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码垛机器人运动精度可靠性及其灵敏度分析 被引量：8
1
作者 王海芳 张恒 +2 位作者 皇甫一樊 褚天争 童晓颖 《中国工程机械学报》 北大核心 2016年第6期-,共6页
运动精度是评价机构质量的重要考核指标.针对码垛机器人四杆机构,运用矩阵法建立了机构输入,输出关系的运动精度分析模型.在考虑了基本尺寸误差和运动副间隙误差的基础上,运用二阶矩和摄动法给出了码垛机器人四杆机构运动精度可靠性的... 运动精度是评价机构质量的重要考核指标.针对码垛机器人四杆机构,运用矩阵法建立了机构输入,输出关系的运动精度分析模型.在考虑了基本尺寸误差和运动副间隙误差的基础上,运用二阶矩和摄动法给出了码垛机器人四杆机构运动精度可靠性的设计方法,并结合算例求出了不同间隙误差情况下机构位置精度的可靠性指标,并计算出其可靠度.结合可靠性的分析结果,运用可靠性灵敏度技术在算例中给出了码垛机器人四杆机构各随机参数可靠性灵敏度的变化规律. 展开更多
关键词 码垛机器人 连杆机构 运动副间隙 尺寸误差 可靠性 灵敏度
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考虑混合修形的非对称直齿轮副啮合特性与振动特性分析 被引量：7
2
作者 皇甫一樊 陈康康 +2 位作者 马辉 孙衍宁 段田堂 《中国科学：技术科学》 EI CSCD 北大核心 2019年第6期661-668,共8页
基于能量法与切片理论,提出了一种非对称直齿轮副啮合特性及振动特性分析模型.该模型将延长啮合、非线性赫兹接触、齿基刚度修正以及轮齿修形考虑在内,能较为准确地分析非对称直齿轮副的啮合特性.通过将解析方法得到的时变啮合刚度和接... 基于能量法与切片理论,提出了一种非对称直齿轮副啮合特性及振动特性分析模型.该模型将延长啮合、非线性赫兹接触、齿基刚度修正以及轮齿修形考虑在内,能较为准确地分析非对称直齿轮副的啮合特性.通过将解析方法得到的时变啮合刚度和接触应力与有限元方法得到的结果进行比较可以得知:两种方法得到的啮合刚度和接触应力吻合很好,并且解析方法的计算效率远远高于有限元方法;随着工作侧压力角的增大,齿面接触应力和齿轮副重合度减小,啮合刚度增大.在啮合特性分析模型的基础上,建立了非对称直齿轮副动力学模型.通过振动特性分析可知:随着工作侧压力角的增大,振动幅值增大,系统的固有频率略微降低.本文解析模型可以为非对称直齿轮副的设计提供理论依据. 展开更多
关键词 非对称齿轮 轮齿修形 啮合刚度 接触应力 振动特性
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不对中工况下的修形齿轮副啮合特性分析 被引量：6
3
作者 马辉 赵百顺 +1 位作者 皇甫一樊 韩晨怡 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期1609-1614,共6页
由于对齿轮进行鼓向修形可以有效缓解不对中故障对系统的影响,改善啮合状态,提升传动的平稳性.因此,基于轮齿承载接触分析理论建立考虑轮齿修形以及不对中的啮合特性分析模型,并通过ANSYS对模型的有效性进行了验证;基于本文模型分析了... 由于对齿轮进行鼓向修形可以有效缓解不对中故障对系统的影响,改善啮合状态,提升传动的平稳性.因此,基于轮齿承载接触分析理论建立考虑轮齿修形以及不对中的啮合特性分析模型,并通过ANSYS对模型的有效性进行了验证;基于本文模型分析了不同接触状态下的齿轮副时变啮合刚度与接触应力;最后以降低齿面接触应力为优化目标,对不对中齿轮副的鼓向修形量进行了优化.本文方法在保证计算精度的前提下极大地提升了计算效率,可为不对中齿轮副的修形优化设计提供理论依据. 展开更多
关键词 不对中 齿轮修形 啮合刚度 接触应力 修形优化
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两种典型串、并联机器人速度精度可靠性分析 被引量：5
