最新刊期
      2024 年 第 48 卷 4 期

        理论研究

      • 韩莹莹,艾红旭,申强,李梓源,李威
        2024, 48(4): 1-8. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2024.04.001
        摘要：随着齿轮传动系统向着高复杂性、多传动样式和高可靠性等方向发展，快速准确地对齿轮传动系统进行可靠性分配变得越来越重要。针对现有可靠性分配方法存在的考虑因素不全面、同一参数不同分配方法变化范围不统一、不便于数字化软件开发等问题，提出了改进电子设备可靠性咨询组（Advisory Group on Reliability of Electronic Equipment，AGREE）分配法，扩展了评分分配法；探讨了可靠性分配方法的数字化特征，建立了齿轮传动系统的基本可靠性与任务可靠性模型，研究了可靠性模型自动生成的遍历算法；开发了定轴轮系、行星轮系和混合轮系可靠性快速分配的数字化平台，设计了输入模块、计算模块、结果显示模块和输出模块等4个独立模块；通过与实例结果的比较，该软件计算结果的准确性得到了验证；同时也实现了齿轮传动系统可靠性分配的参数化建模与自动化生成算例报告等功能，提高了可靠性分配模型精度和计算效率。  
        关键词：齿轮传动;参数化建模;可靠性分配;数字化设计;功率分支   
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        发布时间：2024-04-19
      • 胡玉明,熊新,郭凯
        2024, 48(4): 9-17. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2024.04.002
        摘要：为深入研究弹性套柱销联轴器平行不对中故障对疲劳寿命的影响，在瞬态动力学分析的基础上，分析得到了不同平行不对中程度对疲劳寿命的影响，并基于瞬态动力学疲劳分析数据，结合差分自回归移动平均（Autoregressive Integrated Moving Average，ARIMA）模型，实现了弹性套柱销联轴器的疲劳寿命预测。结果表明，弹性套柱销联轴器的最低疲劳寿命随平行不对中程度的增大而降低；当平行不对中程度低于2.63%时，最低疲劳寿命的下降程度逐渐增大；平行不对中程度为4.74%的疲劳寿命预测值为1.214 0×106，预测值与仿真值之间的相对误差为0.22%，说明了ARIMA模型预测疲劳寿命的可靠性。研究结果可为弹性套柱销联轴器的抗疲劳优化设计提供指导。  
        关键词：弹性套柱销联轴器;平行不对中;瞬态动力学;疲劳寿命   
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        发布时间：2024-04-19
      • 房世豪,秦建军,曹钰,邵派,刘兴杰
        2024, 48(4): 18-25. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2024.04.003
        摘要：针对球形机器人在多需求非结构化环境下设计方案配置与选型中存在的主观性和不确定性问题，提出了模糊粗糙数与复杂比例评估（Complex Proportional Assessment，COPRAS）相耦合的方案评估方法。综合考虑方案设计时不同需求特征指标间的重要度关系，基于模糊粗糙数实现对需求特征指标的定量分析；采用COPRAS方法对所有备选设计方案进行综合评估，根据效用度指数得到所有备选设计方案的优先级排序，确定最优的配置方案，并以变形球机器人的选型为例进行了评估验证。结果表明，该方法具有较好的可靠性和实用性，为以后机器人设计方案的配置选型提供了有效参考。  
        关键词：球形机器人;模糊粗糙数;COPRAS方法;方案配置   
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        发布时间：2024-04-19
      • 温子进,陈永鹏
        2024, 48(4): 26-32. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2024.04.004
