最新刊期
      2019 年 第 8 期
      本期电子书

        理论研究

      • 党选举,王凯利,姜辉,伍锡如,张向文,唐士杰
        2019, 43(8): 1-5. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2019.08.001
        摘要：针对柔性环节含有的谐波减速器所表现出的特殊非线性迟滞特性，构建了由SDH模型与神经网络串联的谐波减速器的混合迟滞模型。以输入与输出信号之间具有与谐波减速器迟滞曲线相似迟滞特性的SDH模型为前置模型，以补偿前置模型在描述迟滞特性时存在的误差的非线性动态RBF神经网络作为后置模型，构成了混合迟滞模型，描述谐波减速器迟滞非线性特性。根据所搭建的实验平台，对不同频率输入信号、不同负载状态下获得的数据进行建模，与经典RBF神经网络模型和SDH模型相对比，实验表明，所构造的混合迟滞模型精度高、适应性强。  
        关键词：谐波减速器;迟滞特性;SDH模型;神经网络;混合模型   
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        发布时间：2022-09-25
      • 钭奕轶,李剑敏,王威,王昊泽,陈文华
        2019, 43(8): 6-11. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2019.08.002
        摘要：为了研究时变啮合刚度的随机扰动对斜齿轮传动系统动力学的影响，基于牛顿定律，建立单对6自由度斜齿轮传动系统的随机动力学模型并进行无量纲化处理。结合系统的分岔图、庞加莱映射图、李雅普诺夫指数图、相图和时间历程曲线图，对考虑啮合刚度随机扰动的斜齿轮传动系统的分岔特性进行分析。数值仿真分析结果表明，斜齿轮的时变啮合刚度在不断增大时，斜齿轮传动系统逐渐从周期运动通过倍化分岔变为混沌运动；随机扰动的增大使系统分岔特性发生变化，提前分岔进入混沌，对系统产生本质影响，故在设计时需选择合理参数，保证系统稳定性。  
        关键词：斜齿轮传动系统;非线性振动;庞加莱映射;混沌分岔;李雅普诺夫指数   
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      • 王旭鹏,刘更,马尚君,佟瑞庭
        2019, 43(8): 12-17. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2019.08.003
        摘要：为了研究间隙铰链对空间对称展开机构动态特性的影响，基于一种改进的非线性碰撞力模型，以空间对称展开机构为研究对象，进行3种不同间隙值（c=0.01 mm、0.05 mm及0.1 mm）工况下展开过程的数值模拟及结果对比分析。研究结果表明，因间隙影响，空间展开机构含间隙铰链处的碰撞力、轴-轴承间圆心运动轨迹较理想铰链呈现振荡现象，且间隙值越大，振荡越明显；同时，间隙铰链导致机构展开运动出现明显非线性现象，随着间隙的增大，机构受驱动载荷变化的影响越发明显，甚至诱使处于稳定状态的空间展开机构再次出现动态振荡和非线性现象。  
        关键词：间隙铰链;碰撞力;空间对称机构;动态特性   
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        发布时间：2022-09-25
      • 陈松,杨晶,黄金
        2019, 43(8): 18-24. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2019.08.004
        摘要：针对高温条件下磁流变液剪切应力、热磁化强度、黏度和流变特性显著降低，以及热应力对磁流变液链化结构的破坏，严重影响磁流变传动装置性能的问题，基于剪切模量与磁场强度的非线性关系，推算了磁场作用下磁流变液固化状态的弹性模量；研究了在滑差和励磁线圈功率损失工况下磁流变液的温度、热变形以及等效热应力分布规律；探讨了滑差功率、电流、间隙宽度和励磁线圈绕组级数对其的影响。研究结果表明，滑差功率和励磁线圈生热都会造成磁流变液温度显著升高，由此产生的热变形对结构影响较小，而等效热应力影响较大；磁流变液工作间隙与非工作间隙的等效热应力分布存在明显差异；可在滑差和电流不变的情况下通过改变间隙宽度和绕组级数提高磁流变传动装置的性能。  
        关键词：磁流变液;温度;滑差生热;电流发热;热结构场   
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        发布时间：2022-09-25
      • 任小中,李志方,苏建新
        2019, 43(8): 25-28. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2019.08.005
