中国机械工程

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中国机械工程. 2018, 29(02): 0.

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滚筒截割负载扰动对采煤机调高的影响

王慧;宋宇宁

中国机械工程. 2018, 29(02): 127-133.

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针对采煤机调高过程中滚筒截割负载扰动对调高机构动态响应特性的影响进行了研究。根据非对称阀控缸模型,建立了调高机构控制传递函数模型。根据采煤机工况分析了滚筒截割负载等效到调高机构的负载模型。使用常规PID和模糊PID控制器对不同滚筒截割载荷和牵引速度情况下的调高机构进行了控制仿真。研究结果表明：使用模糊PID控制器对调高机构进行控制,具有更好的跟踪性能,控制效果受截割阻抗和牵引速度的变化影响更小。

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考虑夹具的车门刚度特性分析及误差研究

宋凯1;胡金花1;高晖2;石少亮1

中国机械工程. 2018, 29(02): 134-139,144.

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针对有限元仿真与试验测试存在预测精度不高、偏差较大等问题,提出了一种考虑夹具的车门刚度特性分析方法。利用极限误差合成理论,对试验数据采集误差、柔性变形误差进行耦合,建立了试验误差模型；根据不同工位夹具,提出了基于灵敏度分析的误差影响权重确定方法,推导出仿真误差模型的一般表达式；结果表明,夹具对试验与仿真的偏差影响较大。最后,以某车门实例验证了误差模型的准确性。

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吊放声呐绞车吊缆振动分析

张同喜;龚方友

中国机械工程. 2018, 29(02): 140-144.

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为了准确模拟航空吊放声呐绞车工作时吊缆的运动形态,以某型号航空绞车为研究对象,基于单摆原理,建立吊物摆动数学模型；根据柔性体振动特性,推导出机身与风载荷作用下吊缆的振动微分方程,采用显式差分法完成微分方程的求解。通过仿真算例研究了不同激励频率下吊物的摆动幅度变化及吊头激励位移对吊缆振动的影响,结果证明了理论及算法的准确性。

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高速开关数字阀的静动态特性

赵劲松1,2,3;张传笔3;赵子宁3;王志鹏3;姚静1,2,3

中国机械工程. 2018, 29(02): 145-150,157.

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以HSV型高速开关数字阀为研究对象,为掌握该阀工作原理及工作特性,通过机理建模方法对该阀进行建模,并运用MATLAB/Simulink软件对该阀进行了仿真分析。对该阀静动态特性进行了研究,分析了影响该阀开启/关闭响应时间、饱和区和死区大小、输出流量大小的因素,并在高速开关数字阀特性测试平台上进行实验研究。最后对仿真数据以及实验数据进行比较分析,结果表明了高速开关数字阀的静动态特性分析结论的正确性。

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高速列车的样本关联改进故障诊断方法

张楷;罗怡澜;邹益胜;王超;宋小欣

中国机械工程. 2018, 29(02): 151-157.

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聚合经验模态分解和基于变量预测模型的模式识别的结合是一种有效的机械故障诊断方法。针对该方法在高速列车故障诊断时存在小样本方法不适用和识别率较低等不足,首先采用滑窗逐步回归法对基于变量预测模型进行了适应性改进,再利用样本间的关联性和连续性,将相邻样本纳入模式识别,并进行样本平滑性处理,从而有效提高了故障诊断识别率。实验分析结果表明,改进方法降低了对样本量的需求,故障识别率提高了20%以上。

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含转动副间隙的两转动并联机构动力学建模与动态特性分析

HOU Yulei, JING Guoning, DENG Yunjiao, YANG Yandong, ZENG Daxing

中国机械工程. 2018, 29(02): 158-165.

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鉴于Lankarani-Nikravesh接触力模型的不足,提出一种修正的接触力模型,并验证其有效性。以含转动副间隙RU-RPR并联机构为研究对象,分别以修正的接触力模型和修正的Coulomb法则计算法向与切向接触力,以微分代数形式建立动力学模型,加入Baumgarte违约稳定法并借助四阶Runge-Kutta法予以数值求解,分析了不同摩擦因数对机构动态特性的影响。

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含转动副间隙的两转动并联机构动力学建模与动态特性分析

侯雨雷;井国宁;邓云蛟;杨彦东;曾达幸

中国机械工程. 2018, 29(02): 158-165.