        摘要：车齿工艺具有加工效率高、适用齿轮类型广等优点，近年来受到越来越多的关注。车齿加工切削温度预测与工艺参数优化对提高刀具寿命、改善加工质量、降低残余应力等具有重要意义。首先，根据车齿工艺运动学原理，构建了车齿刀具和齿轮工件的实体模型，基于Deform有限元仿真获得单刀齿切削过程的前刀面温度云图；其次，针对切削速度、进给量和刀具与工件轴交角等工艺参数对前刀面最高温度的影响，采用响应曲面法建立了多元参数作用下的切削温度预测模型；最后，提出了以切削温度约束下加工效率最高为目标的工艺参数优化方法，并结合3组工艺参数优化实例，对比了最优参数下切削温度的预测值和仿真结果之间的误差，验证了所提出预测优化模型的有效性。结果表明，单参数下，轴交角对切削温度影响最大；多元参数下，切削速度-轴交角对切削温度影响最大；并且，优化后的预测值与仿真结果误差在合理范围内。研究结果为提高车齿工艺加工质量与刀具寿命等提供了方法支撑。  
        关键词：车齿;切削温度;工艺参数;有限元仿真;参数优化   
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        发布时间：2024-04-19
      • 许芃芃,陈立锋,赵英军
        2024, 48(4): 33-43. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2024.04.005
        摘要：针对制造误差和安装误差使得变位齿轮行星轮系行星轮在径向和周向的安装位置与无偏移值存在偏差，进而使行星轮间所受载荷不均匀的问题，开展了变位齿轮行星轮系载荷特性研究。基于转子动力学理论，考虑时变刚度和行星轮的径向与周向偏移，建立了变位齿轮行星传动系统5自由度动力学模型；采用龙格库塔法求解了系统的响应和频域图，研究了变位齿轮行星轮系的载荷特性，分析了在不同径向偏移量、周向偏移量、复合偏移量情况下的行星轮间载荷分布特性，探讨了行星轮的径向与周向偏移对行星轮系载荷分配的影响，得到了变位齿轮行星轮系载荷振动幅值在时间和频率下的变化规律。仿真结果表明，考虑误差的行星轮系载荷特性与无偏移情况下的载荷特性有较大的差异，其幅值受径向偏移的影响较大，其中，径向偏移量大对行星轮所受载荷的影响最大；在安装过程中，行星轮的微小偏移都可能导致载荷特性的巨大变化。搭建了行星传动系统振动测试试验平台，测试了行星减速机壳体的倍频振动响应信号，得到了行星传动系统载荷与振动响应之间的关系。试验结果的振幅变化趋势与仿真分析结果中的振幅变化趋势相似，证明所建立的动力学模型及理论计算比较准确。  
        关键词：变位齿轮;行星轮系;时变刚度;载荷特性   
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        发布时间：2024-04-19
      • 刘芬,刘佳豪,贠今天,桑宏强
        2024, 48(4): 44-50. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2024.04.006
        摘要：手术器械夹持力估计问题一直是微创手术机器人手术器械研究的重点。在微创手术过程中，夹持力过大会造成组织损伤，夹持力过小会使缝合针等脱落，引发危险。因此，研究如何估计手术器械夹持力是非常有必要的。根据手术器械的结构特点，提出了一种基于动力学模型的夹持力估计方法。建立的模型考虑了手术器械动力学模型、丝传动系统力和位移传递特性和直流电动机特性，得到了手术器械电动机电流和夹持力之间的关系；通过Matlab对夹持力模型进行仿真验证，得到了手术器械末端执行器随电动机电流变化的夹持力变化曲线。仿真结果表明，基于动力学模型的手术器械夹持力估计模型与实际情况相符，为后续的手术器械夹持力安全保障研究提供了理论依据。  
        关键词：手术器械;动力学模型;丝传动;夹持力   
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        发布时间：2024-04-19

        设计计算

      • 王政,刘芳华,邵佳伟,吴万毅,狄澄
        2024, 48(4): 51-59. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2024.04.007
