标题：阶跃式和交变性能耗的异常检测与能效优化

作者：印四华;杨海东;徐康康;朱成就;王亚利;金熹;

摘要：许多高能耗机器的能耗数据具有阶跃式、交变性和周期性的特点。提出了一种新的无监督异常检测方法，即基于雨流计数的局部离群因子算法，以应用于此类能耗数据的动态实时异常检测。首先采用雨流计数法对交变性能耗数据进行处理；然后使用高斯混合模型聚类算法将其划分为两个子空间；再使用局部离群因子算法检测各个子空间中的点异常；最后提出一种动态实时的自适应阈值。为了验证这种方法的优越性和有效性，采用来自铝型材挤压制造企业的实际能耗数据进行了仿真实验。结果表明，提出的方法能在0.3 s内准确、自动地检测出5个周期的能耗数据，且比经典的局部离群因子算法具有更高的检测精度。能效优化分析的结果表明，所提出的方法将铝型材挤压机的能源效率提高了2.9%，这为高能耗机器的低碳绿色转型提供了一个有效的解决途径。

关键词：异常检测;能效优化;雨流计数法;高斯混合模型聚类;局部离群因子

作者单位：广东工业大学机电工程学院;

引文格式：印四华，杨海东，徐康康，等. 阶跃式和交变性能耗的异常检测与能效优化［J］. 机电工程技术，2022，51（09）：1-5

 

标题：基于ANSYS电火花沉积表面改性TC4的温度场仿真研究

作者：欧阳里赓;梁智杰;张浩;于兆勤;

摘要：内植体表面抗菌改性是实现内植体实际应用的关键，银作为工具电极能够通过电火花沉积的方法在TC4内植体表面形成抗菌效果优异的涂层，这种方法具有速度快、成本低、操作简单等优势。为了探究加工特性与工艺参数对沉积物体积的影响，建立了银电极在TC4表面电火花沉积的单脉冲放电模型，通过ANSYS对温度场分布情况进行模拟，结果表明，在峰值电流0.52 A，电压60 V，脉宽40μs的条件下，银电极的熔池范围大于TC4工件，且两极熔池范围均随时间增加而增加。与仿真设定参数相同的电火花沉积实验证明，仿真结果与真实结果相差不大。通过计算与实验探讨了电压、脉宽以及银电极直径对银沉积物体积的影响，银电极直径在0.2～0.3 mm时对沉积物体积影响较大。电压、脉宽均与沉积体积正相关，其中电压为主要影响因素。仿真结果可以为相关工艺提供理论指导和加工结果预测。

关键词：内植体;电火花沉积;ANSYS;温度场

作者单位：广东工业大学省部共建精密电子制造技术与装备国家重点实验室;

引文格式：欧阳里赓，梁智杰，张浩，等. 基于ANSYS电火花沉积表面改性TC4的温度场仿真研究［J］. 机电工程技术，2022，51（09）：6-9.

 

标题：基于实践教学的立式飞轮储能装置设计应用

作者：赵萌;杜平;赵天骄;高党寻;李睿;林蔚然;曾武;

摘要：飞轮储能具有储能密度高、能量转换效率高、充放电速度快、环境适应力强、运行寿命长和易于检修维护的特点，是一种非常有前景的新型绿色能源。从工程实践角度出发，系统地设计了一款立式飞轮储能实践教学装置。基于目前已有的飞轮储能技术，从飞轮储能原理、系统搭建及机械系统进行了完整地设计，并完成了样机及实践产品的开发。同时，通过优化工程实践模块，将飞轮储能装置融入到了面向电机专业的定制版“金工实习”课程中。利用项目驱动式的新型教学模式，培养学生理论与实践结合的能力，从而提高学生的综合工程素养。

关键词：飞轮;机械储能;实验装置

作者单位：清华大学基础工业训练中心;清华大学物理系;

引文格式：赵萌，杜平，赵天骄，等. 基于实践教学的立式飞轮储能装置设计应用［J］. 机电工程技术，2022，51（09）：10-14.

