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期刊信息/Journal information
浙江大学学报（工学版）
浙江大学学报（工学版）

岑可法

月刊

1008-973X

xbgkb@zju.edu.cn

0571-87952273

310027

杭州市浙大路38号

浙江大学学报（工学版）/Journal Journal of Zhejiang University(Engineering Science)CSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本学报的前身是浙江大学学报（自然科学版），四校合并后，为了突出浙江大学的工科优势，改为浙江大学学报工学版，稿源主要来之于本校教师、学生、研究所的科研工作者。刊登内容包括计算机科学技术与工程，信电与电子工程，光电，工业控制，材料，化工，高分子，机械，电机，能源，土木建筑工程、力学、生物工程和生命科学、环境科学、食品工程、农业工程以及理科方面和交叉学科等方面的最新研究成果。
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    全齿轮耦合机器人齿侧间隙建模与公差仿真

    蒋君侠仲笑欧吕林灿来建良...
    1533-1542页
    查看更多>>摘要：鉴于全齿轮耦合机器人齿轮传动链长、反转频率高的特点,分析机器人的结构和传动原理.为了减小侧隙对机器人传动精度的影响,提出齿侧间隙理论建模及三维公差仿真分析方法.针对驱动端的圆柱齿轮机构,对齿侧间隙进行理论建模和公差仿真分析,两者相吻合.针对关节处的圆锥齿轮机构,提出将圆锥齿轮副等效为假想圆柱齿轮副的侧隙建模方法,与公差仿真分析结果吻合.以机器人肩关节偏摆传动链为分析对象计算机器人末端误差,为了降低齿侧间隙及其导致的传动链回程误差,提出圆锥齿轮加垫的计算方法和电机转角补偿方法,通过实验验证该补偿方法的有效性.

    全齿轮耦合机器人齿侧间隙圆柱齿轮机构圆锥齿轮机构公差仿真

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    仿生六足折纸机器人结构设计与运动分析

    曹东兴贾艳超郭翔鹰毛佳佳...
    1543-1555页
    查看更多>>摘要：针对现有折纸机器人组成结构单一,运动不够灵活的问题,将折纸结构与多足机器人设计相结合,耦合三浦折纸和六折痕折纸,提出新型的仿螃蟹六足折纸机器人设计方案,扩展了折纸机器人的运动构型,提升了折纸机器人的运动灵活性.在面对称假设下,该机器人单足具有 2 个自由度,此时将机器人腿部顶点等效为关节,轴线折痕等效为连杆,建立机器人腿部的平面连杆等效模型,并以折面夹角为运动变量,通过仿真计算得出机器人足端的理论运动范围.利用楔形面板技术对折面增厚并避免相邻折面发生物理干涉,建模得到折纸仿螃蟹六足机器人的三维模型.基于平面连杆的等效模型,分析折面夹角与足端运动之间的联系,设计确定机器人的足端运动轨迹与运动步态.利用 3D打印技术设计并制作折纸仿生六足机器人试验样机,基于STM32 单片机控制实现了机器人三横向角步态运动.结果表明,该折纸仿生机器人可以实现平面构型到仿螃蟹构型的转换,在 6 条腿的协同运动下,机器人可以平稳地左右横向移动.

    六足机器人仿生六折痕折纸三浦折纸运动分析

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    基于同步动态优化的移动机器人最优速度规划

    樊志伟贾凯张雷邹风山...
    1556-1564页
    查看更多>>摘要：针对移动机器人在实际运动中受到运动极限的制约及非完整约束的影响,导致难以兼顾运动效率与执行器跟踪性能的问题,提出基于同步动态优化的速度规划方法.建立基于最优控制的速度规划方案,综合考虑机器人的车轮物理约束及车体规则约束.提取约束生成器中的 1、2 阶约束,根据可达性分析,通过线性规划过程,递推得到参考轨迹,为数值优化提供初始猜测.考虑约束生成器中的 3 阶约束,采用约束松弛方法,通过基于内点法的同步迭代优化,得到最优配速方案.通过数值及仿真实验验证了以上算法,实验结果表明,移动机器人在运动效率上可以达到车轮物理极限或车体规则极限,在执行器跟踪性能上可以将路径位置误差减小 20%以上,保证了运动过程平稳光滑.

