基于力覺引導(dǎo)的協(xié)作機(jī)器人軸孔裝配方法研究
梁碩， 張勝倫， 蔣周翔， 秦鵬舉?
北京信息科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院
【摘要】針對傳統(tǒng)機(jī)器人軸孔裝配過程中出現(xiàn)的孔外搜索耗時長和軸孔接觸狀態(tài)辨識復(fù)雜的問題，提出一種融合拖動示教的力覺柔順裝配方法。該方法基于協(xié)作機(jī)器人腕部六維力覺引導(dǎo)，共分為孔外搜索、孔內(nèi)調(diào)姿和插孔3個階段?？淄馑阉鞔侄ㄎ徊捎昧τX引導(dǎo)的拖動示教，精定位采用螺旋搜索法，縮短了孔位搜索時間；孔內(nèi)機(jī)器人的位姿調(diào)整使用導(dǎo)納控制，同時簡化軸孔接觸狀態(tài)的識別種類以及算法，增強(qiáng)了識別準(zhǔn)確性；在完成位姿調(diào)整后，插孔階段直接依據(jù)狀態(tài)進(jìn)行辨別并沿著特定方向插入，實(shí)現(xiàn)軸孔柔順裝配。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：采用拖動示教的粗定位可以有效提高搜孔效率。利用該方法完成了15°斜孔的裝配，驗(yàn)證了所提出的軸孔裝配方法的可行性及有效性。
基于CWT和PSO的500 kV帶電作業(yè)機(jī)器人抑振分析
狄正輝１ ， 吳田１ ， 劉凱２ ， 羅宇１ ， 王明３ ， 曾忱３
１. 三峽大學(xué)電氣與新能源學(xué)院
２. 中國電力科學(xué)研究院有限公司
３. 國網(wǎng)湖北送變電工程有限公司
【摘要】針對500 kV輸電線路引流板螺栓緊固機(jī)器人在柔性架空線路上運(yùn)行過程中作業(yè)末端姿態(tài)產(chǎn)生耦合振動的問題，提出一種基于連續(xù)小波變換（CWT）和粒子群優(yōu)化算法（PSO）的頂升系統(tǒng)抑振策略。通過采用連續(xù)小波變換處理機(jī)器人作業(yè)末端抖動數(shù)據(jù)，提取時頻圖的振蕩幅值特征，并以末端最大振動幅值作為優(yōu)化程度指標(biāo)，利用粒子群優(yōu)化算法調(diào)節(jié)頂升系統(tǒng)輸出作用力，從而抑制機(jī)器人作業(yè)末端姿態(tài)振動。為驗(yàn)證所提抑振策略的有效性，基于柔性輸電線路與剛性機(jī)器人的耦合特性，在ADAMS中建立模型，并與MATLAB進(jìn)行聯(lián)合仿真，分別研究有無頂升系統(tǒng)調(diào)節(jié)時機(jī)器人在不同距離行駛與作業(yè)工況下末端姿態(tài)響應(yīng)。仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：該系統(tǒng)可有效抑制柔性架空輸電線路上的機(jī)器人末端姿態(tài)振動，提高運(yùn)行穩(wěn)定性。
基于DHPA*-DSACO算法的AGV路徑規(guī)劃研究
王俊嶺， 劉佳年， 邊俊君， 王振東
江西理工大學(xué)信息工程學(xué)院
【摘要】自主引導(dǎo)車(AGV)的路徑規(guī)劃算法是確保其正常運(yùn)行的關(guān)鍵部分。針對A*算法在路徑規(guī)劃過程中存在的搜索效率低、路徑曲率大的問題，以及蟻群ACO算法收斂速度慢和對參數(shù)敏感等缺陷，提出一種動態(tài)啟發(fā)式懲罰A*與動態(tài)感知蟻群優(yōu)化算法相融合的算法—DHPA*-DSACO。DHPA*算法通過設(shè)置動態(tài)權(quán)重因子，結(jié)合父節(jié)點(diǎn)啟發(fā)距離，并引入轉(zhuǎn)彎懲罰項(xiàng)，以降低運(yùn)行時間和路徑曲率。DSACO算法通過設(shè)置自適應(yīng)蟻群啟發(fā)因子和動態(tài)揮發(fā)因子，優(yōu)化信息素更新策略，從而縮短路徑長度。同時，該算法利用B樣條曲線對路徑進(jìn)行平滑處理。為驗(yàn)證算法的可行性，在PyCharm環(huán)境中將DHPA*-DSACO算法與其他算法進(jìn)行對比測試，并對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析。最后，為了模擬真實(shí)世界中的情況，基于ROS系統(tǒng)建立仿真平臺，驗(yàn)證了DHPA*-DSACO算法的有效性。結(jié)果表明：DHPA*-DSACO算法有效降低了路徑長度、曲率和運(yùn)行時間，顯著提升了運(yùn)行效率。此外，該算法還能有效避免算法陷入局部最優(yōu)解，減少收斂迭代次數(shù)，進(jìn)一步增強(qiáng)了算法的魯棒性，使其更好地適應(yīng)AGV的實(shí)際運(yùn)行情況。
唐術(shù)鋒１，２ ， 袁煒１，２ ， 王鑫１，２ ，?
常宏１，２ ， 郭曉棟１，２ ， 火偉偉１，２?