 

标题：地铁车辆速度传感器的振动测试及故障分析

作者：丁杰;熊英;

摘要：针对广州地铁5号线车辆速度传感器信号存在波动大的问题，开展载客正线运行状态的振动测试，分析轴端和速度传感器在不同区间段的振动量级以及振动频谱特性与速度波动的相关性。研究结果表明：广州地铁5号线路况较为恶劣，轴箱和速度传感器测点垂向和纵向有效值普遍超过GB/T 21563-2018标准值，速度传感器测点的冲击峰值普遍超标。随着路况恶劣程度增加，存在连续冲击等作用时，速度波动幅度增大，与振动存在一定的正相关性。轴箱及速度传感器的主要激振源包括轮对多边形失圆、线路冲击和轮轨宽频随机激励。定期做好线路与轮对的检修、维护与保养，减小车辆的振动，可确保速度传感器的正常可靠工作。振动测试结果可为解决速度传感器故障提供理论依据。

关键词：地铁车辆;速度传感器;速度波动;振动测试;多边形失圆;冲击

作者单位：湖南文理学院机械工程学院;湖南文理学院国际学院;

引文格式：丁杰，熊英. 地铁车辆速度传感器的振动测试及故障分析 ［J］ . 机电工程技术，2022，51（09）：15-18.

 

标题：基于残差的逆变器滤波电路故障检测与分离方法研究

作者：萧声亮;董冲;莫程凯;金晴晴;

摘要：随着清洁能源的不断普及，逆变器作为电能转换的中枢，其故障的诊断已成为研究的热点。逆变器故障诊断的难点之一是由于开关函数的非线性，导致逆变器难以精确建模。采用状态空间平均法来对逆变器建立无故障与故障下的模型，在两个模型中比较得到残差，通过建立残差评价函数体系，提出了残差信号斜率、残差信号斜率绝对值、残差信号范数及残差信号范数绝对值4个评判指标，对逆变器的故障进行故障分离并判断故障的类型。通过GeckoCIRCUITS搭建仿真电路，获得了滤波电路中电容与电感值降低时指标发生的变化规律并分析不同故障在指标下的差异性，结果表明对故障的检测与分离是可行的。

关键词：逆变器;故障检测与分离;状态空间平均法;残差;阈值

作者单位：南华大学电气工程学院;

引文格式：萧声亮，董冲，莫程凯，等. 基于残差的逆变器滤波电路故障检测与分离方法研究［J］.机电工程技术，2022，51（09）：19-21.

 

标题：面向机电制造企业的APS系统研究

作者：余建国;木柏林;

摘要：针对机电制造企业普遍存在生产计划不精确及生产排程更改难问题，对这类企业的生产模式进行了研究，提出了一种基于瓶颈理论的高级计划与排程（APS）智能系统。首先构建了能够帮助企业进行资源整合且具有系统集成功能的APS智能系统框架模型；其次利用APS算法对模型核心部分主生产计划排程、各车间作业计划排程进行最优化求解分析，且这种APS算法能够快速应对排程突变情况的发生；最后通过瓶颈约束约束理论对基于实际问题的APS算法进行求解，实现了机电制造业生产模式的推拉式结合。实际应用结果表明：提出的生产计划排产系统在解决面向机电制造业的生产计划方面问题具有有效性和合理性，所研究的瓶颈约束理论和APS算法提高了生产计划排程的准确率，系统的实施便于生产计划排程的更改，提高了电机制造企业生产计划的自动化水平。

关键词：生产计划;约束理论;智能系统;算法;优化

作者单位：江西理工大学机电工程学院;

引文格式：余建国，木柏林. 面向机电制造企业的APS系统研究 ［J］. 机电工程技术，2022，51（09）：22-25.

