检索结果-内蒙古大学图书馆

机械工程学报 2025年第4期61卷 355-364页

作者：葛曜文杨晓伟邓文翔姚建勇南京理工大学机械工程学院南京210094 浙江大学流体动力基础件与机电系统全国重点实验室杭州310027

流量脉动是柱塞泵的固有属性,理论而言其是由多个柱塞往复运动所产生,但在实际运行中柱塞在缸孔密封容腔内的一次次挤压和排放油液会积存残余压力,并伴随着泄漏等非线性不确定性,致使实际流量脉动与理论流量脉动之间存在偏差。现有电静... 详细信息

流量脉动是柱塞泵的固有属性,理论而言其是由多个柱塞往复运动所产生,但在实际运行中柱塞在缸孔密封容腔内的一次次挤压和排放油液会积存残余压力,并伴随着泄漏等非线性不确定性,致使实际流量脉动与理论流量脉动之间存在偏差。现有电静液作动器(Electro-hydrostatic actuation,EHA)非线性控制方法研究中,通常对流量脉动进行线性处理并前馈补偿,忽视了泵流量脉动的非线性特征以及偏差效应,进而扩大了匹配不确定性的上界,致使控制器增益系数增大引起噪声放大,限制了电静液作动器系统控制精度的提升。为追求更高的控制精度,提出一种基于流量脉动补偿的电静液作动器神经网络控制方法。首先建立理论流量脉动的非线性范式模型用于前馈补偿,随后通过双通道神经网络实时逼近执行器的摩擦及第二通道干扰、理论与实际流量脉动的残差及第三通道干扰。试验结果表明,所提出的基于流量脉动补偿的电静液作动器神经网络控制和另外两种控制方法相比,跟踪精度提升了65%以上,在降低控制器增益和调参难度的同时,获得了更加优异的控制性能。

关键词：电静液作动器神经网络控制流量脉动前馈补偿

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机器人用电静液作动器研究现状与发展趋势

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机械工程学报 2025年第4期61卷 273-289页

作者：张军辉倪小昊纵怀志郭怡涛杨梅生朱琦歆徐兵浙江大学流体动力与智能控制研究所杭州310058 浙江大学流体动力基础件与机电系统全国重点实验室杭州310058 安徽工业大学机械工程学院马鞍山243002

液压机器人以大负载输出和抗干扰能力强等优点在众多场景中广泛应用。执行器作为机器人的“肌肉”负责直接对外做功,是机器人实现性能的关键。其中,电静液作动器(Electro-hydrostatic actuator,EHA)以其集成度高、能量效率高、功率密度... 详细信息

液压机器人以大负载输出和抗干扰能力强等优点在众多场景中广泛应用。执行器作为机器人的“肌肉”负责直接对外做功,是机器人实现性能的关键。其中,电静液作动器(Electro-hydrostatic actuator,EHA)以其集成度高、能量效率高、功率密度高等优点,被广泛应用于机器人、航空航天、工程装备及其他领域。从EHA的机器人应用、系统构型、硬件组成、控制算法和发展方向五个方面综述机器人用EHA的发展现状,介绍EHA在关节机器人、可穿戴机器人、足式机器人等多领域开展的应用,对EHA的快速响应构型和节能高效构型进行介绍,讨论EHA的硬件组成,包括电机、液压泵、执行器与集成阀块等核心部件,总结机器人用EHA在位置控制、力控制和柔顺控制方面的控制算法,从元件、驱动、控制和节能等角度展望机器人用EHA的发展趋势。

关键词：电静液作动器液压驱动机器人系统构型集成设计精确控制

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聚二甲基硅氧烷原位固化3D打印装置及工艺

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浙江大学学报(工学版) 2025年第5期59卷 973-981页

作者：苏炼封森文谢英睿栾丛丛姚鑫骅浙江大学机械工程学院浙江省三维打印工艺与装备重点实验室流体动力基础件与机电系统全国重点实验室浙江杭州310027

针对在聚二甲基硅氧烷(PDMS) 3D打印的前驱体中加入的特定添加剂的缺陷以及PDMS固化时间长的问题,提出基于热场辅助的PDMS原位固化打印新方法,设计搭建原位固化3D打印平台.通过正交试验获取打印成型平台面与成型面丝材的最优工艺参数组... 详细信息

针对在聚二甲基硅氧烷(PDMS) 3D打印的前驱体中加入的特定添加剂的缺陷以及PDMS固化时间长的问题,提出基于热场辅助的PDMS原位固化打印新方法,设计搭建原位固化3D打印平台.通过正交试验获取打印成型平台面与成型面丝材的最优工艺参数组合,基于最优工艺参数组合打印了倾斜结构、仿生结构及Y型气管支架3种典型复杂结构,实现了在打印平台内PDMS制件的原位快速固化成型.该方法拓展了PDMS及同类热固性材料在复杂结构件打印中的适用性.