１. 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院
２. 內(nèi)蒙古自治區(qū)機(jī)器人與智能裝備技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室
【摘要】針對航空發(fā)動機(jī)傳統(tǒng)的檢測方法需要人工拆解的問題，設(shè)計一種無需將航空發(fā)動機(jī)拆解便可實(shí)現(xiàn)檢測功能的連續(xù)體狹窄空間輔助檢測機(jī)器人。該機(jī)器人由驅(qū)動單元和檢測通道搭建單元兩部分構(gòu)成。為了躲避狹窄空間內(nèi)的障礙物，設(shè)計一種由球鉸鏈連接的連續(xù)體關(guān)節(jié)，連續(xù)體關(guān)節(jié)由頂端關(guān)節(jié)和后3段相同結(jié)構(gòu)的關(guān)節(jié)串連而成，共有2個自由度?；趲缀畏治龅姆椒?，建立機(jī)器人的運(yùn)動學(xué)模型，研究驅(qū)動空間、關(guān)節(jié)空間的映射關(guān)系，通過齊次變換的方法得到關(guān)節(jié)空間和操作空間的映射關(guān)系。運(yùn)用蒙特卡洛算法得到機(jī)器人的可達(dá)工作空間并繪制了機(jī)器人末端位置變化曲線和驅(qū)動線長度變化曲線。最后研制機(jī)器人原理樣機(jī)，通過實(shí)驗(yàn)測試機(jī)器人的彎曲性能和通過性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：機(jī)器人能夠在0°~110°進(jìn)行不同程度的彎曲運(yùn)動，能夠在復(fù)雜狹窄的環(huán)境下躲避障礙物成功到達(dá)目標(biāo)位置。
王巍１ ， 蔣為鈺２ ， 繆海鵬２ ， 袁明新２
１. 江蘇自動化研究所
２. 江蘇科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院
【摘要】針對油罐車自主加注臂在作業(yè)過程中末端存在振動，導(dǎo)致與加注口對接精度降低，影響工作效率的問題，提出一種安裝平衡缸來抑制末端振動的方法?；贛DH法建立油罐車自主加注臂的正運(yùn)動學(xué)模型，采用解析法對機(jī)械臂進(jìn)行逆向運(yùn)動學(xué)求解，得到加注臂關(guān)節(jié)角度和末端對接裝置位姿的映射關(guān)系。建立加注臂有限元分析模型并設(shè)置仿真邊界條件，通過對不同平衡缸安裝位置參數(shù)組合的加注臂依次進(jìn)行仿真，確定平衡缸的最佳安裝位置。最后，在相同邊界條件下，對未安裝平衡缸、安裝平衡缸以及剛體狀態(tài)下的加注臂進(jìn)行仿真對比分析。結(jié)果表明：相較于未安裝平衡缸的加注臂，安裝平衡缸的加注臂在運(yùn)動停止后的殘余振動中，振動幅值最大減少了25.1 mm，在加注臂Z向上，振動幅值衰減最大達(dá)到了77.4%。以上數(shù)據(jù)表明，安裝平衡缸能夠有效降低加注臂的末端振動，提高對接過程的效率以及穩(wěn)定性。
劉嘉璐１ ， 張博１ ， 凌宇１ ， 葉建偉１ ，?
張鐵２ ， 楊明達(dá)２
１. 廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司廣州供電局
２. 華南理工大學(xué)機(jī)械與汽車工程學(xué)院
【摘要】面向螺紋傳動合格性檢驗(yàn)，提出一種基于時間序列模型的檢驗(yàn)算法。基于合格性檢驗(yàn)機(jī)器人系統(tǒng)輸出力矩特性，針對開關(guān)柜中斷路器小車旋進(jìn)和旋出操作，通過分析斷路器小車由實(shí)驗(yàn)位置運(yùn)動到工作位置過程中螺紋傳動力矩序列的內(nèi)在變化規(guī)律，建立系統(tǒng)輸出力矩的時間序列分析模型，并生成動態(tài)閾值。利用最小二乘法和最小信息準(zhǔn)則確定該模型階數(shù)，并通過自回歸逼近方式對其進(jìn)行參數(shù)辨識。最后，為了驗(yàn)證所提時間序列分析算法的有效性，構(gòu)建螺紋傳動質(zhì)量檢測平臺，在卡阻和碰撞狀態(tài)下，分別對時間序列分析算法、小波理論算法和對稱閾值算法進(jìn)行傳動力矩突變檢測和斜變檢測。結(jié)果表明：采用時間序列分析算法對傳動力矩進(jìn)行無突變和斜變經(jīng)檢測時未出現(xiàn)誤報情況，識別準(zhǔn)確率為100%；與固定閾值算法和小波理論算法相比，該方法檢測時延分別縮短了91%和75%。
李龍１ ， 鄭權(quán)２ ， 趙東波１ ， 黃兆晶３ ， 于博１
１. 中車大同電力機(jī)車有限公司
２. 無錫中車時代智能裝備研究院有限公司
３. 華中科技大學(xué)機(jī)械科學(xué)與工程學(xué)院
【摘要】針對當(dāng)前機(jī)器人噴涂模型在噴涂工藝參數(shù)變化時無法準(zhǔn)確預(yù)測的問題，基于之前單通道軌跡涂層厚度分布模型研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了進(jìn)一步簡化和分析。通過分析影響膜厚分布的一系列因素，從中選取對膜厚分布影響最大的幾個關(guān)鍵參數(shù)，并將其納入所提出的模型中，進(jìn)而得到以噴涂工藝參數(shù)為自變量的涂層厚度分布泛化模型。最后通過噴涂正交試驗(yàn)，分析并求解相關(guān)模型的泛化系數(shù)項(xiàng)最優(yōu)解，并驗(yàn)證了該模型預(yù)測的準(zhǔn)確性。試驗(yàn)結(jié)果表明：所建模型得到的理論值與實(shí)際值具有較高的一致性，多參數(shù)涂層厚度模型對實(shí)際噴涂涂膜厚度具有較好的擬合性。
沈丕１ ， 董昊臻２ ， 程虎１ ， 吳心怡１ ， 王迪１
１. 武漢數(shù)字工程研究所
２. 航天科工智能運(yùn)籌與信息安全研究院 （武漢） 有限公司
【摘要】液壓動力單元是液壓雙足機(jī)器人的核心部件，其小型化、輕量化設(shè)計是機(jī)器人的重要研究內(nèi)容之一。針對液壓雙足機(jī)器人，設(shè)計一種新型微型液壓動力單元。為了控制液壓動力單元的輸出流量，設(shè)計一種基于迭代學(xué)習(xí)的模糊PI控制器，實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)流量的精確控制。為了穩(wěn)定壓力并降低流量損耗，設(shè)計一種基于模糊控制器的壓力補(bǔ)償策略，提高了系統(tǒng)的性能和效率。最后，根據(jù)控制系統(tǒng)的流量內(nèi)環(huán)和壓力外環(huán)的特點(diǎn)，分別設(shè)計了轉(zhuǎn)速、流量、壓力實(shí)驗(yàn)，以驗(yàn)證模糊系統(tǒng)在轉(zhuǎn)速、壓力控制中的作用以及迭代學(xué)習(xí)在流量控制中的作用。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：該微型液壓動力單元可靠性強(qiáng)、效率高，可針對需求提供相應(yīng)的流量和壓力。
基于數(shù)控成形磨齒機(jī)的內(nèi)斜齒輪齒向倒棱計算與加工
鄧靜， 王自林， 蔣闖， 張聰聰?