 

标题：基于Unity3D的《工程制图》虚拟仿真实验平台设计及应用

作者：刘大维;张国泉;李泽山;劳信超;余得贤;苏蒲;

摘要：针对目前高校智能制造相关课程教学中普遍存在机械拆装麻烦、设备操作危险、实验教学设备台套数不足、教学效果不佳等问题，以《工程制图》课程为例，运用Unity3D软件开发了一套形象逼真、交互功能强的虚拟仿真实验平台，包括减速器拆装、溢流阀拆装、叶片泵拆装及工程制图基础知识案例演示等4部分内容。以减速器拆装为典型案例，详细介绍了3D模型建立与2D工程图绘制、文件格式转换、模型的渲染和装配、脚本编写与功能实现、UI界面设计等开发设计过程，从而实现虚拟仿真实验平台的自由观察功能、组合体拆装功能，以及3D模型图到2D工程图的转场渐变功能。结果表明，通过仿真实验平台的模拟交互的效果优于实物平台，可以增强体验感，提高学习积极性，加深对《工程制图》知识点的理解。平台搭建后成功应用于实训教学过程中，为智能制造的相关课程实训教学提供重要借鉴，同时也能提升高校智能制造专业应用型人才的培养质量。

关键词：智能制造;工程制图;虚拟仿真;Unity3D;实训教学

作者单位：广东技术师范大学机电学院;东莞石龙京瓷有限公司;广东技术师范大学资产与实验室管理处;

引文格式：刘大维，张国泉，李泽山，等.基于Unity3D的《工程制图》虚拟仿真实验平台设计及应用［J］.机电工程技术，2022，51（09）：26-31.

 

标题：基于知识蒸馏的轻量化残差网络在塑料颗粒高速检测中的运用

作者：李东;梁家睿;马鹏涛;

摘要：为了实现塑料颗粒生产过程中的光学外观高速检测，构建了一种基于多教师模型融合的知识蒸馏轻量化残差网络，用多个教师融合模型指导学生网络训练。以结构较为复杂的Vgg-16、Vgg-19、Resnet-18网络为教师网络，以自主搭建的具有多层串联小卷积、残差块特点的轻量化残差网络为学生网络，通过知识蒸馏训练塑料颗粒缺陷检测网络。为了增加模型的泛化能力及鲁棒性，在激活函数的选择上采用LeakyRelu解决了梯度消失的问题，在梯度下降算法的优化方式上采用余弦退火跳过了局部最优点。试验结果表明，轻量化残差网络经过知识蒸馏后与未经过相对比，精确度和召回率分别提高了1.8%和2.2%，精确度从88.8%提升到90.6%，召回率从96.7%提升到98.9%。学生模型经过知识蒸馏后基本达到了教师模型的性能水平，模型的参数量、浮点运算次数、单次检测耗时分别降低了59.2%、59.124%、50%。提出的知识蒸馏模型通过自主搭建的轻量化残差网络在保证检测精度的基础上，实现了塑料颗粒的高速检测，为深度学习技术在塑料颗粒在线高速全检的产业化应用提供了一种方法。

关键词：知识蒸馏;余弦退火;残差网络;类激活热力图

作者单位：金发科技股份有限公司企业技术中心;

引文格式：李东，梁家睿，马鹏涛. 基于知识蒸馏的轻量化残差网络在塑料颗粒高速检测中的运用［J］.机电工程技术，2022，51（09）：32-36.

 

标题：基于自适应空间特征融合的YOLOv5安全帽检测系统设计

作者：郑楚伟;林辉;吴晓明;刘孝炜;凌福龙;

摘要：在施工现场正确佩戴安全帽能有效地防止和减轻施工人员遭受头部伤害。目前在施工现场对安全帽佩戴的监管主要依赖人工，存在效率低且耗费人力的问题。对此，设计了基于改进YOLOv5的智能安防监控系统，实现安全帽佩戴检测和人员管理等功能。首先，使用改进的YOLOv5网络模型实现安全帽佩戴检测，通过自适应空间特征融合网络学习权重参数来决定输入特征图中各像素点的激活与抑制，充分利用不同尺度特征图在不同空间位置像素点的贡献度，以更好地适应不同尺度的目标检测任务。其次，使用百度智能云进行人脸识别，获取违规人员信息以生成违规通报，并上传到微信小程序，将违规行为记录存档，实现安全生产智能化管理。实验结果表明，相比原始YOLOv5，改进的YOLOv5在安全帽检测任务上的平均准确率提升0.5%。

关键词：YOLOv5;自适应空间特征融合;安全帽佩戴检测;安防监控系统;人脸识别

作者单位：韶关学院智能工程学院;

引文格式：郑楚伟，林辉，吴晓明，等. 基于自适应空间特征融合的YOLOv5安全帽检测系统设计［J］.机电工程技术，2022，51（09）：37-42.

