2023, 51(15):1-8. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2023.15.001 CSTR:
摘要:针对当前机械清挖存在的功能单一、体积庞大、自动化程度低、操作人多的缺点,设计一种水仓清挖机器人,并对其行走单元的液压系统进行仿真分析。仿真分析平地直行、转向、爬坡等工况下的动态特性,结果表明清仓机器人的行走单元能够按照工况要求完成指定动作,行驶过程中不受外界阻力变化影响,同时各个执行器能够独立工作互不干扰,体现了良好的抗流量饱和能力。此外,还模拟了负载敏感系统和定量泵节流调速系统的节能效率,结果表明负载敏感系统的效率更高,节省的能量更多。
2023, 51(15):9-14. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2023.15.002 CSTR:
摘要:为实现工业机器人与数字孪生体之间数据的双向驱动,基于数字孪生系统架构,开发一种工业机器人虚实联动系统。在Unity3D中搭建虚拟场景,建立关节控制、末端点位控制、末端轨迹控制等多种方式实现虚拟机器人的仿真运动。基于TCP/IP协议的Socket网络通信模式,利用双向传输的机器人位姿状态等数据驱动虚实模型同步运动。经测试,该系统具有良好的实时性与沉浸性,能够满足工业机器人的实时监测与可视化控制要求。
2023, 51(15):15-20. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2023.15.003 CSTR:
摘要:针对一类非完整轮式移动机器人的轨迹跟踪问题,提出一种分段自适应事件触发机制。以非完整轮式移动机器人的位姿误差运动学模型为基础,设计运动学控制器,利用Lyapunov稳定性定理证明控制系统一致稳定;基于此控制器提出了分段事件触发机制,在2个时间段内分别设计常值和自适应触发阈值参数,利用Lyapunov函数分析方法和Gronwall-Bellman不等式证明闭环控制系统一致最终有界,且相邻2次触发间隔存在正的下限。最后,通过MATLAB仿真验证了所提方法可根据系统状态误差范数自适应调整触发阈值参数,以较低的触发频率跟踪期望轨迹。
2023, 51(15):21-25. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2023.15.004 CSTR:
摘要:针对H型钢梁人工焊接效率低、成本高、劳动强度大且对其自动化生产的研究较少的情况,通过分析其焊接过程,设计一种由两台焊接机器人和一台搬运机器人组成的自动化焊接工作站。利用SolidWorks设计了扩大机器人工作范围的第七轴和保证机器人运行轨迹与焊缝不发生偏离的焊缝自动跟踪系统,在数字化仿真软件Visual Components中搭建机器人焊接工作站布局,采用遗传算法规划最优焊接路径,利用仿真软件完成了编程与仿真。仿真结果表明所建立工作站布局的正确性。
2023, 51(15):26-34. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2023.15.005 CSTR:
摘要:为了满足军事中对水陆两栖可视环境的探测需求,以海鬣蜥为仿生对象设计一款适合水陆两栖环境的仿生机器人。利用SolidWorks软件建立仿海鬣蜥水陆两栖机器人的三维模型,并设计其控制系统。进一步对机器人爬行步态和游动步态进行设计和分析,通过STM32控制器控制舵机、电机、摄像头等执行部件,实现了仿海鬣蜥机器人的陆地爬行和水中游动。通过样机实验验证了该仿生机器人运动灵活、系统运行稳定,具备良好的水陆两栖环境运动和探测能力。
2023, 51(15):35-41. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2023.15.006 CSTR:
摘要:针对船舶分段大平面Z字形喷涂轨迹加减速段涂层厚度不均匀的问题,提出一种考虑Z字形喷涂轨迹加减速段动态优化喷枪流量的方法,从而改善整个超大平面的漆膜涂层厚度不均匀的问题。分析导致船舶分段超大平面两端涂层厚度明显增厚原因;在不考虑存在加减速区间的基础上建立喷枪涂层厚度分布模型,优化喷涂速度与喷涂间距,使得在考虑加减速区间时匀速段的涂层厚度满足要求;最后建立喷枪动态变流量涂层厚度分布模型,从而使得整个超大平面的涂层厚度的均匀性达到最优。以某船舶分段超大平面为例,加减速区间的加减速类型为等加速等减速,通过数值模拟与实验的方法验证了该方法的有效性与可行性。