河南科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院
【摘要】針對內(nèi)斜齒輪齒向倒棱加工中存在的尺寸精度控制難度大、加工效率低等問題，提出一種基于砂輪過渡圓弧曲面的精密倒棱方法。在內(nèi)斜齒輪端截面內(nèi)建立齒根過渡圓弧曲線方程，推導(dǎo)出內(nèi)斜齒輪齒向倒棱砂輪的回退量T及齒輪倒棱所需偏轉(zhuǎn)角θ2的幾何關(guān)系。通過分析內(nèi)斜齒輪倒棱運(yùn)動，建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，并求出最佳回退量和偏轉(zhuǎn)角。在Vericut中搭建機(jī)床三維模型，對內(nèi)斜齒輪齒向磨削倒棱進(jìn)行仿真加工與分析。最后，基于內(nèi)斜齒輪加工原理和運(yùn)動規(guī)律，編寫相應(yīng)的數(shù)控加工程序，并完成內(nèi)斜齒輪齒向倒棱加工實(shí)驗(yàn)，同時利用齒輪檢測中心對內(nèi)斜齒輪齒向進(jìn)行了檢測。結(jié)果表明：利用數(shù)控成形磨齒機(jī)對內(nèi)斜齒輪齒向倒棱是可行的，仿真誤差在合理范圍內(nèi)；所提砂輪過渡曲面齒向倒棱方法實(shí)現(xiàn)了內(nèi)斜齒輪倒棱加工的定量控制，有效提升了倒棱尺寸精度與加工效率，為內(nèi)斜齒輪齒向倒棱提供了一種新的方法。
吳洪宇１ ， 徐冠華２，３ ， 唐波１ ， 秦?zé)?sup>４
１. 中國計量大學(xué)計量測試與儀器學(xué)院
２. 浙江大學(xué)， 流體動力基礎(chǔ)件與機(jī)電系統(tǒng)全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室
３. 浙江大學(xué)， 浙江省三維打印工藝與裝備重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室
４. 浙江杭機(jī)股份有限公司
【摘要】針對刀具磨損狀態(tài)分類識別精度不高的問題，提出一種基于MCADBO-SVM的刀具磨損狀態(tài)監(jiān)測方法。在傳統(tǒng)蜣螂優(yōu)化算法（DBO）算法基礎(chǔ)上，引入Circle映射和自適應(yīng)可變慣性權(quán)重，提出Circle自適應(yīng)權(quán)重蜣螂優(yōu)化（CADBO）算法，提升了算法的整體尋優(yōu)和收斂性能。引入多域完全特征提取和多重特征選擇技術(shù)（MFST），并將CADBO用于支持向量機(jī)(SVM)中的核函數(shù)和懲罰因子的擇優(yōu)問題，建立了基于MCADBO-SVM的刀具磨損狀態(tài)監(jiān)測模型。在公開數(shù)據(jù)集PHM2010上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果顯示：與多種方法相比，此模型的綜合性能最優(yōu)，檢測準(zhǔn)確率達(dá)到了95.24%。
李韻辰１，２ ， 孫鴻３ ， 胡曉兵１，２ ，?