    移动机器人速度规划加加速度约束同步动态优化可达性分析

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    基于模型预测的四足机器人运动控制

    秦海鹏秦瑞施晓芬朱小明...
    1565-1576页
    查看更多>>摘要：针对具有多自由度的四足机器人,结合中枢模式发生器(CPG)和模型预测控制机理(MPC),提出 2 种模型融合的神经控制方法.该方法以模型预测原理为基础,通过模拟生物神经控制机制,构建腿足机器人行为运动神经控制架构.该架构能够处理外部环境信息,自适应调节机身和腿部位置,实现机器人位置跟踪、全向运动和多种非典型步态.实验结果表明,基于MPC-CPG控制架构的机器人可以快速响应并消除位置误差和角度误差,机身轨迹跟踪的位置误差始终保持在-0.1～0.1 m,姿态角误差保持在-0.05～0.05 rad.在 MPC-CPG控制器的作用下,机器人不仅具有较高的轨迹跟踪精度,还表现出行为多样性,验证了所提出的MPC-CPG控制器的有效性.

    四足机器人神经控制中枢模式发生器模型预测控制行为多样性

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    屏蔽式离心泵浮动叶轮轴向力平衡方法

    王鑫吴一帆吴成硕武鹏...
    1577-1584,1603页
    查看更多>>摘要：为了实现屏蔽泵离心叶轮轴向力平衡,设计浮动叶轮轴向力自平衡结构,借助全流道三维数值模拟手段,研究浮动叶轮的轴向力平衡作用机理和影响因素.在对数值模拟方法进行试验验证的基础上,开展针对不同工况下叶轮不同轴向位置轴向力的数值计算.数值模拟结果表明,在同一流量工况下,在叶轮浮动范围内,当叶轮向泵入口方向移动时,泵前腔泄漏量减小,扬程和效率增大,且越靠近入口,对泵的性能影响越显著.轴向力呈现先减后增的趋势,在远离入口时方向指向泵入口,在靠近入口时,叶轮轴向力迅速增大,实现反向,指向泵出口,帮助叶轮停止向入口移动,这种轴向力变化趋势可以使叶轮在工作时始终处于浮动状态,实现轴向力自平衡.

    离心泵浮动叶轮轴向位置轴向力

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    熔滴复合电弧增材制造2219铝合金组织与性能

    王勇超魏正英贺鹏飞
    1585-1595页
    查看更多>>摘要：为了提高铝合金电弧增材制造的质量和效率,采用新型的电弧增材制造工艺——熔滴复合电弧增材制造(DAAM)技术来制造铝合金样品.采用全新的熔滴生成系统(DGS)代替传统的送丝系统,使得材料的添加与电弧能量相互独立.成形的材料为 2219 铝合金,通过熔滴系统添加了微量Mg元素.利用熔滴复合电弧增材制造设备沉积了薄壁结构,沉积速率较传统电弧增材制造技术大幅提升(约为 160 mm3/s).观察和分析薄壁结构截面的微观组织表明,薄壁结构的晶粒形态以柱状晶为主,呈现层内柱状晶和层间等轴晶的周期性分布规律.经过T6 热处理后,试样水平和垂直方向的平均抗拉强度分别为 455.4 和 417.0 MPa,屈服强度分别为 342.4 和 316.4 MPa.较之前的研究结果对比表明,Mg元素的添加提升了 2219 铝合金的屈服强度,但导致延伸率降低.