        摘要：针对现有上肢外骨骼存在的精度、稳定性与外骨骼体积之间的平衡问题，提出了一种8自由度的混联式上肢康复外骨骼机器人；设计了一种新型的2自由度肘部康复装置，代替传统的单自由度肘部外骨骼，旨在更好地实现上肢运动障碍患者的肘部训练；设计了一种共轴球面的3RRR/S机构，用于手部康复，可使手部的康复训练更具包裹性。根据混联外骨骼机构确立坐标系，使用矢量环路法建立机构刚体部分的运动学模型，并通过蒙特卡洛法绘制机构工作空间云图，验证其满足康复训练所需空间要求。最后，通过Matlab对一典型运动进行轨迹规划，在Adams获得末端质心运动平稳轨迹，验证了其运动学分析和结构设计的合理性；并通过约束多余自由度仿真其最大负载姿态，绘制其负载特性曲线，为驱动选取和样机搭建奠定基础。  
        关键词：康复训练;康复外骨骼;运动学仿真;混联机构   
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        发布时间：2024-04-19
      • 李东琦,秦建军,孙茂琳,郑皓冉,李伟
        2024, 48(4): 60-68. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2024.04.008
        摘要：在下肢康复机器人的康复训练过程中，模型参数、环境干扰等不确定性因素会影响机器人轨迹跟踪的精度。针对这一问题，提出了一种基于径向基函数（Radial Basis Function，RBF）神经网络的自适应补偿控制，该控制方法能够提高机械系统轨迹跟踪的精确性。首先，设计一款具有4种工作模式、运动稳定的闭链卧式下肢康复机器人结构；然后，利用拉格朗日方法求解动力学名义模型，将康复装置的模型参数以及外界干扰等不确定性因素分离出来，并设计基于RBF神经网络的自适应补偿算法对其进行逼近控制；最后，通过Matlab/Simulink环境对其进行仿真验证，证明了该控制策略的有效性。结果显示，在人体步态曲线轨迹跟踪中，提出的基于RBF神经网络的自适应补偿算法相比传统的模糊比例-积分-微分（Proportional Integral Derivative，PID）控制的方法响应速度快、跟踪效果好，且髋关节和膝关节轨迹跟踪的角度误差峰值分别为0.08°和0.13°，远小于患者下肢在康复运动中的转动角度。设计了单腿样机试验，试验结果表明，采用的RBF补偿自适应控制器能够实现高精度的跟踪结果，也能够满足患者在康复训练中安全性的要求。  
        关键词：下肢康复机器人;闭链结构;RBF神经网络;不确定性;自适应补偿控制   
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        发布时间：2024-04-19
      • 徐诗洋,吴炳晖,纪冬梅,周佳俊
        2024, 48(4): 69-74. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2024.04.009
        摘要：为了解决机器人在行走过程中车身倾斜导致数据采集失准的问题，设计了一款基于比例-积分（Proportional Integral，PI）鲁棒滑模控制系统的3-RPS并联调平机构。首先，根据螺旋和反螺旋理论进行了构型综合；其次，对3-RPS调平机构进行了动力学分析计算，构建其动力学模型，并在此基础上引入自适应鲁棒滑模算法，对PI控制器进行优化改进，提高稳定性和自适应修正能力，利用李雅普诺夫（Lyapunov）函数对非线性控制系统进行了稳定性验证；最后，通过Matlab/Simulink对比模拟试验，获得控制误差曲线。仿真结果表明，基于鲁棒滑模算法优化后的PI控制系统自适应修正效果显著，大幅度降低了控制稳态误差。研究为3-RPS并联调平机构物理样机研制提供了基础。  
        关键词：3-RPS调平机构;运动学分析;非线性控制;李雅普诺夫函数   
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        发布时间：2024-04-19
      • 包新棉,王学雷,张伟涛,王禄,赵栋杰
        2024, 48(4): 75-81. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2024.04.010
