基于力觉引导的协作机器人轴孔装配方法研究
梁硕， 张胜伦， 蒋周翔， 秦鹏举
北京信息科技大学机电工程学院
【摘要】针对传统机器人轴孔装配过程中出现的孔外搜索耗时长和轴孔接触状态辨识复杂的问题，提出一种融合拖动示教的力觉柔顺装配方法。该方法基于协作机器人腕部六维力觉引导，共分为孔外搜索、孔内调姿和插孔3个阶段。孔外搜索粗定位采用力觉引导的拖动示教，精定位采用螺旋搜索法，缩短了孔位搜索时间；孔内机器人的位姿调整使用导纳控制，同时简化轴孔接触状态的识别种类以及算法，增强了识别准确性；在完成位姿调整后，插孔阶段直接依据状态进行辨别并沿着特定方向插入，实现轴孔柔顺装配。实验结果表明：采用拖动示教的粗定位可以有效提高搜孔效率。利用该方法完成了15°斜孔的装配，验证了所提出的轴孔装配方法的可行性及有效性。
基于CWT和PSO的500 kV带电作业机器人抑振分析
狄正辉１ ， 吴田１ ， 刘凯２ ， 罗宇１ ， 王明３ ， 曾忱３
１. 三峡大学电气与新能源学院
２. 中国电力科学研究院有限公司
３. 国网湖北送变电工程有限公司
【摘要】针对500 kV输电线路引流板螺栓紧固机器人在柔性架空线路上运行过程中作业末端姿态产生耦合振动的问题，提出一种基于连续小波变换（CWT）和粒子群优化算法（PSO）的顶升系统抑振策略。通过采用连续小波变换处理机器人作业末端抖动数据，提取时频图的振荡幅值特征，并以末端最大振动幅值作为优化程度指标，利用粒子群优化算法调节顶升系统输出作用力，从而抑制机器人作业末端姿态振动。为验证所提抑振策略的有效性，基于柔性输电线路与刚性机器人的耦合特性，在ADAMS中建立模型，并与MATLAB进行联合仿真，分别研究有无顶升系统调节时机器人在不同距离行驶与作业工况下末端姿态响应。仿真与实验结果表明：该系统可有效抑制柔性架空输电线路上的机器人末端姿态振动，提高运行稳定性。
基于DHPA*-DSACO算法的AGV路径规划研究
王俊岭， 刘佳年， 边俊君， 王振东
江西理工大学信息工程学院
【摘要】自主引导车(AGV)的路径规划算法是确保其正常运行的关键部分。针对A*算法在路径规划过程中存在的搜索效率低、路径曲率大的问题，以及蚁群ACO算法收敛速度慢和对参数敏感等缺陷，提出一种动态启发式惩罚A*与动态感知蚁群优化算法相融合的算法—DHPA*-DSACO。DHPA*算法通过设置动态权重因子，结合父节点启发距离，并引入转弯惩罚项，以降低运行时间和路径曲率。DSACO算法通过设置自适应蚁群启发因子和动态挥发因子，优化信息素更新策略，从而缩短路径长度。同时，该算法利用B样条曲线对路径进行平滑处理。为验证算法的可行性，在PyCharm环境中将DHPA*-DSACO算法与其他算法进行对比测试，并对实验结果进行了分析。最后，为了模拟真实世界中的情况，基于ROS系统建立仿真平台，验证了DHPA*-DSACO算法的有效性。结果表明：DHPA*-DSACO算法有效降低了路径长度、曲率和运行时间，显著提升了运行效率。此外，该算法还能有效避免算法陷入局部最优解，减少收敛迭代次数，进一步增强了算法的鲁棒性，使其更好地适应AGV的实际运行情况。
唐术锋１，２ ， 袁炜１，２ ， 王鑫１，２ ，
常宏１，２ ， 郭晓栋１，２ ， 火伟伟１，２
１. 内蒙古工业大学机械工程学院
２. 内蒙古自治区机器人与智能装备技术重点实验室
