机械设计与研究杂志是由中华人民共和国教育部主管，上海交通大学主办的一本北大期刊。
机械设计与研究杂志创刊于1984，发行周期为双月刊，杂志类别为机械类。
杂志介绍
机械设计与研究杂志
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主管单位：中华人民共和国教育部
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主办单位：上海交通大学
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国际刊号：1006-2343
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国内刊号：31-1382/TH
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发行周期：双月刊
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全年订价：￥280.00
杂志介绍
机械设计与研究杂志是由中华人民共和国教育部主管，上海交通大学主办的一本北大期刊。
机械设计与研究杂志创刊于1984，发行周期为双月刊，杂志类别为机械类。
主管单位：中华人民共和国教育部
主办单位：上海交通大学
国际刊号：1006-2343
国内刊号：31-1382/TH
发行周期：双月刊
全年订价：￥280.00
关键词: 单目视觉 户外环境 边缘平滑去噪 迭代逼近
根据新一代智能变电站带电检修机器人对于隔离断路器检修的工作需求,提出了一种基于圆特征的单目视觉定位方案,利用识别具有特定几何位置关系的标记圆来得到金具线夹在机器人坐标系下的位姿。针对变电站户外环境进行分析研究,设计了加权均衡自动阈值图像分割方法适应户外光照变化和图像明暗不均,以及亚像素模糊平滑边缘提取方法在保证识别精度的...
关键词: 图像处理 指针式仪表 图像分割 hough变换 聚类方法
无人值守机器人在智能配电房进行巡检、监测采样过程中,需对配电房内的指针式仪表进行自动化识别与判读。对于方型指针式仪表,提出一种基于轮廓特征筛选与直线检测的仪表智能识别方法。在该算法的前处理过程中,针对巡检视角窗口的移动性与多个仪表的分割提出了基于分数体系的算法;在表盘指针识别的图像处理过程中,提出了基于轮廓特征检测与Hough...
关键词: 手术辅助机器人 光学导航 并联机构 空间坐标变换
机器人末端工具TCP点的标定是提高机器人末端工具绝对定位精度的基础,因此研究快速、准确的TCP自标定方法对于手术辅助机器人的顺利应用至关重要。以光学导航为基础,结合并联机构运动学及空间坐标系变换理论,提出了1种可用于手术辅助的机器人的快速自标定方法。该方法为非接触式测量,具有校准快速、操作简便、精度高等优点。结合课题对该方法进...
关键词: fanuc机器人 karel编程 roboguide 数据交互
当下智能化生产规模日益扩大,FANUC机器人在工业生产中应用广泛。针对现阶段工业生产中FANUC机器人难以实现同外部进行实时批量数据交互的问题,以FANUC机器人内核KAREL语言为切入点,搭建实现机器人同外部数据交互模型,通过算法设计及KAREL编程实现机器人与外部基于tcp/ip协议的通信,进而完成数据实时批量交互。Roboguide仿真模拟以及在实际FANUC...
关键词: 半物理仿真 失真补偿 内模控制 模型辨识 稳定性
在空间对接半物理仿真系统中,运动模拟器的响应延迟会导致系统产生发散失真现象,甚至导致机械部件损伤。为解决该系统失真问题,提出了基于内模控制的系统失真补偿方法。本文分析了系统的失真原理,将内模控制方法应用于该系统,并等效为内模PID控制(IMC-PID)模型。利用模型辨识方法,采用二阶模型拟合高阶模型。对于空间对接半物理仿真系统,进行单...
关键词: 辅助负重下肢外骨骼 储能 刚度优化 遗传算法
针对目前重物搬运困难、人体搬运效率低的问题,提出一种含弹簧储能元件的辅助负重下肢外骨骼,并对其刚度进行优化。首先,建立了该外骨骼的运动学模型,明确了各部件的运动关系;其次,通过建立步态支撑周期内的力学模型,确定各关节由负载产生的力矩与刚度的关系;最后,以各关节由负载产生的有效转矩之和最小为目标、以刚度为参数建立模型,采用遗传算...
关键词: 软体机器人 绝对节点坐标法 柔性驱动器 介电弹性体 双层板复合结构
基于绝对节点坐标法,引入介电弹性体本构方程,提出了一种以介电弹性体为驱动板、柔性材料为从动板的新型柔性双层板结构动力学模型,利用数值仿真研究了不同材料参数和激励电压对复合结构动力学特性的影响,对软体机器人驱动器选择和设计提供一定参考。仿真结果表明,复合双层板单元结构在一定大小的驱动电压的激励下会产生周期性变形,在各个方向的...