        摘要：为提高内斜齿轮传动副的啮合性能，提出一种内斜齿轮拓扑修形方法。根据齿廓、螺旋线修形原理推导得出内斜齿轮修形齿面方程；预置齿廓、螺旋线修形系数，运用齿轮啮合原理构建内斜齿轮副的接触分析（TCA）模型，得出在不同的修形系数下的传动误差；通过有限元仿真分析，得出在不同的修形系数、不同载荷下的传动误差。结果表明，在不同的工况条件下应选择不同的修形系数才能满足使用要求，该方法对成形磨削的拓扑修形内斜齿轮设计提供了参考。  
        关键词：内斜齿轮;拓扑修形;接触分析;有限元;成形磨削   
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        发布时间：2022-09-25
      • 张卫青,皮春琳,郭晓东
        2019, 43(8): 29-35. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2019.08.006
        摘要：针对一维测头测量弧齿锥齿轮存在的测量效率低以及测量大螺旋角齿轮存在较大原理性误差的问题，研究了基于三维扫描式测头的弧齿锥齿轮齿形及齿距测量方法。首先，建立了在齿轮测量中心坐标系下的弧齿锥齿轮理论测量模型；其次，根据已建立的理论测量模型规划了齿形及齿距测量路径；进一步，根据三维扫描式测头特点建立数学表达式对齿形和齿距测量点数据进行分析处理，得到齿形及齿距偏差值；最后，进行弧齿锥齿轮齿形及齿距测量实验。实验表明，三维扫描式测头测量弧齿锥齿轮可简化测量操作，提高测量效率及准确性。  
        关键词：弧齿锥齿轮;三维扫描式测头;齿形;齿距   
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      • 王西,黄金,谢勇
        2019, 43(8): 36-40. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2019.08.007
        摘要：针对磁流变液在高温下性能下降的缺点，提出了圆锥式磁流变与形状记忆合金复合传动方法。基于Bingham模型，描述了磁流变液的流变特性；基于形状记忆合金的热效应特性，分析了温度对形状记忆合金弹簧输出力的影响；建立了圆锥式磁流变与形状记忆合金复合传动传递转矩方程，揭示了其传动机理。研究结果表明，圆锥式磁流变传动随锥角的增大，其传递转矩减小；在保证磁场强度和传动半径相同的情况下，圆锥式磁流变比圆盘磁流变传递的转矩更大；在高温下，形状记忆合金弹簧驱动的滑块所产生的摩擦转矩可以弥补磁流变液性能下降，保证传动装置的传动性能稳定性。  
        关键词：磁流变液;形状记忆合金;圆锥;复合传递转矩   
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        发布时间：2022-09-25
      • 伍建军,贾意安,罗继辉
        2019, 43(8): 41-46. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2019.08.008
        摘要：针对柔顺机构中柔性铰链受到交变对称循环载荷的作用下，使柔性铰链最薄弱处容易产生应力集中，导致柔性铰链疲劳失效问题，以柔顺机构中椭圆型柔性铰链为研究对象，以材料力学中纯弯曲理论为基础，推导椭圆柔性铰链切口处最大集中应力计算公式；利用ANSYS仿真分析，对比验证了计算公式的准确性与可行性；在此基础上，通过引入线性回归方法，建立椭圆型柔性铰链寿命预测模型，既可以预测椭圆型柔性铰链的疲劳寿命，也可以解决疲劳失效问题。通过实例验证了该模型的正确性与有效性，可为其他类型柔性铰链的疲劳失效与寿命预测提供重要参考。  
        关键词：柔性铰链;应力集中;疲劳失效;线性回归;疲劳寿命预测   
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        发布时间：2022-09-25

        设计计算

      • 刘永平,邓海青,廖福林,董长斌,许杰
        2019, 43(8): 47-51. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2019.08.009
        摘要：为了提高非圆齿轮的测量精度，提出了一种非圆齿轮齿面的三维测量方法。根据非圆齿轮啮合原理，建立非圆齿轮的齿面模型，完成了非圆齿轮的三维实体建模。为了比较真实地反映齿面的几何形状信息，提出了一种利用截交线对齿面进行等弧长采样的方法，对非圆齿轮齿面进行网格化划分。以椭圆齿轮为例，通过Einscan-SP扫描仪得到非圆齿轮的三维实体模型，利用Geomagic Qualify软件进行体模型与理论模型的对齐，并对对齐的齿面进行网格化划分得到非圆齿轮齿面的三维误差值。此方法消除了二维定位误差对测量精度的影响，提高了非圆齿轮的测量精度。  
        关键词：非圆齿轮;齿面误差;网格化;测量精度   