【摘要】针对航空发动机传统的检测方法需要人工拆解的问题，设计一种无需将航空发动机拆解便可实现检测功能的连续体狭窄空间辅助检测机器人。该机器人由驱动单元和检测通道搭建单元两部分构成。为了躲避狭窄空间内的障碍物，设计一种由球铰链连接的连续体关节，连续体关节由顶端关节和后3段相同结构的关节串连而成，共有2个自由度。基于几何分析的方法，建立机器人的运动学模型，研究驱动空间、关节空间的映射关系，通过齐次变换的方法得到关节空间和操作空间的映射关系。运用蒙特卡洛算法得到机器人的可达工作空间并绘制了机器人末端位置变化曲线和驱动线长度变化曲线。最后研制机器人原理样机，通过实验测试机器人的弯曲性能和通过性能。实验结果表明：机器人能够在0°~110°进行不同程度的弯曲运动，能够在复杂狭窄的环境下躲避障碍物成功到达目标位置。
王巍１ ， 蒋为钰２ ， 缪海鹏２ ， 袁明新２
１. 江苏自动化研究所
２. 江苏科技大学机械工程学院
【摘要】针对油罐车自主加注臂在作业过程中末端存在振动，导致与加注口对接精度降低，影响工作效率的问题，提出一种安装平衡缸来抑制末端振动的方法。基于MDH法建立油罐车自主加注臂的正运动学模型，采用解析法对机械臂进行逆向运动学求解，得到加注臂关节角度和末端对接装置位姿的映射关系。建立加注臂有限元分析模型并设置仿真边界条件，通过对不同平衡缸安装位置参数组合的加注臂依次进行仿真，确定平衡缸的最佳安装位置。最后，在相同边界条件下，对未安装平衡缸、安装平衡缸以及刚体状态下的加注臂进行仿真对比分析。结果表明：相较于未安装平衡缸的加注臂，安装平衡缸的加注臂在运动停止后的残余振动中，振动幅值最大减少了25.1 mm，在加注臂Z向上，振动幅值衰减最大达到了77.4%。以上数据表明，安装平衡缸能够有效降低加注臂的末端振动，提高对接过程的效率以及稳定性。
刘嘉璐１ ， 张博１ ， 凌宇１ ， 叶建伟１ ，
张铁２ ， 杨明达２
１. 广东电网有限责任公司广州供电局
２. 华南理工大学机械与汽车工程学院
【摘要】面向螺纹传动合格性检验，提出一种基于时间序列模型的检验算法。基于合格性检验机器人系统输出力矩特性，针对开关柜中断路器小车旋进和旋出操作，通过分析断路器小车由实验位置运动到工作位置过程中螺纹传动力矩序列的内在变化规律，建立系统输出力矩的时间序列分析模型，并生成动态阈值。利用最小二乘法和最小信息准则确定该模型阶数，并通过自回归逼近方式对其进行参数辨识。最后，为了验证所提时间序列分析算法的有效性，构建螺纹传动质量检测平台，在卡阻和碰撞状态下，分别对时间序列分析算法、小波理论算法和对称阈值算法进行传动力矩突变检测和斜变检测。结果表明：采用时间序列分析算法对传动力矩进行无突变和斜变经检测时未出现误报情况，识别准确率为100%；与固定阈值算法和小波理论算法相比，该方法检测时延分别缩短了91%和75%。
李龙１ ， 郑权２ ， 赵东波１ ， 黄兆晶３ ， 于博１
１. 中车大同电力机车有限公司
２. 无锡中车时代智能装备研究院有限公司
３. 华中科技大学机械科学与工程学院
【摘要】针对当前机器人喷涂模型在喷涂工艺参数变化时无法准确预测的问题，基于之前单通道轨迹涂层厚度分布模型研究的基础上，进行了进一步简化和分析。通过分析影响膜厚分布的一系列因素，从中选取对膜厚分布影响最大的几个关键参数，并将其纳入所提出的模型中，进而得到以喷涂工艺参数为自变量的涂层厚度分布泛化模型。最后通过喷涂正交试验，分析并求解相关模型的泛化系数项最优解，并验证了该模型预测的准确性。试验结果表明：所建模型得到的理论值与实际值具有较高的一致性，多参数涂层厚度模型对实际喷涂涂膜厚度具有较好的拟合性。
沈丕１ ， 董昊臻２ ， 程虎１ ， 吴心怡１ ， 王迪１
１. 武汉数字工程研究所
２. 航天科工智能运筹与信息安全研究院 （武汉） 有限公司