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鉴于Lankarani-Nikravesh接触力模型的不足,提出一种修正的接触力模型,并验证其有效性。以含转动副间隙RU-RPR并联机构为研究对象,分别以修正的接触力模型和修正的Coulomb法则计算法向与切向接触力,以微分代数形式建立动力学模型,加入Baumgarte违约稳定法并借助四阶Runge-Kutta法予以数值求解,分析了不同摩擦因数对机构动态特性的影响。

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一种非全对称低耦合度三平移一转动并联机构的设计及其运动学

沈惠平;许可;杨廷力;邵国为

中国机械工程. 2018, 29(02): 166-176.

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提出一种非全对称的三平移一转动（3T1R）的并联机构,并对其进行拓扑特性分析,发现其耦合度κ较大(κ=2),这表明其位置正解求解复杂。为此,对该机构进行拓扑结构降耦设计,得到一种低耦合度（κ=1）但基本功能(动平台输出方位特征和自由度)不变的降耦机构；然后,根据基于序单开链的机构运动学建模原理,给出了该降耦机构位置正解的一维搜索求解算法及其数值解；通过导出的位置反解公式,对该降耦机构的工作空间、转动能力和奇异性进行了分析。该降耦机构结构简单、制造容易、工作空间大、转动能力强。

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基于时变零相位滤波的变转速滚动轴承故障诊断

陈向民;张亢;晋风华;李录平

中国机械工程. 2018, 29(02): 177-185.

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针对变转速下齿轮箱中滚动轴承故障调制特征的提取与分离,提出了基于时变零相位滤波的变转速滚动轴承故障诊断方法。该方法先用线调频小波路径追踪(CPP)算法从齿轮箱滚动轴承故障振动信号中估计出齿轮啮合频率,由啮合频率除以齿数得到齿轮箱的转速,同时,采用Hilbert包络解调方法获取轴承故障振动信号的包络信号；然后根据获取的转速信息设计各阶时变零相位滤波器；再采用各时变零相位滤波器对包络信号进行分析,获取各调制信号；最后,利用转速信号对求取的各调制信号进行阶次分析,并根据各阶次谱来诊断滚动轴承故障。算法仿真和应用实例分析表明,该方法可有效提取和分离变速齿轮箱中滚动轴承的各阶故障调制特征。

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双圆弧斜齿齿轮泵脉动特性分析及齿形设计

李阁强1,3;张龙飞1;韩伟锋2;邓效忠1,3;冯勇1,3

中国机械工程. 2018, 29(02): 186-192.

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针对普通渐开线齿轮泵流量脉动大、噪声大以及困油现象等问题,设计出一种以双圆弧斜齿轮为运动副的齿轮泵。对比分析啮合特性,得出双圆弧斜齿轮传动的优越性。以正弦曲线为过渡曲线,利用啮合共轭原理求解出双圆弧斜齿轮端面齿廓方程。采用等面积法求解了双圆弧斜齿齿轮泵的最大和最小瞬时排量,得出理论脉动趋于零的结论。利用FLUENT三维动网格技术,对比分析齿轮参数相同的双圆弧斜齿轮泵和渐开线斜齿轮泵的流量脉动,得出前者的流量脉动远小于后者的结论。

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改进B样条曲线应用于6R机器人轨迹优化

董甲甲;王太勇;董靖川;张永宾;陶浩

中国机械工程. 2018, 29(02): 193-200.

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利用D-H标架法建立了机器人的运动学模型,并在分析轨迹规划流程基础上将改进B样条曲线用于机器人关节空间轨迹插值；在论述改进原因并详细阐述改进B样条曲线的生成方法后,给出改进B样条曲线应用时的速度与加速度性质及算法实现细节；在MATLAB 2014a平台上进行仿真实验,利用改进方法实现圆弧轨迹运动。结果表明,该方法能够有效提高机器人在关节运动及空间轨迹的平滑性,进而可优化机器人的轨迹运动。

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基于肌肉生理信号的操纵舒适性评价

扈静;钱佩伦;刘明周;张淼;郑达

中国机械工程. 2018, 29(02): 200-204.

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从操纵者人机交互过程中肌肉生理信号角度出发,针对目前操纵舒适性评价方法的不足,提出一种基于肌肉生理信号特征参数,运用正则化RBF网络,对人机交互操纵舒适性进行评价的方法。以典型人机交互过程驾驶操作系统为例,进行实验与数据统计,通过正则化RBF网络对实验测得的操纵者肌肉生理信号特征参数和主观舒适度评分构成的样本进行学习和训练,建立操纵舒适性评价模型。实验结果验证了该方法的可行性和合理性。

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刚柔耦合柔性机械手二阶理论精准建模及实验研究

赵燕;阮成明;王松伟

中国机械工程. 2018, 29(02): 205-210.

