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[发明专利]一种基于改进粒子群算法的装配序列规划方法-CN202010030756.6有效
发明人：赵永胜;侯玉晴;蔡力钢;王建华 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2020-01-13 - 公布日： 2023-10-27 - 主分类号： G06Q10/0631 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于改进粒子群算法的装配序列规划方法，本方法考虑装配问题求解过程中，粒子群算法容易陷入局部优化，出现多个优化解，但实际可行优化解效率较低，因此，根据迭代过程中全局最优值的实际更新情况，改进标准粒子群算法中的w参数，以前后两次的全局最优最优值的变化与否为基础，通过对w参数的自适应调整，提高算法的收敛精度和全局搜索能力。将传统标准的w固定模式改进为在考虑全局最优值的变化情况下，以迭代次数为变量的非连续性变化的可调节参数模式，可以有效提高粒子群算法的收敛准确性和全局搜索能力，较好地解决在装配序列规划问题中出现的可行解效率较低的问题。
一种基于改进粒子算法装配序列规划方法

[发明专利]一种基于模锻模具磨损的工艺参数优化方法-CN201810772556.0有效
发明人： 蔡力钢;刘海东;程强;张彩霞;赵永胜 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2018-07-13 - 公布日： 2023-09-12 - 主分类号： G06F30/23 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于模锻模具磨损的工艺参数优化方法，属于模锻工艺领域，具体涉及模锻加工的有限元仿真与正交试验设计相结合的工艺参数优化方法。本方法以模锻工艺为例，在Archard磨损模型的基础上，推导出适用于模锻模具磨损的修正模型，并且对模锻模具磨损过程进行基于Deform软件的有限元仿真分析。研究模锻加工过程中模具工作表面的磨损深度与模锻工艺参数之间的关系，利用正交试验设计将不同的工艺参数进行组合分析，通过较少的仿真实验次数得到适用于模锻的工艺参数最优解。利用极差分析法进行实验数据处理，推导出对模具磨损影响程度最大的工艺参数，为模锻工艺中的模具磨损问题提供基于工艺参数方向的优化方法。
一种基于锻模磨损工艺参数优化方法

[发明专利]一种谐波减速器杯形柔轮多齿啮合复合应力求解方法-CN201910879304.2有效
发明人：杨聪彬;胡秋实;刘志峰;张彩霞;蔡力钢;张涛;姜凯 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2019-09-18 - 公布日： 2022-10-28 - 主分类号： G06F17/11 文献下载
摘要：本发明公开了一种谐波减速器杯形柔轮多齿啮合复合应力求解方法，首先求解柔轮受波发生器支撑变形导致的弯曲应力的三个分力：径向应力σ1、周向应力σ2和剪切应力τ12。根据柔轮变形和啮合的几何关系，求解啮合齿数N。基于S2求得的啮合齿数，对啮合齿对分别编号，用有限元法提取多齿啮合过程中柔轮齿根扭转应力的三个分力：径向应力σ1′、周向应力σ2′和剪切应力τ12′。计算柔轮“弯扭组合”应力，径向应力σr、周向应力σc和剪切应力τs本发明提出的基于薄壁圆筒理论和仿真分析方法结合求解多齿啮合应力的方法，有效的区分了杯型柔轮的弯曲应力和扭转应力，解决了单纯仿真方法不区分应力类型的弊端，复合应力求解更准确，并且效率更高，为柔轮的应力分析和寿命预测奠定了基础。
一种谐波减速器杯形柔轮多齿啮合复合应力求解方法

[发明专利]一种考虑螺纹升角和磨粒重叠系数的高速内螺纹磨削力计算方法-CN201810704462.X有效
发明人： 蔡力钢;方翠;赵永胜;刘志峰 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2018-07-01 - 公布日： 2022-09-09 - 主分类号： G06F30/17 文献下载
摘要：本发明公开了一种考虑螺纹升角和磨粒重叠系数的高速内螺纹磨削力计算方法，在该方法中先假设磨粒分布服从瑞利分布，建立磨屑未变形厚度，基于砂轮和工件的相对运动，计算砂轮和磨粒的实际接触长度，考虑砂轮磨粒的重叠效应计算重叠系数，然后建立考虑切屑变形力和摩擦力的磨削力模型，最后用实验反推磨削力模型中的系数。该方法的主要特点考虑了螺纹升角和磨粒重叠系数的影响。该方法得到的高速内螺纹磨削力对内螺纹磨削机理分析具有指导意义。
一种考虑螺纹粒重系数高速磨削计算方法