 

标题：船用海水淡化技术发展现状和趋势

作者：郑高;吴旭;

摘要：作为供应淡水的主要设备，海水淡化装置已成为现代船舶的必要组成部分。综述了船用海水淡化技术的发展现状和趋势，以期为以后的理论研究与实际应用提供参考与依据。简述传统海水淡化技术的基本原理，包括从海水中取出淡水的技术、从海水中去掉盐的技术2个方面，重点为蒸馏法、反渗透法、冰冻法、水合物法、电渗析法、离子交换法及电容吸附法的基本原理。列举近年来与船用海水淡化技术相关的研究成果与成功应用案例，并从耦合技术的应用、新材料的发明、新技术的推广、新能源的开发4个方面分析船用海水淡化技术的当前发展现状。最后，指出高水质、高产水率、低能耗、低污染、低成本、小型化、智能化、高可靠性等是未来的必然发展趋势。

关键词：船用海水淡化技术;蒸馏法;反渗透法;电渗析法;耦合技术

作者单位：武警海警学院机电管理系;

引文格式：郑高, 吴旭. 船用海水淡化技术发展现状和趋势 ［J］. 机电工程技术，2022，51（09）：43-47.

 

标题：基于NX二次开发的汽车车灯圆点配光纹快速建模

作者：郭欣宇;司海伯;苗盈;邝乐;

摘要：汽车车灯配光纹具有调节车灯光线的作用，直接关系到汽车的使用性能和安全性能。汽车车灯配光纹具有单元尺寸小、单元结构类似、单元数量多和造型精度要求高等特点，手工建模存在重复性工作量较大、建模效率不高的问题。为解决上述问题，基于NX10二次开发平台，开发了汽车车灯圆点配光纹快速建模功能模块。首先，使用菜单脚本工具（MenuScript），制作用户自定义菜单和Robbin工具条，将开发的圆点配光纹功能模块与NX系统无缝集成；接着，通过用户界面编辑器（Block UI Styler）制作具备NX统一风格的圆点配光纹人机交互界面对话框；最后，基于圆点配光纹手工建模的原理和思路，利用应用程序接口（NX Open API）函数实现了圆点配光纹的自动建模。实践证明，设计的程序能够极大地提高圆点配光纹的建模效率，加快相关车灯产品的开发进程。

关键词：汽车车灯;配光纹;NX二次开发;快速建模

作者单位：无锡职业技术学院机械技术学院;

引文格式：郭欣宇，司海伯，苗盈，等. 基于NX二次开发的汽车车灯圆点配光纹快速建模 ［J］. 机电工程技术，2022，51（09）：48-51.

 

标题：粉末冶金微型螺旋齿轮成形工艺及模具结构设计

作者：黄树发;陈礼仁;张永聪;王柱;王天雷;

摘要：作为某品牌扫地机器人传动系统中的关键件，驱动电机输出轴微型螺旋齿轮过去一直采用钢材经滚齿加工完成，存在材料利用率低、能耗大和制作成本高等不足。针对上述问题，进行了铁基材料的微型螺旋齿轮粉末冶金生产工艺研究。根据烧结过程制品的膨胀或收缩导致烧结后齿轮的几何形状变化或尺寸精度降低等问题，采用变压力角方法设计齿轮成形模腔，有效控制了压后成形坯的尺寸精度，并设计了粉末冶金螺旋齿轮制品的成形模具。测试表明：改进工艺后生产的螺旋齿轮密度为6.8～7.0 g/cm~3，硬度为50～70 HRB，耐磨性好，强度和精度均满足使用要求，且年产量达到了100万只。

关键词：粉末冶金;螺旋齿轮;结构分析;制作工艺;模具设计

作者单位：江门市前通粉末冶金厂有限公司;五邑大学智能制造学部;

引文格式：黄树发，陈礼仁，张永聪，等. 粉末冶金微型螺旋齿轮成形工艺及模具结构设计 ［J］. 机电工程技术，2022，51（09）：52-54.