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      • 吴范徐齐,许蔷,刘生,顾明明
        2019, 43(8): 52-58. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2019.08.010
        摘要：咀嚼机器人是一类能够模拟人类咀嚼行为的机器人，现有的咀嚼机器人大多是6自由度并联机构，而6自由度并联机构本身结构复杂、制造成本较高、控制困难。针对这一情况，从人类咀嚼运动可分为切碎和研磨两个阶段的特点出发，以3-UPS/RPP并联机构为原型设计了一种少自由度并联咀嚼机器人；在三维建模软件UG中建立了CAD模型，对其进行了相关的运动学分析；模拟人类咀嚼过程中的切碎和研磨，在虚拟样机分析软件Adams中进行了运动仿真。结果表明，咀嚼机器人可以实现对人类咀嚼性能的模拟。  
        关键词：咀嚼机器人;少自由度并联机构;运动学分析;运动仿真   
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      • 孟欣,秦涛,涂福泉
        2019, 43(8): 59-63. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2019.08.011
        摘要：针对上肢康复训练需求，设计一种采用二连杆串联结构的2自由度手臂康复机器人。基于D-H法对机器人的正、逆运动学进行理论分析，采用Matlab/Simulink和SimMechanics工具箱分别搭建机器人的正逆运动学理论模型与机构模型进行仿真对比，分析结果验证了机器人运动学建模的正确性。结合人体工程学相关标准和手臂关节运动范围要求，建立机器人与手臂机构的联合仿真模型，确定机器人的工作空间；并完成机器人进行画圆训练的轨迹规划，为机器人运动控制奠定了基础。基于联立约束法建立机器人的动力学模型，确定了机器人各关节驱动力矩大小，为驱动电机选取和控制器参数选择提供了依据。  
        关键词：手臂;康复机器人;运动学;动力学   
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      • 马琨,马宏伟,田海波,董刚
        2019, 43(8): 64-70. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2019.08.012
        摘要：根据变胞机构理论中改变运动副方位特征实现构态变换的原理，设计一种新型可变转动轴线的2-PrRS-PR（P）S并联变胞机构。其中，两条分支能够利用移动副的位移变化改变转动副的转动轴线，从而改变机构运动输出。根据该机构特点，利用螺旋理论对机构进行自由度分析，利用封闭矢量法和几何约束关系建立机构位置正解和逆解模型，并通过求导得出机构的速度加速度方程；应用Matlab代入机构参数和位型参数，求解位置正解和逆解，绘制机构位姿图；利用Adams仿真验证了理论分析的正确性。  
        关键词：并联机构;变胞机构;运动学分析;运动学仿真   
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        发布时间：2022-09-25
      • 李宇航,贾晓峰,朱波,张农,彭浩,陈永忠
        2019, 43(8): 71-77. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2019.08.013
        摘要：针对电动汽车多挡变速器速比优化过程中，仅对单一特定工况进行优化，而与实际工况相差较多的不足，提出了基于粒子群算法的传动系常用运行区效率最优的速比优化方法，即通过多种特定工况的叠加找出电动汽车常用运行区，并通过调节速比的方式使电动汽车传动系的高效区最大可能地落入常用运行区内，使传动系平均运行效率最高。以整车动力性为约束条件，以电动汽车传动系常用运行区域下平均效率为经济目标，整车加速时间为动力性目标构建适应度函数，利用Matlab软件编写程序实现速比优化，并用AMESim软件搭建整车模型进行整车能耗验证。结果显示，通过优化后整车动力性经济性均有提升，表明所用的方法有效。  
        关键词：电动汽车;速比优化;多挡;粒子群算法;传动系;效率   
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      • 冯正玖,靳广虎,朱如鹏
        2019, 43(8): 78-83. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2019.08.014