[发明专利]一种振动工况下螺栓松弛主要影响参数评定及其松弛缓减方法-CN201910459003.4有效
发明人：程强;徐文祥;蔡力钢;刘志峰;杨聪彬;赵永胜 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2019-05-29 - 公布日： 2022-03-08 - 主分类号： G06F17/18 文献下载
摘要：本发明公开了一种振动工况下螺栓松弛主要影响参数评定及其松弛缓减方法，根据振动工况下螺栓松弛的影响参数及范围设置因素水平，采用二次通用旋转组合方法进行参数及试验方案设计。在试验过程中，螺栓夹紧力的变化通过压力传感器采集，在时间节点获得螺栓连接的夹紧力随时间的变化规律，并建立螺栓夹紧力衰减率与松弛影响参数的二次回归数学模型，得到在振动工况下螺栓松弛的最主要影响参数以及各因素对螺栓松弛的影响占比。通过lingo对回归模型的夹紧力衰减率进行优化，得到优化后缓减螺栓松动的参数，节省了大量的时间和反复的试验次数，为螺栓松弛的解决方案奠定理论基础并使缓减螺栓松弛的优化设计具有了科学性。
一种振动工况螺栓松弛主要影响参数评定及其方法

[发明专利]一种表征螺栓连接结构松弛特性的实验方法-CN201810080597.3有效
发明人： 蔡力钢;李迎;刘志峰;徐文祥;侯玉晴 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2018-01-28 - 公布日： 2022-01-28 - 主分类号： G06F30/23 文献下载
摘要：本发明公开了一种表征螺栓连接结构松弛特性的实验方法，基于获取的螺栓连接结构接触表面三维粗糙形貌构建单螺栓连接试件有限元模型；采用ANSYS软件对单螺栓连接试件进行静强度分析，绘制其受载情况下的形变曲线；制作单螺栓连接轴向试件和切向试件，用于分析轴向外载荷及切向外载荷对螺栓连接结构松弛特性的影响规律；搭建实验平台，通过循环载荷控制软件对装夹在疲劳试验机上的单螺栓试件施加一定频率的循环载荷；间隔相同时间，应用LMS振动系统对单螺栓连接试件进行模态试验；提取压力传感器输出的夹紧力号和模态试验中的刚度信号，并将其拟合曲线进行对比。本发明为关键精密复杂部件连接螺栓松弛的判定和再次紧固提供技术支持。
一种表征螺栓连接结构松弛特性实验方法

[发明专利]一种谐波减速器刚轮齿形检测系统-CN201910879302.3有效
发明人：杨聪彬;胡秋实;刘志峰;张彩霞;蔡力钢;张涛;姜凯 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2019-09-18 - 公布日： 2021-07-16 - 主分类号： G01B11/24 文献下载
摘要：本发明公开了一种谐波减速器刚轮齿形检测系统，转台底座、支架和控制柜安装在工作台上，高精密转台安装在转台底座上，直流力矩电机驱动高精密转台转动，转角通过圆光栅进行转动角度标定；刚轮固定在刚轮夹具中；激光位移传感器安装在竖直滑台上，激光位移传感器下方装有反射镜，通过反射镜使竖直的激光经过反射形成水平方向的激光，实现对刚轮内齿的齿廓表面的检测。本发明运用圆光栅标定旋转角度，并通过激光位移传感器获取刚轮齿形表面齿廓的极半径，得到齿廓表面的点坐标值。此外通过竖直滑台，对刚轮的空间齿形进行测量，得到空间齿廓数据，本发明提高了检测精度和效率。
一种谐波减速器轮齿检测系统