陳海軍１，２ ， 張哲源１，２ ，毛業(yè)兵１，２
１. 四川大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院
２. 宜賓四川大學(xué)產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院
３. 宜賓機(jī)電一體化研究所
【摘要】為了提高氣體流量標(biāo)定設(shè)備的控制特性，改善穩(wěn)態(tài)時間、標(biāo)定精度及重復(fù)度等關(guān)鍵指標(biāo)，提出一種主動活塞式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置，該裝置的檢定壓力要求大于大氣壓，活塞氣缸為檢定過程供氣并調(diào)節(jié)氣壓。先采用常規(guī)PID控制方法對該氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，針對標(biāo)定過程中出現(xiàn)的壓力非線性延遲、流量壓力強(qiáng)耦合等問題，采用依靠氣壓反饋實(shí)時變更氣壓控制量的參量迭代式PID控制方法以完成氣壓追蹤控制，同時搭建AMESim控制模型并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。結(jié)果表明：與常規(guī)PID控制方法標(biāo)定結(jié)果相比，采用迭代PID控制的標(biāo)定設(shè)備能夠縮短穩(wěn)態(tài)時間至60 s以內(nèi)，在流量點(diǎn)切換時可在5 s內(nèi)建立新的穩(wěn)定氣壓，并且誤差重復(fù)性不超過0.01%。
基于改進(jìn)YOLOv7和點(diǎn)云配準(zhǔn)的零件識別與位姿估計方法
張釗， 王吉芳， 劉相權(quán)， 郭凱旋， 王凱
北京信息科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院
【摘要】針對工業(yè)環(huán)境中常見的弱紋理堆疊零件的識別與位姿估計挑戰(zhàn)，提出一種融合YOLOv7目標(biāo)檢測算法和點(diǎn)云配準(zhǔn)技術(shù)的綜合方法。首先，利用改進(jìn)的YOLOv7算法快速識別并定位零件的二維位置，隨后將包含零件的二維區(qū)域?qū)R深度圖轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的三維點(diǎn)云。在點(diǎn)云處理階段，采用深度閾值分割和歐氏聚類分割方法以分離目標(biāo)零件與背景及其他干擾物體。位姿估計環(huán)節(jié)采用SAC-IA算法進(jìn)行粗配準(zhǔn)，接著通過引入自適應(yīng)權(quán)重機(jī)制和全局優(yōu)化策略的改進(jìn)ICP算法實(shí)現(xiàn)精配準(zhǔn)，以獲得零件的最終6D位姿。該改進(jìn)策略顯著優(yōu)化了點(diǎn)對選擇和配準(zhǔn)流程，增強(qiáng)了算法的魯棒性和準(zhǔn)確性。在公開的零件數(shù)據(jù)集上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，結(jié)果表明：提出的零件識別與位姿估計方法能夠?qū)崿F(xiàn)對不同形狀、弱紋理、散亂堆疊零件的快速、準(zhǔn)確識別和位姿估計，其中位置誤差在1 mm以內(nèi)，角度誤差在1°以內(nèi)，滿足實(shí)際應(yīng)用需求，展示了其在工業(yè)自動化領(lǐng)域的實(shí)用性和有效性。
基于深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)的電機(jī)S-曲線轉(zhuǎn)速控制方法
毛德輝１ ， 李鵬１ ， 吳建德２
１. 云南大學(xué)信息學(xué)院
２. 云南大學(xué)云南省智能系統(tǒng)與計算重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室
【摘要】針對電機(jī)暫態(tài)控制產(chǎn)生沖擊和抖動導(dǎo)致的設(shè)備易損壞問題，提出一種基于深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)的電機(jī)S-曲線轉(zhuǎn)速控制方法。采用Sigmoid函數(shù)設(shè)計電機(jī)轉(zhuǎn)速控制速度規(guī)劃曲線，降低加速度不連續(xù)變化的沖擊影響；基于Actor-Critic框架，結(jié)合深度確定性策略算法(DDPG）和混合形式的獎勵函數(shù)搭建深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)控制器，建立動態(tài)獎懲機(jī)制；通過MATLAB/Simulink仿真分析，將DDPG控制器與模型預(yù)測控制器、PID控制器、BP-PID控制器及GA-PID控制器分別在電機(jī)空載與負(fù)載時的控制效果進(jìn)行對比。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：DDPG控制器可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)平滑加減速控制，并且可以消除超調(diào)量，具有更快的響應(yīng)速度；當(dāng)存在外部負(fù)載擾動時，電機(jī)轉(zhuǎn)速跌落減少了50%~75%，極大提高了系統(tǒng)的抗擾動能力。
滲碳熱處理18CrNiMo7-6合金鋼平面磨削仿真與試驗(yàn)研究
陸亞洲１ ， 彭振龍１ ， 黎克楠２ ， 張云龍１ ， 張建偉３
１. 鄭州大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院
２. 鄭州磨料磨具磨削研究所有限公司
３. 鄭州大學(xué)力學(xué)與安全工程學(xué)院
【摘要】為了深入研究滲碳熱處理18CrNiMo7-6合金鋼平面磨削過程中各物理量之間的關(guān)系，采用量綱分析和有限元相結(jié)合的方法，建立了滲碳合金鋼平面磨削仿真有限元模型，借助該模型分析不同磨削深度、砂輪速度以及工件速度對磨削力、磨削溫度以及殘余應(yīng)力的影響?；诜抡娼Y(jié)果，進(jìn)一步建立平面磨削力和殘余應(yīng)力預(yù)測模型。隨后，通過滲碳合金鋼平面磨削試驗(yàn)對預(yù)測模型進(jìn)行驗(yàn)證。結(jié)果表明：磨削力與殘余應(yīng)力模型預(yù)測值與試驗(yàn)值最大相對誤差分別為11.6%和10.5%，表明所建立的數(shù)學(xué)模型能夠有效預(yù)測滲碳熱處理合金鋼平面磨削力和殘余應(yīng)力。
基于ICOA算法的泵控液壓馬達(dá)PID調(diào)速系統(tǒng)
楊煥崢１，２ ， 崔業(yè)梅１，２ ，?
薛洪惠２，３ ， 徐玲４
１. 江蘇省無線傳感系統(tǒng)應(yīng)用工程技術(shù)研究開發(fā)中心
２. 無錫商業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院
３. 南京大學(xué)近代聲學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室
４. 常州大學(xué)
【摘要】為了提高泵控液壓馬達(dá)PID調(diào)速系統(tǒng)的速度和精度，通過建立數(shù)學(xué)模型和Simulink仿真系統(tǒng)，確定了變量泵控定量液壓馬達(dá)系統(tǒng)以液壓泵擺角為輸入的調(diào)速控制回路的傳遞函數(shù)；針對傳統(tǒng)PID調(diào)速系統(tǒng)在速度和精度方面的局限性，引入一種改進(jìn)的長鼻浣熊優(yōu)化算法（ICOA），該算法結(jié)合了反向?qū)W習(xí)差分進(jìn)化和螢火蟲擾動策略以提高系統(tǒng)性能。在CEC2022函數(shù)的性能測試中，相比長鼻浣熊優(yōu)化算法等5種算法，ICOA算法表現(xiàn)優(yōu)異，它在單峰、多峰、復(fù)合且多模態(tài)的函數(shù)上均表現(xiàn)出較好的收斂速度、尋優(yōu)精度和魯棒性。最后，通過仿真驗(yàn)證，ICOA算法在泵控液壓馬達(dá)PID調(diào)速性能優(yōu)化方面具有更好的效果，能夠更有效地使系統(tǒng)響應(yīng)達(dá)到期望的狀態(tài)。
軸向柱塞泵變量機(jī)構(gòu)的控制特性與優(yōu)化研究
董佳鑫１，２ ， 胡曉兵１，２ ， 杜玲羽１，２ ，?