        摘要：采用Matlab软件，运用三维有限元法获得了直齿轮齿面的柔度矩阵，对比分析了三种柔度矩阵的计算方法；建立了直齿轮啮合副的线接触和面接触两种轮齿承载接触分析模型，获得了齿轮副的啮合刚度，并分析了齿轮轮缘厚度、腹板厚度、施加载荷以及不同接触模型对啮合刚度的影响。研究结果表明：两种接触模型情况下获得的啮合刚度误差较小。轮缘厚度较小时，对啮合刚度影响较大；而腹板的厚度对啮合刚度的影响较小。在算例给定的参数下，当轮缘厚度与模数的比值大于3.5左右时，轮缘厚度对啮合刚度的影响趋于平缓。  
        关键词：齿轮;有限元法;啮合刚度;LTCA   
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      • 陈宇,何芝仙,时培成
        2019, 43(8): 84-86. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2019.08.015
        摘要：提出了一种可实现等速往复运动规律的组合机构，该机构由一对非圆齿轮传动机构与一个正弦机构串联组合而成；当主动齿轮均速转动时，可严格实现正弦机构从动件等速往复运动。讨论了根据从动件等速往复运动规律确定非圆齿轮节曲线的运动学设计反求方法，并给出了多个非圆齿轮节曲线的设计方案，证明了该组合机构实现等速运动规律的有效性。该组合机构可广泛应用于需要准确实现等速运动规律且传递较大功率的机器主传动系统，如机械传动式拉压疲劳试验机、机械传动式减震器试验机等。  
        关键词：非圆齿轮;正弦机构;非圆齿轮节曲线;运动学设计   
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        发布时间：2022-09-25
      • 刘彦伟,王李梦,刘三娃,梅涛,李鹏阳,李言
        2019, 43(8): 87-91. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2019.08.016
        摘要：针对在粗糙壁面和天花板上爬行的应用需求，提出一种仿尺蠖爬壁机器人。机器人采取与尺蠖类似的运动方式，两足交替抓附在壁面上，通过躯体屈曲-伸展动作完成前进、后退、壁面过渡运动。分析了尺蠖腹足对抓的原理，设计了仿生爪刺对抓足；对机器人爬壁过程进行了静力学和运动学分析；研制了机器人样机，并开展了爬壁性能实验测试。结果表明，仿尺蠖爬壁机器人可以实现在粗糙壁面、天花板上爬行，具有壁面间过渡的能力。  
        关键词：仿尺蠖机器人;爬壁机器人;爪刺对抓足;粗糙壁面   
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      • 毛玺,张彦斌,赵浥夫
        2019, 43(8): 92-97. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2019.08.017
        摘要：提出一种3自由度无耦合空间移动并联机器人机构，该机构由动平台、静平台以及连接两平台的3条具有相同结构的分支运动链组成。基于螺旋理论分析机构的运动输出特性，推导出机构位置、速度以及加速度的解析表达式；由于其雅可比矩阵为3×3阶对角阵，表明该机构的输入运动和输出运动呈一一对应的关系。利用Matlab和SolidWorks软件绘制出虚拟样机的位移、速度、加速度仿真曲线，验证了理论分析的正确性。最后，对机构的奇异性和工作空间进行了分析。  
        关键词：并联机器人机构;无耦合;运动学分析;奇异位形;工作空间   
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      • 黄俊杰,胡博炜,宋金典
        2019, 43(8): 98-102. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2019.08.018
        摘要：并联机构正向运动学求解复杂、存在多解，是研究的热点和难点。提出用D-H法和图形可视化相结合的方法对3-PRS并联机构进行正向运动学求解的方法。首先，对机构中的球铰做等效转换，运用D-H法对支链进行运动学分析，推导出3-PRS并联机构的正向运动学方程；然后，采用迭代法得到16组正向运动学方程的解，通过可视化编程，直观地得到3-PRS并联机构的位形，即得到并联机构的运动学正解。结果表明，所得到的一组运动学正解与实际结构的位形相符。该方法有效、正确，并适用于求解其他类型的并联机构正向运动学。  
        关键词：3-PRS并联机构;D-H法;数值法;图形可视化;正解   
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      • 章玮滨,唐炜
        2019, 43(8): 103-106. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2019.08.019