【摘要】液压动力单元是液压双足机器人的核心部件，其小型化、轻量化设计是机器人的重要研究内容之一。针对液压双足机器人，设计一种新型微型液压动力单元。为了控制液压动力单元的输出流量，设计一种基于迭代学习的模糊PI控制器，实现对系统流量的精确控制。为了稳定压力并降低流量损耗，设计一种基于模糊控制器的压力补偿策略，提高了系统的性能和效率。最后，根据控制系统的流量内环和压力外环的特点，分别设计了转速、流量、压力实验，以验证模糊系统在转速、压力控制中的作用以及迭代学习在流量控制中的作用。实验结果表明：该微型液压动力单元可靠性强、效率高，可针对需求提供相应的流量和压力。
基于数控成形磨齿机的内斜齿轮齿向倒棱计算与加工
邓静， 王自林， 蒋闯， 张聪聪
河南科技大学机电工程学院
【摘要】针对内斜齿轮齿向倒棱加工中存在的尺寸精度控制难度大、加工效率低等问题，提出一种基于砂轮过渡圆弧曲面的精密倒棱方法。在内斜齿轮端截面内建立齿根过渡圆弧曲线方程，推导出内斜齿轮齿向倒棱砂轮的回退量T及齿轮倒棱所需偏转角θ2的几何关系。通过分析内斜齿轮倒棱运动，建立相应的数学模型，并求出最佳回退量和偏转角。在Vericut中搭建机床三维模型，对内斜齿轮齿向磨削倒棱进行仿真加工与分析。最后，基于内斜齿轮加工原理和运动规律，编写相应的数控加工程序，并完成内斜齿轮齿向倒棱加工实验，同时利用齿轮检测中心对内斜齿轮齿向进行了检测。结果表明：利用数控成形磨齿机对内斜齿轮齿向倒棱是可行的，仿真误差在合理范围内；所提砂轮过渡曲面齿向倒棱方法实现了内斜齿轮倒棱加工的定量控制，有效提升了倒棱尺寸精度与加工效率，为内斜齿轮齿向倒棱提供了一种新的方法。
吴洪宇１ ， 徐冠华２，３ ， 唐波１ ， 秦炜４
１. 中国计量大学计量测试与仪器学院
２. 浙江大学， 流体动力基础件与机电系统全国重点实验室
３. 浙江大学， 浙江省三维打印工艺与装备重点实验室
４. 浙江杭机股份有限公司
【摘要】针对刀具磨损状态分类识别精度不高的问题，提出一种基于MCADBO-SVM的刀具磨损状态监测方法。在传统蜣螂优化算法（DBO）算法基础上，引入Circle映射和自适应可变惯性权重，提出Circle自适应权重蜣螂优化（CADBO）算法，提升了算法的整体寻优和收敛性能。引入多域完全特征提取和多重特征选择技术（MFST），并将CADBO用于支持向量机(SVM)中的核函数和惩罚因子的择优问题，建立了基于MCADBO-SVM的刀具磨损状态监测模型。在公开数据集PHM2010上进行实验，结果显示：与多种方法相比，此模型的综合性能最优，检测准确率达到了95.24%。
李韵辰１，２ ， 孙鸿３ ， 胡晓兵１，２ ，
陈海军１，２ ， 张哲源１，２ ，毛业兵１，２
１. 四川大学机械工程学院
２. 宜宾四川大学产业技术研究院
３. 宜宾机电一体化研究所
【摘要】为了提高气体流量标定设备的控制特性，改善稳态时间、标定精度及重复度等关键指标，提出一种主动活塞式气体流量标准装置，该装置的检定压力要求大于大气压，活塞气缸为检定过程供气并调节气压。先采用常规PID控制方法对该气体流量标准装置进行仿真实验，针对标定过程中出现的压力非线性延迟、流量压力强耦合等问题，采用依靠气压反馈实时变更气压控制量的参量迭代式PID控制方法以完成气压追踪控制，同时搭建AMESim控制模型并进行实验验证。结果表明：与常规PID控制方法标定结果相比，采用迭代PID控制的标定设备能够缩短稳态时间至60 s以内，在流量点切换时可在5 s内建立新的稳定气压，并且误差重复性不超过0.01%。
基于改进YOLOv7和点云配准的零件识别与位姿估计方法
