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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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    求解多目标车辆路径优化的改进蚁群算法研究

    陈高华郗传松
    231-236页
    查看更多>>摘要：针对降低物流配送过程中产生的配送总成本和碳排放量这一研究目标,在带软时间窗和容量限制的车辆路径优化问题上,综合考虑了车辆载重、行驶速度和行驶距离等因素,提出了一种以配送总成本最低、碳排放量最少的多 目标车辆路径优化模型.并对该模型设计了改进蚁群算法来求解,算法首先在初始信息素的生成和路径转移规则等环节进行了改进,然后引入新的信息素更新公式和混沌扰动机制来更新路径上的信息素,最后利用研究算例对模型和算法进行测试,结果表明:多目标模型能更好的兼顾物流配送中的配送总成本和碳排放量,与经典蚁群算法相比,改进蚁群算法在配送总成本上平均节省了 6.5％、碳排放量上平均节省了 3.5％,验证了所提方法的有效性.

    物流配送改进蚁群算法多目标车辆路径优化信息素更新碳排放

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    微细铣削表面形貌模型及工艺参数影响研究

    唐先军唐方红宋跃
    237-241,247页
    查看更多>>摘要：针对微细铣削表面形貌的各种影响因素,基于机床系统动态特性,建立了微细铣削表面形貌模型.采用响应耦合法得到铣刀的动态特性函数,并结合铣削力模型计算铣刀的动态挠度,将铣刀挠度引入微细铣削轨迹方程.设计了以主轴转速、进给速度、径向切削深度和铣削方式为主要影响因素的正交试验.通过实验结果和仿真模型分析了微细铣削对表面形貌的影响因素.分析结果表明,主轴转速、进给速度、径向切削深度和铣削方式是影响微细铣削表面形貌的最重要因素.

    微细铣削表面形貌表面粗糙度正交试验

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    三翼式无人机姿态控制系统仿真与分析

    杨尹邵伟平
    242-247页
    查看更多>>摘要：无人机在交通运输领域有着广阔的应用前景,针对三翼式无人机的结构特点,建立了半实物仿真控制系统.首先,根据无人机飞行器的建立数学模型和控制原理,数学模型的关键参数通过辨识实验获取,提出了由模式切换策略、层次控制器和控制分配算法组成的无人机控制方案.最后为了验证控制方案的有效性,研制了包括自动驾驶仪、地面控制站和X-Plane在内的半实物仿真系统,结果表明飞行器在过渡模式下的姿态和高度具有较高的跟踪精度,验证了无人机控制方案的有效性.该仿真系统可以在飞行实验前发现并修改缺陷或问题,能够为无人机样机的研制提供一种可替代的验证方法.

    无人机半实物仿真控制系统跟踪精度

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    无人车辆行驶路径的分层协调最优跟踪控制

    包套图曾岑
    248-252,257页
    查看更多>>摘要：为了实现无人车辆对给定路径高精度跟踪控制,设计了分层协调最优控制器的路径跟踪方法.首先建立了车辆的动力学模型;综合路径跟踪控制精度和稳定性,以分段函数的形式设定了预瞄距离;建立了单点预瞄控制系统的状态空间方程并进行了线性化处理.设计了分层协调最优跟踪控制器,上层控制使用LQR最优控制,基于系统状态得到实时最优控制律;下层控制使用参数智能整定PID控制,实现了参数对系统工况的实时最优化,从而下层控制器能够准确跟踪上层控制器计算的最优控制律.经仿真验证,在变道-直线行驶和U形轨迹中,分层协调最优控制器的跟踪精度最高,且控制律幅值整体小于另外两种控制器.在连续转弯、大曲率等复杂道路的跟踪控制中,分层协调最优控制器能够实现较高精度跟踪,而文献12优化控制跟踪失败.实验结果表明,分层协调最优控制器具有较强跟踪能力和较好鲁棒性.

    路径跟踪控制无人车辆分层协调最优控制参数智能整定LQR最优控制

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    高仿真拟人机械手弹性指关节结构设计研究

    董艇舰张吉王丹峰吴孟丽...
    253-257页
    查看更多>>摘要：随着人工智能技术在各行各业的广泛应用,人们对于机器人的仿真度需求越来越高,而机械手作为机器人的重要组成部件,对其高仿真的研究一直没有停步.基于人手解剖学结构的分析,设计一种具有与人手相似运动特性的弹性铰链指关节,以期实现拟人机械手对人手的高度仿真.首先,从生物医学角度分析了人手解剖学结构.其次,主要对指间关节和掌指关节处结构分别进行设计,并对所设计弹性铰链结构进行研究分析,完成单指结构设计.最后,对单指进行运动学分析,并通过MATLAB进行运动学仿真验证以及单指指尖工作空间分析,为后续控制系统提供参考.