        摘要：针对老年人和身体残障人士安全地爬楼和在地面上高效移动的需求，设计了一种行星轮式电动爬楼梯轮椅，详细介绍了该轮椅机构组成、控制系统及其功能特点。通过建立基于拉格朗日方程的行星轮组动态模型，研究了不同等效转矩下行星轮组的角加速度曲线，详细分析了轮椅在爬楼梯过程中的稳定裕度。研究表明，防倾翻支架能有效地提高轮椅爬楼的稳定性。该行星轮式爬楼梯轮椅能够安全有效地帮助老年人和身体残障人士，满足日常出行与攀爬楼梯的实际需求。  
        关键词：行星轮;电动轮椅;拉格朗日方程;稳定裕度   
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        发布时间：2022-09-25
      • 叶小芬,祝敏,陈馨雯,孟永帅,宫峰
        2019, 43(8): 107-115. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2019.08.020
        摘要：提出一种RV传动机构作用力分析方法。建立了输入轴、行星轮、摆线轮、针齿壳、曲柄轴、行星架的作用力分析模型，考虑切向力、径向力、重力，以矢量形式完整表达了RV传动机构各传动级作用力；基于VB.NET编写作用力计算程序，能快速准确计算出不同曲柄转角下各作用力的实时变化情况。  
        关键词：RV传动;行星传动;作用力分析;矢量形式;受力变化;VB.NET   
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        发布时间：2022-09-25

        试验分析

      • 吴胜利,邵毅敏,邢文婷,简晓春
        2019, 43(8): 116-119. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2019.08.021
        摘要：齿轮在啮合过程中，轮齿表面不可避免地会出现点蚀、剥落等故障，严重影响齿轮传动的稳定性和可靠性。基于齿轮时变啮合刚度模型和6自由度剥落故障齿轮动力学模型，研究了利用Matlab小波工具箱构造与信号对应的自适应小波的方法，阐明了振动信号的时频特征变化规律，并通过试验验证了构建自适应小波方法的正确性和对齿轮表面剥落缺陷识别的有效性，为在黑箱状态下有效识别齿轮缺陷以及分析缺陷尺寸提供了必要的理论基础和实践支撑。  
        关键词：齿轮;剥落缺陷;自适应小波;识别分析   
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        发布时间：2022-09-25
      • 吴飞,丁军,刘苏行,鲁雄
        2019, 43(8): 120-124. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2019.08.022
        摘要：针对传动轴系振动信号故障特征难以提取的问题和进行故障诊断时难以获得大量故障样本的实际情况，提出了一种基于VMD和PSO-SVM相结合的传动轴系故障诊断方法。首先，将传动轴系振动信号进行VMD分解，得到本征模态函数IMF；然后，计算IMF的能量值和对应的能量熵值；最后，用粒子群优化（PSO）优化支持向量机（SVM）的参数，并将归一化处理后IMF的能量值及能量熵值作为特征向量，输入到PSO-SVM中来判断传动轴系的工作状态和故障类型。实验结果表明，该方法故障诊断准确率达到94.44%，可以准确、有效地对传动轴系进行故障诊断。  
        关键词：传动轴系;故障诊断;变分模态分解;能量熵;粒子群优化支持向量机   
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        发布时间：2022-09-25
      • 涂文兵,何海斌,刘乐平,罗丫
        2019, 43(8): 125-129. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2019.08.023
        摘要：减速过程普遍存在于数控机床进给系统中，该过程转速的变化对角接触球轴承动态性能的影响甚大，然而国内外对此关注甚少。以角接触球轴承7603025为研究对象，建立了角接触球轴承的多刚体动力学模型。利用Adams软件分析了径向力、轴向力和角加速度3个工况参数对角接触球轴承减速过程中保持架的转速与质心轨迹，以及单个滚球与保持架接触力等动态特性的影响。研究结果表明，径向力的增大、轴向力的减小和角加速度的增大会导致角接触球轴承在减速过程中的滚球与保持架之间碰撞力增大，从而造成轴承打滑、保持架晃动加剧，以及保持架转速曲线波动变大。  
        关键词：角接触球轴承;保持架;动力学;减速过程   
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        发布时间：2022-09-25
      • 柴慧理,叶美桃
