水下机器人集群通信系统设计及实验分析 被引量：4

1

作者 续丹 余雷 +2 位作者 胡桥 冯兴龙 陆涛 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期40-49,共10页

针对水下机器人集群通信平台在实际运用中存在多普勒效应、易受水质和障碍物等影响产生误码的问题,提出一种基于弱电鱼感知机理的水下仿生电场通信系统。该系统根据仿生电流场通信原理,通过两对发射接收电极传递信号,设计了一套基于幅... 针对水下机器人集群通信平台在实际运用中存在多普勒效应、易受水质和障碍物等影响产生误码的问题,提出一种基于弱电鱼感知机理的水下仿生电场通信系统。该系统根据仿生电流场通信原理,通过两对发射接收电极传递信号,设计了一套基于幅移键控原理的现场可编程门阵列(FPGA)数模混合电路。首先,为实现平台低功耗及小型化,模拟电路通过合理选型并进行画板制版,具体的发射电路包含幅移键控调制电路以及半桥驱动放大电路,采用低零漂高精度仪表运放提取接受电极两端电势差;其次,为了提高水下机器人集群通信距离实时变化时通信系统的稳定性,通过FPGA增益控制数字电路控制可编程放大器实现自适应倍数放大;然后,采用FPGA模数转换数字驱动电路驱动模数转换芯片将模拟信号转换为数字信号;最后,通过整流滤波数字电路整流后设计幅移键控非相干解调数字电路输出二进制数据流后由串口电路传输至树莓派中进行数据处理。仿真分析了不同尺寸不同形状障碍物对水下电场通信影响,并进行水下通信实验,结果表明:在淡水中电导率为4.87×10^(-4)S/cm条件下,所提出的水下电场通信系统可实现通信距离为2.4 m时误码率为0,且水下电场通信收发电极平行时,通信性能最佳。 展开更多

关键词 水下机器人 水下通信 数字通信系统 现场可编程门阵列

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3C智能制造工厂的AGV智慧物料传输与调度综述

2

作者 孙孝飞 郭捷 +4 位作者 魏灿名 金翔 赵飞 王磊 梅雪松 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期514-535,共22页

介绍了3C行业智能制造的发展现状与趋势,总结了3C智能制造过程中物料传输与调度的技术要求、现状问题与发展趋势。在此基础上,通过分析AGV的技术发展及其在智能工厂的应用进展,重点探讨了3C智能制造工厂中AGV物料传输与调度的关键技术,... 介绍了3C行业智能制造的发展现状与趋势,总结了3C智能制造过程中物料传输与调度的技术要求、现状问题与发展趋势。在此基础上,通过分析AGV的技术发展及其在智能工厂的应用进展,重点探讨了3C智能制造工厂中AGV物料传输与调度的关键技术,包括AGV物料传输任务数据库、路径规划、多机协同调度、动态调度管控、AGV调度管理系统等。最后,对3C智能制造工厂的AGV智慧物料传输与调度技术进行了总结和展望,提出了5G(第五代移动通信技术)+人工智能物联网(AIoT)以及高集成化的技术趋势,以促进3C制造业的数智化、高效化发展。 展开更多

关键词 3C制造 物料传输 AGV 动态调度 智能化

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协作机器人外力感知与交互控制研究现状及展望 被引量：7

3

作者 梅雪松 刘星 +2 位作者 赵飞 孙铮 陶涛 《航空制造技术》 2020年第9期22-32,共11页

协作机器人指的是一种能够在共享工作空间中实现物理人–机器人交互并执行协作任务的机器人系统。协作机器人正逐渐融入人类社会,与人类、其他机器人或非结构化环境等进行密切和复杂的交互。机器人–环境物理交互过程,外力感知和交互控... 协作机器人指的是一种能够在共享工作空间中实现物理人–机器人交互并执行协作任务的机器人系统。协作机器人正逐渐融入人类社会,与人类、其他机器人或非结构化环境等进行密切和复杂的交互。机器人–环境物理交互过程,外力感知和交互控制对于保证其安全性并提高其交互性能具有非常重要的意义。分别从外力感知、协作控制以及认知控制3个方面对协作机器人的研究现状进行综述,并对协作机器人感知与控制领域的研究进行展望。 展开更多