张钊， 王吉芳， 刘相权， 郭凯旋， 王凯
北京信息科技大学机电工程学院
【摘要】针对工业环境中常见的弱纹理堆叠零件的识别与位姿估计挑战，提出一种融合YOLOv7目标检测算法和点云配准技术的综合方法。首先，利用改进的YOLOv7算法快速识别并定位零件的二维位置，随后将包含零件的二维区域对齐深度图转换为对应的三维点云。在点云处理阶段，采用深度阈值分割和欧氏聚类分割方法以分离目标零件与背景及其他干扰物体。位姿估计环节采用SAC-IA算法进行粗配准，接着通过引入自适应权重机制和全局优化策略的改进ICP算法实现精配准，以获得零件的最终6D位姿。该改进策略显著优化了点对选择和配准流程，增强了算法的鲁棒性和准确性。在公开的零件数据集上进行实验验证，结果表明：提出的零件识别与位姿估计方法能够实现对不同形状、弱纹理、散乱堆叠零件的快速、准确识别和位姿估计，其中位置误差在1 mm以内，角度误差在1°以内，满足实际应用需求，展示了其在工业自动化领域的实用性和有效性。
基于深度强化学习的电机S-曲线转速控制方法
毛德辉１ ， 李鹏１ ， 吴建德２
１. 云南大学信息学院
２. 云南大学云南省智能系统与计算重点实验室
【摘要】针对电机暂态控制产生冲击和抖动导致的设备易损坏问题，提出一种基于深度强化学习的电机S-曲线转速控制方法。采用Sigmoid函数设计电机转速控制速度规划曲线，降低加速度不连续变化的冲击影响；基于Actor-Critic框架，结合深度确定性策略算法(DDPG）和混合形式的奖励函数搭建深度强化学习控制器，建立动态奖惩机制；通过MATLAB/Simulink仿真分析，将DDPG控制器与模型预测控制器、PID控制器、BP-PID控制器及GA-PID控制器分别在电机空载与负载时的控制效果进行对比。实验结果表明：DDPG控制器可以实现电机平滑加减速控制，并且可以消除超调量，具有更快的响应速度；当存在外部负载扰动时，电机转速跌落减少了50%~75%，极大提高了系统的抗扰动能力。
渗碳热处理18CrNiMo7-6合金钢平面磨削仿真与试验研究
陆亚洲１ ， 彭振龙１ ， 黎克楠２ ， 张云龙１ ， 张建伟３
１. 郑州大学机械与动力工程学院
２. 郑州磨料磨具磨削研究所有限公司
３. 郑州大学力学与安全工程学院
【摘要】为了深入研究渗碳热处理18CrNiMo7-6合金钢平面磨削过程中各物理量之间的关系，采用量纲分析和有限元相结合的方法，建立了渗碳合金钢平面磨削仿真有限元模型，借助该模型分析不同磨削深度、砂轮速度以及工件速度对磨削力、磨削温度以及残余应力的影响。基于仿真结果，进一步建立平面磨削力和残余应力预测模型。随后，通过渗碳合金钢平面磨削试验对预测模型进行验证。结果表明：磨削力与残余应力模型预测值与试验值最大相对误差分别为11.6%和10.5%，表明所建立的数学模型能够有效预测渗碳热处理合金钢平面磨削力和残余应力。
基于ICOA算法的泵控液压马达PID调速系统
杨焕峥１，２ ， 崔业梅１，２ ，
薛洪惠２，３ ， 徐玲４
１. 江苏省无线传感系统应用工程技术研究开发中心
２. 无锡商业职业技术学院
３. 南京大学近代声学教育部重点实验室
４. 常州大学
【摘要】为了提高泵控液压马达PID调速系统的速度和精度，通过建立数学模型和Simulink仿真系统，确定了变量泵控定量液压马达系统以液压泵摆角为输入的调速控制回路的传递函数；针对传统PID调速系统在速度和精度方面的局限性，引入一种改进的长鼻浣熊优化算法（ICOA），该算法结合了反向学习差分进化和萤火虫扰动策略以提高系统性能。在CEC2022函数的性能测试中，相比长鼻浣熊优化算法等5种算法，ICOA算法表现优异，它在单峰、多峰、复合且多模态的函数上均表现出较好的收敛速度、寻优精度和鲁棒性。最后，通过仿真验证，ICOA算法在泵控液压马达PID调速性能优化方面具有更好的效果，能够更有效地使系统响应达到期望的状态。
