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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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    四旋翼非奇异反步终端滑模姿态抗干扰控制

    薛晶勇周坤郭振武王斌锐...
    315-321,325页
    查看更多>>摘要：针对干扰下的四旋翼姿态系统快速收敛问题,设计了非奇异反步终端滑模姿态控制器.在外部干扰作用下,姿态系统中的误差变量从初始位置起,全局有限时间收敛至平衡点.基于牛顿-欧拉方法建立四旋翼动力学模型.四旋翼系统采用双环控制策略.姿态内环设计幂指数型时变增益趋近的非奇异反步终端滑模控制器,从而避免了传统终端滑模的奇异现象且使得在外部干扰下系统状态有限时间内收敛.仿真中,外部干扰下采用所设计的四旋翼的控制效果和误差收敛速度与反步滑模(BS-SMC)相比得到明显提高.飞行实验中应对外部干扰也具有较好的姿态表现.通过仿真和飞行试验验证所设计的幂指数型时变增益趋近的非奇异反步终端滑模姿态控制方法的鲁棒性.

    非奇异反步终端滑模四旋翼幂指数型时变增益趋近鲁棒控制

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    改进势场蚁群算法优化路径自动规划

    张婷吴艳张风雷
    322-325页
    查看更多>>摘要：针对势场与蚁群联合的自主路径规划存在局部最优解、初始路径选择随机导致效率不高及环境适应性差等问题,提出了基于自适应域和参数自适应设置的改进算法.算法首先基于自适应域改进势场目标不可达问题,并过滤震荡点以平滑路径;其次,通过状态转移函数和信息素更新等相关参数的自适应设置,提高算法在收敛效率和搜索能力上的平衡性,进而提高对障碍环境的适应性.实验结果表明,所提算法能够有效避免局部最优、目标不可达和复杂环境的适应性问题,在路径长度和效率上优于实验采用的已有算法,从而验证了算法的有效性.

    最优路径规划改进人工势场算法自适应域优化参数自适应设置震荡点过滤

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    J型线夹用带电接引流线装置的设计与仿真

    冯玉吴凯吴少雷
    326-330页
    查看更多>>摘要：目前10kV配电线路的带电接引流线作业为人员采用辅助工具进行操作,劳动强度大、危险系数高.为提高配电线路引流线辅助夹具系统的自动化程度,提出一种J型线夹用带电接引流线装置.根据接引流线的流程,对线夹夹紧进行受力分析,当线夹夹紧力为100N时,电机只需151.404N·mm的力矩就可夹紧导线;运用ANSYS Workbench软件对关键受力部件进行静力学分析,结果表明,翻盖的结构强度满足设计要求;运用ADAMS软件对紧固机构进行动力学分析,在螺母承受350N·mm的力矩条件下,线夹的夹紧力为503N,导线的夹紧力为1345N.根据设计方案,搭建试验样机进行现场试验,预期动作都可实现.该装置实现了带电接引流线的自动化与智能化,适用性强,安全可靠.

    配电线路带电接引结构设计静力学动力学

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    动态协同算法在挖掘机器人控制的优化研究

    李维宇王玉璟
    331-337页
    查看更多>>摘要：针对矿用挖掘机器人的控制耦合特性,提出了动态协同优化控制算法.首先,将机器人的设计优化系统解耦到水平/垂直运动空间中,以减弱各液压回路之间的强耦合关系,将空间姿态系数引入水平/垂直运动空间的主/辅反馈控制回路,在各控制回路之间弱耦合的前提下,获得各液压回路的精确动态控制信号,最终实现了机器人整体系统的最优控制.最后,通过实验和仿真验证了所提出的动态协同优化控制算法的有效性,机器人空间姿态控制中具有较优的瞬态调节性能和稳定性.

    挖掘机器人动态协同优化空间姿态系数控制算法

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    串联工业机器人的自适应稳态增益调整技术

    牛鑫冯洪宁
    338-341,347页
    查看更多>>摘要：由于时滞控制具有模型无关性、简单性和鲁棒性等优点,在工业机器人控制中得到了广泛的应用.然而,过高的增益会导致系统响应不稳定或振荡.为了解决这一问题,提出了一种用于串联机械臂时滞控制的自适应增益调整算法.首先,通过机器人机械臂时滞控制原理分析表明了恒定增益存在的缺陷.然后,采用滑动变量和边界条件为时滞控制设计了一种自适应增益调整算法,能够在无需大量的调整参数的条件下,自动将增益调整到满足时滞控制稳定性条件的稳定值.仿真和实验结果验证了所提自适应增益调整算法的有效性.研究结果表明,与传统的时滞控制(大增益)相比,所提算法将机械手跟踪的均方根误差和最大误差分别减小了31.2%和61.4%,并且即使在初始值不稳定的情况下,仍可以提供稳定的增益,控制性能显著提高.