劉國剛３ ， 楊莽３
１. 四川大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院
２. 宜賓四川大學(xué)產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院
３. 四川省宜賓普什驅(qū)動有限責(zé)任公司
【摘要】為提高軸向柱塞泵變量機(jī)構(gòu)的控制特性，改善由于系統(tǒng)非線性、時變性等因素導(dǎo)致的響應(yīng)速度慢和超調(diào)量較大等問題，以軸向柱塞泵的變量機(jī)構(gòu)為研究對象。根據(jù)系統(tǒng)物理結(jié)構(gòu)及工作原理，通過經(jīng)驗(yàn)累計及理論分析計算，建立比例閥控液壓缸各個環(huán)節(jié)的數(shù)學(xué)模型。采用AMESim仿真平臺對變量機(jī)構(gòu)及比例閥控液壓缸進(jìn)行系統(tǒng)建模，并將仿真結(jié)果與樣機(jī)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對比，以驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性。基于AMESim/Simulink聯(lián)合仿真平臺建立PID及模糊PID控制算法聯(lián)合仿真模型，對比分析閉環(huán)系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)性能。仿真結(jié)果表明：相較于普通PID控制，自適應(yīng)模糊PID控制效果更好，系統(tǒng)超調(diào)量顯著減小，縮短了調(diào)節(jié)時間并有效減少了穩(wěn)態(tài)誤差，具有良好的控制特性。
吸油全流域特性對工程機(jī)械主泵效率的影響分析
楊勝清１，２，３ ， 冀宏１，２ ， 王素燕３ ，?
李茜３ ， 孫飛１，２
１. 蘭州理工大學(xué)能源與動力工程學(xué)院
２. 蘭州理工大學(xué)特種泵閥及流控系統(tǒng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室
３. 廣西柳工機(jī)械股份有限公司
【摘要】液壓泵作為液壓系統(tǒng)中的能量轉(zhuǎn)換元件，其轉(zhuǎn)換效率對系統(tǒng)的效率產(chǎn)生較大的影響。為獲得吸油全流域特性對工程機(jī)械主泵效率的影響程度，通過理論分析，識別出對主泵效率產(chǎn)生影響的四大因子：油箱壓力、空氣含量、管道流速和液壓油溫；結(jié)合數(shù)值仿真開展全因子實(shí)驗(yàn)，提出吸油全流域的主泵效率影響預(yù)測模型，并進(jìn)行了主泵有無吸油增壓裝置的對比試驗(yàn)。研究表明：油箱壓力和空氣含量對主泵容積效率的影響起主導(dǎo)作用，僅考慮油箱壓力和空氣含量及其交互作用，模型預(yù)測置信度都超過了98%；隨著主泵吸油壓力的升高，容積效率也隨之增大，在吸油口絕對壓力125 kPa條件下，主泵的容積效率在其最高轉(zhuǎn)速和壓力下提升6.5%。
基于正交試驗(yàn)的航空柱塞泵前置誘導(dǎo)輪參數(shù)優(yōu)化及驗(yàn)證
陳遠(yuǎn)玲， 黎超亮， 張澤， 田成龍
廣西大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院
【摘要】以高速航空柱塞泵的前置誘導(dǎo)輪為研究對象，對影響柱塞泵空化性能的誘導(dǎo)輪設(shè)計參數(shù)的最優(yōu)組合進(jìn)行研究。基于CFD建立誘導(dǎo)輪和渦輪組件的流場仿真模型，應(yīng)用正交試驗(yàn)方法，以揚(yáng)程、效率以及臨界空化余量為優(yōu)化目標(biāo)，以誘導(dǎo)輪的輪轂截面形狀、葉片數(shù)、葉片厚度為影響因素，進(jìn)行誘導(dǎo)輪設(shè)計參數(shù)組合分析，最后搭建試驗(yàn)系統(tǒng)，驗(yàn)證仿真結(jié)果的可靠性。研究表明：誘導(dǎo)輪葉片數(shù)和葉片厚度對揚(yáng)程、效率以及臨界空化余量的影響顯著；額定工況下，誘導(dǎo)輪輪轂截面形狀為圓錐形、葉片數(shù)為3、葉片厚度為1 mm的組合方案為最優(yōu)，最優(yōu)方案下誘導(dǎo)輪的抗氣蝕能力增強(qiáng)了36.2%，揚(yáng)程以及效率也分別提升了7%和3.54%。
車輛換擋系統(tǒng)液壓緩沖閥優(yōu)化設(shè)計與實(shí)驗(yàn)研究
強(qiáng)彥１ ， 鄭天成１ ， 單樂１ ， 毛飛鴻２ ， 魏列江１
１. 蘭州理工大學(xué)能源與動力工程學(xué)院
２. 中國北方車輛研究所
【摘要】液壓換擋系統(tǒng)中的液壓緩沖閥的性能與汽車換擋品質(zhì)密切相關(guān)。以某重型車輛液壓緩沖閥為研究對象，建立其AMESim仿真模型；以換擋系統(tǒng)充油壓力為優(yōu)化目標(biāo)，通過時間乘絕對誤差積分準(zhǔn)則以及回歸分析確定了優(yōu)化函數(shù)；采用實(shí)驗(yàn)設(shè)計法分析得出對充油壓力影響的Pereto圖，并分析出液壓緩沖閥對充油壓力影響的參數(shù)為阻尼孔直徑、彈簧剛度以及泄油孔直徑。運(yùn)用遺傳算法進(jìn)行優(yōu)化，得出緩沖閥的最優(yōu)結(jié)構(gòu)參數(shù)取值。采用控制變量法進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證顯示，通過遺傳算法對緩沖閥結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化后，換擋系統(tǒng)的性能顯著提升，表現(xiàn)在充油壓力的上升過程更加接近理想狀態(tài)，從而顯著改善了換擋的整體品質(zhì)。