 

标题：检测实验室中质量管理体系的建立与运行

作者：李颖舒;郭滔;杨建庭;阮毅;余宁;

摘要：随着日常检测范围的扩大，检测项目随之增多，检测实验室的质量体系建设与规范管理的重视程度日渐增长。为避免实验室资源浪费，确保检测活动安全性，需要采取有效措施对实验室实验操作行为进行行为规范，建立并完善实验室质量管理体系。首先论述了实验室质量管理体系建立和运行的目的与意义。其次，结合实验室质量体系日常管理工作体会，根据自身检测活动情况把体系文件划分为质量手册、程序性文件、作业指导书、质量记录4个层次并加以说明。再次，详细阐述了实验室日常运作所需的资源控制、过程要求、持续改进这3个部分。从质量方针和质量目标的贯彻实施入手，对质量体系文件、内部审核和管理评审等几个方面做了全面阐释，为实验室的质量管理体系的建立与运行提供参考意见。

关键词：实验室;质量体系;体系文件

作者单位：广东省机械研究所有限公司;

引文格式：李颖舒，郭滔，杨建庭，等. 检测实验室中质量管理体系的建立与运行 ［J］. 机电工程技术，2022，51（09）：55-57.

 

标题：搅拌摩擦焊设备伺服电机的选型与计算

作者：柯治成;

摘要：在铝、镁等轻质合金材料的焊接中，搅拌摩擦焊工艺优于传统的熔焊。集成了搅拌摩擦焊技术、机床技术、高集成度焊接机头技术和多轴联动技术的搅拌摩擦焊设备是实现搅拌摩擦焊产业化应用的关键装备，在设备开发过程中伺服电机的选型与计算是重点内容之一。为了解决伺服电机在搅拌摩擦焊设备中的应用问题，对搅拌摩擦焊设备结构组成、焊接受力和工况进行了分析，总结了设备X、Y、Z和C轴伺服电机的计算方法和选型原则。为了具体验证，以一款典型的C型搅拌摩擦焊设备实际参数为例进行说明，通过计算验证了所选伺服电机满足设备使用要求。提出的方法准确、实用性强，对行业内设计人员有一定的参考价值，也是后续提升设备性能指标的重要依据。

关键词：伺服电机;负载转矩;搅拌摩擦焊设备;惯量匹配

作者单位：广州瑞松威尔斯通智能装备有限公司;

引文格式：柯治成. 搅拌摩擦焊设备伺服电机的选型与计算 ［J］. 机电工程技术，2022，51（09）：58-61.

 

标题：微凹坑织构复合加工平台设计与试验研究

作者：黄森;沈浩;许博;丁庆田;何涛;

摘要：表面织构减磨是摩擦副减磨的重要技术手段之一，高效、灵活、方便、较高精度和低成本的织构加工技术是织构减磨技术得以应用的前提。目前表面织构的加工技术存在很大的难题，尤其是深织构、变织构、异面织构的加工难度较大。为此，提出了一种微凹坑织构复合加工方法，并针对微凹坑织构复合加工工艺进行试验平台进行搭建。试验时，钻头既是微细切削刀具同时也是螺旋旋转电极，利用高速旋转电主轴和运动控制系统在加工试件表面进行机械加工，得到微细凹坑织后，用外接电源提供加工电压，以加工试件作为阳极、螺旋钻头为阴极，外加电解液循环系统对微细织构进行电化学加工，通过电化学原理去除微钻削机械加工产生的毛刺、微裂纹等缺陷，最终加工得到质量较高的微织构凹坑。

关键词：表面织构;微钻削;电化学加工;试验平台搭建

作者单位：安徽理工大学机械工程学院;

引文格式：黄森，沈浩，许博，等. 微凹坑织构复合加工平台设计与试验研究 ［J］. 机电工程技术，2022，51（09）：62-64.