    拟人机械手指关节结构设计运动学分析

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    四轮爬壁机器人滑移转向运动分析

    唐东林谢光磊李龙陈印...
    258-262页
    查看更多>>摘要：针对四轮驱动爬壁机器人在铅垂壁面上进行原地滑移转向运动过程进行研究,提出了机器人壁面滑移运动模型.首先从动力学角度分析了爬壁机器人在壁面转向时产生滑移的原因,建立爬壁机器人原地滑移转向运动的动力学模型,结合运动学、动力学方程推导出爬壁机器人的滑移运动模型,从而确定转向过程中由滑移造成的机器人质心位置坐标变化量.结果表明:机器人在原地转向过程中存在纵向和横向滑移,滑移量与机器人的轮速以及相关设计参数有关,适当增大轮速能有效减少滑移.通过仿真与实验验证,证明理论分析的正确性,可为四轮爬壁机器人的路径规划和滑移问题研究提供理论依据.

    爬壁机器人原地转向壁面滑移动力学模型滑移量

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    一种防侧滑/侧翻的车辆路径规划方法

    高超李擎李伟文李亚峰...
    263-267页
    查看更多>>摘要：在基于动态窗口法(DWA)的车辆非完整约束条件下的路径规划过程中,针对路径选择时以往不考虑车辆横向稳定性的问题,提出一种包含侧向加速度因子的横向稳定性评价的动态窗口路径规划算法.首先建立车辆运动模型;然后根据车辆转弯过程中不发生侧滑/侧翻的条件(侧倾力矩不大于回正力矩)建立约束方程,选择侧向加速度作为横向稳定性评价指标,通过计算得到安全转向的最大侧向加速度;最后将侧向加速度作为横向稳定性评价因子添加到路径选择的评价函数中,侧向加速度越小,该项评分越高,最大安全侧向加速度时,该项得分为0.仿真实验结果表明,防侧滑/侧翻的车辆路径规划方法能够实现对车辆横向稳定性的控制,对车辆转弯安全行驶研究具有指导价值,在无人车避障、汽车辅助驾驶等方面具有重要的应用价值.

    动态窗口法防侧滑/侧翻横向稳定性侧向加速度路径规划车辆

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    表面肌电信号控制的功能性电刺激康复系统研究

    陈紫萱胡志刚杜喆付东辽...
    268-272页
    查看更多>>摘要：针对特定肌肉动作所需电刺激参数的差异以及组合动作中刺激位置顺序的排布,研发了一套以健侧肌电信号实时触发的多通道手部电刺激康复系统,以辅助脑卒中患者更有效的完成手功能康复训练.使用STM32F103微处理器完成下位机平台搭建,设计信号采集模块对表面肌电信号进行滤波及放大、利用表面肌电信号能反映肌肉运动信息的特点,使用Matlab获取手部运动特征建立分类模型、模型通过识别运动的健侧手部,将分类后的运动标签实时反馈至电刺激模块,以刺激患侧电极产生相应动作.最后经过重复性实验得到结果:系统的平均动作识别率可以达到90.7％;而特定手部肌肉动作的触发需要不同等级的电流强度.实验结果表明系统实时性良好、运行稳定、可实现模式识别后的相应刺激动作产生.

    手功能康复表面肌电信号双极性电极功能性电刺激多通道

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    应用状态方程温度对车辆油气悬挂特性影响分析

    李鑫张婕姝罗德锋牛艳莉...
    273-276,281页
    查看更多>>摘要：针对油气悬架内部油液状态变化对输出特性影响进行分析.根据单气室油气悬挂的结构特点和输出力特性,依据热力学定律和BWR方程,对内部气体和油液的热力学特性进行分析;对流经阻尼孔的油液状态、压力损失进行分析,获取阻尼力做的功;搭建油气悬挂数据模型和加载试验台,采用Simulink搭建仿真分析模型;分别施加静载荷和周期性动载荷,获取悬挂的输出力特性和内部油液、气体的温度变化,分析温度对输出特性的影响.结果可知:阻尼作用使得温度增加,进而对油气悬挂承载特征影响较大;静态加载时,悬挂内部气体的近似为理想气体,气体热力学过程可近似为等温过程;动态加载时,气体为变质量系统,其所处热力学过程为多变的过程;油液温度升高,油液粘度下降,悬挂承载降低13％左右;模型仿真和试验结果基本一致,气体压力误差控制在6.5％以内,验证了模型的准确性,可以作为设计研究的参考.

    车辆油气悬挂温度输出力模型试验台BWR方程

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    多轴隧道机器人非线性环形耦合协同控制

    杨贤昭黄晶晶刘惠康王立辉...
    277-281页
    查看更多>>摘要：为了提高隧道智能巡检机器人多轴同步的控制精度,将一种新型近似势能函数引入到传统PID控制算法中,由此提出了一种改进N-PD(非线性PD)环形耦合同步控制算法.所引入的函数具有"小误差放大、大误差饱和"的特性,能够很好地提高系统的响应速度.通过Lyapunov稳定性理论,证明了隧道智能巡检机器人多轴同步控制策略的全局渐进稳定性.最后,通过仿真对比实验,验证了所提出的控制算法能够有效提高隧道智能巡检机器人的控制精度,明显加快了系统的响应速度,有效降低多轴之间位置误差和同步误差,改良了隧道巡检机器人多轴同步控制系统的协调性.

    智能巡检机器人多轴同步非线性PD环形耦合控制同步误差

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