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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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    基于Simulink参数变化对油气悬挂输出特性影响分析

    张俊停张昊
    200-202,207页
    查看更多>>摘要：根据结构特点和工作原理,获取不同工况的输出力;在此基础上对非线性刚度和阻尼特性进行分析,并分别获取理论模型;根据理论模型和实际1/4车辆油气悬挂特点,基于Simulink建立数学仿真模型,分析悬挂缸的主要结构参数和工作参数变化对其输出特性,尤其是刚度特性和阻尼特性所产生的影响进行分析.利用油气悬挂液压试验台,对仿真分析的输出特性进行验证分析,获取关键参数进行对比,以验证数学模型和结果的可靠性.结果可知:对油气悬挂刚度特性影响最大的因素为缸筒、活塞杆等的直径,二者的影响趋势相反,前者呈现负相关,而后者则呈现正相关;悬挂中气体的高度与刚度特性呈现负相关;簧上质量的影响与前述直径尺寸的影响趋势基本一致,发生改变时,也是曲线的位置高低产生重要影响,但是影响略低于直径变化的影响,其值不断增加时,刚度特性的变化则逐渐减小;阻尼特性的变化在拉伸压缩阶段并非对称的,而是纯在较大的不对称性;相对速度值相同,而方向相反时,拉伸行程的阻尼力是压缩行程的3倍左右,这与设计目标是一致的;试验测试结果与仿真分析结果比较吻合,误差较小,控制在5％以内;因此,所建立的模型是准确的,获得的分析结果是可靠的,能够准确描述油气悬挂的特性,为此类研究提供参考.

    油气悬挂阻尼刚度输出特性模型试验

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    3-P-2[SS]结构FDM-3D打印机精度校准补偿算法

    吕宁赵欣罗忠洁姜金刚...
    203-207页
    查看更多>>摘要：3-P-2[SS]机构FDM-3D打印机结构复杂,由于零部件加工和装配造成的结构误差,依靠三角函数解算动平台位置运动参数难以保证定位精度.通过对机构模型的逆运动学分析,推导了运动副垂直滑动计算公式,提出了一种动平台垂直误差补偿方法,对动平台在构建平台上运行区域进行了分析仿真,利用反距离加权插值算法,基于初始基准层打印高度采样,在机构运动约束条件下推导出动平台垂直精度补偿公式,通过实验验证了参数优化后设备成型过程中的定位精度获得很大提高,打印各厚度实验件的成型尺寸误差控制在±0.03mm以内,有效提高了成型件成型精度.

    熔融沉积成型3-P-2[SS]机构精度补偿位置解算反距离加权插值

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    微压休闲舱加强筋布局优化及轻量化研究

    胡彪彪李家春罗珊阳启航...
    208-213页
    查看更多>>摘要：针对现有民用压力舱体存在质量过大,在模拟不同工况时因刚强度不足而发生失效,结构安全性较低的问题,这里以休闲舱结构为研究目标,深入研究其结构的静动态性能.通过构建多目标函数模型并在HyperMesh软件中定义,进行静动态拓扑优化,并获取舱体的单元密度图,分析确定其薄弱区域,同时对休闲舱加强筋结构重新布局并建模;为实现结构轻量化目标,通过构建尺寸优化的函数模型,对各区域加强筋和舱体壁面厚度参数进行优化.优化结果显示:优化后的休闲舱质量减少11.58％,前三阶固有频率分别提高了8.06％、8.34％、9.68％,最大变形量减少0.633mm,最大等效应力降低10.8MPa,在提高舱体结构安全性的同时实现了一定程度的轻量化.

    休闲舱加强筋结构拓扑优化轻量化

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    全自主机器人视觉信息采集与导航控制方法

    祝毅鸣刘鑫
    214-218页
    查看更多>>摘要：全自主机器人的导航控制未对目标对象定位,无法获取有效目标路径,导致控制方法精度低且效率差,提出全自主机器人视觉信息采集与导航控制方法.该方法采集机器人信息数据,根据相关数据以及粗定位和精定位的方法精确目标物的位置,在Q算法的帮助下得到最优控制策略,结合基于Boltzmann探索方案生成机器人的下一步运动角度,根据奖惩值避开障碍物,通过不断训练机器人不断得到最优导航动作,实现全自主机器人的导航控制.实验结果表明,所提方法控制的轮转角和航向角均与理想角一致,横向位移偏差达到了Om,跟踪目标在Y轴最高偏差值为0.5m,因此,该方法导航控制效果好和目标对象跟踪精度高.

    全自主机器人视觉技术信息采集导航控制定位

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    粒子滤波的智能机器人位置自标定算法

    于飞姜燕郑阶财
    219-223页
    查看更多>>摘要：为了提升智能机器人位置自标定的精准度、稳定性,降低用时,设计基于粒子滤波的智能机器人位置自标定算法.根据智能机器人相邻连杆位置关系,描述机器人正运动学,通过粒子初始化、位置更新、权值更新、重组的粒子滤波方法标定机器人的模糊位置.根据三球座设备在机器人外部架构世界坐标系,将末端工具坐标系转换到世界坐标系中,令正运动学的起始点从基座变为三球座设备,根据机器人与设备间装配关系建立世界坐标系与基坐标系的变换矩阵,推导出位置自标定的线性模型,完成智能机器人位置自标定.仿真结果表明,该算法的自标定精准度较高、稳定性较高,标定用时较短,修正效果好,能满足快速标定需求.