 

标题：GPS定位智能夜行伞

作者：陈裕桂;罗静;宋艳;郑娜娜;赵承鑫;

摘要：在关于雨伞的相关问题上，“出门忘记带伞”“雨夜出行不便”“地面积水严重”是出现频率较高的3个问题。虽然目前智能雨伞已经初具市场，但相关的发光雨伞面向儿童，简易定位器面向老人儿童，没有具体全面面向大众的智能雨伞。基于方便安全出行，减少意外情况发生的目的，设计了一种基于GPS定位导航技术的智能夜行伞，在现有的普通发光雨伞的基础上，采用信息化技术手段，将GPS定位器、高密度伞布、伞柄手电筒结合在一起，同时实现定位、速干、夜行3个功能。系统硬件软件结构相对简单，易于实现，且成本低。调试试验表明，设计的智能夜行伞可实现上述功能，且使用时稳定顺畅。

关键词：STC89C52;夜行伞;智能;GPS

作者单位：荆楚理工学院电子信息工程学院;

引文格式：陈裕桂，罗 静，宋 艳，等. GPS定位智能夜行伞 ［J］. 机电工程技术，2022，51（09）：65-67.

 

标题：基于有限元法的松土器结构分析

作者：王晓晓;孙健;吕福春;祁祥;

摘要：松土器是挖掘机的可换工作装置之一，在长时间工作过程中常出现塑性变形和裂纹，部分零件受到的应力较大，易产生疲劳损伤。采用Creo软件建立挖掘机用松土器的三维数字化模型。在工况下，对于松土器的载荷情况进行分析，得出受力状况。利用Creo中集成的Simulation对松土器进行仿真分析，通过仿真得到了松土器的最大受力工况。基于仿真结果，对松土器的关键部位进行有限元分析，得到了松土器的应力分布云图、变形云图和安全系数，确定松土器的强度和刚度满足设计要求，但松土器所受应力有超出许用应力的情况，且超出部分主要出现在齿尖，因此需要对齿尖的结构进行改进，同时，还可以对主板和加强板进行改进，以减小其质量。为相关挖掘机用松土器的设计提供了理论依据和实用参考。

关键词：挖掘机用松土器;有限元分析;静力分析

作者单位：徐州工程学院机电工程学院;徐州科源液压股份有限公司;

引文格式：王晓晓，孙健，吕福春，等. 基于有限元法的松土器结构分析 ［J］. 机电工程技术，2022，51（09）：68-71.

 

标题：基于LCSS算法的膝、踝关节相似性特征研究

作者：刘旭;尹雨晴;赵雪冬;代雪晶;汤澄清;

摘要：当前步态识别技术在侦查领域为侦查人员打开了全新的破案思路。步态识别技术正是基于人体正常行走过程中各个关节角度呈现周期性变化且稳定，从而为步态特征识别人身提供了可能性。使用Codamotion三维动作分析系统对人体膝关节、踝关节的数据完成采集，完成原始数据归一化处理，在此基础上提出了基于最长公共子序列（LCSS）算法实现人体膝关节角度、踝关节角度的运动曲线相似度评估。对数据的统计分析表明，自然行走时同一人膝关节相似度与踝关节相似度分别在（79.47%+18.03%）、（75.34%+19.71%）即为高度符合。对不同人膝、踝关节角度交叉比较时使用最近邻平均相似度进行分析，膝关节与踝关节相似度分别小于20.52%、22.5%即存在较大差异。研究结果表明，同一人行走时膝、踝关节角度特征具有稳定性，不同人之间存在较大的差异性。

关键词：相似度;LCSS算法;膝关节;踝关节

作者单位：中国刑事警察学院;

引文格式：刘旭，尹雨晴，赵雪冬，等. 基于LCSS算法的膝、踝关节相似性特征研究 ［J］. 机电工程技术，2022，51（09）：72-75.