关键词: 三平移一转动 工作空间 转动能力 轨迹规划 结构参数优化
对作者团队最新研制的一种三平移一转动并联操作手2-RPaRSS进行运动性能分析、轨迹规划、样机调试和结构参数优化。首先,基于序单开链(SOC)运动学建模原理,采用D-H参数法对该机构的位置正、反解进行求解,并进行了算例验证;接着,分析该操作手的工作空间,得出其Z向定姿态最佳工作平面和动平台的转动能力;然后,对该操作手进行轨迹规划,并采用TwinCA...
关键词: 可编程曲面 导电聚合物
采用多片导电聚合物驱动器设计了一种连续的一维可编程曲面,通过控制每片驱动器两端的电压,可实现对曲面形状的控制。对单片驱动器建立了热-结构耦合等效模型,通过该模型分析了一维可编程曲面的运动特性,验证了该一维可编程曲面的控制是可行的。
关键词: 动态变步长 果蝇算法 冗余机械臂 逆运动学解
提取了基于动态变步长果蝇算法求解冗余机械臂逆运动学解的新方法。动态变步长果蝇算法(DCSFOA)在果蝇算法(FOA)算法的基础上,通过适应度值对果蝇种群进行动态划分,然后两个子群按照不同的公式进行搜索步长的计算并完成位置更新,增强了果蝇种群的寻优能力。数值实验表明,DSCFOA算法具有较强的全局搜索能力、较快的收敛速度和稳定性,是求解冗余机...
关键词: scara 并联机构 运动学 优化设计
提出一种可实现SCARA运动的新型四自由度高速并联机器人机构,由两条R(SRS)2R支链和2条RSS支链构成。采用方位特征理论(POC)分析了机构的拓扑结构特征,计算了机构动平台的自由度及POC集。根据杆长约束,建立了机构位置的非线性约束方程,并推导了位置正反解数学表达式。推导了机构的速度雅可比矩阵,给出了机构发生奇异的条件。通过给定机构运动副的...
关键词: 并联机构 多维隔振 建模与仿真 频率响应
为解决不平顺路况运行车辆及随机波浪中船体的多维振动问题,介绍了一种空间对称弹簧支链的Stewart六自由度并联隔振机构,主要针对该类机构的隔振性能进行研究。首先建立了机构的3维模型,采用动力学逆解方法推导了机构的加速度二阶影响系数矩阵。基于多自由度动力学系统传递函数模型推导了模态参与因子,利用ADAMS/Vibration模块进行机构仿真模态...
关键词: rv减速器 传动精度 平稳性 神经网络 遗传算法
摆线轮修形是保证RV减速器优良传动性能的重要手段,为了探求合适的修形方式和具体的修形量,通过建立受载下多种摆线轮修形方式的RV减速器动力学模型,仿真分析得出传动精度和输出转速,用输出转速的方差值来评价运转平稳性,然后利用神经网络训练,得出传动精度和平稳度与修形量间的映射关系,再利用遗传算法将加权传动精度绝对值和平稳度之和作为适...
关键词: 章动传动 欧拉运动学 共轭曲线锥齿轮 相对运动速度
章动传动的实质为陀螺运动,即刚体绕定点转动。通过以图解的形式描述章动传动的三个欧拉角及用其描述的刚体绕定点转动运动学方程的建立过程,推导出章动轮角速度在定坐标系及动坐标系上的投影表达式。再结合空间共轭曲线锥齿轮啮合原理知识,构建传动坐标系统,利用齐次坐标变换及齿轮运动学原理,推导出两锥齿轮的相对运动速度。分析表明,此理论推...
关键词: 轴承故障 显式动力学 接触特性
故障的存在会恶化轴承内部接触状态,影响其动态特性。为了揭示存在故障时滚动轴承内部接触状态的变化规律,以滚子轴承NU306为研究对象,建立了故障轴承(含内圈故障、外圈故障和滚动体故障)的非线性接触多体动力学有限元模型,采用显式动力学算法对轴承运行过程进行仿真,获得了滚动体与套圈及保持架接触力的变化曲线,揭示了故障对轴承内部接触状态...