不同結(jié)構(gòu)雙腔并聯(lián)壓電泵性能研究
孫曉鋒１ ， 劉勇２ ， 王曉軍１ ， 吳宇飛１
１. 常州工學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院
２. 吉林大學(xué)機(jī)械與航天航空工程學(xué)院
【摘要】不同結(jié)構(gòu)壓電泵的輸出性能存在較大差異。為了提高壓電泵的輸出性能，設(shè)計一種“一字型”雙腔并聯(lián)壓電泵。為了優(yōu)化設(shè)計，探索工作閥數(shù)量、進(jìn)出口管安裝位置及進(jìn)出口槽容積等結(jié)構(gòu)因素對“一字型”雙腔并聯(lián)壓電泵性能的影響，并加工了多種試驗(yàn)樣機(jī)，對其輸出性能進(jìn)行測試。在110 V正弦交流電驅(qū)動下，分別選取液體水和氣體空氣作為輸送介質(zhì)，對不同結(jié)構(gòu)的雙腔并聯(lián)壓電泵進(jìn)行輸出流量和壓力試驗(yàn)。結(jié)果顯示：四閥雙腔并聯(lián)壓電泵的輸出效果優(yōu)于三閥雙腔并聯(lián)壓電泵，正向出流輸出效果優(yōu)于側(cè)向出流，進(jìn)出口槽容積對雙腔并聯(lián)壓電泵的輸出性能具有重要影響；所設(shè)計的雙腔并聯(lián)壓電泵最大輸出氣體流量可達(dá)720 mL/min，最大液體流量可達(dá)650 mL/min。
基于摩擦磨損試驗(yàn)的齒輪泵浮動側(cè)板高壓油區(qū)面積優(yōu)化
魏列江１，２ ， 梁明遠(yuǎn)１，２ ，?
展鵬１，２ ， 路全鋒１，２
１. 蘭州理工大學(xué)能源與動力工程學(xué)院
２. 蘭州理工大學(xué)特種泵閥及流控系統(tǒng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室
【摘要】針對齒輪泵浮動側(cè)板高壓油區(qū)面積設(shè)計顯著影響齒輪泵機(jī)械效率的問題，采用剩余壓緊力法計算齒輪泵浮動側(cè)板所受合力，建立側(cè)板力平衡模型。通過有限元法計算齒輪泵端面間隙油膜反推力，得出剩余壓緊力設(shè)計方法下側(cè)板所受合力，在摩擦磨損試驗(yàn)臺上試驗(yàn)得出載荷大小對摩擦因數(shù)的影響規(guī)律。獲得最優(yōu)載荷后，反推出浮動側(cè)板最優(yōu)高壓油區(qū)面積。結(jié)果表明：當(dāng)高壓油區(qū)面積為1 068 mm2時，齒輪泵摩擦損失為133 W，對比高壓油區(qū)面積改進(jìn)前，齒輪泵的機(jī)械效率提升7.9%。
35 MPa氫氣減壓閥內(nèi)部流動特性仿真研究
孫維福， 劉仁豪， 孟令宇， 周如林
北京天瑪智控科技股份有限公司
【摘要】氫氣減壓閥作為氫燃料電池汽車供氫系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件，其性能對供氫系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性具有重要意義。然而氫氣減壓閥內(nèi)部流道復(fù)雜，氫氣在減壓過程中形成強(qiáng)烈湍流，造成能量損耗和噪聲。針對以上問題，基于氫氣NIST真實(shí)氣體模型和有限體積法，模擬35 MPa氫氣減壓閥內(nèi)氫氣的實(shí)際流動狀態(tài)，研究高壓氫氣減壓閥內(nèi)部氫氣流動特性，氫氣在閥體與閥芯間隙位置壓力迅速降低，速度增加并發(fā)生超音速流動，壓力與速度變化幅度隨閥芯開度增大而減?。粶p壓閥出口氫氣溫度與入口溫度相比升高，且溫升隨閥芯開度變大而降低；出口流量隨閥芯開度增加而增加，閥芯與閥體間隙處及下游存在高強(qiáng)度湍流，間隙處湍流強(qiáng)度隨閥芯開度增加而減??；減壓閥內(nèi)噪聲主要在閥芯開口下游區(qū)域產(chǎn)生，且主要由湍流引起；為后續(xù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計提供參考。
基于FTA的某飛行器液壓伺服機(jī)構(gòu)振蕩故障分析
錢占松１，２
１. 中航工業(yè)南京伺服控制系統(tǒng)有限公司
２. 航空工業(yè)金城南京機(jī)電液壓工程研究中心， 航空機(jī)電系統(tǒng)綜合航空科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室
【摘要】以某飛行器液壓伺服機(jī)構(gòu)振蕩故障為研究對象，利用FTA分析法找出問題原因并解決了該問題。建立故障樹，完成對系統(tǒng)級、伺服閥級的故障定位；利用仿真手段說明伺服閥超調(diào)與否對伺服機(jī)構(gòu)的影響，將機(jī)制表述清楚；將不同伺服閥調(diào)整至超調(diào)狀態(tài)，開展聯(lián)試，伺服機(jī)構(gòu)振蕩，充分完成了故障復(fù)現(xiàn)工作；將無超調(diào)的閥與伺服機(jī)構(gòu)進(jìn)行聯(lián)試，在振動量值逐步增大的情況下，仍未諧振，驗(yàn)證措施有效；將同樣的經(jīng)驗(yàn)推至其他型號、其他單位，解決了同類質(zhì)量問題隱患，大大提升了裝備質(zhì)量。
截斷式脈沖水射流流場結(jié)構(gòu)分析
杜利偉１，２ ， 李倩１，２ ， 胥良君３ ， 張偉４ ，?