[发明专利]一种谐波减速器整机自动化装配台-CN201911175490.8有效
发明人：刘志峰;胡秋实;杨聪彬;张彩霞;蔡力钢;张涛;纪新 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2019-11-26 - 公布日： 2021-04-30 - 主分类号： B23P19/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种谐波减速器整机自动化装配台，装配台安装底座上安装有装配台和装配转台；旋压台伺服电机安装在电机安装板上，通过滚珠丝杠带动旋压柱安装板竖直上下运动；旋压柱安装在旋压柱安装板下端，旋压柱安装板下方安装有直线轴承，可以实现精准运动；装配转台上安装有柔性夹具，装配转台每旋转一定角度，接着旋压柱向下旋压指定的行程，将装配转台上的各零部件下压至特定位置，实现谐波减速器的精密装配。相比手工装配或者半自动化装配，本发明具有装配效率高、精确性好的特点，满足产业化中对效率和精度的要求。
一种谐波减速器整机自动化装配

[发明专利]适配高频运动摩擦副表面的声发射检测装置及方法-CN201710815637.X有效
发明人：张彩霞;宋志琼;蔡力钢;刘志峰;杨聪彬 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2017-09-12 - 公布日： 2021-03-02 - 主分类号： G01N29/14 文献下载
摘要：本发明公开了适配高频运动摩擦副表面的声发射检测装置及方法，并基于此设计了高效率、高导电率的线性往复式滑道系统，线性往复式滑道系统为检测装置的主体结构，线性往复式滑道系统由探测板、固定夹、真空罩、滑移导线和保温盒组成。该往复式滑道解决了普通数据线连接时因高频抖动造成的数据失真问题，可实现高频往复摩擦实验与声发射检测设备的稳定可靠连接。摩擦副表面随动声发射探头与前置放大器通过线性往复式滑道连接可实现声发射设备实时监测、获取高频往复磨擦过程中摩擦副表面的状态变化，并进一步分析不同摩擦副的磨损机理。
高频运动摩擦表面声发检测装置方法

[发明专利]一种考虑接触的工业机器人关节刚度建模方法-CN201710954507.4有效
发明人：刘志峰;许静静;赵永胜;蔡力钢 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2017-10-13 - 公布日： 2021-01-05 - 主分类号： G06F30/17 文献下载
摘要：本发明公开了一种考虑接触的工业机器人关节刚度建模方法，属于工业机器人动态特性分析研究领域。通过提取工业机器人关节的关键接触结构特征，将接触结构假设为具有一定扭转刚度的弹簧结构，建立各关节等效系统模型。根据测量数据基于功率谱密度方法计算三维表面分形参数与表面粗糙度参数。对各接触结构进行受力分析，计算接触结构不同关节输入扭矩对应的各接触压力值。建立并联弹簧的等效扭转刚度模型，通过并联各接触刚度及减速器刚度，计算关节等效扭转刚度。该方法结合分形理论和结构受力分析建立了工业机器人关节刚度模型，通过考考虑接触刚度更为准确的理论估计关节刚度，为机器人末端动态误差补偿分析提供一定的方法基础。
一种考虑接触工业机器人关节刚度建模方法

[发明专利]一种基于旋量理论的6R机器人逆运动学几何求解方法-CN201710953599.4有效
发明人：刘志峰;许静静;赵永胜;蔡力钢 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2017-10-13 - 公布日： 2020-12-04 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于旋量理论的6R机器人逆运动学几何求解方法，属于机器人运动学逆解方法研究领域。建立基坐标系与工具坐标系，通过基坐标系与工具坐标系确定6R机器人运动学参数，并建立正运动学模型。将6R机器人的前三个关节的逆解运动分解描述并建立六元二次方程组。基于旋量正运动学模型求解初始位置qs1对应的目标位置qe1。该方法将几何描述与旋量理论结合，几何意义更加明确，通过简化逆解算法为代数方程组求解，有效提升了计算效率，能够为机器人运动实时控制提供一种新的逆解处理方法。
一种基于理论机器人运动学几何求解方法