2023, 51(15):42-49. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2023.15.007 CSTR:
摘要:连续体机器人运动规划复杂且控制精度低是制约其深入研究和快速应用的重要难题。基于几何分析法对连续体机器人进行运动学建模研究,构建关节空间与末端笛卡尔空间的映射模型,在此基础上对其工作空间进行分析。为满足柔性检测机器人在狭小空间的快速介入和准确探测需求,提出一种基于导航路径约束的机器人运动规划方法,以连续体机器人各弯曲单元前后端点与理想轨迹间的最小距离作为目标函数,通过逆向递推的方法逐节求出各弯曲单元关节参数,从而控制机器人沿着预设导航路径进行介入运动。最后分别通过平面C形弯曲曲线和空间路径的运动规划仿真实验对所提路径规划算法进行验证,同时研究该规划方法下机器人关节长度及单元个数变化时机器人的跟随效果。仿真结果表明:所提运动规划方法能够有效控制连续体机器人沿着预设路径进行介入运动,并具有较高的控制精度和较强的适应性。
2023, 51(15):50-56. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2023.15.008 CSTR:
摘要:针对深层水域水下机器人通过机械臂捕捉目标物定位精度低、搜索难度大、耗费时间长的问题,提出一种基于多策略改进型麻雀搜索算法的水下机器人伸缩臂轨迹定位方法。通过D-H参数法搭建伸缩臂模型,结合MATLAB和ADAMS分析伸缩臂在水下捕捉目标物群目标物的低效性,引用麻雀搜索算法中鸟群觅食在最优位置的思想,引入Logistic混沌映射和柯西高斯变异原理,通过水下机器人的4项性能指标分析最优结果。结果表明:优化后的麻雀算法优于其他算法,同粒子群算法、天牛群算法、鲸鱼优化算法相比,伸缩臂捕捉目标物轨迹路线更加精确,水域环境下避障更为明显。
2023, 51(15):57-61. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2023.15.009 CSTR:
摘要:针对目前油气管道机器人对油气管道的适应能力弱、爬坡能力差等问题,提出一种能够变径的履带式油气管道检测机器人。采用SolidWorks三维软件建立样机模型,然后将样机模型导入ADAMS仿真软件中,根据实际情况设置约束并简化模型,对管道机器人进行运动学仿真,分析变径、爬坡等能力,最后搭建试验平台对管道机器人的爬坡能力进行试验验证。结果表明:该机器人能够适应400~600 mm管径的油气管道,能够在承受自重的情况下爬上45°、90°的斜坡。
2023, 51(15):62-67. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2023.15.010 CSTR:
摘要:针对制造车间物料搬运系统中的AGV路径规划问题,提出一种考虑阻塞的AGV路径规划方法。依据各相邻节点之间路径中AGV搬运情况的统计数据计算路径的拥堵系数;引入拥堵系数计算AGV的统计搬运时间矩阵,将其作为路径规划的权值矩阵;设计Dijkstra算法求解起始点到终点的最短统计搬运时间路径,将其存入最短统计搬运时间路径表供查询使用。案例分析结果表明:与传统Dijkstra算法相比,考虑阻塞的AGV路径规划方法可以有效降低搬运时间,提高搬运效率。
2023, 51(15):68-75. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2023.15.011 CSTR:
摘要:针对双机器人轮毂打磨系统的运动规划问题,建立双机器人协调相对运动的运动位姿约束模型,并利用激光跟踪仪及七点法的标定方式分别解决模型中对于双机器人基座标系和工具坐标系的标定问题。选取轮毂边缘面,搭建仿真平台对运动模型进行验证,最后搭建基于dSPACE控制器的双机器人协调打磨实验平台,进行了协调打磨位置跟踪实验,结果表明:打磨机器人位置跟踪精度在4 mm以内,证明了模型的准确性与可行性。
2023, 51(15):76-82. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2023.15.012 CSTR:
摘要:针对传统的机械手抓取方法难以获得可靠抓取位姿的问题,提出一种基于点云的抓取方法。通过深度相机获得工作空间的部分点云;采用GPD法在点云空间采样候选抓取位姿;最后,通过自主设计的评估模型筛选出高质量的抓取位姿。基于所提方法,搭建了完整的自主抓取系统,对多种物体进行实际抓取实验。结果表明:算法能有效地检测出可靠的抓取位姿,且对未知物体的泛化性良好,抓取成功率和抓取完成度较传统方法有明显提升,能够满足各类抓取任务的需求。