关键词 协作机器人 外力感知 柔顺控制 阻抗控制 协作控制 动态行为控制 认知控制

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带单节拖车的机器人控制系统的设计与实现 被引量：8

4

作者 任工昌 吴梦珂 +2 位作者 朱爱斌 刘朋 宋纪元 《电子技术应用》 2018年第11期41-44,49,共5页

带拖车的移动机器人是一种多车体系统,多车体机器人在运行过程中的控制难度也相应增加。针对带单节拖车的室内配送机器人,研究其运动学模型,提出了一种采用单车体运动学模型控制带单节拖车的配送机器人的控制方案。首先设计了带单节拖... 带拖车的移动机器人是一种多车体系统,多车体机器人在运行过程中的控制难度也相应增加。针对带单节拖车的室内配送机器人,研究其运动学模型,提出了一种采用单车体运动学模型控制带单节拖车的配送机器人的控制方案。首先设计了带单节拖车的移动机器人的运动学模型,然后以搭载着ROS(机器人操作系统)的车载MiniPC作为上位机,STM32F103作为下位机,完成了对带单节拖车的室内配送机器人系统的设计与搭建,实现了机器人的自主运动控制。实验结果表明,该控制系统在室内直线走廊与"T"字形走廊都可以很好地兼顾到拖车部分的转向情况,实现了带单节拖车的配送机器人的自主导航。该设计为带单节拖车的配送机器人控制提出了一种有效的方案。 展开更多

关键词 带单节拖车 移动机器人 ROS 自主导航

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单兵救援助力外骨骼机器人的设计与特性分析 被引量：3

5

作者 宋纪元 朱爱斌 +2 位作者 屠尧 张甲林 张育林 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期2037-2047,共11页

针对单兵救援人员对装甲车内伤员实施救助时体力不足的问题,开展外骨骼辅助救援者的设计与特性分析研究。通过对人体弯腰提升过程运动机理的研究,开展救援外骨骼的机构设计、运动学与动力学分析。基于分散负载的理念,融合外骨骼方案和... 针对单兵救援人员对装甲车内伤员实施救助时体力不足的问题,开展外骨骼辅助救援者的设计与特性分析研究。通过对人体弯腰提升过程运动机理的研究,开展救援外骨骼的机构设计、运动学与动力学分析。基于分散负载的理念,融合外骨骼方案和外肢体方案,提出一种辅助人体提升重物的并联助力机构,设计一种单兵救援提升助力系统,完成救援外骨骼的样机研制并通过实验验证了样机运动的有效性。研究结果表明:救援外骨骼机器人能够实现救援者提升过程的运动需求,并能够实现分散救援者负载、提高救援效率的目标。 展开更多

关键词 机器人 助力外骨骼 外肢体 单兵救援 腰部助力

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下肢外骨骼康复机器人人机交互力自适应导纳控制 被引量：22

6

作者 屠尧 朱爱斌 +3 位作者 宋纪元 申志涛 张小栋 曹广忠 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期9-16,共8页

对于下肢具有残余肌力的下肢瘫痪病人,基于标准步态轨迹被动训练的康复方案无法满足锻炼肌肉的康复训练需求,为此提出了一种人机交互力自适应控制的下肢外骨骼康复机器人控制策略,并设计了可实现康复训练的控制方法。该方法以健康人体... 对于下肢具有残余肌力的下肢瘫痪病人,基于标准步态轨迹被动训练的康复方案无法满足锻炼肌肉的康复训练需求,为此提出了一种人机交互力自适应控制的下肢外骨骼康复机器人控制策略,并设计了可实现康复训练的控制方法。该方法以健康人体行走步态为下肢外骨骼康复机器人的位置控制参考,以穿戴者的自身腿部用力作为力控制约束,根据穿戴者自身腿部力量大小,智能控制和调整步态曲线,以更加适应穿戴者的康复训练需求。仿真试验结果表明,相对于完全被动的康复训练模式,自适应力控制模式能够有效地调整康复过程中人机交互力,可以适应多种不同的康复训练需求,从而大大提高受损患肢运动功能恢复的康复治疗进程,具有实际的应用价值。 展开更多

关键词 康复机器人 导纳控制 自适应滑模控制 下肢外骨骼

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防老年人跌倒的助老机器人人机系统动态稳定性分析模型 被引量：4