关键词：聚二甲基硅氧烷(PDMS) 原位固化 3D打印成型工艺

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基于数字孪生的复杂高端装备的动态交互装配方法

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包装工程 2025年第8期46卷 46-56页

作者：马徐蚌冯毅雄程鼎豪贵州大学机械工程学院贵阳550025 浙江大学流体动力基础件与机电系统全国重点实验室杭州310027

目的为了解决复杂装备零件装配中效率和精度低的问题,开发一种基于数字孪生技术与改进动态目标检测算法的复杂高端装备动态交互装配方法。方法构建面向数字孪生的人机交互框架并优化目标检测算法,实现复杂装备装配过程的实时监控。操作... 详细信息

目的为了解决复杂装备零件装配中效率和精度低的问题,开发一种基于数字孪生技术与改进动态目标检测算法的复杂高端装备动态交互装配方法。方法构建面向数字孪生的人机交互框架并优化目标检测算法,实现复杂装备装配过程的实时监控。操作人员通过可视化界面与系统进行动态交互,实现装配工艺的实时优化。首先,通过多源传感器实时采集装备的实时数据;其次,基于实时数据构建装备虚拟模型,生成与实际装配场景高度一致的视频并通过改进后的YOLOv8n算法实现对工业零件的精准检测与分类;最后,通过人机交互过程对装配过程进行动态优化并通过设计交互界面实时显示检测结果,为装备装配提供智能化支持。结果提出方法能够在复杂高端装备的装配过程中实现精准的检测与实时动态响应。改进后动态目标检测结果在保持高精度的同时,较未改进版本检测速度提升24.9%。结论不仅为复杂高端装备人机交互装配提供了创新解决方案,而且为数字孪生技术在工业领域的进一步应用与发展提供了有力支持。

关键词：数字孪生人机交互工业装配目标检测 YOLOv8n

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人机协作的掘进机截割部故障率稳健性容差设计

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机械工程学报 2025年第3期61卷 77-90页

作者：崔凯越洪兆溪娄山河闫炜煜冯毅雄谭建荣浙江大学流体动力基础件与机电系统全国重点实验室杭州310027 浙江大学宁波科创中心宁波315100 南洋理工大学机械与宇航工程学院新加坡新加坡637460 贵州大学省部共建公共大数据国家重点实验室贵阳550025

掘进机截割部的稳健运行是掘进工作能够按时保质完成的必要条件,对截割部故障率进行稳健性容差设计是满足系统稳健运行的同时降低制造成本的有效措施。针对截割部故障率稳健性容差设计过程中故障数据样本量大、缺少相关稳健性优化数学... 详细信息

掘进机截割部的稳健运行是掘进工作能够按时保质完成的必要条件,对截割部故障率进行稳健性容差设计是满足系统稳健运行的同时降低制造成本的有效措施。针对截割部故障率稳健性容差设计过程中故障数据样本量大、缺少相关稳健性优化数学模型、目标函数高维求解困难等问题,提出人机协作的截割部故障率稳健性容差设计方法。该方法以计算机的强大算力为支撑,首先利用人的区间模糊推理知识和最大似然估计方法对大量故障数据进行参数拟合,近似估计零部件故障率。其次基于数学目标规划知识和n重黎曼定积分设计了稳健性度量函数,构建高维高次稳健性优化数学模型。然后使用人群搜索算法和算法参数分析知识进行求解,获得了故障率容差的相对最优解。最后设计基于积分的多维波动模拟策略,得到整个截割部系统故障率的波动曲线。对比试验结果表明,所提出的人机协作的截割部故障率稳健性容差设计方法可以有效获得零部件故障率的扩展区间,并使截割部系统的稳健性能保持在较高水平。在人认知能力和计算机计算智能的联合推动下,该稳健性容差设计方法可经过适应性调整,进一步应用于其他可微的复杂系统。