2023, 51(15):83-87. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2023.15.013 CSTR:
摘要:为提高协作机器人高速运行时碰撞检测灵敏性,提出一种基于动量观测器和双编码器的碰撞检测方法。基于广义动量的动力学模型构建机器人外力矩观测器;利用双编码器的实时位置偏差和机器人关节传动结构等效柔性特征估计外力矩;设计反应策略实现碰撞后机器人快速停车及能被人工推动。仿真和实验结果表明:在机器人高速运行时,相比传统的基于动量偏差观测器算法,此算法响应时间更短,最大碰撞力更小,提升了高速下碰撞的检测灵敏度,增强了安全防护效果。
2023, 51(15):88-94. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2023.15.014 CSTR:
摘要:为了实现大型复杂曲面的喷涂轨迹规划,提出一种基于涂层厚度模型的高铁白车身机器人喷涂轨迹规划方法。基于静态涂层厚度的椭圆双 β 分布模型,分析喷涂的累计涂层厚度分布规律,提出一种用于评估相对不均匀性的指标RU,并基于RU指标,通过轨迹重叠的方式保证了涂层厚度的一致性。通过曲曲面的分割与合并,实现了喷涂区域的划分,同时基于包围盒法确定了机器人喷涂路径点空间坐标信息。实验结果表明:基于涂层厚度模型的轨迹规划方法能够有效保证喷涂效果的均匀性,并成功应用于高铁白车身的机器人喷涂加工,显著提升了喷涂质量与效率。
2023, 51(15):95-99. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2023.15.015 CSTR:
摘要:根据国标要求对位置稳定时间和位置超调量进行测试,按照标准中的定义对其算法进行研究,为后续开发性能测评软件提供算法支持。实到位置的确定标准并未详细给出,其取值的不同会对结果造成一定的影响,门限带的取值不同对结果的影响最明显,门限带越大,位置稳定时间越小,但对位置超调量的影响并不明显。门限带的取值大于位置超调量时,就会出现过阻尼状态,机器人在空载低速(50%和10%额定速度)和100%负载10%速度条件下运行时比较容易出现过阻尼状态。
2023, 51(15):100-106. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2023.15.016 CSTR:
摘要:深窄槽结构具有尺寸小、深宽比较大的特点,狭小的加工区域存在排屑不畅、散热效果差等问题。为解决深窄槽加工过程中排屑困难的问题,提出通过优化电极结构来提升深窄槽短电弧-电化学复合加工的稳定性。分别设计单孔、多孔及螺旋3种管状电极结构,对不同电极结构加工时的间隙流场状态进行仿真研究。对比不同电极结构极间介质流速与压力的分布状态,并对仿真结果进行实验验证,探究电极结构对短电弧-电化学复合加工性能包括加工效率、尺寸精度、表面质量等指标的影响。实验结果表明:螺旋电极结构相比于单孔电极和多孔电极更能改善极间的流场状态,在保证深窄槽尺寸精度的情况下提高了加工效率与表面质量。
2023, 51(15):107-112. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2023.15.017 CSTR:
摘要:为了减少常规压缩型封隔器失效事故,开展封隔器常用橡胶材料的单轴拉伸和压缩实验,基于实验数据和Abaqus大变形接触有限元分析,对常规压缩型封隔器力学性能进行分析,并设计一种可扩张式封隔器,研究不同压差、温度和摩擦因数对扩张胶筒密封性能的影响,最后对所设计的扩张式胶筒进行了试验研究。结果表明:常规封隔器的胶筒在完成密封的过程中,上胶筒主要起密封作用,而且受到的应力较大,过大的应力会引起常规胶筒肩部压紧而发生疲劳失效,采用扩张式密封方式能够提高胶筒密封性能和减少胶筒台肩压缩变形失效问题。试验还发现新型密封胶筒在108~140 ℃温度范围内坐封和承压性能稳定。
2023, 51(15):113-116. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2023.15.018 CSTR:
摘要:光纤光栅测力传感器存在温变量与应变量交叉影响光纤光栅中心波长的现象,为了补偿温变量对光纤光栅中心光波长的影响,提出双光栅法,以修正温变量引起的中心光波长偏转量。在不同受力、不同温度下进行光纤光栅中心光波长测量实验,结果表明:应变量的测量结果与理论计算结果基本一致,表明双光栅法制备测力传感器是可行的。