4
作者 王海芳 皇甫一樊 +1 位作者 张恒 褚天争 《中国工程机械学报》 北大核心 2019年第2期166-171,共6页
机器人的速度精度可靠性对机器人工作性能有较大影响.以串联机械臂及三平动并联平台为例,在机器人运动学模型的基础上,给出了末端执行器速度精度可靠性的概念以及速度精度可靠性的状态函数,进而运用一次二阶矩阵法对机器人末端执行器进... 机器人的速度精度可靠性对机器人工作性能有较大影响.以串联机械臂及三平动并联平台为例,在机器人运动学模型的基础上,给出了末端执行器速度精度可靠性的概念以及速度精度可靠性的状态函数,进而运用一次二阶矩阵法对机器人末端执行器进行了速度精度可靠度的求解,得出了机器人末端执行器速度精度可靠性随机械臂位移(角位移)的变化规律.在对可靠性分析的基础上,运用可靠性灵敏度算法得出相关随机变量的可靠性灵敏度变化规律.通过对机器人进行任意位置的可靠性分析,可为合理规划机器人工作区域提供理论依据. 展开更多
关键词 机器人 速度精度 可靠性 一次二阶矩法 灵敏度
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考虑齿距累积误差的圆柱齿轮动态磨损分析
5
作者 皇甫一樊 董兴建 +2 位作者 彭志科 刘冰 龙新华 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第6期1706-1713,共8页
齿距累积误差是齿轮传动系统中广泛存在的一种制造误差。考虑齿距累积误差,基于轮齿承载接触分析方法建立载荷分配模型,从而得到啮合刚度和空载传递误差,并将其导入齿轮转子动力学模型中计算系统振动响应。基于所得到的动态载荷和Archar... 齿距累积误差是齿轮传动系统中广泛存在的一种制造误差。考虑齿距累积误差,基于轮齿承载接触分析方法建立载荷分配模型,从而得到啮合刚度和空载传递误差,并将其导入齿轮转子动力学模型中计算系统振动响应。基于所得到的动态载荷和Archard磨损理论,建立齿轮动态磨损预测模型。分析了齿距累积误差对啮合特性、响应特性以及磨损分布的影响。结果表明,齿距累积误差会引发齿间载荷分配和齿间磨损的不均匀性,导致振动响应中出现轴频、追逐齿频率和组合状态频率等频率成分;轻微磨损有助于缓解齿间载荷分配不均,但剧烈的磨损会恶化均载特性,导致振动加剧;采用追逐齿设计可以使磨损不均匀性系数降低约30%。研究结果可为齿轮磨损机理研究和齿轮参数设计提供理论依据。 展开更多
关键词 齿轮动力学 齿距累积误差 振动特性 磨损 追逐齿
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基于冲击载荷的动力刀架主轴可靠性分析 被引量：1
6
作者 王新刚 皇甫一樊 《机械设计与制造》 北大核心 2019年第12期181-184,共4页
动力刀架在进行换刀动作时,其主轴会受到冲击扭矩,传统的基于稳态受力分析的动力刀架主轴可靠性设计没有将主轴急停瞬间的冲击载荷考虑在内。运用应变能理论建立考虑急停冲击载荷的动力刀架主轴的可靠性分析模型,在此基础上利用一次二... 动力刀架在进行换刀动作时,其主轴会受到冲击扭矩,传统的基于稳态受力分析的动力刀架主轴可靠性设计没有将主轴急停瞬间的冲击载荷考虑在内。运用应变能理论建立考虑急停冲击载荷的动力刀架主轴的可靠性分析模型,在此基础上利用一次二阶矩法和摄动法求出动力刀架主轴的强度、刚度的可靠性指标,并运用O.Ditlevsen理论求得动力刀架主轴的强度、刚度联合可靠度。算例结果表明,基于传统稳态受力模型得出的动力刀架主轴可靠度明显偏大,安全性偏低。而基于急停冲击载荷的动力刀架可靠性设计安全性较高。 展开更多
关键词 动力刀架 主轴 冲击载荷 可靠性
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鼠笼式异步电机整机模态仿真与实验验证
7
作者 王栎宁 李名殷 +1 位作者 董兴建 皇甫一樊 《上海大中型电机》 2022年第2期9-12,共4页