        摘要：针对百叶窗叶片的仿形抛磨要求，研究了一种可为末端执行器提供X向、Y向的移动和Z向转动的3自由度并联机械臂。为了验证机械臂的运动学性能，首先，描述了其机构特征，并基于螺旋理论进行了机构自由度分析；其次，基于闭环矢量法构建了机构运动学方程，对其进行了位置正、逆解分析，并通过具体算例对分析结果进行了初步验证；最后，构建了机构的数值仿真模型和虚拟样机模型，进行了位置、速度的逆运动学仿真分析。仿真结果表明，两种模型的分析结果一致，逆解理论分析结果可信；机械臂各支链可协调运动，运动过程平稳，位移、速度曲线平滑、无突变，可为后续机械臂的尺寸优化和运动控制提供依据。  
        关键词：并联机械臂;螺旋理论;运动学;虚拟样机   
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        发布时间：2024-04-19
      • 李潇倩,任秀华,张超,潘守广,王日君,陈清奎
        2024, 48(4): 82-89. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2024.04.011
        摘要：为更好地满足打标流水线移除打标不合格工件的工作要求，设计了一种仅需1个动力源就能实现工件的夹紧及升降双重动作的双凸轮夹紧机构。基于执行机构的动作顺序，设计了两个凸轮的运动时序；运用Matlab软件计算得到凸轮的轮廓曲线，并在SolidWorks平台上建立其三维模型，利用Adams软件完成了双凸轮夹紧机构的参数化建模及运动仿真。结果表明，机构输出的运动规律和设计的运动规律一致。通过对关键坐标位置进行优化设计，得到关键坐标的合适位置参数。该双凸轮夹紧机构可有效节约成本、提高工作效率，对流水线的后续研究具有一定的参考价值和借鉴意义。  
        关键词：打标流水线;凸轮;夹紧机构;仿真优化   
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        发布时间：2024-04-19
      • 刘萍,李玉龙,侯鑫宇,章丽华
        2024, 48(4): 90-94. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2024.04.012
        摘要：为正确认识任意侧隙大小/偏置卸荷槽不同类型下齿轮马达的输出特性，基于啮合齿廓/输出特性不同的啮合线区间，以衡量侧隙大小的类型值和双卸荷槽对称线与齿轮副中心线的偏置值为变量，构建出转速/转矩等输出特性的统一简约式。结果表明，输出转速/转矩曲线可以由啮合齿廓的啮合转速/转矩曲线，通过输出特性啮合线区间的截取而直接得到；对称卸荷槽类型下的均值转速最小，均值转矩最大，转速/转矩的脉动系数最小；小侧隙较大的卸荷槽偏置范围和调速/调矩范围更大；小侧隙和对称卸荷槽类型的均值转速更小，均值转矩更大，转速/转矩的脉动系数更小；马达转矩脉动式与齿轮泵流量脉动式完全一致；转矩脉动系数略小于转速脉动系数，大齿数情况下可近似为相等；追求高转速时，应选用大侧隙和卸荷槽极限偏置的类型组合；追求大转矩或高输出脉动质量时，应选用小侧隙和对称卸荷槽的类型组合等。得出的输出特性的获取方法更简单、原理更清晰、形式更简洁、结果更可靠。  
        关键词：外啮合齿轮马达;侧隙;卸荷槽;啮合线区间;转速/转矩;脉动系数   
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      • 王新,鄢沛峰
        2024, 48(4): 95-102. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2024.04.013
        摘要：设计了一款下肢穿戴式助行器，主要作用是辅助脑卒中、偏瘫等有下肢运动障碍的患者进行日常行走活动。首先，在对下肢运动机制、关节结构以及自由度组成分析的基础上，建立了下肢穿戴式助行器的三维结构模型；应用三维红外动作捕捉系统采集正常人行走步态数据，拟合出对应关节角度曲线；建立助行器简化D-H模型，对助行器进行了运动学建模分析；将动作捕捉实验（简称动捕实验）采集的步态数据作为仿真驱动，对助行器进行了运动学仿真验证。结果表明，仿真得到的关节角度变化曲线与实验采集到的角度曲线基本一致，角速度变化曲线与踝关节质心位置变化曲线符合正常人体行走规律，验证了下肢穿戴式助行器的结构设计的合理性。  
        关键词：下肢穿戴式助行器;下肢运动机制;动作捕捉实验;运动学建模;运动学仿真   
