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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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    挤出式3D打印机压力系统的模糊自适应控制

    李聪王中良段国林
    244-248,253页
    查看更多>>摘要：陶瓷浆料的挤出成形系统具有较强的参数时变性,传统的PID控制方法难以精确控制实现挤出压力的快速稳定,造成料筒内陶瓷浆料受力紊乱,影响挤出丝的成形质量进而影响陶瓷制件的精度.针对以上问题,对陶瓷浆料挤出过程中的压力变化进行分析,在传统PID控制的基础上,引入模糊自适应PID控制方法控制打印系统的挤出过程,并进行了过程仿真和实验.结果表明,模糊自适应PID控制方法优于传统PID控制方法,可以快速有效地稳定挤压力,提高陶瓷零件成形质量.

    3D打印挤出成形挤压力控制模糊PID

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    活塞裙部双凸点设计对摩擦磨损性能影响研究

    齐少豹祖家骏徐波李正现...
    249-253页
    查看更多>>摘要：活塞作为发动机的关键部件,长期在严苛的环境下工作,其摩擦性能以及运行可靠性成为大家一直以来的关注重点.以某款四缸柴油机为研究对象,在Ricardo-Pisdyn软件中建立了耦合惯性参数、表面粗糙度、热变形和弹性变形等多因素的动力学模型,研究活塞主推力侧裙部设置双凸点型线(探究上凸点高度、凹腔深度等参数)对活塞摩擦磨损性能影响.计算结果表明:在活塞主推力侧裙部中上部设置上凸点及凹腔特征,适当增加凹腔深度,可改善活塞主、次推力侧磨损,但增加过大会加重活塞主推力面的磨损.结合优化配缸间隙和采用双凸点型线方法,可进一步改善活塞摩擦磨损性能,优化设计后裙部累积磨损量从31.65MW/m2降低为14.64MW/m2,降约53.7％.

    活塞裙部型线主推力侧次推力侧凹腔磨损

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    空洞U-Net神经网络的移动机器人视觉图像增强

    冯梦清冯乃勤
    254-257页
    查看更多>>摘要：为了提升移动机器人视觉图像对比度、信息量以及整体质量,提出一种新的基于空洞U-Net神经网络的移动机器人视觉图像增强方法.在由编码器、解码器与跳层连接构成的U-Net网络中,引入残差网络与空洞卷积部分,构建空洞U-Net神经网络,以融合不同层次的像素特征块,并根据灰度等级与频数直方图,增强图像对比度.针对图像中待处理的像素点灰度值,利用其邻域像素点灰度值的中间值滤除图像噪声.根据像素向量场,利用梯度下降法锐化图像边缘,实现视觉图像增强.在实验阶段,选取部分样本训练空洞U-Net神经网络,获取最优网络参数,经测试验证所提方法的图像对比度、信息量以及整体质量上都有大幅提升,具有优越的视觉图像增强效果.

    空洞卷积U-Net神经网络移动机器人视觉系统图像增强

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    仿人足球机器人视觉系统精确定位的特征提取

    许君杰郭丽峰刘莉张继文...
    258-262页
    查看更多>>摘要：针对Robocup等比赛中机器人的定位中的视觉特征选取问题,线特征以其抗噪性好,蕴含丰富环境信息的优势获得了人们的青睐.该文针对仿人足球机器人球场比赛定位中的边线特征提取,将整体方案分解为颜色空间映射、可能片段查找、增量式算法拟合三个部分.通过预先学习标定生成的颜色查找表,将原始图像映射成多值图像;之后针对不同颜色对应的不同状态,使用有限状态机方法识别可能属于边线特征的有效片段;使用增量式算法提取出图像中的直线特征,最后增加参数调节来进一步优化特征提取结果,提高直线特征的精度.这一方法不仅可以提取直线特征,同时对于不规则的曲线特征检测,也能够使用近似的线段集合进行拟合.相比于传统方法如Hough变换等,该算法具有算法简单,提取速度快,特征精度高的优点.实验表明,算法的全局定位精度在10cm以内,特征提取时间不大于5ms,符合足球机器人实际比赛需求.

    仿人机器人计算机视觉线特征有限状态机增量式算法

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    考虑环境复杂度的机器人路径双向蚁群规划

    任云晖贾仙鱼
    263-267页
    查看更多>>摘要：为了减少机器人的路径长度、提高路径平滑性,提出了基于配对双向新型蚁群算法的路径规划方法.介绍了栅格环境模型的建立方法;给出了基于改进K-means的环境复杂度聚类方法,实现了以复杂度为标准的环境分区;将环境复杂度作为新型启发信息引入到蚁群算法中,引导蚂蚁选择简单环境区域.借鉴蚂蚁的双向搜索思想,提出了配对双向搜索的新型蚁群算法,并将该算法应用于栅格环境的路径规划.经仿真验证可以看出,与传统蚁群算法、文献[12]算法比,配对双向新型蚁群算法的路径长度最短、拐点数量最少、收敛时迭代次数最少,验证了这里算法在路径规划中的优越性.

