基于人机工程学的数控机床耦合仿生优化设计方法研究

项目名称： 基于人机工程学的数控机床耦合仿生优化设计方法研究

项目编号： No.51405115

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 机械、仪表工业

项目作者： 刘世豪

作者单位： 海南大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 当前我国多数的数控机床不仅动静态性能与国外同类产品存在较大差距，而且忽略了用户对数控机床越来越高的人性化设计需求，导致国产数控机床的综合竞争力相对低下。为了解决以上问题，本项目拟采用人机工程学和耦合仿生学来研究数控机床协同优化设计方法。对生产车间进行实地调研，结合人机工程学建立数控机床的“人-机-环境”交互作用机制，进而得到数控机床人机工程设计准则；以耦合仿生学为理论基础，研究生物结构的“形态-结构-功能-自适应生长”多元耦合机理，提取其力学性能优势结构，结合相似性原理获取数控机床结构耦合仿生设计技术；将所得到的数控机床人机工程设计准则和耦合仿生设计技术有机结合，考虑数控机床各性能之间的相互影响及耦合机制，形成一种新的多目标协同优化设计方法，并通过数控机床的样机进行实验验证。本项目所提出的数控机床优化设计新方法不仅有利于提高整机的动静态性能，而且融入了“以人为本”的设计理念，应用前景良好。

中文关键词： 数控机床；人性化设计；耦合仿生；协同优化设计；结构优化

英文摘要： In current, most chinese CNC machine tools' dynamic and static performances have large gap comparing with the similar foreign products, and the CNC machine tools users’ human-centered design demand are ignored, it results in that the domestic CNC machine

英文关键词： CNC machine tools；Human-centered design；Coupling bionics；Collaborative optimization；Structural optimization