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        发布时间：2024-04-19

        试验分析

      • 王骁鹏,华鸿鹏,陆长清,彭锟,衷源,吴碧琼
        2024, 48(4): 103-108. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2024.04.014
        摘要：齿轮表面损伤是影响齿轮传动的重要因素，提高齿轮表面损伤的识别效率和准确率极为重要。基于Pytorch架构建立齿轮表面损伤的ResNet识别模型，利用数据增强的方式扩大数据集，使用迁移学习方式优化模型训练，并对比了4种ResNet结构。结果表明，将64张原始图像数据增强后得到的由640张图像组成的数据集不足以满足模型训练对大量数据的需要；使用迁移学习能够提高模型训练速度和准确率，满足齿轮表面损伤的识别要求；ResNet-101模型在本框架中是最优结构。研究对齿轮表面损伤的检测具有重要的科学意义和工程价值。  
        关键词：卷积神经网络;齿轮表面损伤;深度学习;迁移学习   
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        发布时间：2024-04-19
      • 乔冠,郝志鹏,廖荣,张楠,刘更
        2024, 48(4): 109-115. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2024.04.015
        摘要：基于反向式行星滚柱丝杠副（Inverted Planetary Roller Screw Mechanism， IPRSM）的螺纹牙载荷分布情况，分析了滚柱修形和丝杠修形对其载荷分布的影响。结果表明，丝杠-滚柱接触侧的载荷不均程度比长螺母-滚柱接触侧严重，对滚柱修形后，最大接触应力以及最大载荷得到了有效降低，螺纹牙上的载荷分布更加均匀；而长螺母-滚柱接触侧对修形量变化较丝杠-滚柱接触侧更加敏感。同样，丝杠修形可有效降低最大载荷。研究对优化IPRSM的载荷分布具有一定的参考意义。  
        关键词：反向式行星滚柱丝杠副;螺纹牙修形;载荷分布;有限元分析   
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        发布时间：2024-04-19
      • 洪运,王旦,农苏,朱如鹏,陈蔚芳
        2024, 48(4): 116-125. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2024.04.016
        摘要：膜片联轴器的刚度、阻尼特性是分析含膜片联轴器传动系统振动特性的基础。基于Ansys有限元仿真软件，考虑接触非线性及大变形效应，仿真分析了膜片联轴器扭转、轴向、角向和径向静刚度特性以及扭转和轴向动力学特性；分析了膜片螺栓孔分布圆直径、螺栓孔径、膜片最小宽度和膜片厚度等膜片结构参数对静刚度的影响；进行静态、动态扭转和轴向拉伸试验，验证了仿真结果的正确性。结果表明，膜片螺栓孔分布圆直径与膜片厚度对膜片各向刚度影响较大，可通过类椭圆函数建立膜片联轴器动力学模型，求解获得膜片振动1周期内非线性刚度及等效阻尼系数变化。  
        关键词：膜片联轴器;有限元;刚度;阻尼   
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      • 穆晓彪,葛艺,高明艳,杨国强,张朝磊
        2024, 48(4): 126-130. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2024.04.017
        摘要：采用3种谐波减速器用刚轮材料——2Cr13不锈钢、40Cr中碳合金钢、45钢，通过对其显微组织、硬度、三维及二维形貌的显微磨损、摩擦因数的分析，探究不同材料耐磨性能的差异。结果表明，2Cr13、40Cr的显微组织为回火索氏体，45钢的显微组织为铁素体与珠光体。2Cr13、40Cr硬度相近且远大于45钢。2Cr13磨损形貌为黏着与剥落，磨损机制为黏着磨损；40Cr、45钢磨损形貌为犁沟与剥落、犁沟与黏着，磨损机制为磨粒磨损。3种材料的摩擦因数相差可忽略不计。2Cr13、40Cr、45钢截面的磨损面积分别为5 008、1 645、6 535 μm2。硬度相近下，40Cr表现出比2Cr13更优异的耐磨性能。45钢与摩擦副材料的硬度值相差最大，耐磨性能最差。  