黃丹３ ， 李秋萍３ ， 何軍３?
１. 重慶大學(xué)， 煤礦災(zāi)害動力學(xué)與控制國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室
２. 重慶大學(xué)資源與安全學(xué)院
３. 中石油西南油氣田分公司重慶氣礦
４. 中石油西南油氣田分公司天然氣凈化總廠
【摘要】截斷式脈沖水射流生成過程簡單且易于控制，但連續(xù)射流被孔盤橫向剪切阻斷后產(chǎn)生較特殊的流場結(jié)構(gòu)。為探究截斷式脈沖水射流流場的結(jié)構(gòu)特性，通過理論分析、高速攝像與CFD-3D動網(wǎng)格數(shù)值模擬等方法，建立射流幾何結(jié)構(gòu)簡化預(yù)測模型和射流動態(tài)演化數(shù)值計算模型，捕捉到截斷式脈沖射流的偏轉(zhuǎn)頭和尾部尖體幾何形貌，揭示了其非軸對稱射流頭部流場結(jié)構(gòu)及形成機(jī)制。結(jié)果表明：截斷式脈沖射流最前端向孔盤移動相反方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)，且偏轉(zhuǎn)角度隨噴射時間的增大而增大，隨后整體翻卷并相對后續(xù)主體射流向后滑移，頭部結(jié)構(gòu)影響逐步消失；構(gòu)建的3D數(shù)值模型能實(shí)現(xiàn)截斷式脈沖射流流場生成演化過程，射流頭部瓦片狀尖體結(jié)構(gòu)能有效降低空氣摩擦阻力，但水錘壓力效應(yīng)隨靶距的變化較大。
基于可信標(biāo)識和數(shù)據(jù)驅(qū)動的工業(yè)設(shè)備運(yùn)維系統(tǒng)構(gòu)建方法研究
常賽科， 孫文磊， 劉志遠(yuǎn)， 羅浩，?
路程， 江倫， 巴胤竣， 姜任奔
新疆大學(xué)智能制造現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)學(xué)院
【摘要】
盧加亮１ ， 劉慶喜２ ， 殷利建２ ， 周述美３ ，?
陳欣然３ ， 馮坤鵬４ ， 張新榮１?
１. 長安大學(xué)， 道路施工技術(shù)與裝備教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室
２. 中建八局第二建設(shè)有限公司
３. 中國建筑第八工程局有限公司
４. 西安長大智能裝備研究所有限公司
【摘要】為實(shí)現(xiàn)高速公路邊坡拱形骨架護(hù)坡高效、快速、安全施工，提升施工的自動化與智能化水平，設(shè)計一種邊坡護(hù)坡骨架施工成套化機(jī)械設(shè)備工作裝置及其液壓系統(tǒng)。根據(jù)護(hù)坡骨架施工設(shè)備工作裝置的結(jié)構(gòu)與工作原理，擬定液壓系統(tǒng)原理圖，計算得到液壓系統(tǒng)關(guān)鍵元件參數(shù)并完成選型。根據(jù)原理圖利用AMESim軟件對液壓系統(tǒng)進(jìn)行仿真分析，驗(yàn)證了液壓系統(tǒng)與元件選型的可行性。最后，在理論計算與仿真的基礎(chǔ)上，完成了液壓系統(tǒng)樣機(jī)的功能驗(yàn)證。結(jié)果表明：仿真結(jié)果與理論分析相一致，滿足拱形骨架護(hù)坡施工的需求，同時驗(yàn)證了理論計算的準(zhǔn)確性；工作裝置液壓系統(tǒng)能夠在規(guī)定時間內(nèi)驅(qū)動工作裝置完成拱形骨架護(hù)坡坡面的開槽、坡面平整與水泥滑模等施工任務(wù)。
高輝， 佃松宜， 郭斌， 范智霖， 李中萍， 鐘許可?
四川大學(xué)電氣工程學(xué)院
【摘要】氣體絕緣開關(guān)設(shè)備（GIS）腔體內(nèi)部狹窄、光線不良，人工巡檢方式效率低下，易產(chǎn)生漏檢。為解決上述問題，開發(fā)一套GIS腔體內(nèi)部缺陷智能識別與分析系統(tǒng)。使用團(tuán)隊研發(fā)的GIS檢修機(jī)器人采集圖像；針對GIS腔體內(nèi)部低照度的問題，提出基于Retinex理論的端到端的低照度圖像增強(qiáng)算法，同時提出基于MaskConv的缺陷檢測算法——REP-YOLOX，實(shí)現(xiàn)了對GIS腔體內(nèi)缺陷的高精度、高效率檢測。在真實(shí)的GIS環(huán)境內(nèi)部進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明：該系統(tǒng)能夠有效實(shí)現(xiàn)對GIS腔體內(nèi)部燒蝕、螺釘、螺帽和橡膠等4類缺陷的智能識別和分析。
齊淑林１ ， 熊濤２ ， 徐洲龍３ ， 姜代旬１ ， 王新１
１. 中車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司
２. 武漢工程大學(xué)電氣信息學(xué)院
３. 廣東思谷智能技術(shù)有限公司
【摘要】在動車組車內(nèi)和車底噴涂阻尼涂料能有效地減震降噪，提高乘客乘坐舒適性。當(dāng)前動車組阻尼涂料仍采用人工噴涂方式，噴涂質(zhì)量依賴工人經(jīng)驗(yàn)，難以保證車體大面積噴涂的一致性要求，且工人存在較高的職業(yè)健康風(fēng)險。設(shè)計阻尼涂料機(jī)器人自動噴涂系統(tǒng)。為進(jìn)一步優(yōu)化噴涂工藝參數(shù)，針對固瑞克645扇形噴嘴進(jìn)行研究并建立其幾何模型，通過SpaceClaim軟件抽取流體域，基于層流模型在Fluent中研究噴嘴內(nèi)部的壓力場與速度場分布，利用離散相模型（DPM）模擬阻尼涂料在噴嘴外部的霧化和沉積機(jī)制，探索適宜自動噴涂工藝的入口壓力、噴涂槍距和槍速?？芍喝肟趬毫υ?0 MPa時噴嘴內(nèi)部流場達(dá)到較優(yōu)的狀態(tài)；槍距為600 mm時，沉積的膜厚均勻性較好；當(dāng)槍速為0.1 m/s時，膜厚約為3 mm，適用于車內(nèi)地板和車身側(cè)圍的噴涂；當(dāng)槍速為0.15 m/s，膜厚約為2 mm，適用于車廂頂部的噴涂。研究結(jié)果為動車組車內(nèi)阻尼涂料的自動噴涂提供了理論和技術(shù)支撐。
崔永存１，２ ， 董璞１ ， 舒杭３ ，?