关键词：截割部故障率稳健性容差设计人机协作最大似然估计黎曼定积分人群搜索算法

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基于振动特性的高速开关阀动态特性测试研究

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机械工程学报 2025年第6期61卷 331-339页

作者：钟麒贾体伟徐恩光余诚杨华勇李研彪浙江工业大学机械工程学院浙江大学流体动力基础件与机电系统全国重点实验室浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部/浙江省重点实验室

高速开关阀是数字液压系统的核心控制元件，动态特性是衡量高速开关阀性能的重要指标，也是确保数字液压系统控制精度的关键。然而，由于高速开关阀结构紧凑、体积小等原因，传统的位移检测方法难以直接获取其动态性能，使得高速开关阀... 详细信息

高速开关阀是数字液压系统的核心控制元件，动态特性是衡量高速开关阀性能的重要指标，也是确保数字液压系统控制精度的关键。然而，由于高速开关阀结构紧凑、体积小等原因，传统的位移检测方法难以直接获取其动态性能，使得高速开关阀动态性能精准评估成为数字液压领域的一大难点。提出基于振动特性的高速开关阀动态性能检测方法，建立开关阀动态启闭过程中的阀体振动模型，揭示出阀体振动规律，得到阀体振动特性与阀芯运动起止状态的映射关系，实现高速开关阀动态性能的实时检测。为体现基于振动检测高速开关阀动态特性方法的优越性，分别测试三电压、四电压方法驱动下高速开关阀的动态特性，并使用激光位移传感器方法进行比较和验证。试验结果表明，提出的检测方法能够在不改变高速开关阀内部结构和不破坏其原有动态特性的情况下，精准获取高速开关阀的动态启闭时间，相较于现有的测试方法，具有可靠性强、实时性高、经济实惠等优势。

关键词：高速开关阀数字液压动态性能振动特性

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高速开关阀驱动控制方法研究现状与展望

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机械工程学报 2025年第4期61卷 290-301页

作者：钟麒徐恩光贾体伟王俊贤杨华勇李研彪浙江工业大学机械工程学院杭州310023 浙江大学流体动力基础件与机电系统全国重点实验室杭州310027 浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部/浙江省重点实验室杭州310023

高速开关阀作为数字液压系统的核心控制元件,具有结构紧凑、频响高、抗污染能力强等优点,广泛应用在航空航天、工程机械、军工设备等关键领域。高速开关阀的动态特性决定了数字液压系统的响应速度和控制精度。针对现有的高速开关阀,优... 详细信息

高速开关阀作为数字液压系统的核心控制元件,具有结构紧凑、频响高、抗污染能力强等优点,广泛应用在航空航天、工程机械、军工设备等关键领域。高速开关阀的动态特性决定了数字液压系统的响应速度和控制精度。针对现有的高速开关阀,优化驱动控制方法是提升其动态特性最直接和最经济的方式。综合分析国内外关于高速开关阀驱动控制方法的研究现状与进展。为提高高速开关阀的综合性能,其控制策略趋于多电压化发展,且对各阶段电压的匹配提出更高的要求。虽然现有的多电压控制策略通过优化高速开关阀的启闭初始电流,可同时实现高动态响应和低功耗驱动,但是高动态响应加剧了阀体间的撞击,导致高速开关阀启闭噪声大、振动剧烈,大幅缩短使用寿命。随着微电子技术、计算机技术和传感技术的融合发展,高速开关阀多电压驱动控制策略将朝着更精细化、智能化的方向发展,以兼顾高速开关阀响应快、能耗低、温升小、寿命长等关键特性。

关键词：数字液压高速开关阀控制算法

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考虑线圈温升的电磁开关阀动态响应特性检测

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浙江大学学报(工学版) 2025年第1期59卷 100-108页

作者：何贤剑徐恩光王军钟麒李研彪杨华勇浙江工业大学机械工程学院浙江杭州310023 浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部/浙江省重点实验室浙江杭州310023 浙江海宏液压科技股份有限公司浙江临海317000 浙江大学流体动力基础件与机电系统全国重点实验室浙江杭州310027

针对电磁开关阀内部阀芯运动过程难以被精准检测的问题,提出基于电流多阶导数特性的电磁开关阀动态性能无损识别方法.考虑电磁铁线圈温升对线圈电阻的影响规律,以线圈电感导数、电流导数和阀芯运动速度建立数学模型.基于磁化曲线探究电... 详细信息