[发明专利]一种可精准调控柔轮径向变形量的疲劳磨损测试夹具及测试方法-CN201810340020.1有效
发明人： 蔡力钢;宋志琼;张彩霞;刘志峰;杨聪彬;刘萌萌 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2018-04-16 - 公布日： 2020-11-27 - 主分类号： G01N3/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种可精准调控柔轮径向变形量的疲劳磨损测试夹具及测试方法，解决了整机测试中柔轮径向变形量无法控制与测量的问题，可实现柔轮径向变形量的精准调控。类游标卡尺对短筒圆环的支撑可精确模拟波发生器长轴外圈对柔轮内壁的支撑，变梯度调节类游标卡尺径向伸长量或变梯度调节短筒圆环壁厚，即可研究波发生器长轴尺寸及柔轮壁厚对柔轮疲劳磨损的影响规律，深度探索其影响柔轮疲劳磨损的作用机理。本夹具节约了柔轮材料，提高了测试效率，还能得出更直观的实验结果。
一种精准调控径向变形疲劳磨损测试夹具方法

[发明专利]一种数控机床组合直线进给单元磨损规律试验方法-CN201810221385.2有效
发明人： 蔡力钢;李顺磊;程强;闫国彬;刘志峰 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2018-03-17 - 公布日： 2020-08-28 - 主分类号： G05B19/4065 文献下载
摘要：本发明公开了一种数控机床组合直线进给单元磨损规律试验方法，利用直线光栅尺和高精度角度编码器测得滚珠丝杠或者工作台由于磨损产生的行程误差；利用激光干涉仪监测系统测量出工作台沿着运动方向的直线度和竖直方向的直线度偏差，以及包括沿三个坐标轴的偏转角度。试验采用油缸对工作台施加X轴、U轴、Y轴和Z轴的载荷，模拟直线进给单元的实际工况来进行加速退化试验，测量滚珠丝杠副和直线导轨副在磨损后对工作台性能造成的影响。通过试验台上各个传感器监测出的参数变化，对试验台精度退化和磨损规律进行数学建模并分析，进而研究直线进给单元的磨损规律。
一种数控机床组合直线进给单元磨损规律试验方法

[发明专利]一种基于连续过渡曲线的谐波减速器柔轮杯体-CN201811490822.7有效
发明人： 蔡力钢;胡秋实;刘志峰;杨聪彬;张涛;王广 -专利权人：北京工业大学;北京国华恒源科技开发有限公司
申请日： 2018-12-06 - 公布日： 2020-08-21 - 主分类号： F16H55/17 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于连续过渡曲线的谐波减速器柔轮杯体，采用坐标系描述的方式，定义一种柔轮杯体轮廓结构形状，采用连续过渡曲线方程进行杯体结构描述。杯体外轮廓结构形状，包括杯底法兰与杯体过渡曲线段、杯体直线段、杯体与齿圈过渡曲线段，齿圈曲线段以及齿圈与杯口过渡曲线段，其结构特征采用直角坐标系下曲线方程描述的方法定义轮廓形状，所述直角坐标系以杯体中轴线为横坐标轴、杯底法兰为纵坐标轴。通过本发明的应用，可以改善柔轮应力集中的薄弱环节，提高谐波减速器的使用强度，提高柔轮的疲劳寿命，具有应用价值。
一种基于连续过渡曲线谐波减速器柔轮杯体

[发明专利]一种用于船用螺旋桨叶片加工的液压组合支撑系统-CN201811112791.1有效
发明人： 蔡力钢;沈华英;赵永胜;刘志峰;李海波 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2018-09-25 - 公布日： 2020-06-16 - 主分类号： F15B11/16 文献下载
摘要：本发明公开了一种用于船用螺旋桨叶片加工的液压组合支撑系统，该系统包括液压动力元件，液压控制回路，液压控制元件和液压执行元件。本发明采用液压组合的控制系统，对螺旋桨叶片的支撑问题，提供了一种造价相对低廉，支撑形式较为简单，控制精度高的支撑系统方案。当面对更大尺寸的螺旋桨，可以增加液压系统类似的动力执行机构d、单向阀d、行程开关d、二位二通电磁换向阀d、背压阀d来增加支撑装置的数量，当遇到螺旋桨尺寸较小时，只需将类似的二位二通电磁换向阀d不外接电源即可实现减少数量支撑系统，操作简单。本发明的一种船用螺旋桨叶片加工的液压组合支撑系统及支撑装置的使用性灵活多变。
一种用于螺旋桨叶片加工液压组合支撑系统

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