 

标题：一种基于多重约束的特征线匹配方法

作者：王欣波;王亚伟;厉宝山;张宁;姜涛;徐刚;魏丽;

摘要：在结构复杂、纹理重复的场景中，现有的特征线匹配方法存在的误匹配率高的问题。为了解决上述问题，融合特征线区域信息和特征线局部特征点信息，提出了一种基于多重约束的特征线匹配方法。该方法首先采用LSD方法检测图像的特征线，利用SIFT方法检测图像特征点。融合特征线和特征点构建图像特征集，并计算特征线支持区域；其次在特征线支持区域内，依据特征线两端点及两侧紧邻点间的NCC度量值和核线约束，获得待匹配特征线的支持区域；然后从特征线间的角度、垂直距离和水平距离3个约束出发，采用特征线间的灰度相似性度量，在待匹配特征线的支持区域内进一步约束确定匹配特征线，从而有效解决了特征线误匹配问题。以不同场景的图像对为对象，实验结果表明所提出的方法在匹配数量上、匹配正确率上均优于其他方法，进一步验证了算法的有效性。

关键词：特征线匹配;三维重建;支持区域;SIFT

作者单位：中国科学院自动化研究所;佛山市科自智能系统技术有限公司;渤海造船厂集团有限公司;

引文格式：王欣波，王亚伟，厉宝山，等. 一种基于多重约束的特征线匹配方法 ［J］. 机电工程技术，2022，51（09）：76-79.

 

标题：基于精益生产的电机装配线生产流程优化

作者：黄诚;谭国树;王柱;王天雷;

摘要：电机装配是一种劳动密集型生产模式，为解决生产中存在的资源浪费，将精益生产技术应用到公司产品Z243水泵电机的装配生产线。运用5W1H和工业工程（IE）方法对电机装配的生产流程等进行分析；在增添部分设备的前提下，对原生产流程采用ECRS原则进行了优化，改善后生产流程所需员工减少2人，消除了不必要的等待时间；通过和改善相关工位的顺序和布置，搬运路线不再交叉，距离减短；测定了各生产工序的作业时间，按照均衡工序的原则对原生产流程各工序作业内容进行了调整，改善后的生产线最终生产节拍由原16.8 s减少到12.6 s，生产线平衡率由66.7%提高到90.9%，给企业带来了明显经济效益。

关键词：精益生产;电机装配;生产流程;生产线平衡率;生产节拍

作者单位：江门马丁电机科技有限公司;五邑大学信息工程学院;

引文格式：黄诚，谭国树，王柱，等. 基于精益生产的电机装配线生产流程优化 ［J］. 机电工程技术，2022，51（09）：80-82.

 

标题：基于双目视觉的SLAM四旋翼无人机

作者：谭凯元;朱嘉林;邓君;王荔蔷;杨家源;

摘要：为了实现在未知的环境下对周边的环境进行实时地构建地图，并且完成自主定位导航，设计了一种基于双目视觉的SLAM四旋翼无人机。在四旋翼无人机的基础上配置了双目摄像头，树莓派4B主控板，STM32驱动板及各种传感器，以ROS系统为载体，将ORB-SLAM建图，定位避障，自主导航各种算法集成在一起，对双目SLAM无人机进行设计与开发。无人机上装载的树莓派将双目摄像头采集到的信息进行筛选处理后，转化成点云图再输出，同时树莓派还要进行与飞控板之间的信息交流，实时控制无人机位移。最终将地图完整构建之后，再通过不同的算法规划和筛选出无人机从起点到终点的最优路径解，从而实现双目SLAM无人机的自主导航功能。实验结果表明，所设计的双目SLAM无人机能够构建出可靠有效的地图，并实现路径规划，自主导航。

关键词：ORB-SLAM;四旋翼无人机;双目摄像头;地图构建;路径规划

作者单位：东莞理工学院机械工程学院;

引文格式：谭凯元，朱嘉林，邓君，等. 基于双目视觉的SLAM四旋翼无人机 ［J］. 机电工程技术，2022，51（09）：83-87.

 

标题：码垛机发展现状及趋势探究

作者：潘知瑶;费叶琦;马竹樵;张明宇;刘雨浩;

摘要：随着物流、仓储产业的快速发展，人工码垛、机械液压码垛由于精度差、效率低、占地面积大等问题，对码垛技术的进一步提升提出了新的挑战。新型的码垛机具有经济性、高效性、准确性等特点，随着中国工业发展蒸蒸日上，在取代传统码垛方式的过程中具有难以逆转的优势。对国内外码垛设备的研发现状及发展趋势进行研究，根据高校前端科技研发、工厂实际研发应用等方向进行分类，分析其运用的主要场合与技术，针对不同场合运用不同的码垛设备，总结相应技术特点、应用缺陷和面临的困境，对码垛机的相应现状及问题进行分析与讨论，提出了相应的应对措施与解决方案，码垛设备的通用性、准确率得到有效提升。

关键词：码垛机;发展现状;问题剖析;优化方案

作者单位：南京理工大学紫金学院智能制造学院;南京林业大学机械电子工程学院;

引文格式：潘知瑶，费叶琦，马竹樵，等. 码垛机发展现状及趋势探究 ［J］. 机电工程技术，2022，51（09）：88-91.