针对电磁开关阀内部阀芯运动过程难以被精准检测的问题,提出基于电流多阶导数特性的电磁开关阀动态性能无损识别方法.考虑电磁铁线圈温升对线圈电阻的影响规律,以线圈电感导数、电流导数和阀芯运动速度建立数学模型.基于磁化曲线探究电流导数与阀芯运动状态的匹配关系,分析磁导率导数对判断电磁开关阀启闭状态的影响规律.推导得到开启电流导数中的凸/凹点对应电磁开关阀的临界/完全开启时刻,关闭电流导数中的上/下折点匹配电磁开关阀的临界/完全关闭时刻.试验结果表明,开启和关闭时间最大检测偏差分别为2.40%和3.08%,单周期总启闭时间最大检测偏差为1.49%.

关键词：电磁开关阀温升特性动态性能高精度检测电流导数

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固相体积分数对O型球阀空化特性的影响

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过程工程学报 2025年第3期25卷 241-248页

作者：周兆年吴斌彬华霆锋王照彤金志江李文庆钱锦远浙江大学能源工程学院化工机械研究所浙江杭州310027 上海科科阀门集团有限公司上海201802 浙江大学温州研究院浙江温州325036 浙江大学流体动力基础件与机电系统全国重点实验室浙江杭州310027

O型球阀是煤化工行业中重要的流体控制设备,在工作过程中,球阀内部容易发生空化现象。球阀工质为含有固相颗粒的流体,颗粒的体积分数会对空化产生影响但机制尚不明确。针对这一问题,使用数值模拟的手段,探究了不同阀球转角下,固相体积... 详细信息

O型球阀是煤化工行业中重要的流体控制设备,在工作过程中,球阀内部容易发生空化现象。球阀工质为含有固相颗粒的流体,颗粒的体积分数会对空化产生影响但机制尚不明确。针对这一问题,使用数值模拟的手段,探究了不同阀球转角下,固相体积分数对球阀内空化的影响。结果表明,当阀球转角为30°以及45°时,阀内并无空化发生;阀球转角为60°时,低浓度的颗粒会削弱阀内的空化程度,而浓度大于10%的颗粒会促进空化发生;阀球转角为75°时,不同浓度的颗粒均会促进阀内的空化。本工作揭示了固相体积分数对O型球阀空化特性的影响机理,对于控制O型球阀工作环境以及多相流仿真方面具有一定的指导作用。

关键词： O型球阀空化固相体积 Mixture模型空化数多相流

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超声冲击处理对42CrMo4钢表面残余应力与电化学性能的影响

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机械强度 2025年

作者：董政杨聪顾邦平杨宇晨高立强徐冠华上海海事大学物流工程学院上海外高桥造船海洋工程有限公司浙江大学机械工程学院浙江省三维打印工艺与装备重点试验室浙江大学机械工程学院流体动力基础件与机电系统全国重点实验室

【目的】分析了不同超声冲击处理时间对42CrMo4钢试样横截面微观组织、表面残余应力、表面显微硬度以及耐腐蚀性能的影响。【结果】结果表明，超声冲击后42CrMo4钢试样表面产生了大量的塑性变形，导致硬度增加。在超声冲击8 min后，试... 详细信息

【目的】分析了不同超声冲击处理时间对42CrMo4钢试样横截面微观组织、表面残余应力、表面显微硬度以及耐腐蚀性能的影响。【结果】结果表明，超声冲击后42CrMo4钢试样表面产生了大量的塑性变形，导致硬度增加。在超声冲击8 min后，试样表面平均硬度为262.9 HV，相比于初始硬度提高了14.3%。超声冲击能够有效消除试样表面的残余拉应力，并引入残余压应力。在试验参数范围内，引入的残余压应力随着超声冲击处理时间的延长而增加。在超声冲击时间为8 min时，x轴向和y轴向的最大残余压应力分别达到-204.2 MPa和-121.5 MPa。超声冲击处理能够提高试样的耐腐蚀性能，当超声冲击时间为8 min时，试样的耐腐蚀性能最好，腐蚀电流密度下降到未处理时的12%。超声冲击通过改变金属材料的表面残余应力状态、产生晶粒细化效应、引起塑性变形等因素来改善其耐腐蚀性能。

关键词：超声冲击微观组织显微硬度残余应力电化学

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