7

作者 穆小奇 张小栋 +1 位作者 徐海鹏 李亮亮 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期67-76,共10页

针对现有助行机器人防老年人跌倒的安全保障措施不够完善、模型存在局限性的问题,建立了防止老年人跌倒的助老机器人人机系统动力学模型,对人机系统的动态稳定性展开分析研究。首先,建立了人体倒立摆动力学模型,得到了人体动态稳定性区... 针对现有助行机器人防老年人跌倒的安全保障措施不够完善、模型存在局限性的问题,建立了防止老年人跌倒的助老机器人人机系统动力学模型,对人机系统的动态稳定性展开分析研究。首先,建立了人体倒立摆动力学模型,得到了人体动态稳定性区域以及人体跌倒的可能形式;其次,分别从前倾、后倾、左倾和右倾4种情况建立了防老年人跌倒的人机系统动力学模型,并给出了系统动态稳定必须满足的约束条件;最后,通过求解人机系统动力学方程对人体和助老机器人的动态稳定性分别进行了分析判断,并搭建了实验平台,分别对4种情况进行了实验,验证了模型的有效性。实验结果表明:在4种情况下,助老机器人的倾角均小于1°,人体的倾角均能在短时间内迅速下降至0°,所建人机系统可满足动态稳定性要求,所设计的助老机器人在帮助使用者进行户外行走过程中,能够起到防止老年人跌倒的目的。所提基于动态稳定性分析的动力学模型可为同类机器人控制研究提供理论基础,有助于助老机器人实用化。 展开更多

关键词 助老机器人 动态稳定性 人机系统 动力学模型

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助老机器人伴行模态人机耦合系统的耐冲击振动特性分析 被引量：3

8

作者 穆小奇 张小栋 +3 位作者 王亚宾 韩焕杰 袁亮 彭蕴博 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2020年第2期22-31,共10页

由于助老机器人在户外辅助老年人行走过程中会遇到路面不平冲击或其它瞬时冲击,不仅会对助老机器人本身产生冲击振动影响,还会引起由此带来老年人手部的局部振动。为了研究助老机器人人机耦合系统的耐冲击性,对助老机器人人机耦合系统... 由于助老机器人在户外辅助老年人行走过程中会遇到路面不平冲击或其它瞬时冲击,不仅会对助老机器人本身产生冲击振动影响,还会引起由此带来老年人手部的局部振动。为了研究助老机器人人机耦合系统的耐冲击性,对助老机器人人机耦合系统振动特性进行了较深入的分析。①分析了助老机器人的前、后轮在不同作用输入下的强迫振动,分别建立了助老机器人系统和老年人人体系统的振动模型;②建立了助老机器人人机耦合系统的振动模型;③采用Matlab/Simulink软件分别从地面不平冲击和瞬时冲击两类情况对助老机器人人机耦合系统的耐冲击振动特性进行了振动模型仿真分析。结果表明:两类情况下老年人手部的振动幅值、振动最大速率和助老机器人把手的振动幅值、振动最大加速度以及最大耦合作用力均较小,助老机器人人机耦合系统的耐冲击性较好。其研究过程为分析对防摔控制和人手舒适度调节控制的影响提供了理论基础。 展开更多

关键词 振动与波 助老机器人 Matlab/Simulink仿真分析 振动特性 人机耦合系统

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基于EMD与SVM的仿生机器鱼人工侧线智能探测方法 被引量：3

9

作者 刘钰 胡桥 +1 位作者 赵振轶 魏昶 《水下无人系统学报》 北大核心 2019年第2期174-180,共7页

针对水下声学感知与信息交互系统常常受到混响或多途效应干扰,而光学传感也容易受到水质浑浊等环境制约的现状,为了解决仿生机器鱼在复杂水下环境干扰下的目标精确探测问题,文中提出一种基于仿生人工侧线(ALL)的水下运动目标智能探测方... 针对水下声学感知与信息交互系统常常受到混响或多途效应干扰,而光学传感也容易受到水质浑浊等环境制约的现状,为了解决仿生机器鱼在复杂水下环境干扰下的目标精确探测问题,文中提出一种基于仿生人工侧线(ALL)的水下运动目标智能探测方法。首先,通过经验模式分解(EMD)将ALL系统接收到的原始信号分解为不同的本征模态函数(IMFs),从而将有用信号与干扰进行分离;然后,在水中放置不同频率的振动物体模拟不同鱼类,通过IMFs中的特征频率进行水下运动目标的识别;最后,将IMFs的能量值频谱信息作为支持向量机(SVMs)的输入,从而智能识别水下运动物体的方位。将这一探测方法与ALL结合并进行水池实验验证,结果表明,文中所提出的方法相比于传统的如快速傅里叶变换(FFT)和神经网络等方法具有更好的探测性能。 展开更多

