8月6日：《机械工程学报》2019年第3期最受关注论文推荐
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基于残差网络的RV减速器故障诊断
浙江大学机械工程学院的汪久根等 为了提升对RV减速器的故障诊断的准确率,采用残差网络诊断RV减速器的故障。通过振动试验台测得RV减速器4种故障模式与正常模式下的振动信号,由此构造训练和测试数据集,并对训练集进行数据增强处理。然后将截取的一维信号样本预处理转换为二维信号样本,输入残差网络进行训练和5折交叉验证。接着通过残差网络的分类准确率与DNN、LeNet、10层CNN等模型的准确率进行比较,结果表明残差网络优于传统方法,对RV减速器故障的分类准确率达到了98.11%。进一步采用了西储大学轴承数据集对模型的泛用性进行验证。最终,通过LDA(线性判别分析)对残差网络平均池化层的输出进行降维,分析了散点图与RV减速器故障类型之间的关系。
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对称单自由度螺旋运动并联机构型综合
燕山大学河北省并联机器人与机电系统实验室的杨彦东等 针对馈能减振器对运动转换机构的功能需求,提出基于并联机构的设计方案。采用约束螺旋理论提出一种结构对称单自由度螺旋运动(1H)并联机构型综合方法。运用螺旋理论,给出将力螺旋分解为空间多个力线矢的方法。在此基础上,将1H并联机构动平台约束螺旋系中的约束力螺旋,分解成与机构分支数相等的线性无关力线矢,用分解得到的力线矢替代该约束力螺旋,与动平台约束螺旋系中其它约束力和约束力偶形成新的机构约束螺旋系。通过反螺旋理论和空间几何理论确定分支约束螺旋系,进而求得分支运动螺旋系。通过线性组合和等效代换综合出全部合适的分支运动链,将结构相同的分支运动链沿动平台和定平台对称布置,得到一系列满足要求的1H并联机构。最后以3-UU机构为例,对综合得到机构进行自由度分析,分析结果验证了构型综合方法的正确性。
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研究考虑关节摩擦的5-PSS/UPU并联机构动力学建模及耦合特性分析
浙江工业大学机械工程学院的李研彪等 验台并采用Carsim和LabVIEW进行硬件在环试验,验证整车控制策略。 为了将并联机构应用于航天器的海面回收平台等领域,提出一种可以实现三移动二转动的新型五自由度并联机构—5-PSS/UPU并联机构作为柔性自适应动态平衡装置,并对该并联机构进行了耦合特性分析。首先,利用矢量法得到了机构运动学的正反解。其次,在考虑关节摩擦效应的情况下,采用牛顿-欧拉法建立了5-PSS/UPU并联机构的动力学模型,并对机构的动力学模型进行了数值仿真验证,结果表明考虑关节摩擦和未考虑关节摩擦时,各移动副的驱动力最大误差分别为:1.62%、0.48%、3.85%、1.21%、5.13%。然后,基于动力学模型,进行动力学耦合特性分析,并给出了惯量耦合特性评价指标。最后,在该并联机构的工作空间内,研究了耦合评价指标随机构运动状况的变化规律。研究结果表明,通过合理规划运动轨迹可以在一定程度上减少动力学耦合特性对并联机构动态性能所产生的影响。
探花
基于YOLO模型的柔索并联机器人移动构件快速定位方法
合肥工业大学机械工程学院的訾斌等 针对柔索并联机器人移动构件实时定位问题,提出一种基于YOLO目标检测模型的柔索并联机器人移动构件快速定位方法。首先根据YOLO目标检测模型设计深度卷积神经网络结构,根据PASCAL VOC数据格式构建自己的数据集,并在该数据集上训练及测试模型,然后将工业摄像机采集得到的图像数据输入模型中进行标靶检测,记录标靶的类别和位置。分析标靶的颜色特征,并将标靶图像进行二值化,进一步计算出柔索并联机器人的精确位置。试验表明该方法能对图像中的目标进行准确分类和定位,定位误差在1°以内,图片处理帧率可达33帧,满足实时性要求,同时算法具有良好的准确性和有效性。
榜眼
复合材料加工领域机器人的应用与发展趋势
北京航空航天大学机械工程及自动化学院的郝大贤等 认为随着复合材料在多个行业,尤其是航空航天领域的应用占比越来越高,对复合材料成型加工的低成本,高效率,自动化的需求也日益迫切。机器人或机器人化的设备在某些复合材料的加工成型方法中具有独特优势,可以实现更高的自动化水平,更低的生产成本,制造更复杂的零件。介绍了目前国内外在机器人复合材料加工领域的研究现状,讨论了未来机器人在复合材料加工的发展趋势。
状元
双臂协调机器人相对动力学建模
河北工业大学机械工程学院的张建华等 指出双臂机器人动力学建模是研究双臂协调运动的关键技术,难点在于同一系统中建立两机械臂之间联系。针对双臂协调机器人动力学建模问题,基于拉格朗日方程建立了两臂动力学模型一般形式,运用矢量解析法求解单臂角速度雅可比矩阵,然后结合虚位移原理,基于相对雅可比矩阵建立双臂协调机器人相对动力学模型,确立两机械臂末端相对作用力与关节参数之间关系。仿真和试验结果验证了矢量解析法与相对动力学模型的正确性,该模型能够求解两机械臂末端相对力,为分析双臂协调运动提供理论依据。
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