轴向柱塞泵变量机构的控制特性与优化研究
董佳鑫１，２ ， 胡晓兵１，２ ， 杜玲羽１，２ ，
刘国刚３ ， 杨莽３
１. 四川大学机械工程学院
２. 宜宾四川大学产业技术研究院
３. 四川省宜宾普什驱动有限责任公司
【摘要】为提高轴向柱塞泵变量机构的控制特性，改善由于系统非线性、时变性等因素导致的响应速度慢和超调量较大等问题，以轴向柱塞泵的变量机构为研究对象。根据系统物理结构及工作原理，通过经验累计及理论分析计算，建立比例阀控液压缸各个环节的数学模型。采用AMESim仿真平台对变量机构及比例阀控液压缸进行系统建模，并将仿真结果与样机试验结果进行对比，以验证模型的准确性。基于AMESim/Simulink联合仿真平台建立PID及模糊PID控制算法联合仿真模型，对比分析闭环系统的动态响应性能。仿真结果表明：相较于普通PID控制，自适应模糊PID控制效果更好，系统超调量显著减小，缩短了调节时间并有效减少了稳态误差，具有良好的控制特性。
吸油全流域特性对工程机械主泵效率的影响分析
杨胜清１，２，３ ， 冀宏１，２ ， 王素燕３ ，
李茜３ ， 孙飞１，２
１. 兰州理工大学能源与动力工程学院
２. 兰州理工大学特种泵阀及流控系统教育部重点实验室
３. 广西柳工机械股份有限公司
【摘要】液压泵作为液压系统中的能量转换元件，其转换效率对系统的效率产生较大的影响。为获得吸油全流域特性对工程机械主泵效率的影响程度，通过理论分析，识别出对主泵效率产生影响的四大因子：油箱压力、空气含量、管道流速和液压油温；结合数值仿真开展全因子实验，提出吸油全流域的主泵效率影响预测模型，并进行了主泵有无吸油增压装置的对比试验。研究表明：油箱压力和空气含量对主泵容积效率的影响起主导作用，仅考虑油箱压力和空气含量及其交互作用，模型预测置信度都超过了98%；随着主泵吸油压力的升高，容积效率也随之增大，在吸油口绝对压力125 kPa条件下，主泵的容积效率在其最高转速和压力下提升6.5%。
基于正交试验的航空柱塞泵前置诱导轮参数优化及验证
陈远玲， 黎超亮， 张泽， 田成龙
广西大学机械工程学院
【摘要】以高速航空柱塞泵的前置诱导轮为研究对象，对影响柱塞泵空化性能的诱导轮设计参数的最优组合进行研究。基于CFD建立诱导轮和涡轮组件的流场仿真模型，应用正交试验方法，以扬程、效率以及临界空化余量为优化目标，以诱导轮的轮毂截面形状、叶片数、叶片厚度为影响因素，进行诱导轮设计参数组合分析，最后搭建试验系统，验证仿真结果的可靠性。研究表明：诱导轮叶片数和叶片厚度对扬程、效率以及临界空化余量的影响显著；额定工况下，诱导轮轮毂截面形状为圆锥形、叶片数为3、叶片厚度为1 mm的组合方案为最优，最优方案下诱导轮的抗气蚀能力增强了36.2%，扬程以及效率也分别提升了7%和3.54%。
车辆换挡系统液压缓冲阀优化设计与实验研究
强彦１ ， 郑天成１ ， 单乐１ ， 毛飞鸿２ ， 魏列江１
１. 兰州理工大学能源与动力工程学院
２. 中国北方车辆研究所