关键词: 变厚度复合材料c梁 数值模拟
为获取变厚度复合材料C梁在受载情况下不同几何特征位置处的应力分布情况,运用Hypermesh对C梁变厚度区域进行局部精细化的网格划分,运用有限元仿真软件ABAQUS对C梁进行数值模拟计算,基于3维Hashin准则判断复合材料的失效行为,并且设计静态拉伸实验对仿真模型进行验证,结果表明本模型可以准确预测变厚度复合材料C梁各区域的应力分布以及承载能力,...
关键词: 滚动轴承 ar模型 模糊c均值 隐马尔科夫模型 退化状态 ieee phm2012实验
滚动轴承在长期的工作过程中其性能会出现不同程度的退化,如果能对滚动轴承的退化状态进行识别就可以做好维护措施。用自回归模型(Autoregressive model, AR)对滚动轴承全寿命周期的振动信号提取其系数及残差,用正常样本和失效样本特征建立模糊C均值模型(Fuzzy C Mean, FCM),用轴承正常样本的特征数据建立隐马尔科夫(Hidden Markov model, HMM)...
关键词: 主轴 有限元分析 拓扑优化 近似模型 粒子群算法
通过分析计算YGPPZ型游艺机主轴正常旋转时各工况的最大载荷,对主轴危险情况进行有限元仿真,得出主轴具有一定地改进空间;应用拓扑优化法建立主轴最佳载荷传递路径,明确主轴可优化区域及危险截面。以主轴质量最小为目标函数,以其强度、刚度为约束条件。建立径向基神经网络近似模型,采用粒子群算法进行全局优化。根据最优解以主轴摇臂端及配重端...
关键词: 断裂 模态 时域 频率响应 振动疲劳 多学科多目标
针对某轻型载货车转向夜壶支架的断裂问题,首先建立其离散化模型,对其进行模态性能分析,分析结果表明其第一阶模态频率接近于发动机激励频率,从而引起共振,产生疲劳断裂风险。然后采集纵梁端的时域信号,并将其转换成频域信号,以此对其进行频率响应分析,分析结果表明其最大应力超过材料屈服强度,安全系数偏低,其应力集中点与失效位置相同。再基于...
关键词: mckd 滚动轴承 故障诊断
针对滚动轴承早期故障冲击特征微弱,背景噪声干扰严重,冲击特征难以提取,本文提出了一种基于最大相关峭度解卷积(Maximum correlation kurtosis deconvolution,简称MCKD)与1.5维Teager能量谱相结合的滚动轴承故障诊断方法。由于轴承出现故障时其信号表现为周期性冲击,根据这一特性,本文首先利用MCKD的提取淹没在噪声信号中的周期性冲击特征成分,...
关键词: 蒙特卡洛模型 matlab 定位误差 敏感性分析
分析包含零点定位系统的发动机缸盖"一面两销"夹具定位误差机理;以多体系统约束理论以及运动学原理为基础,建立夹具定位误差与各定位元件位置以及制造偏差的关系模型。针对汽车发动机缸盖夹具,利用MATLAB蒙特卡洛模型对14个误差源进行随机取样,并多次模拟求解预测工件位姿误差;对比传统误差计算方法,该模型分析全面且精度更高;利用数值模拟及统...
关键词: 3d打印 航空涡轴发动机 附件传动机匣 应用研究
结合3D打印工作原理,针对航空涡轴发动机集成化附件传动机匣存在的加工难度大、周期长等问题,提出了3D打印成形附件传动机匣毛坯的解决方法,并通过试制及试验,验证了3D打印技术在航空涡轴发动机附件传动机匣上应用的可行性。本次工程应用提前暴露了集成化附件传动机匣的设计问题,为其他航空发动机复杂零件设计提供了新的方法和思路。
关键词: 刀具磨损 金属切削 非光滑形态 微织构刀具
刀具磨损是金属切削加工业遇到的主要问题。提高刀具耐磨性能,能够有效改善加工零件表面质量,减少机床损坏,降低加工成本。为此,在刀具表面上构造仿生物体表非光滑微织构形态,能够改善刀具耐磨性能,实现绿色切削加工。介绍了仿生物体表非光滑形态的种类,归纳了仿生物体表非光滑形态微织构刀具的耐磨机理、织构类型、织构排布形式、切削质量等方...