关键词 仿生机器鱼 人工侧线 经验模式分解 支持向量机 智能探测

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助老机器人伴行模态振动对手部舒适性影响分析 被引量：3

10

作者 穆小奇 张小栋 +1 位作者 王亚宾 韩焕杰 《噪声与振动控制》 CSCD 2019年第1期5-9,共5页

由于助老机器人在户外辅助老年人行走过程中会遇到路面不平或瞬时冲击,不仅会对助老机器人本身产生冲击振动影响,更重要的是还会引起由此带来老年人手部的局部振动。为了研究助老机器人是否满足老年人的舒适性要求,对助老机器人耐冲击... 由于助老机器人在户外辅助老年人行走过程中会遇到路面不平或瞬时冲击,不仅会对助老机器人本身产生冲击振动影响,更重要的是还会引起由此带来老年人手部的局部振动。为了研究助老机器人是否满足老年人的舒适性要求,对助老机器人耐冲击振动特性及其对老年人伴行舒适性的影响进行了较深入的分析。首先,分析助老机器人的前、后轮在不同位移输入下的强迫振动,建立助老机器人的双轴垂直和俯仰两自由度振动模型;然后,利用助老机器人的几何关系建立老年人的手部振动模型;最后,采用MATLAB/Simulink软件分别从瞬时冲击和地面不平两类情况对助老机器人耐冲击振动特性及其对老年人伴行舒适性的影响进行振动模型仿真分析。结果表明:两类情况下老年人手部的振动幅值和振动速率均较小,机器人能满足老年人的手部操作的舒适性要求。其研究过程为分析同类机器人相关问题提供了理论基础。 展开更多

关键词 振动与波 助老机器人 MATLAB/SIMULINK 仿真分析 耐冲击振动特性 舒适性

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小型开架式水下机器人水动力特性仿真研究 被引量：3

11

作者 程啸鹏 胡桥 和岩辉 《舰船电子工程》 2020年第2期87-92,共6页

为解决小型开架式水下机器人传统水动力系数获取方法中存在的误差大、耗时长、耗资大、过程复杂等问题,论文提出了一种小型开架式水下机器人的水动力特性仿真实验方法。基于FLUENT软件针对"XJTU号"水下机器人水动力特性展开研... 为解决小型开架式水下机器人传统水动力系数获取方法中存在的误差大、耗时长、耗资大、过程复杂等问题,论文提出了一种小型开架式水下机器人的水动力特性仿真实验方法。基于FLUENT软件针对"XJTU号"水下机器人水动力特性展开研究,探究水动力与机器人航行速度、角度和加速度之间的关系。模拟了"XJTU号"匀速直航、水平斜航、垂直斜航、加速直航运动实验,并利用最小二乘法针对仿真数据进行处理,获得了相应的水动力系数。将论文仿真结果与现有文献中小型开架式水下机器人的约束船模实验结果进行对比分析,证明了论文研究方法的有效性和实用性,为小型开架式水下机器人运动控制和操纵性能预报提供了数据基础和方法支撑。 展开更多

关键词 水动力系数 小型开架式水下机器人 FLUENT

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微小型跳跃机器人:仿生原理,设计方法与驱动技术 被引量：1