发电机是风机系统的核心部件,其动力学性能关系到整个系统的可靠运行。本文采用正交各向异性材料来简化定子和转子的复杂铁心结构,大幅减少了单元数目和计算规模。在部件级建模的基础上,建立了发电机的整机动力学模型。利用锤击法进行... 发电机是风机系统的核心部件,其动力学性能关系到整个系统的可靠运行。本文采用正交各向异性材料来简化定子和转子的复杂铁心结构,大幅减少了单元数目和计算规模。在部件级建模的基础上,建立了发电机的整机动力学模型。利用锤击法进行整机模态实验,并将仿真的固有频率和模态振型与实验结果进行对比,验证了本文模型的有效性。 展开更多
关键词 异步电机 模态分析 模态测试 有限元
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考虑磨损误差的端齿盘分度精度的动态可靠性及灵敏度研究
8
作者 王新刚 张恒 +1 位作者 王宝艳 皇甫一樊 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期2-7,共6页
数控机床刀架系统中端齿盘分度精度的高低会直接影响整个刀架的分度精度。分析了端齿盘的多种加工误差和齿厚磨损误差,建立了多误差因素下端齿盘的分度误差模型,并计算出其可靠度。以端齿盘的分度误差模型为基础,结合可靠性灵敏度分析方... 数控机床刀架系统中端齿盘分度精度的高低会直接影响整个刀架的分度精度。分析了端齿盘的多种加工误差和齿厚磨损误差,建立了多误差因素下端齿盘的分度误差模型,并计算出其可靠度。以端齿盘的分度误差模型为基础,结合可靠性灵敏度分析方法,建立了端齿盘分度精度的动态可靠性灵敏度的数学模型,给出了端齿盘各随机参数的灵敏度变化规律,分析了各随机参数的变化对端齿盘分度精度可靠性的影响程度。研究表明,端齿盘分度精度的可靠度随加载和卸载过程的累积作用而逐渐降低,各设计参数的敏感度在同一时间内变化趋势各不相同,对敏感参数加以控制可提高端齿盘分度精度的可靠度。 展开更多
关键词 分度端齿盘 加工误差 分度精度 可靠性灵敏度
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一种面向机械设备故障诊断的可解释卷积神经网络
9
作者 陈钱 陈康康 +3 位作者 董兴建 皇甫一樊 彭志科 孟光 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期65-76,共12页
卷积神经网络(Convolutional neural network,CNN)以其强大的特征提取和分类能力,被广泛应用于机械系统故障诊断任务中。但CNN是一个典型的“黑箱模型”,其决策机理和分类依据并不明确。这不仅降低了智能诊断结果的可信性,还限制了在高... 卷积神经网络(Convolutional neural network,CNN)以其强大的特征提取和分类能力,被广泛应用于机械系统故障诊断任务中。但CNN是一个典型的“黑箱模型”,其决策机理和分类依据并不明确。这不仅降低了智能诊断结果的可信性,还限制了在高可靠性要求故障诊断中的应用。针对这一问题,具有物理意义的Chirplet变换被引入到传统卷积层中,形成具有优异可解释性的Chirplet卷积层和Chirplet-CNN,进而提出将Chirplet-CNN用于故障诊断的完整流程。一系列试验表明,Chirplet-CNN以其提取时频特征的特点,不仅拥有和当前先进方法相近的优异故障诊断能力,而且在可解释性方面具有突出表现,即能够通过频谱分析对CNN提取类别特征和做出判断的频带依据进行解释。此外,进一步的分析结果表明,所提出的Chirplet卷积层具有良好的通用性,与不同深度的CNN模型进行组合,均能有效提高其诊断精度并获得不错的解释结果。 展开更多
关键词 卷积神经网络 可解释性 Chirplet变换 时频变换 深度学习 故障诊断
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