周勇勇３ ， 姚嘉１
１. 河南科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院
２. 常州光洋軸承股份有限公司
３. 浙江省機(jī)電產(chǎn)品質(zhì)量檢測所有限公司
【摘要】角接觸球軸承的精度壽命是衡量其性能的一個重要標(biāo)準(zhǔn)。為實(shí)現(xiàn)對軸承精度壽命的測量，設(shè)計一臺角接觸球軸承精度壽命試驗(yàn)機(jī)，進(jìn)行了試驗(yàn)機(jī)主體結(jié)構(gòu)設(shè)計、主軸軸系設(shè)計、加載裝置和驅(qū)動裝置設(shè)計、潤滑系統(tǒng)及測控系統(tǒng)設(shè)計等，試驗(yàn)機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)試驗(yàn)軸承振動和溫升、主軸靜剛度和跳動以及陪試軸承溫度和磨損量等參數(shù)的測量。以7014角接觸球軸承作為試驗(yàn)軸承，對其在既定工況條件下進(jìn)行試驗(yàn)，得到試驗(yàn)軸承的振動和溫升數(shù)據(jù)，驗(yàn)證了試驗(yàn)機(jī)的可靠性和穩(wěn)定性。該試驗(yàn)機(jī)可為角接觸球軸承的精度壽命測量提供試驗(yàn)平臺。
變速泵控型船閘啟閉機(jī)系統(tǒng)設(shè)計與試驗(yàn)研究
王希強(qiáng)１ ， 丁海港２ ， 景軍清３ ，?
唐劍鋒３ ， 徐永康２ ， 楊程程２
１. 京杭運(yùn)河江蘇省交通運(yùn)輸廳蘇北航務(wù)管理處
２. 中國礦業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院
３. 徐州阿馬凱液壓技術(shù)有限公司
【摘要】液壓啟閉機(jī)是船閘的關(guān)鍵設(shè)備，目前主要采用閥控方式，存在可靠性差、控制困難、效率低等突出問題。為滿足京杭大運(yùn)河船閘智慧化運(yùn)行的要求，提出船閘啟閉機(jī)變速泵控原理，采用伺服電機(jī)-定量泵-換向閥-驅(qū)動油缸的新構(gòu)型，通過改變伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)系統(tǒng)流量，以控制閘門和閥門的啟閉。設(shè)計變速泵控型啟閉機(jī)的電液控制系統(tǒng)，闡明其工作原理和控制策略，開發(fā)新型啟閉機(jī)，并應(yīng)用于邵伯、淮安等運(yùn)河船閘。工業(yè)性試驗(yàn)結(jié)果表明：所提變速泵控型啟閉機(jī)具有可靠性高、易于控制、節(jié)能靜音、過載能力強(qiáng)等突出優(yōu)勢，顯著提升了大運(yùn)河的通航能力，為智慧運(yùn)河的運(yùn)行奠定了基礎(chǔ)。
拔管機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計與研究
程慧敏１ ， 余祖耀２ ， 劉健２ ， 彭嘉澍２
１. 蕪湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院智能制造學(xué)院
２. 華中科技大學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院
【摘要】針對目前國內(nèi)石油化工企業(yè)在更換石油運(yùn)輸蒸汽伴熱管道時，因采用人力作業(yè)而面臨高空作業(yè)風(fēng)險、效率低、成本高以及作業(yè)空間狹窄等問題，提出一種高效能自動化拔管機(jī)液壓控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)集夾緊、頂伸和剪斷功能于一體。通過利用差動連接的液壓控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠根據(jù)頂伸缸外負(fù)載大小自適應(yīng)調(diào)節(jié)頂伸缸活塞桿運(yùn)動速度?；跈C(jī)電液耦合建模理論，在AMESim環(huán)境中通過液壓系統(tǒng)機(jī)制分析、控制策略架構(gòu)設(shè)計和核心元件參數(shù)協(xié)同優(yōu)化，構(gòu)建拔管控制系統(tǒng)聯(lián)合仿真模型，并開展拔管典型工況下的動態(tài)特性驗(yàn)證與性能評估。結(jié)果表明：該液壓系統(tǒng)滿足拔管多功能一體化要求，頂伸液壓缸具有負(fù)載自適應(yīng)功能。
廣告聯(lián)系：徐經(jīng)理 18520661193
《機(jī)床與液壓》雜志
為您服務(wù)，用心服務(wù)長按掃碼可關(guān)注