12

作者 吴业辉 刘梦凡 +2 位作者 白瑞玉 李博 陈贵敏 《动力学与控制学报》 2023年第12期37-52,共16页

高爆发性的跳跃是生物亿万年进化演变中赖以生存的关键之一,帮助生物实现在各种非结构化环境下的灵活运动功能.通过对生物跳跃机制的深入理解,微小型跳跃机器人在功能及性能上取得长足进步.本文以生物跳跃运动四个阶段(准备、起跳、腾... 高爆发性的跳跃是生物亿万年进化演变中赖以生存的关键之一,帮助生物实现在各种非结构化环境下的灵活运动功能.通过对生物跳跃机制的深入理解,微小型跳跃机器人在功能及性能上取得长足进步.本文以生物跳跃运动四个阶段(准备、起跳、腾空和着陆)为主线,剖析了生物的行为原理,介绍了对应的微小型跳跃机器人的动力学特征与技术,归纳了现有研究的挑战,最后讨论了跳跃机器人的未来发展趋势和潜在研究价值. 展开更多

关键词 跳跃机器人 生物跳跃机制 仿生

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水下清淤串并混联机械臂机构设计与仿真分析

13

作者 夏寅 苏文斌 +2 位作者 胡桥 张箭 石麟 《水下无人系统学报》 2025年第1期131-141,共11页

近年来,采用水下机器人清理水库底部淤泥逐渐成为一种全新的水下清淤解决方案,水下机械臂则是其实现清淤作业的主要工具。针对清淤过程中串联机械臂结构刚度低、可靠性差等问题,文中结合串联机械臂和并联机械臂设计了一款水下串并混联... 近年来,采用水下机器人清理水库底部淤泥逐渐成为一种全新的水下清淤解决方案,水下机械臂则是其实现清淤作业的主要工具。针对清淤过程中串联机械臂结构刚度低、可靠性差等问题,文中结合串联机械臂和并联机械臂设计了一款水下串并混联机械臂。首先通过螺旋理论设计了混联机构并完成了机械臂结构设计,然后通过有限元仿真软件进行强度校核和静刚度分析,结果表明串并混联机械臂与串联机械臂相比具有更高的结构刚度。该研究结果可对进一步改进和优化水下机械臂的设计提供理论与技术支撑。 展开更多

关键词 水下机械臂 串并混联 机构设计 有限元仿真

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AUV智能集群协同任务研究进展 被引量：2

14

作者 胡桥 赵振轶 +1 位作者 冯豪博 姜川 《水下无人系统学报》 2023年第2期189-200,共12页

随着智能集群技术的发展和日渐成熟,自主水下航行器(AUV)以集群的形式互相协作执行任务成为了未来水下任务发展的必然趋势。由于水下环境的特殊性,水下多航行器集群协同任务面临巨大挑战。论文概述了国内外AUV智能集群协同任务的相关研... 随着智能集群技术的发展和日渐成熟,自主水下航行器(AUV)以集群的形式互相协作执行任务成为了未来水下任务发展的必然趋势。由于水下环境的特殊性,水下多航行器集群协同任务面临巨大挑战。论文概述了国内外AUV智能集群协同任务的相关研究进展。从集群围捕、路径规划、编队控制等角度,系统性阐述了AUV智能集群多种任务及其关键技术的国内外发展现状,同时介绍了作者团队近年来开展AUV集群协同围捕和水下多路径规划等研究工作。通过对现有研究成果的总结与分析,为探索和规划水下多航行器集群协同任务的发展方向提供了参考。 展开更多

关键词 自主水下航行器 智能集群 集群围捕 路径规划 编队控制

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基于视觉-惯性-压力融合的水下定位方法

15

作者 张箭 胡桥 +2 位作者 夏寅 石麟 李洋阳 《水下无人系统学报》 2025年第1期99-107,共9页

水下机器人在水下非结构化环境作业时,难以依赖外部基站进行定位,多传感器融合自主定位在此类环境具有重要应用价值。文中针对水下多传感器融合定位中视觉定位稳定性差、惯性导航存在较大漂移等问题,提出一种紧组合视觉、惯性及压力传... 水下机器人在水下非结构化环境作业时,难以依赖外部基站进行定位,多传感器融合自主定位在此类环境具有重要应用价值。文中针对水下多传感器融合定位中视觉定位稳定性差、惯性导航存在较大漂移等问题,提出一种紧组合视觉、惯性及压力传感器的多传感器融合定位方法。通过图优化方法进行多传感器融合,基于深度信息对视觉惯性数据进行误差辨识以提升融合数据质量;针对融合定位过程中出现的漂移和定位丢失问题,采用深度传感器进行权重分配以提供更加细致的系统初始化,同时引入闭环检测和重定位方法,有效改善漂移和定位丢失的问题。通过试验验证发现,所提出的融合定位算法相较于视觉惯性融合定位方法精度提升48.4%,具有更好的精度和鲁棒性,实际工况定位精度可达厘米级。 展开更多