2023, 51(15):117-121. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2023.15.019 CSTR:
摘要:为研究TC4切削加工过程中切削速度对锯齿形切屑破坏程度的影响,对TC4进行单因素切削试验,分析TC4的动态行为,并进行有限元仿真,进一步探究锯齿形切屑影响因素以及切屑与切削速度之间的联系。结果表明:在TC4切削过程中,随着切削速度的提高,切屑的锯齿状越来越明显;通过数值计算得出,TC4的能量势垒随着切削速度增大而降低,而绝热剪切带内部应力、应变随着切削速度提高而增大,切削速度越高越容易形成锯齿形切屑。
2023, 51(15):122-126. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2023.15.020 CSTR:
摘要:为摆脱缆线束缚设计一种自供气无缆式软体执行器,将柱塞式微型气泵集成于软体驱动器内部,无需外界气源供入,可往复循环供气驱使驱动器弯曲变形。研究无缆式驱动器结构设计与制作工艺并试制了原理样机,建立微泵气压模型和驱动器变形模型并进行相关实验验证,获得微泵动态性能及驱动器在微型气泵供压下的弯曲变形规律。结果表明:该执行器可实现无缆、独立、自主弯曲变形,在微泵0.22 MPa供压下驱动器可弯曲120°。
2023, 51(15):127-134. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2023.15.021 CSTR:
摘要:为解决数控机床空间定位精度建模不完备及传统逆向叠加补偿存在残差的问题,提出了一种卧式加工中心空间定位精度分析与补偿技术。以某卧式加工中心为研究对象,以旋量理论为基础,在分析机床运动链的基础上,推导计算了两卧式加工中心运动链的运动学正解,并结合21项几何误差分析,构建该卧式加工中心空间定位精度模型;其次,利用十二线法辨识21项几何误差,并输出该机床空间定位精度预测离散图;然后,基于空间对角线测试验证该卧式加工中心空间定位精度模型的准确性;最终,基于NC代码优化补偿技术实现了空间定位精度补偿。结果表明:空间定位精度模型预测值与实际平均值相对偏差最大不超过2 μm,且NC代码优化补偿技术的补偿效率最高为88.75%。
2023, 51(15):135-140. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2023.15.022 CSTR:
摘要:基于玻璃热成型技术设计一种微流体器件的制备系统,该系统基于火焰加热并通过多组电机的顺序控制可实现不同规格微玻璃管的拉制。并通过软件对加热过程中微玻璃管的温度变化建立仿真分析模型,分析加热过程中微玻璃管的温度分布变化,为微玻璃管的加热时间提供借鉴,并对不同加热时间下微玻璃管的软化区域进行探究。通过改变制备系统的加热时间、拉伸电机的转速、加热区域宽度、微玻璃管的型号可拉制出不同型号尺寸的微针、微管道等微流体器件,并利用系统样机进行了基于加热时间、拉制速度、加热宽度的实验,探究各参数对微流体器件形貌尺寸的影响。相比于传统的制备系统,该系统不仅拥有多样化的可调参数,而且可通过更换不同内径的筒夹来实现对不同尺寸微流体器件的制备,使其拉制范围更广。
2023, 51(15):141-147. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2023.15.023 CSTR:
摘要:针对常规方法无法有效求解冗余机械臂逆运动学解问题,提出改进灰狼算法的机械臂逆运动学求解方法,采用一般反向学习初始化与烟花算法爆炸机制相结合,使得算法具有较强的抗干扰与全局求解性,有效避免早熟、局部最优问题。采用10种经典测试函数对改进灰狼算法进行性能测试,测试结果证明改进灰狼具有收敛精度高、抗干扰能力强等特点。以凿岩机器人的七自由度机械臂逆运动学求解为例,采用MDH法建立运动学模型,运用改进灰狼算法求解并与粒子群、模拟退火、传统灰狼算法进行对比,仿真结果表明:该算法性能优于其他算法,能对冗余机械臂逆运动学进行有效求解。
2023, 51(15):148-153. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2023.15.024 CSTR:
摘要:为了有效解决复杂曲面数控加工规划困难、对用户的数控加工知识和经验要求高等问题,基于NX CAM软件设计出一套满足复杂曲面精加工需求的铣削方法决策系统,通过提炼出复杂曲面中与特定加工方法相关联的加工特征,合理选择加工复杂曲面的4种主要铣削方法深度轮廓铣、固定轴轮廓铣、混合铣、可变轴轮廓铣中的一种作为加工方法。利用NX Open C(UFUN)和NX Open C++结合的二次开发方式进行实例验证。结果表明:该系统能减少人机交互操作过程,降低对编程人员的技术要求,并在一定程度上减少了数控编程的时间。
2023, 51(15):154-160. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2023.15.025 CSTR:
摘要:为解决收割机在山区行走作业时适应性问题,设计出一套基于负载敏感原理的山地收割机液压驱动系统,在分析液压驱动系统工作原理的基础上,基于AMESim搭建驱动系统的仿真模型。仿真分析了该驱动系统在变负载启动、匀速、制动以及转向和爬坡工况下的动态特性。仿真结果表明:山地收割机驱动回路能够按照工况要求实现指定动作,抗干扰能力强,操控性强;且在该系统中液压马达的转速大小取决于多路阀开口的大小,与外界负载无关,更利于实现速度及速度同步控制。研究结果表明:所设计的基于负载敏感原理的山地收割机液压驱动系统能实现工作需求。
2023, 51(15):161-165. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2023.15.026 CSTR:
摘要:对已用配注器的缺陷形貌进行腐蚀形貌及产物分析,并基于Modified B31G标准对管类零件缺陷等效面积的表征方法建立了含缺陷配注器模型,应用有限元技术探究了缺陷等效面积、深度、角度等参数变化对配注器管类零件剩余强度的影响规律。研究结果表明,缺陷等效面积增长可提升缺陷区域的应力集中程度,但对结构强度影响较小,配注器管类零件的剩余强度主要受缺陷深度影响,应力峰值增长速度随缺陷深度增加而增加,当缺陷深度相同时,缺陷角度变化对管体强度几乎无影响。
2023, 51(15):166-172. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2023.15.027 CSTR:
摘要:分析电潜螺杆泵举升过程传动轴断轴部位应力分布及疲劳寿命对提高传动机构可靠性和保障电潜螺杆泵连续稳定运行具有重要意义。针对传动轴断轴部位,提出传动轴多载荷作用力学特性分析和疲劳寿命预测方法。数值仿真和现场测试分析结果表明:各载荷单独作用时,销孔应力较大区域沿径向条状分布且应力分布较均匀,内螺纹应力较大区域沿径向自上向下逐渐减弱,且最大应力受扭矩作用最大而受狗腿度产生的弯矩作用最小;各载荷组合作用时,轴向力对销孔和内螺纹应力分布影响最大,且最大应力均小于许用应力而推断两处断轴原因不是超载导致的脆性断裂;内螺纹处疲劳寿命明显小于销孔处疲劳寿命,为传动轴优化设计提供依据。
2023, 51(15):173-177. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2023.15.028 CSTR:
摘要:针对复杂机电产品布线路径规划过程中存在的效率较低、可应用性差等问题,提出一种改进粒子群算法,使用栅格法对布线空间进行划分,对障碍物建模并进行方向包围盒处理。为了避免算法在迭代过程中陷入局部最优,引入非线性逐渐递减的惯性权重与异步变化的学习因子,并且将贴壁约束加入到路径规划的过程中,保证线缆在敷设时路径的合理性。最后在仿真试验中,与标准粒子群算法进行对比,验证了改进后算法的合理性与可行性。
2023, 51(15):178-186. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2023.15.029 CSTR:
摘要:针对轧机液压位置闭环系统存在强耦合、多变量等非线性因素,精确建模困难且不具备自我更新学习等问题,将无模型自适应迭代学习控制(MFAILC)应用于轧机液压位置闭环系统。由于MFAILC算法的误差收敛消耗时间较长,采用高阶伪偏导数估计算法改善系统的收敛速度,同时针对MFAILC算法在控制过程中的抗干扰性较差、容易产生控制偏差的问题,结合内模控制强鲁棒性、结构简单等优点,将其引入MFAILC算法,对算法的控制结构进行改进。仿真实验结果表明:改进后的无模型自适应迭代学习算法的收敛速度、控制精度都得到提高,系统的抗干扰性也能够增强。
2023, 51(15):187-192. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2023.15.030 CSTR:
摘要:针对传统滚动轴承退化指标构建方法高度依赖于人工筛选特征的问题,提出基于卷积神经网络的端到端的滚动轴承性能退化指标构建方法。该方法在Softmax的输出端设置两个节点,分别代表正常和失效状态,以正常状态归一化的幅值谱为训练样本,以待评估数据在正常节点输出概率为基础,构建了滚动轴承性能退化指标。通过在不同实验数据集中的应用,以及与其他指标的对比,验证了该方法的有效性和优越性。
2023, 51(15):193-197. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2023.15.031 CSTR:
摘要:精密行星减速器具有传动精度高、效率高等优点,其性能的优劣对应用系统整体的性能有重要影响。为提高精密行星减速器的传动性能,以二级精密行星减速器为例,建立二级精密行星减速器三维模型,采用带鼓形的螺旋线的组合修形方式进行优化设计,然后对二级精密行星减速器整体轮系进行齿轮接触特性分析,对比分析了修形前后减速器的接触特性。分析结果表明:采用带鼓形的螺旋线修形方式,能够快速迭代获得最优解,并且降低了减速器的传动误差和因啮合变形产生的齿面接触应力集中。
2023, 51(15):198-202. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2023.15.032 CSTR:
摘要:比例方向阀与直驱式电液伺服阀具有响应快、抗污性染性强等优点,广泛应用在各大工业领域。根据比例方向阀和直驱式伺服阀的结构和工作原理,利用AMESim软件搭建两种阀的仿真模型,仿真分析这两种阀在常见故障下的流量特性曲线,通过电液伺服阀性能检测平台将仿真与实验数据进行对比,验证了仿真模型的准确性。通过对这两种阀的分析,可为不同工况下液压系统设计中伺服阀的选择及伺服阀的故障维修提供参考。
2023, 51(15):203-208. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2023.15.033 CSTR:
摘要:为了进行工程机械用液压马达剩余寿命预测,基于容积效率、Wiener过程以及支持向量机回归,提出一种剩余寿命预测方法。开展液压马达全寿命试验,运用非线性支持向量机回归算法处理原始数据,基于极大似然估计法和贝叶斯更新策略建立Wiener过程模型,完成液压马达剩余寿命预测。结果表明:液压马达容积效率随冲击次数变化有明显下降趋势;非线性支持向量机回归在考虑退化数据随机性的基础上提高了规律性;基于Wiener过程的剩余寿命预测方法能够准确、可靠地预测液压马达的剩余服役寿命。
2023, 51(15):209-215. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2023.15.034 CSTR:
摘要:针对实际工况下,正常样本丰富、故障样本稀缺的类别不平衡情形,导致基于深度学习的故障诊断模型诊断能力较差这一问题,提出一种基于自适应综合采样方法(ADASYN)和Swin Transformer的故障诊断模型。使用自适应综合采样方法,改善数据分布,解决实际工况中故障样本与正常样本类别不平衡问题;使用Swin Transformer网络模型代替CNN网络 ,并使用深度迁移学习方法,使Swin Transformer网络模型掌握判别滚动轴承故障所需的浅层权重,深层权重通过反向传播方法训练获得;之后,将模型用于轴承故障测试,并对其进行调试;最后,将模型用于轴承故障实测,检验其实际工况下的诊断能力。实验结果表明:所提模型具有97%的诊断准确率,能够很好地适用于类别不平衡情形下的滚动轴承故障诊断。
2023, 51(15):216-220. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2023.15.035 CSTR:
摘要:主轴是综合传动装置中的核心元件,其可靠性直接影响综合传动装置的正常运行。针对综合传动装置主轴的疲劳失效模式,在有限元仿真的基础上考虑参数不确定性进行可靠性分析。针对疲劳断裂的主轴建立模型进行瞬态动力学仿真,获取承载工况下最大剪切应力。在此基础上考虑参数分散性对主轴强度与所受应力的影响,进行不确定性分析,并基于广义应力-强度干涉理论,运用蒙特卡洛抽样方法进行可靠度计算。在实际使用中,特殊任务下多次发生未预料的断轴故障,主轴的实际使用寿命远低于设计寿命,以该特殊任务为例进行主轴的可靠性分析。研究结果表明:针对疲劳断轴故障,采用考虑不确定性的可靠性分析方法可行。通过案例分析得到了主轴特殊工况下的疲劳寿命。
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