        关键词：谐波减速器;刚轮材质;磨损机制;耐磨性能   
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        发布时间：2024-04-19
      • 雷欢欢,赵家栋,赵玉凯,师陆冰,李志远,岳子毫
        2024, 48(4): 131-137. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2024.04.018
        摘要：针对齿轨列车车轮踏面磨耗情况下难以探究齿轮齿条接触状态规律的问题，提出了一种基于Hertz接触理论的考虑车轮踏面磨耗情况的齿轮齿条齿面接触应力计算模型。首先，分析了磨耗情况下齿轮齿条的接触关系，获得了接触应力计算关键参数随车轮磨耗的变化规律，并结合Hertz接触理论构建了考虑车轮磨耗的齿轮齿条接触应力计算模型；然后，选取某工程齿轮齿条参数进行计算，获得了磨耗周期内的齿面接触应力分布，并通过27组有限元仿真试验获得了不同磨耗量、不同接触位置的齿轮齿条接触应力数据，与上述计算模型结果进行了对比；最后，运用上述计算模型进一步分析了车轮磨耗影响接触应力规律的内在机制和关键因素。结果表明，模型结果与仿真计算结果的最大相对误差为7.71%，验证了计算模型的准确性；车轮踏面磨耗量越大，齿轮齿条啮入点附近的接触应力越大，其影响机制是车轮磨耗导致啮入点附近驱动齿轮曲率半径急剧减小；增大初始中心距和齿条齿顶圆角影响系数，可降低车轮踏面磨耗对接触应力的影响，并可通过减小高度调整周期来优化接触状态情况。  
        关键词：齿轨列车;车轮踏面磨耗;齿轮齿条;Hertz接触;齿面接触应力;理论计算   
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        发布时间：2024-04-19
      • 殷传硕,杭鲁滨,钟传磊,曲志洋,张佳乐,黄晓波,刘哲,陈勇
        2024, 48(4): 138-147. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2024.04.019
        摘要：针对高端汽车门锁电动吸合及开启优先功能需求，提出了凸轮摆杆柔顺连杆组合机构，构造了双凸轮单摆杆和含弹簧构件四杆机构的组合机构，结合限位块、接触状态、凸轮间歇运动、型面突变等构件特征，可实现柔顺自适应滚滑、刚性拨动、避让释放3种运动模式及各模式间切换；嵌入锁内棘轮棘爪锁紧机构，将组合机构转化为电动吸合与开启支链；对应汽车门锁电动吸合、手/电动开启及复位、吸合复位3种工况，以相应驱动方式和运动边界条件，研究分析了吸合运动与锁内现有支链的运动兼容功能、开启优先功能、吸合卡止情况半锁开启功能。将机构及驱动嵌入车门锁进行仿真，研究了全工况开启凸轮与摆杆、摆杆与棘轮、棘轮与棘爪的接触力；机构仿真实现各功能动作的时间与车门锁设计要求匹配，其由半锁到全锁的吸合过程时间为420.97 ms，复位时间为29.03 ms，手动开启时间为622 ms。  
        关键词：汽车侧门锁;凸轮摆杆柔顺连杆组合机构;多运动模式;棘轮棘爪;接触力   
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        发布时间：2024-04-19

        开发应用

      • 张贵辉,石磊,马俊明,王相文,孙洪明,董丽云
        2024, 48(4): 148-153. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2024.04.020
        摘要：汽车传动系的扭振会造成车内轰鸣或异响，扭振激励一般来自发动机的工作主阶次，通过扭振减振器向变速箱传递。因此，变速箱输入轴的扭振幅值是控制整个传动系扭振问题的第一要素。某款乘用车搭载6速湿式双离合变速箱（Wet Double Clutch Transmission，WDCT），测得2挡至6挡的变速箱输入轴扭振幅值最大达494.38 rad/s2，不满足设计要求400 rad/s2。为解决变速箱输入轴扭振幅值过大问题，利用AMESim软件搭建包含双质量飞轮扭振减振器的全油门驱动工况下的扭振分析模型，以实车采集的发动机转速波动信号为激励源，通过仿真分析确定了双质量飞轮的初、次级质量转动惯量、扭转刚度、基础阻尼力矩及自由转角对变速箱输入轴扭振幅值的影响；通过正交试验，得到了传动系的优化设计方案，并通过实车验证了优化方案的有效性。该研究方法和思路为包含双质量飞轮扭振减振器的汽车传动系扭振优化提供了解决方案。  