关键词 水下定位 多传感器融合定位 图优化

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采用套索驱动的手部助力外骨骼设计与抓握实验研究

16

作者 宋纪元 朱爱斌 +5 位作者 张晶 郑春莉 屠尧 黄虎 张政 徐海波 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期115-126,共12页

针对航天和工业领域中人体佩戴手套执行任务时,手指关节处因受到编织物挤压而造成的手部疲劳损伤以及抓握力下降等问题,设计了一种采用套索驱动的手部助力外骨骼系统。该系统采用以速度为内环、力为外环的力PID控制方法,以拉力传感器反... 针对航天和工业领域中人体佩戴手套执行任务时,手指关节处因受到编织物挤压而造成的手部疲劳损伤以及抓握力下降等问题,设计了一种采用套索驱动的手部助力外骨骼系统。该系统采用以速度为内环、力为外环的力PID控制方法,以拉力传感器反馈输出力,通过力学建模对手部助力外骨骼导线槽开展位置优化。对所设计的外骨骼系统开展抓握实验,结果表明:人体穿戴手部助力外骨骼可再现Feix分类法中全部33种抓握类型;外骨骼抓握指尖力最高可达14N;与不穿戴外骨骼相比,穿戴外骨骼时人体手指关节运动范围能够达到自主弯曲运动范围的63%以上,掌指关节、近端指间关节和大拇指的指间关节角度的皮尔森相关系数可达0.90以上;外骨骼助力抓握使得肱桡肌和桡侧腕长伸肌的肌电均方根峰值分别减小了37.86%和62.46%。实验结果证明所设计的手部助力外骨骼能够明显减少手部肌肉耗能。 展开更多

关键词 套索驱动 手部助力 外骨骼机构 抓握实验 静力学分析

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电动汽车锂电池模块化热管理系统的设计及实验研究 被引量：20

17

作者 苟飘 徐俊 +2 位作者 刘晓艳 王海涛 梅雪松 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期104-110,共7页

针对电动汽车锂电池在高温情况下极易引发电池的性能退化,甚至导致热失控的问题,提出了一种电动汽车锂电池模块化热管理系统设计方案。所设计的系统采用20节圆柱形电池交错排列方式,电池之间布置6块内含冷却液流道的冷却单体,利用冷却... 针对电动汽车锂电池在高温情况下极易引发电池的性能退化,甚至导致热失控的问题,提出了一种电动汽车锂电池模块化热管理系统设计方案。所设计的系统采用20节圆柱形电池交错排列方式,电池之间布置6块内含冷却液流道的冷却单体,利用冷却单体中流动的冷却液迅速带走电池在工作时产生的热量,保证锂电池工作在25~40℃的适宜范围内。采用所设计系统针对冷却液流速、管道连接方式对电池模组冷却性能的影响进行仿真与优化,并根据优化结果,搭建实验平台进行实验验证。实验结果表明:增大冷却液流量可有效提高冷却效率,但流量的选取应权衡冷却效果与消耗功率的利弊;电池并联的最高温度和温差比串联分别下降了7.55℃和6.74℃,说明并联对提高整个模块化电池热管理系统的散热性能具有较好的效果,在电池包数量较大时,宜采用并联方式;并联缩短了温度大范围波动的时间,减小了过大的温度波动对电池造成的影响。 展开更多

关键词 电动汽车 锂电池 热管理系统 热失控

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靶材背面辅助材料影响激光打孔重铸层分布的实验研究 被引量：5

18

作者 杜晓婷 段文强 +3 位作者 王恪典 董霞 梅雪松 王文君 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期128-135,共8页