【摘要】液压换挡系统中的液压缓冲阀的性能与汽车换挡品质密切相关。以某重型车辆液压缓冲阀为研究对象，建立其AMESim仿真模型；以换挡系统充油压力为优化目标，通过时间乘绝对误差积分准则以及回归分析确定了优化函数；采用实验设计法分析得出对充油压力影响的Pereto图，并分析出液压缓冲阀对充油压力影响的参数为阻尼孔直径、弹簧刚度以及泄油孔直径。运用遗传算法进行优化，得出缓冲阀的最优结构参数取值。采用控制变量法进行的实验验证显示，通过遗传算法对缓冲阀结构参数进行优化后，换挡系统的性能显著提升，表现在充油压力的上升过程更加接近理想状态，从而显著改善了换挡的整体品质。
不同结构双腔并联压电泵性能研究
孙晓锋１ ， 刘勇２ ， 王晓军１ ， 吴宇飞１
１. 常州工学院机械工程学院
２. 吉林大学机械与航天航空工程学院
【摘要】不同结构压电泵的输出性能存在较大差异。为了提高压电泵的输出性能，设计一种“一字型”双腔并联压电泵。为了优化设计，探索工作阀数量、进出口管安装位置及进出口槽容积等结构因素对“一字型”双腔并联压电泵性能的影响，并加工了多种试验样机，对其输出性能进行测试。在110 V正弦交流电驱动下，分别选取液体水和气体空气作为输送介质，对不同结构的双腔并联压电泵进行输出流量和压力试验。结果显示：四阀双腔并联压电泵的输出效果优于三阀双腔并联压电泵，正向出流输出效果优于侧向出流，进出口槽容积对双腔并联压电泵的输出性能具有重要影响；所设计的双腔并联压电泵最大输出气体流量可达720 mL/min，最大液体流量可达650 mL/min。
基于摩擦磨损试验的齿轮泵浮动侧板高压油区面积优化
魏列江１，２ ， 梁明远１，２ ，
展鹏１，２ ， 路全锋１，２
１. 兰州理工大学能源与动力工程学院
２. 兰州理工大学特种泵阀及流控系统教育部重点实验室
【摘要】针对齿轮泵浮动侧板高压油区面积设计显著影响齿轮泵机械效率的问题，采用剩余压紧力法计算齿轮泵浮动侧板所受合力，建立侧板力平衡模型。通过有限元法计算齿轮泵端面间隙油膜反推力，得出剩余压紧力设计方法下侧板所受合力，在摩擦磨损试验台上试验得出载荷大小对摩擦因数的影响规律。获得最优载荷后，反推出浮动侧板最优高压油区面积。结果表明：当高压油区面积为1 068 mm2时，齿轮泵摩擦损失为133 W，对比高压油区面积改进前，齿轮泵的机械效率提升7.9%。
35 MPa氢气减压阀内部流动特性仿真研究
孙维福， 刘仁豪， 孟令宇， 周如林
北京天玛智控科技股份有限公司
【摘要】氢气减压阀作为氢燃料电池汽车供氢系统中的关键部件，其性能对供氢系统运行的安全性和稳定性具有重要意义。然而氢气减压阀内部流道复杂，氢气在减压过程中形成强烈湍流，造成能量损耗和噪声。针对以上问题，基于氢气NIST真实气体模型和有限体积法，模拟35 MPa氢气减压阀内氢气的实际流动状态，研究高压氢气减压阀内部氢气流动特性，氢气在阀体与阀芯间隙位置压力迅速降低，速度增加并发生超音速流动，压力与速度变化幅度随阀芯开度增大而减小；减压阀出口氢气温度与入口温度相比升高，且温升随阀芯开度变大而降低；出口流量随阀芯开度增加而增加，阀芯与阀体间隙处及下游存在高强度湍流，间隙处湍流强度随阀芯开度增加而减小；减压阀内噪声主要在阀芯开口下游区域产生，且主要由湍流引起；为后续产品结构优化设计提供参考。
基于FTA的某飞行器液压伺服机构振荡故障分析
钱占松１，２
１. 中航工业南京伺服控制系统有限公司
２. 航空工业金城南京机电液压工程研究中心， 航空机电系统综合航空科技重点实验室
【摘要】以某飞行器液压伺服机构振荡故障为研究对象，利用FTA分析法找出问题原因并解决了该问题。建立故障树，完成对系统级、伺服阀级的故障定位；利用仿真手段说明伺服阀超调与否对伺服机构的影响，将机制表述清楚；将不同伺服阀调整至超调状态，开展联试，伺服机构振荡，充分完成了故障复现工作；将无超调的阀与伺服机构进行联试，在振动量值逐步增大的情况下，仍未谐振，验证措施有效；将同样的经验推至其他型号、其他单位，解决了同类质量问题隐患，大大提升了装备质量。