    2219铝合金电弧增材制造熔滴微观组织力学性能

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    超声分散时间对GO-CF增强SMPC形状记忆性能的影响

    宋晨马玉钦阮鸥徐津...
    1596-1603页
    查看更多>>摘要：为了研究超声分散时间对形状记忆聚合物复合材料(SMPC)微观组织和形状记忆性能的影响,采用真空浸渗热压工艺制备 6 组不同超声分散时间的GO-CF混杂增强SMPC,通过扫描电子显微镜表征SMPC的微观组织形貌,开展形状记忆性能的测试.结果表明,适当的超声分散时间可以将GO剥离成片状结构并均匀分散在SMPC中,形成机械联锁和化学键合.随着超声分散时间的增加,SMPC的形状固定率和形状回复率呈现先增大后减小的趋势,除 30 min外,其他SMPC的平均回复速率呈现先减小后增大的趋势,当超声分散 60 min时,SMPC具有最佳的形状记忆性能,形状固定率和形状回复率分别达到 97.85%和 97.30%,最大回复力为 10.47 N,平均形状回复速率为 1.04°/s,机械联锁和化学键合这种复合结构的增加有利于增强SMPC的形状记忆性能,但需要更多的能量来实现SMPC的形状回复.

    超声分散时间真空浸渗热压工艺氧化石墨烯碳纤维形状记忆性能

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    基于递归量化分析的CFRP超声检测缺陷识别方法

    王海军王涛俞慈君
    1604-1617页
    查看更多>>摘要：为了解决碳纤维增强复合材料(CFRP)超声检测缺陷识别不准确、不可靠的问题,提出自适应变分模态分解(AVMD)与递归量化分析技术(RQAT)特征提取和卷积神经网络(CNN)识别方法.实验预埋 6 种模拟缺陷,使用超声相控阵检测后,每种缺陷取 500 个A扫描波形信号数据,利用蝠鲼智能优化算法优化出变分模态分解(VMD)所需的K、Alpha,使用优化参数的VMD得到本征模态函数(IMF)分量,筛选高频噪声部分,对剩余IMF分量使用递归量化分析技术.每个信号得到 72 个特征值,将特征值组成特征向量,输入CNN进行识别,训练集识别正确率为 99.94%,验证集识别正确率为 98.09%,测试集识别正确率为 98.27%.结果表明,AVMD与RQAT、CNN的结合解决了CFRP超声检测中缺陷的识别分类问题.

    碳纤维复合材料(CFRP)无损检测变分模态分解递归量化分析特征提取卷积神经网络缺陷识别

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    循环流化床锅炉节能减碳运行调控及工程验证

    李钦武俞李斌刘庭宇张京旭...
    1618-1627页
    查看更多>>摘要：构建基于烟气中氧气体积分数及炉膛出口压力的锅炉运行协同控制模型,可以实时、准确地预测烟气中氧气体积分数的变化趋势,提前给定锅炉二次风机和引风机控制指令,显著减小了不同负荷条件下锅炉烟气中氧气体积分数、负压等关键运行参数的波动.在 300 t/h循环流化床锅炉上的工业验证结果表明:利用协同控制模型可以提高锅炉运行控制的品质,锅炉变负荷工况条件下烟气中氧气体积分数控制在目标值±0.25%范围内,炉膛出口压力控制在目标值±45 Pa范围内的统计概率为 99%.运行一周的统计结果表明,相比于原有控制,协同控制模型投运后单位产汽量耗煤可以减小 1.508%,单位产汽量风机耗电可以减少 1.886%.

    氧气体积分数协同控制模型炉膛出口压力节能减碳

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    融合碳激励潜变量的低碳出行方式选择模型

    何艳孙轶琳赵志健疏阳...
    1628-1635,1658页
    查看更多>>摘要：以计划行为理论与价值-信念-规范理论为理论基础,综合考虑影响出行者低碳出行意愿的潜变量,以分析出行者低碳出行行为及内在机理.基于杭州市实证数据,建立多原因多指标模型,标定潜变量适配值.构建混合选择模型与无潜变量的Logit模型,对比分析出行者工作日方式的选择行为.建立二元混合选择模型,分析碳激励下高碳人群的出行行为转变.结果表明,态度、知觉感知控制、激励态度等潜变量显著影响出行者的低碳出行意愿与出行方式选择,混合选择模型比无潜变量的Logit模型具有更好的拟合优度,预测精度提升了 4.6%,碳激励下 64.4%的高碳人群倾向于选择低碳出行,碳激励可以有效促进公众的出行方式转变,变量态度、出行时间在公众出行方式转变上存在一定的异质性.

    交通工程低碳出行方式选择碳激励混合选择模型

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