        关键词：扭振;双质量飞轮;AMESim仿真;正交试验   
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        发布时间：2024-04-19
      • 郭盼盼,张文斌,崔奔,徐晗
        2024, 48(4): 154-161. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2024.04.021
        摘要：当齿轮箱传动系统发生故障时，不同振动信号的多尺度均值排列熵（Multi-scale Mean Permutation Entropy，MMPE）与其故障状态有一定的对应关系，但MMPE提取故障特征的效果取决于参数的选取。因此，提出了一种基于改进MMPE和参数优化支持向量机（Support Vector Machine，SVM）的齿轮箱故障识别方法。首先，引用粒子群优化（Particle Swarm Optimization，PSO）算法对MMPE的参数进行优化；其次，对采集到的齿轮振动信号计算其MMPE；最后，采用PSO-SVM对齿轮的故障状态进行了识别。试验结果验证了所提方法的有效性且具有较高的准确率。  
        关键词：多尺度均值排列熵;粒子群优化算法;支持向量机;故障诊断;齿轮   
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        发布时间：2024-04-19
      • 田培良,刘智飞,王炜博,马晓宝,兰媛
        2024, 48(4): 162-171. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2024.04.022
        摘要：在3-UU并联机构基础上研制腕关节康复机器人样机，辅助中风患者进行腕关节康复训练。回顾了3-UU机构演化过程和自由度，根据3-UU机构的约束关系和几何特性，采用球坐标法和滚动-俯仰-偏航（Roll-Pitch-Yaw，RPY）法分析机构逆运动学，得到机构平台和驱动的关系式；将研制的样机与经典的3-RRR腕关节康复机构进行对比，得出本机构不存在多解和奇异值等优点；对样机运动性能以及前臂两大肌群的肌电信号进行了测试。实验表明，该机构的最大横滚角度为-90°~90°，俯仰角度为-90°~90°，虚拟偏航角度为-180°~180°，最高能产生950 mV的肌电信号。上述结果表明，所研制的样机能满足腕关节运动需求，对前臂肌群进行训练。  
        关键词：腕关节训练;并联机构;逆运动学;康复机器人   
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        发布时间：2024-04-19
      • 熊俊凯,黄兴元
        2024, 48(4): 172-176. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2024.04.023
        摘要：分析现有电动自行车所用轮毂电动机的整体结构，针对轮毂电动机内转子采用左右半轴结构时出现的不稳定性、噪声较大等问题，优化设计了一种通轴式内转子加减速装置的轮毂电动机结构。基于优化设计理论，以减速装置总体积最小为目标函数进行优化，采用Creo软件绘制优化后的减速装置三维模型，利用Ansys Workbench软件对其进行有限元分析，校核了结构的强度和刚度。结果表明，新设计克服了电动自行车轮毂电动机内采用左右半轴的缺陷，减速装置优化后体积下降了8.6%，且结构设计强度和刚度满足要求，验证了结构的合理性。为电动自行车轮毂电动机结构设计及优化提供了新思路和理论依据。  
        关键词：通轴式内转子;轮毂电动机;减速装置;优化设计;有限元分析   
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        发布时间：2024-04-19
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