截断式脉冲水射流流场结构分析
杜利伟１，２ ， 李倩１，２ ， 胥良君３ ， 张伟４ ，
黄丹３ ， 李秋萍３ ， 何军３
１. 重庆大学， 煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室
２. 重庆大学资源与安全学院
３. 中石油西南油气田分公司重庆气矿
４. 中石油西南油气田分公司天然气净化总厂
【摘要】截断式脉冲水射流生成过程简单且易于控制，但连续射流被孔盘横向剪切阻断后产生较特殊的流场结构。为探究截断式脉冲水射流流场的结构特性，通过理论分析、高速摄像与CFD-3D动网格数值模拟等方法，建立射流几何结构简化预测模型和射流动态演化数值计算模型，捕捉到截断式脉冲射流的偏转头和尾部尖体几何形貌，揭示了其非轴对称射流头部流场结构及形成机制。结果表明：截断式脉冲射流最前端向孔盘移动相反方向发生偏转，且偏转角度随喷射时间的增大而增大，随后整体翻卷并相对后续主体射流向后滑移，头部结构影响逐步消失；构建的3D数值模型能实现截断式脉冲射流流场生成演化过程，射流头部瓦片状尖体结构能有效降低空气摩擦阻力，但水锤压力效应随靶距的变化较大。
基于可信标识和数据驱动的工业设备运维系统构建方法研究
常赛科， 孙文磊， 刘志远， 罗浩，
路程， 江伦， 巴胤竣， 姜任奔
新疆大学智能制造现代产业学院
【摘要】
卢加亮１ ， 刘庆喜２ ， 殷利建２ ， 周述美３ ，
陈欣然３ ， 冯坤鹏４ ， 张新荣１
１. 长安大学， 道路施工技术与装备教育部重点实验室
２. 中建八局第二建设有限公司
３. 中国建筑第八工程局有限公司
４. 西安长大智能装备研究所有限公司
【摘要】为实现高速公路边坡拱形骨架护坡高效、快速、安全施工，提升施工的自动化与智能化水平，设计一种边坡护坡骨架施工成套化机械设备工作装置及其液压系统。根据护坡骨架施工设备工作装置的结构与工作原理，拟定液压系统原理图，计算得到液压系统关键元件参数并完成选型。根据原理图利用AMESim软件对液压系统进行仿真分析，验证了液压系统与元件选型的可行性。最后，在理论计算与仿真的基础上，完成了液压系统样机的功能验证。结果表明：仿真结果与理论分析相一致，满足拱形骨架护坡施工的需求，同时验证了理论计算的准确性；工作装置液压系统能够在规定时间内驱动工作装置完成拱形骨架护坡坡面的开槽、坡面平整与水泥滑模等施工任务。
高辉， 佃松宜， 郭斌， 范智霖， 李中萍， 钟许可
四川大学电气工程学院
【摘要】气体绝缘开关设备（GIS）腔体内部狭窄、光线不良，人工巡检方式效率低下，易产生漏检。为解决上述问题，开发一套GIS腔体内部缺陷智能识别与分析系统。使用团队研发的GIS检修机器人采集图像；针对GIS腔体内部低照度的问题，提出基于Retinex理论的端到端的低照度图像增强算法，同时提出基于MaskConv的缺陷检测算法——REP-YOLOX，实现了对GIS腔体内缺陷的高精度、高效率检测。在真实的GIS环境内部进行实验，结果表明：该系统能够有效实现对GIS腔体内部烧蚀、螺钉、螺帽和橡胶等4类缺陷的智能识别和分析。
齐淑林１ ， 熊涛２ ， 徐洲龙３ ， 姜代旬１ ， 王新１
１. 中车青岛四方机车车辆股份有限公司
２. 武汉工程大学电气信息学院
３. 广东思谷智能技术有限公司