        2019, 43(8): 130-134. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2019.08.024
        摘要：在强噪声环境下，针对局部均值分解（Local Mean Decomposition，LMD）出现的模态混叠现象，提出了总体局部均值分解方法（Ensemble Local Mean Decomposition，ELMD），但ELMD中所添加的白噪声不能完全被中和，这会导致PF分量受到所加白噪声的影响，导致重构误差增大。因此，提出基于PE-CELMD（Permutation Entropy-Complementary Ensemble Local Mean Decomposition）的齿轮箱复合故障诊断方法，该思路是在ELMD的基础上通过添加成对白噪声再结合排列熵（Permutation Entropy，PE）的方法优化LMD。将该方法应用于仿真信号和实测信号，并通过与LMD、CELMD对比，结果表明，PE-CELMD方法是一种有效的复合故障特征提取方法。  
        关键词：局部均值分解;排列熵;复合故障   
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        发布时间：2022-09-25
      • 王晓鹏,刘世军,姚会君,徐文博
        2019, 43(8): 135-140. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2019.08.025
        摘要：膜盘联轴器依靠圆盘几何型面的弹性变形补偿输入和输出端的微量位移和角度偏差，且有效地承受离心力、轴向变形作用和传递转矩载荷，主要应用于航空、燃气轮机等高精度和高参数的领域范畴。建立了膜盘和太阳轮轴耦合结构的膜盘式太阳轮轴强度分析计算离散模型，依据旋转机械强度理论，对单一载荷和多耦合载荷作用下太阳轮轴的静强度和疲劳强度展开研究分析，并采用两种疲劳强度评定准则进行强度校核。结果显示，在使用条件参数范围内，单一或多耦合载荷作用下轮轴设计结构强度均满足使用要求；转速与应力呈现非线性关系，造成齿根处发生较大应力，且与耦合载荷引起应力占据比重交替增加；提出高速旋转机械部件进行结构设计时，应充分考虑其离心力和科氏力引起的结构应力作用。同时，在单轴和多轴两种疲劳强度评判准则下，结构设计安全，且具有较大的安全裕量。最大剪切应力主要集中在膜盘轴肩圆角过渡区域，节点最大应力为137.3 MPa。  
        关键词：太阳轮轴;膜盘;联轴器;疲劳强度   
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        发布时间：2022-09-25
      • 王国晋,洪林,梁艳书
        2019, 43(8): 141-143. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2019.08.026
        摘要：滑道约束型输送链是一种新型链传动构型，合理选择各种参数有利于改善链条的工作性能。以一种特定情况下的输送链为研究对象，计算了从动链轮实时角速度变化规律，可以通过位移差表达多边形效应的大小，并能找出最佳初始相位角的范围。仿真结果表明，通过改变主从动链轮初始相位角的大小可以减小链条的多边形效应，以增加其稳定性，为滑道约束型链输送系统的设计提供了一定的设计依据。  
        关键词：滑道约束;链传动;多边形效应;相位角   
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        发布时间：2022-09-25
      • 孟广耀,王振华,黄居鑫,郭彬,孙宏洁
        2019, 43(8): 144-149. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2019.08.027
        摘要：为发挥履带可变形机器人最佳越障性能，保证机器人在变形过程中履带长度不变且持续张紧，将椭圆定理和椭圆规原理应用于机器人构型设计，研制了一种新式履带可变形机器人。通过引入后摆臂，丰富了机器人构型变化，机器人重心在前后摆臂转动过程中有较大程度的调节，提高机器人的越障性能。建立坡道、台阶和沟壑等典型障碍的数学模型，对机器人翻越障碍进行步态规划和运动机理分析；建立机器人越障的运动学和动力学模型，分析机器人越障的临界条件和最大数值，利用Adams对越障进行仿真实验，结果验证了理论计算值的准确性和机器人的越障性能。  
        关键词：履带可变形机器人;双摆臂可变构型;椭圆定理;结构参数;越障性能   
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        发布时间：2022-09-25

        开发应用

      • 于磊,陈森,张瑞,李可,宿磊
        2019, 43(8): 150-156. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2019.08.028