针对激光直冲加工微小孔时,孔出口重铸层较厚、毛刺较多的问题,提出了在靶材背面增加辅助材料的方法,探究不同吸光能力的材料对激光打孔重铸层分布的影响。辅助材料按照吸光能力分为透射光材料、吸收光材料和散射光材料,选择的3种典型... 针对激光直冲加工微小孔时,孔出口重铸层较厚、毛刺较多的问题,提出了在靶材背面增加辅助材料的方法,探究不同吸光能力的材料对激光打孔重铸层分布的影响。辅助材料按照吸光能力分为透射光材料、吸收光材料和散射光材料,选择的3种典型代表材料为石英玻璃、石蜡和NaCl,分别对3种材料激光打孔孔口形貌和重铸层厚度的影响进行实验研究,并对其作用机理进行了深入分析。实验结果显示:背面增加辅助材料可以有效地减小出口的重铸层厚度和出口毛刺,但入口重铸层厚度有不同程度的增加,且脉宽对打孔结果有明显影响;相比之下,NaCl的作用效果最佳,其入口重铸层增量较小,出口干净圆整,重铸层厚度减小了60%以上,减至10~15μm。 展开更多

关键词 激光打孔 微小孔 重铸层 辅助材料

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喷液式一体化在线动平衡终端的设计与实验研究 被引量：8

19

作者 运侠伦 梅雪松 +2 位作者 姜歌东 胡振邦 张尊浩 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第10期79-84,111,共7页

针对喷液式在线动平衡系统中的传统组装式平衡终端存在的问题,提出了一种新型的采用3D打印快速成形的一体化终端。在分析传统的组装式平衡终端存在质量过大和密封等问题的基础上,结合喷液式在线动平衡的技术特点和快速成形的要求设计出... 针对喷液式在线动平衡系统中的传统组装式平衡终端存在的问题,提出了一种新型的采用3D打印快速成形的一体化终端。在分析传统的组装式平衡终端存在质量过大和密封等问题的基础上,结合喷液式在线动平衡的技术特点和快速成形的要求设计出了新型的一体化平衡终端。在分析一体化平衡终端平衡能力的基础上,取实验主轴极限转速和容腔满腔液体的极限实验状态,建立了弧形容腔受力面分析模型,选取了容腔壁安全厚度,完成了一体化终端的制作,并且和组装式终端进行了关键参数对比。此外,为了保证液体的流动特性、表面测试的需求以及终端和主轴的配合精度,对一体化平衡终端配合锥面进行配磨,表面和液体流道进行了修形。最后,在高速主轴试验台上进行平衡终端的在线验证实验。实验结果表明,当转速为9 000 r/min,12 000 r/min和15 000 r/min时,通过在线平衡可以使主轴工频振幅分别下降达80.76%,82.34%和84.13%,且都一次成功,平衡时间也非常短,充分展现了平衡终端的可靠性。 展开更多

关键词 高速电主轴 在线平衡 组装式终端 3D打印 一体化终端

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高速电主轴注液式一体化平衡终端优化设计与实验研究 被引量：4

20

作者 运侠伦 袁世珏 +2 位作者 梅雪松 姜歌东 王晨 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2021年第15期26-33,共8页

注液式在线动平衡是超高速电主轴的主要在线平衡方式之一,为了解决传统的注液式在线平衡终端容腔设计精度不高造成的平衡精度损失问题,计入高速旋转状态下平衡终端容腔内的油气复杂流动状态的影响,建立4种不同截面形状的容腔分析模型,利... 注液式在线动平衡是超高速电主轴的主要在线平衡方式之一,为了解决传统的注液式在线平衡终端容腔设计精度不高造成的平衡精度损失问题,计入高速旋转状态下平衡终端容腔内的油气复杂流动状态的影响,建立4种不同截面形状的容腔分析模型,利用FLUENT流体仿真分析手段基于VOF方法实现对平衡终端容腔内流体的三维数值模拟,研究了不同质量液体在不同转速条件下四种容腔内部流体的湍流情况、容腔内液体分布状态以及容腔外壁的合成压力,研究表明:90F形状容腔为最佳截面形状容腔。在充分考虑平衡终端极限运转条件下(最高转速和容腔充满液体),建立容腔外壁的有限元分析模型,实现平衡终端容腔的参数优化,应用3D打印技术制造优化后的平衡终端,在超高速铣削电主轴实验台上进行在线动平衡实验验证。实验结果表明:平衡前后工频幅值下降幅度均超过90%,平衡性能有效提升。 展开更多

关键词 高速电主轴 在线平衡 平衡终端 容腔 流体仿真

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