    机器人路径规划环境复杂度新型启发信息配对双向搜索

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    人工神经网络的机器人焊缝缺陷图像自动辨识

    姚迎乐冯乃勤
    268-271,276页
    查看更多>>摘要：为了提高机器人焊接质量,延长焊接构件使用寿命,提出基于人工神经网络的机器人焊缝缺陷图像自动辨识方法.利用模糊增强算法计算机器人焊缝缺陷图像各灰度级的隶属函数,逆变换增强模糊特征;使用Roberts算子检测图像边缘像素点,去除像素较低的点;采用密度聚类算法分割缺陷区域,结合面积、周长等几何参数计算缺陷部分形状特征;建立人工神经网络传输模型,将缺陷图像几何特征作为辨识依据,输入训练样本,经过反复训练,当误差低于设定阈值时输出最终辨识结果.仿真实验证明,所提方法能均衡图像灰度值,能够提取出显著性缺陷特征,准确辨识出焊缝缺陷类型.

    人工神经网络机器人焊缝缺陷图像自动辨识模糊增强

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    地电位带电作业爬杆机器人结构设计

    吕潜龙吴少雷唐旭明阮学云...
    272-276页
    查看更多>>摘要：为实现配电线路杆塔的检修以及线路检测设备的承送,提出一种兼具攀爬、越障、绕杆旋转及负载带电作业等功能的爬杆机器人—地电位带电作业爬杆机器人.根据机器人攀爬力学,对机器人不滑落条件进行分析,得到机器人在负载22kg时,只需138.65N以上的夹紧力就可稳定攀爬;运用ANSYS Workbench软件对机器人整体进行静力学分析,并对薄弱部件结构进行分析,结果表明,其结构强度满足设计要求.根据理论计算结果,搭建试验样机对机器人进行载重攀爬测试,实验表明,机器人22kg负载条件下,攀爬速度达到0.2m/s,绕杆旋转速度为2.5r/min,能承受70kg负载,末端可在两侧30°摆动范围内进行带电作业.该机器人可代替人工进行高空作业,将为电力行业自动化的发展提供可靠的参考依据.

    配电线路攀爬机器人地电位带电作业静力学仿真现场测试

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    新型四足机器人能耗分析与弹簧属性参数优选

    王晓磊刘祥李晓丹肖印增...
    277-280,284页
    查看更多>>摘要：为提高四足器人的能源利用率,以一种新型的四足机器人为研究对象,建立了在小腿部位加装弹簧减震系统前后的四足机器人虚拟样机模型,建立了四足机器人的移动能耗指标,对比研究加装弹簧减震系统前后步态参数对移动能耗指标的影响效果,证明加装减震系统对提高移动能耗指标的可行性.最后,采用单变量法研究了弹簧属性参数对机器人能耗的影响规律,优选具体弹簧属性参数为弹簧刚度10000N/m,阻尼为2N·s/mm,弹簧预压力为65N,弹簧长度为0.34m,并与未优选前的装置进行对比,结果表明优选弹簧属性参数具有显著节能的效果,为样机减震系统的设计奠定基础.

    四足机器人虚拟样机技术弹簧属性参数移动能耗指标

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    中空超扁平系列谐波减速器模态分析

    赵言正刘积昊管恩广李培兴...
    281-284页
    查看更多>>摘要：中空超扁平系列谐波减速器进行寿命测试过程中,当转速达到一定数值时,该系列谐波减速器振动较大,严重影响其使用寿命.为研究其振动机理,为改善振动性能提供基础,需要对该系列谐波减速器进行模态分析.首先,采用Hy-perMesh软件对谐波减速器进行有限元建模,计算获取所关注范围内的模态结果.同时采用16通道动态信号测试分析系统,对谐波减速器进行振动模态实验测试.最终,将实测与仿真结果进行对比,验证了仿真结果的有效性,可为后续机械结构优化提供指导意见.

    谐波减速器模态分析有限元方法固有频率

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    双目立体视觉的羽毛球机器人环境自动感知

    严财庆刘子强
    285-288,295页
    查看更多>>摘要：为了提高羽毛球机器人的接球成功率,提出基于双目立体视觉的羽毛球机器人环境自动感知方法.分析羽毛球机器人外部结构与内部智能控制系统的组成要素,结合气缸工作过程,利用旋转矩阵变换坐标构建机器人运动学模型;采用棋盘格标定算法获取相机内、外部参数,矫正畸变现象,采用双滤波算法过滤图像噪声;匹配不同视角下图像同一特征点,重构三维环境信息,使用核相关滤波器算法对感知区域做循环位移,构建海量目标分类器,实现环境自动感知.仿真实验证明,所提方法能够获得感知区域更多的目标信息,无论在哪种击球方式下,都能准确感知环境,减少接球定位误差,提升接球成功率.

    双目立体视觉羽毛球机器人环境感知相机标定跟踪检测

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