关键词: bp神经网络 轴承套圈 沟道磨削 粗糙度识别
针对轴承套圈沟道磨削监测方法间接、监控信号偏少、识别效率不高、准确率偏低等不足,采用相关分析初选8个与粗糙度相关性较高的信号特征,再采用主成分分析,根据主成分贡献率以及累积贡献率,进一步将8个信号特征转化为3个主成分,采用BP神经网络建立主成分与沟道磨削粗糙度之间的映射关系模型,利用Matlab软件进行训练和验证,粗糙度识别正确率超过...
关键词: 工艺数字样机 虚拟制造 飞机制造 协调依据
为缩短飞机研制周期,提高飞机研制质量,必须改变当前制造工艺协调信息表达方法严重滞后,协调数据分散、一致性差以及传递效率低、设计更改响应不及时的现状,因此构建基于模型定义(Model Based Definition,MBD)的飞机工艺数字样机体系,探索全新的飞机制造工艺协调信息传递模式,实现以3维模型为核心的飞机数字化工艺设计和制造模式。
关键词: 表面残余应力 有限元模拟 优化分析 遗传算法
采用有限元软件对7075-T651铝合金干切削过程进行模拟,获得在不同影响因素下的工件表面残余应力值。然后对仿真结果进行方差分析,得到切削速度、进给量和背吃刀量对工件表面残余应力的影响情况,并通过线性回归方法建立切削表面残余应力的数学模型。建立以较小残余压应力和最大材料去除率为目标函数的双目标优化模型,应用matlab多目标遗传算法工...
关键词: 辐射 模型 光电池感器 太阳跟踪器
为了测量太阳光的照射角度,降低太阳能跟踪控制器成本,设计一种用于测量照射角度的低成本、高性能角度传感器。两对相同的光电池对称安装在一个倒金字塔的四个面上,在光的均匀照射下产生的电流将会映射为数学角度。传感器样机通过一个专用实验仪器被置于特定的受控室内环境中,模拟不同的光照强度以及光源入射角,测量传感器电流,计算光源角度并与...
关键词: 无标定视觉伺服 图像雅克比 动态拟牛顿算法
传统的机器人视觉伺服大都是基于系统标定技术的。但是在实际工厂条件下,复杂的工况常常使得无法进行有效的标定,且标定技术对于环境十分敏感,标定精度对于系统最终性能有很大影响。因此,本文在总结当前基于图像无标定机器人视觉伺服研究的基础上,搭建机器视觉伺服平台,设计视觉伺服软件系统。运用图像雅克比在线估计方法,在核心问题雅克比矩阵...
关键词: 大尺寸测量场 测量数据融合 全站仪 角度约束 雅可比矩阵迭代
高精度大尺寸测量场的构建是实现大部件自动装配工艺的基础,测量设备需要多次转站对部件所有关键点进行测量,并使用数据融合技术得到测量结果。作为大尺寸测量领域常见的测量设备,全站仪可以用于组建高精度的测量控制网络。首先在多站位下获得冗余测量数据,使用奇异值分解法求解站位之间的转站参数,作为迭代初值。然后以高精度角度测量值作为约...
关键词: 多主体客户 地铁 需求重要度 熵 模糊kano模型
客户需求重要度的确定是产品族规划的关键环节,对企业产品族开发成功与否起着至关重要的作用。目前地铁产品族的设计大部分仅考虑城市运营商的需求,而缺乏对其终端用户,即普通乘客的需求进行分析。为此,提出一种面向多主体客户的地铁需求重要度确定方法。首先,基于熵值法确定城市运营商的需求重要度;其次,采用模糊Kano模型确定出普通乘客的必备...
关键词: 极小子样 疲劳可靠性 bootstrap方法 装载机驱动桥
装载机驱动桥作为大型复杂结构件,进行足尺疲劳试验成本高且子样数少,无法满足经典统计方法样本容量的要求。为此,提出一种针对极小子样试验的GM-Bootstrap组合评估方法。先利用GM预测模型对小子样试验的试验样本进行扩充,再采用Bootstrap方法对扩充后的样本进行评估,得到未知参数的估计。通过GM-Bootstrap方法对装载机驱动桥可靠性评估结果与半...
关键词: 静刚度分析 子结构法 增量成形 刚度矩阵
薄壁构件增量成形加工质量受到装备综合刚度的影响。针对自主设计的薄壁件双面多点增量成形装备,建立了"支撑工具头模块-工件-成形工具头模块"加工系统综合刚度模型,模型综合考虑了成形设备运动闭链各环节刚度,并依此研究了总体刚度场随支撑头径向收缩、周向旋转而产生的变化。以直母线圆锥台成形作为算例进行了分析和实验,随着加工进行,支撑头...