【摘要】在动车组车内和车底喷涂阻尼涂料能有效地减震降噪，提高乘客乘坐舒适性。当前动车组阻尼涂料仍采用人工喷涂方式，喷涂质量依赖工人经验，难以保证车体大面积喷涂的一致性要求，且工人存在较高的职业健康风险。设计阻尼涂料机器人自动喷涂系统。为进一步优化喷涂工艺参数，针对固瑞克645扇形喷嘴进行研究并建立其几何模型，通过SpaceClaim软件抽取流体域，基于层流模型在Fluent中研究喷嘴内部的压力场与速度场分布，利用离散相模型（DPM）模拟阻尼涂料在喷嘴外部的雾化和沉积机制，探索适宜自动喷涂工艺的入口压力、喷涂枪距和枪速。可知：入口压力在20 MPa时喷嘴内部流场达到较优的状态；枪距为600 mm时，沉积的膜厚均匀性较好；当枪速为0.1 m/s时，膜厚约为3 mm，适用于车内地板和车身侧围的喷涂；当枪速为0.15 m/s，膜厚约为2 mm，适用于车厢顶部的喷涂。研究结果为动车组车内阻尼涂料的自动喷涂提供了理论和技术支撑。
崔永存１，２ ， 董璞１ ， 舒杭３ ，
周勇勇３ ， 姚嘉１
１. 河南科技大学机电工程学院
２. 常州光洋轴承股份有限公司
３. 浙江省机电产品质量检测所有限公司
【摘要】角接触球轴承的精度寿命是衡量其性能的一个重要标准。为实现对轴承精度寿命的测量，设计一台角接触球轴承精度寿命试验机，进行了试验机主体结构设计、主轴轴系设计、加载装置和驱动装置设计、润滑系统及测控系统设计等，试验机能够实现试验轴承振动和温升、主轴静刚度和跳动以及陪试轴承温度和磨损量等参数的测量。以7014角接触球轴承作为试验轴承，对其在既定工况条件下进行试验，得到试验轴承的振动和温升数据，验证了试验机的可靠性和稳定性。该试验机可为角接触球轴承的精度寿命测量提供试验平台。
变速泵控型船闸启闭机系统设计与试验研究
王希强１ ， 丁海港２ ， 景军清３ ，
唐剑锋３ ， 徐永康２ ， 杨程程２
１. 京杭运河江苏省交通运输厅苏北航务管理处
２. 中国矿业大学机电工程学院
３. 徐州阿马凯液压技术有限公司
【摘要】液压启闭机是船闸的关键设备，目前主要采用阀控方式，存在可靠性差、控制困难、效率低等突出问题。为满足京杭大运河船闸智慧化运行的要求，提出船闸启闭机变速泵控原理，采用伺服电机-定量泵-换向阀-驱动油缸的新构型，通过改变伺服电机转速来调节系统流量，以控制闸门和阀门的启闭。设计变速泵控型启闭机的电液控制系统，阐明其工作原理和控制策略，开发新型启闭机，并应用于邵伯、淮安等运河船闸。工业性试验结果表明：所提变速泵控型启闭机具有可靠性高、易于控制、节能静音、过载能力强等突出优势，显著提升了大运河的通航能力，为智慧运河的运行奠定了基础。
拔管机液压系统设计与研究
程慧敏１ ， 余祖耀２ ， 刘健２ ， 彭嘉澍２
１. 芜湖职业技术学院智能制造学院
２. 华中科技大学船舶与海洋工程学院
【摘要】针对目前国内石油化工企业在更换石油运输蒸汽伴热管道时，因采用人力作业而面临高空作业风险、效率低、成本高以及作业空间狭窄等问题，提出一种高效能自动化拔管机液压控制系统，该系统集夹紧、顶伸和剪断功能于一体。通过利用差动连接的液压控制系统，该系统能够根据顶伸缸外负载大小自适应调节顶伸缸活塞杆运动速度。基于机电液耦合建模理论，在AMESim环境中通过液压系统机制分析、控制策略架构设计和核心元件参数协同优化，构建拔管控制系统联合仿真模型，并开展拔管典型工况下的动态特性验证与性能评估。结果表明：该液压系统满足拔管多功能一体化要求，顶伸液压缸具有负载自适应功能。
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《机床与液压》杂志
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