    机器人机械臂时滞控制自适应滑动变量边界条件

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    工业机器人单目视觉装配系统研究

    王新郭俊
    342-347页
    查看更多>>摘要：为了解决传统机器人只能通过示教或离线编程固定执行点到点装配任务的问题,进行了视觉引导的工业机器人装配方面的研究.首先对工业机器人视觉装配过程建立数学模型并标定,然后研究了基于机器视觉的零件位姿估计方法,针对法兰盘类金属零件弱纹理及无角点特征的位姿估计问题,提出了一种基于自身特征和外部标记辅助的单目视觉位姿计算方法.最后搭建了工业机器人单目视觉装配实验平台验证该位姿计算方法的可行性.实验结果表明,该系统能够实现对法兰盘类零件的定位和装配,最小位置误差为2.07mm,最小姿态误差0.13.

    机器视觉单目视觉工业机器人图像处理位姿估计

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    多项式插值改进的乒乓球拾球机械臂运动控制

    王柯文彩凤
    348-351,356页
    查看更多>>摘要：乒乓球拾球机器人在工作过程中易受到场地、机械结构等因素的制约,不能精准拾取乒乓球.为此,提出多项式插值改进的乒乓球拾球机械臂运动控制.通过乒乓球捡拾机器人工作示意图及机械臂优化原理,优化设计拾球机械臂的结构,利用3-5-3多项插值法构建拾球机械臂轨迹的轨迹函数,并在此基础上利用混沌粒子群算法实现拾球机械臂的轨迹规划.实验结果表明,所提方法能够精确地对拾球机械臂的轨迹实施规划,并且其受随机扰动的影响较小,控制误差平均值为0.01,具有良好的控制效果.

    多项式插值拾球机械臂运动控制轨迹函数轨迹规划混沌粒子群算法

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    移动机器人差分进化PID控制仿真研究

    游安华
    352-356页
    查看更多>>摘要：这里提出了一种两轮差速底盘的并联式PID控制策略,基于提出的补偿跟踪器,采用差分进化算法搜索最优PID参数,从而快速且准确地控制底盘轨迹跟踪运动.这里首先建立了两轮差速底盘的数学模型,针对其中的未知非线性部分,采用补偿跟踪器进行观测.然后基于差分进化算法,搜索最优PID参数,利用两个并联的PID控制器同时控制底盘的位置与旋转角度,实现给定轨迹的追踪.通过对控制器仿真分析,差分进化算法可以获取最优PID参数,并得出x,y方向位置阶跃响应的响应时间为0.339s、0.312s,稳态误差为0.0018m、0.0013m,回转角度正弦响应平均误差为0.045rad.最后,对随机轨迹进行跟踪仿真,结果表明底盘可以准确而快速地跟踪轨迹,该控制策略可以有效改善系统性能,具有良好的跟踪特性.

    差速底盘并联式PID差分进化补偿跟踪器

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    多机器人系统PTCWA指标与布局优化

    李龙季波田应仲
    357-361,366页
    查看更多>>摘要：机器人协作系统是提高机械制造加工自动化与灵活性的有效方式,提出了一种基于协作工作空间与公共工作空间乘积(PTCWA)性能指标的机器人系统布局优化模型与方法.该方法采用解析法对多机械臂系统的公共工作空间和协同工作空间进行分析,研究系统布局与两种操作空间之间的耦合关系.基于机械臂D-H参数与机器人数量,对系统布局的极限位置进行分析.基于PTCWA性能指标与布局极限位置参数构建多臂系统布局优化模型,以系统性能指标最优为目标对优化模型进行优化求解.最后以由三个工业机器人组成的典型协作系统为实例进行仿真验证,结果表明以该优化模型进行优化求解可以得到机器人系统的最优系统布局参数.

    多机器人系统布局优化PTCWA协作空间

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    助行康复机器人自适应步态控制方法研究

    罗莎罗思思卢运娇王成...
    362-366页
    查看更多>>摘要：为了提高助行康复机器人在不同坡度上的稳定性,合理的步态控制方法显得尤为重要.这里以助行康复机器人为研究对象,提出了一种将长短期记忆网络和动态运动基元结合的步行康复机器人自适应步态控制方法.将传感器采集信息与动态运动基元中步态控制项相结合,对参考步态进行调整.同时通过更改动态运动基元的时间项和空间项对步态进行二次调整以适应不同的坡度.通过试验对该控制方法的可用性进行验证.结果表明,该方法可以在(0～20)°斜坡进行自适应步态变换,具有一定的实用价值.

    机器人步态控制长短期记忆网络动态运动基元助行自适应

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