        摘要：针对齿轮箱故障诊断中存在的早期非平稳微弱故障信号特征提取困难，易受强背景噪声干扰，故障诊断精度较低等问题，提出了一种基于变分模态分解（Variational Mode Decomposition，VMD）和深度支持向量机（Deep Support Vector Machine，DSVM）的齿轮箱故障诊断方法。首先，利用VMD将原始振动信号分解成若干个频率尺度的本征模态（Intrinsic Mode Function，IMF）分量，并根据峭度最大准则选取IMF分量对信号进行重构；构建多层支持向量机结构，在输入层利用支持向量机对信号进行训练，学习信号的浅层特征，利用“特征提取公式”生成样本新的表示，并作为隐藏层的输入，逐层利用深层SVM对新样本训练并学习信号的深层特征，最终由输出层输出诊断结果。最后，通过齿轮箱故障诊断实验验证了该方法的有效性。  
        关键词：故障诊断;变分模态分解;峭度;深度支持向量机;齿轮箱   
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        发布时间：2022-09-25
      • 谭茂林,赵玲玲,魏静
        2019, 43(8): 157-161. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2019.08.029
        摘要：对加油开关齿轮减速机构进行设计与分析，综合考虑设计工况及设计要求，对其进行建模以及静力学分析和加速冲击动载荷仿真分析。结果表明，设计的加油开关齿轮减速机构满足设计要求和设计工况，其最大应变、最大变形和最大瞬时冲击应力均小于许用值。加工的实物验证了有限元模型的准确性，经过试验能够实现各项功能且并无干涉，完全符合设计要求。  
        关键词：加油开关;双电机冗余驱动;加速冲击动载荷;设计分析   
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        发布时间：2022-09-25
      • 王淑坤,徐业锋,尹德兵,赵旭东
        2019, 43(8): 162-165. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2019.08.030
        摘要：配气机构驱动链传动系统是用以驱动发动机的配气机构，使发动机进排气门适时开闭，其选型结果直接影响发动机动力性能。在给定某款柴油发动机相关参数的基础上，首先，由理论计算得出链条所承受的最大工作张力，完成链条初选；然后，在FEV软件中建立相匹配的配气机构驱动链传动系统，输入仿真前期所需参数，通过仿真获取链条最大工作张力，再通过二者比较来完成链条终选。研究结果表明，这种链条的选型方法是可行的，并已经成功应用在链条生产企业配套选型中。  
        关键词：链条选型;FEV软件;仿真;链条张力   
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      • 李永红
        2019, 43(8): 166-170. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2019.08.031
        摘要：针对传统NGW型风电齿轮箱在使用过程中所产生的行星轮故障进行分析，找出行星轮损坏的原因，并提出一种风电齿轮箱传动结构的改进设计。对改进设计中采用的内齿圈旋转的NW型行星传动结构、设计应满足的要求、均载措施、性能特点等进行了阐述。运行实践表明，改进设计的风电齿轮箱具有承载力高、噪声低、可靠性高、传动效率高、可维护性好的特点。  
        关键词：风电齿轮箱;行星传动;故障分析;改进设计   
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        发布时间：2022-09-25
      • 吕作鹏,娄鹏,冯金,覃琨,钱露露
        2019, 43(8): 171-176. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2019.08.032
        摘要：基于风扇驱动齿轮箱外啮合人字齿试验件试验时的现象，结合动力学分析及故障理论等知识，建立一套对轴心轨迹的提纯滤波方法。通过对比振动数据与提纯滤波轴心轨迹的变化趋势来判断故障类型，确定提纯后的轴心轨迹可以更早的发现问题，避免严重事故的发生。  
        关键词：外啮合人字齿;动力学分析;故障理论;提纯滤波;轴心轨迹   
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        发布时间：2022-09-25
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