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基于动边界条件和三种变形理论,选取Euler-Bernoulli梁模型,采用假想模态法并结合拉格朗日方程建立了双关节柔性机械手的精准动力学模型。根据理论计算仿真结果分析了动边界条件和变形理论对双关节柔性机械手理论建模精准性的影响,并通过实验对比双关节柔性机械手在不同动边界下理论模型和实验条件下的模态频率,验证了转动自由梁模型与实际工况更为贴近。

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基于递归小脑神经网络模型控制的空间机器人关节抗死区及摩擦控制

黄小琴1，2;陈力1，2

中国机械工程. 2018, 29(02): 211-217.

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探讨了存在关节力矩输出死区、摩擦与外部干扰的载体位姿均不受控的漂浮基空间机器人系统的动力学控制问题。设计了一种递归小脑模型关节控制器（CMAC）神经网络与死区估计补偿器,使两关节铰能够跟踪期望运动轨迹。该控制器利用摩擦双观测器估计不可测的内部摩擦状态,利用死区预补偿器消除关节力矩输出死区的影响；应用递归小脑神经网络模型逼近了包含摩擦误差及外部干扰的动力学方程不确定项。仿真结果表明了该控制方法的有效性。

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多车场与多车型车辆路径问题的多染色体遗传算法

陈呈频;韩胜军;鲁建厦;陈青丰;王成

中国机械工程. 2018, 29(02): 218-223.

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针对目前多车场、多车型车辆路径问题存在的求解效率低和解的质量差等不足,建立了该问题的整数规划模型,提出了多染色体遗传算法,统一了多车场、多车型问题与传统单车场、单车型问题的求解算法。通过算例对多染色体遗传算法进行了实验,并将其与传统算法进行了对比分析。实验表明,该算法不仅呈现出搜索效率高和收敛速度快的特点,而且解的质量和稳定性高,从而验证了算法的有效性和实用性。

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手指康复外骨骼机器人的结构优化设计

王杰1;管声启1;夏齐霄2

中国机械工程. 2018, 29(02): 224-229.

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为满足手指功能损伤患者康复的需要,设计了一种基于平面连杆机构的手指康复外骨骼机器人。通过分析仿生手指运动的自由度,建立了机器人运动学模型；以主要机械构件和手指关节转动角度为空间向量元素,求解了机器人的工作空间,在此基础上,得到各机械构件的最佳尺寸,从而完成对机械构件的结构优化设计。仿真实验表明,该机器人能带动手指在一定角度范围进行弯曲拉伸运动,可以满足手指损伤患者的康复训练需求。

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小辊径冷轧机组压扁系数模型及其影响因素

白振华1，2;邢雨1;李柏阳1;刘亚星1;钱承1;赵伟泉1

中国机械工程. 2018, 29(02): 230-236.

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针对工作辊“长径比”大且辊径绝对值小的轧机在轧制过程中,工作辊产生较大水平挠曲的问题,在考虑设备与工艺特点的基础上,研究了工作辊发生水平挠曲时的载荷分布情况,推导了新的辊间压扁系数模型,并以典型规格产品为例,定量分析了工作辊出现水平挠曲时,单一影响因素变化对辊间压扁系数的影响。为了验证模型,在完成相关理论分析的基础上,编写了预报软件,并给出了现场实验结果。

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不同成形工艺对金属密封件坐封效果的影响

王志坚1;马震1;陈岩2;张士宏2;宋鸿武2

中国机械工程. 2018, 29(02): 237-241.

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针对整体机械加工成形的新型桥塞金属密封件在坐封后密封面出现裂纹缺陷的现象展开了研究。通过坐封过程力学分析和不同状态下组织形貌观察,得出产生裂纹的原因。在此基础上,提出金属密封件的液压成形工艺。采用数值模拟完成液压成形模具和工艺参数的优化设计,并进行密封件的液压成形试验和坐封试验。试验结果表明,液压成形工艺设置成形压力为180MPa、保压时间为5s时,所得金属密封件表面质量较好,坐封后不产生裂纹。液压成形金属密封件密封面不同状态下的组织形貌观测和液压成形过程中的受力分析进一步表明,液压成形过程中的径向压应力能够改善晶界开裂等现象,因此与整体机械加工成形的密封件相比,液压成形工艺可以明显改善坐封效果。

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集合智慧——不确定时代的组织管理——《激活组织：从个体价值到集合智慧》简读

陈春花1,2

中国机械工程. 2018, 29(02): 242-251.

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中国机械工程. 2018, 29(02): 252.

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2018年, 第29卷, 第02期　
刊出日期：2018-01-25

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