    智能机器人正运动学粒子滤波位置自标定坐标系

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    一种消防侦查机器人的研究设计

    郑美英王斌宁旺云
    224-227页
    查看更多>>摘要：研究并设计了一种能够替代消防人员进入事故现场,集移动、环境检测、无线数据传输、路径规划等多功能于一体的消防侦查机器人.首先对机器人进行总体方案设计;再分别对上位机控制系统、下位机控制系统进行总体设计;最后进行总体性能测试验证,测试结果:机器人直线前进的最高速度约为0.55m/s,可实现五档调速;能以0.15m/s的速度爬上30°的斜坡;可越过5.3cm高的障碍;能检测一氧化碳浓度、粉尘浓度、光照强度、温度、湿度五种环境参数,并可实现实时无线数据传输,传输距离最远可达300m;能实现系统所开发的路径规划策略,测试结果满足预期设计的各项性能指标要求,具有一定的实际参考价值.

    机器人系统设计ArduinoLabVIEW路径规划算法

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    复杂多陷阱环境下机器人导航路径的蚁群规划策略

    李婧李艳萍
    228-232页
    查看更多>>摘要：为了提高复杂多陷阱环境下的机器人路径规划质量和规划效率,提出了多因素启发蚁群算法的路径规划方法.使用栅格法建立了工作环境的"0-1"矩阵模型,同时给出了环境模型的转移图结构.分析了蚂蚁进入陷阱时"蚂蚁回退策略"和"蚂蚁夭折策略"的缺陷,针对这些缺陷,将安全启发因素和智能蚂蚁策略融入到蚁群算法中,提出了能够高效应对陷阱问题的多因素启发蚁群算法,并将其应用于复杂多陷阱环境下的路径规划.在3种仿真环境下对改进措施进行验证,由实验结果可以看出,多因素引导蚁群算法能够有效避开障碍物密集区域;在复杂多陷阱环境下改进算法规划的路径长度明显短于传统算法,路径拐点远少于传统算法,迭代次数明显少于传统算法.以上实验结果表明,多因素启发蚁群算法的规划质量和规划效率均优于传统蚁群算法.

    多陷阱环境导航路径规划安全引导因素智能蚂蚁策略多因素引导蚁群算法

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    移动机器人动力学方程的约束违约稳定方法

    刘佳杨凯杨蓓杨伟超...
    233-236,241页
    查看更多>>摘要：约束违约是创建多体系统动力学方程的常见问题.Baumgarte稳定方法是处理约束违约问题的经典方法,但选择合适的Baumgarte参数并不容易.这里基于经典的四阶Runge-Kutta法,通过系统的稳定性分析方法探讨了稳定参数的选择问题,缩小了参数的选择范围.对基于Udwadia-Kalaba方程创建的移动机器人解析动力学模型的仿真结果表明:基于稳定区域参数的修正动力学方程的约束误差明显优于未做修正和基于非稳定区域参数的修正动力学方程的约束误差.因此,证明了所提方法的有效性.

    移动机器人动力学方程Udwadia-Kalaba方程约束违约Baumgarte稳定方法

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    免疫算法在多无人机任务最优规划中的应用

    王永成蔡晨晓
    237-241页
    查看更多>>摘要：为提高无人机任务规划的规划效率,研究免疫算法在多无人机任务最优规划中的应用.先从俯仰角度、偏航角度和飞行高度等方面分析动力学约束条件,结合免疫算法结构建立任务最优规划问题的数学模型,将整体利益最大、路径和威胁代价最小为目标函数,设置约束准则;然后利用数字符串编码形成抗体,保证航程最优,同时计算抗体间亲和度,避免陷入局部最优;最后使用免疫记忆算子更新种群,采用高频变异方法改善规划空间搜索性能,设定合理的迭代次数作为算法终止条件,模型输出的结果即为任务最优规划方案.仿真实验表明,应用免疫算法的无人机即使在动态环境下也能在短时间内给出最优规划结果.

    免疫算法无人机任务规划目标函数高频变异

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    曲面零件的材料去除量建模与试验研究

    张晶晶刘佳杨胜强乔志杰...
    242-246,252页
    查看更多>>摘要：航空发动机叶片多为自由曲面类零件,抛磨加工材料去除量的均匀一致性直接决定着零件的产品性能.影响材料去除量的工艺因素较多,且这些因素直接决定着抛磨加工中磨具和工件的接触廓形和材料去除量,精确的控制抛磨接触过程中的材料去除量是实现均匀加工和获得表面完整性的关键.这里首先采用Preston接触理论和MATLAB仿真对百叶轮抛磨自由曲面构件接触区域的接触压强、磨具主轴转速等工艺参数进行分析,建立了材料去除量模型;接着采用单因素试验研究工艺参数和材料去除量规律,求取了Preston系数,对理论建模和试验结果进行对比分析.结果表明,百叶轮抛磨自由曲面的材料去除量和法向接触力的开方、磨具主轴转速成正比,和工件进给速度成反比,该模型具有较高可靠性,材料去除量的计算值和实际测量值误差不超过10％.根据工件不同的曲率半径合理的控制法向接触力、百叶轮主轴转速和工件进给速度能够获得均匀一致的材料去除量.

    自由曲面抛磨材料去除廓形修正系数多因素实验

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