关键词: 机械式立体车库 循环运动 结构设计 运动学分析
为了解决城市中停车位不足的社会需求问题,首先提出新型机械式立体车库的设计方案,其总体结构为一个"回"字型。道路从车库中间穿过,将立体车库分成上轨道、下轨道两部分,轨道安装有多个载车板,每一个载车板是一个停车车位,停放的车辆可以沿着轨道循环运动,立体车库的出入口置于道路的两旁,该车库只需要地面上的两个停车位便可以停放数辆乃至数十...
关键词: 非概率 区间模型 区间扩张 金属结构
由于起重机结构设计缺乏大规模的统计数据作为参考,故利用区间模型分析设计过程中的不确定性更加可靠。本人根据非概率优化理论,提出了一种基于区间数学模型的起重机主梁优化设计模型。利用非线性函数的区间扩张,使得设计结果具有一定的稳健性。通过一个工程实例表明了该方法的可行性,并运用蒙特卡洛的方法进行了验证,为其他工程结构的设计提供...
关键词: 驾驶室 被动安全性 薄壁梁 吸能器 生存空间
为使某企业商用车被动安全性提升到欧盟ECE R29-03标准,进行基于薄壁梁压溃理论的碰撞性能仿真及优化研究。首先,建立正面摆锤碰撞驾驶室虚拟试验模型,并以国内《商用车驾驶室乘员保护》标准对驾驶室进行正面摆锤撞击仿真试验,对比实车试验以验证驾驶室虚拟试验模型的准确性。其次,基于矩形截面薄壁梁纵向压溃理论,推导多直角截面薄壁梁纵向压溃...
关键词: 电液伺服 静动复合加载 最优控制 线性二次型 输出跟踪 试验
针对电液伺服静动复合加载机构静载和动载独立加载的特点,简化电液伺服静动复合加载系统为一输入一输出的五阶系统,建立了系统的数学模型。基于经典控制理论确定系统参数,并采用线性二次型最优控制理论以输出值精确跟综理想输入信号为性能指标,对系统的控制方法进行优化,获得最优状态调节器和前馈控制器。通过MATLAB/SIMULINK仿真及试验分别对最...
关键词: 多导体 放电路径图 组合间隙 带电作业平台 电场强度
考虑到带电作业中多导体在空间分布的情况,构建了一种基于有向赋权图来求解最小安全距离和组合间隙的方法。根据变电站带电作业平台的结构参数、环境参数、流程参数与有向赋权图的权集之间的关系,分析了作业流程参数的可行域。最后,根据分析得到的参数,通过有限元仿真和搭建的等效实验平台进行了验证。
关键词: 采煤机 截割部 动态特性 小波降噪 综采装备力学测试
针对实际过程中采煤机截割部的载荷冲击大、振动剧烈的问题。综合考虑了采煤机摇臂的自身特性,以及将调高油缸的支撑特性,并依据胡克定律对其等效刚度进行了描述,建立了采煤机截割部竖直方向上三个自由度非线性动力学模型。将实验采集得到的原始数据,通过小波分解数据处理方法,对其干扰信号进行了降噪重构。以实验测试得到的滚筒截割载荷作为激...
关键词: 纱布片 包装机 自动包装 生产效率
为实现纱布加工设备的智能化改造,提高生产效率,提出一种纱布大片包装机。它由上袋机构、包装转盘和上、下料机构组成,包装转盘上环形阵列有开袋装置、进料装置、插角装置、点胶装置、压袋装置以及下料装置,能够完成纱布片纸袋包装的全部工艺流程。加工测试结果表明实现了纱布片包装的自动化,同时提高了产品质量、生产效率,降低了劳动强度,避免...
关键词: 捣固镐镐头 磨损 摩擦 试验机
铁路是国家基础交通设施之一,是我国综合交通体系中不可或缺的一环,因此铁路的维护工作变得日益繁重,其中日常维护出现的主要问题就是铁路道床中出现的石碴松散现象。为研究捣固镐镐头在高速震动下与石碴产生磨损的情况,提供一种铁路捣固镐镐头磨损的试验机。该装置可通过改变振动频率、石料种类和捣固镐搞头材料来研究捣固镐的磨损情况,为捣固...
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