优化了编码解码过程引入修复优化算子来处理不可行解同时改进了种群更新方式,增强了算法全局搜索以及局部搜索的能力,可以有效地避免陷入局部最优解.试验结果表明:最终布局方案较传统粒子群算法求解所得方案更优,极大提高了车间的运输效率,减少了物流和非物流作业区之间的相互干扰.

    车间布局候鸟迁徙算法粒子群算法多目标模型

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    改进PSO算法的多级可修备件库存优化

    翁卫兵李晋暘吴坚李苏建...
    375-380页
    查看更多>>摘要：针对可修备件多级库存的METRIC模型边际优化算法效果不高问题,提出了一种改进粒子群算法来求解模型.在分析可修备件供应保障过程的基础上,建立了METRIC模型,以保障费用最低为优化目标,以系统可用度为约束条件,用改进的粒子群算法寻找备件在各级仓库间的最优分配方案.改进的粒子群算法对惯性权重和学习因子进行了动态调整,并加入罚函数提高了算法收敛速度和寻优结果,最后通过算例分析对比了边际优化算法.结果表明,改进的粒子群算法对比边际优化算法,在同样的可用度约束下,保障费用降低了5.8%,在解决装备可修备件多级库存优化中具有一定的优越性.

    可修备件多级库存METRIC模型库存优化

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