 

标题：基于前馈补偿PI控制算法的液压排缆系统的研究

作者：周扬;朱煌庆;王志敏;

摘要：排缆机构是海洋绞车重要的组成部分，其能否精确运行关系到缆绳是否能紧密且整齐的排列到绞车卷筒上。分析了某海洋绞车的排缆工况和需求，设计了基于比例换向阀控制的液压马达驱动的排缆机构，在此基础上对排缆系统PID控制算法易导致的问题进行了分析研究，提出了基于前馈补偿的PI控制算法，并利用软件建立了整套排缆系统的模型，且进行了仿真研究。仿真结果表明，采用这种控制算法时排缆机构能根据绞车的运行工况进行精确地排缆，控制精度高，系统稳定性好，取得很好的排缆效果。

关键词：海洋绞车;排缆机构;前馈补偿;PI控制

作者单位：中国船舶集团第七一五研究所;

引文格式：周扬，朱煌庆，王志敏. 基于前馈补偿PI控制算法的液压排缆系统的研究 ［J］. 机电工程技术，2022，51（09）：92-94.

 

标题：基于MCD平台的机器人码垛工作站设计及虚拟调试

作者：郑俊强;徐玉梁;冯治国;

摘要：针对机器人码垛工作站建设过程中开发周期长、调试成本高的问题，采用基于MCD平台的数字孪生方法，实现机器人码垛工作站的机电一体化设计与虚拟调试。基于NX UG平台建立机器人码垛工作站三维模型，赋予模型机械、物理属性，创建与控制系统交互的数据信号。基于西门子S7-1500PLC编写控制程序，设计机器人码垛工作站HMI人机界面，进行机电一体化联合调试，并开展虚拟码垛调试实验。实验结果表明：在夹具与工件的摩擦因数为0.2条件下，当工件的质量为1～3 kg时，机器人夹具正压力大于或等于80 N，可实现工件的稳定抓取，放置工件时机器人放置速度小于或等于0.2 m/s，可实现工件的精确放置。该方法可实现机器人码垛工作站的数字化设计和虚拟调试，通过机械系统与电气控制系统联合仿真，实现方案的前期验证和优化，降低开发成本。

关键词：MCD;机器人码垛;PLC;虚拟调试

作者单位：贵阳学院机械工程学院;贵州大学机械工程学院;

引文格式：郑俊强，徐玉梁，冯治国. 基于MCD平台的机器人码垛工作站设计及虚拟调试［J］.机电工程技术，2022，51（09）：95-98.

 

标题：煲胆滚边整形机器人研发与设计

作者：陈家辉;聂健壕;陈朝大;翟东丽;董潮伟;陈镇涛;吴涛;陈业威;

摘要：电饭煲是家居日常必不可少的厨房电器，而煲胆起着决定性的影响。为解决目前家电产业中电饭煲内胆加工的自动化程度低、生产效率低和劳动成本居高不下的结构性问题，开发了一款适用于不同规格内胆滚压和翻边加工的通用经济型智能整形机器人系统。采用三相异步电动机带动煲胆胎膜旋转，在胎膜回转过程中，将煲胆放在滚轮上，采用气压传动装置压紧煲胆，气动进刀完成煲胆翻边滚压的工艺流程，实现所需的卷边形状。采用西门子6ES7 214-1AD23-0XB8可编程控制器作为下位机，完成机械手及气缸的动作配合，通过对硬件接口和梯形图的编程设计实现了煲胆工件的装卸、加工等动作；并用MCGS组态软件作为上位机，制作了滚边整形机器人控制系统的监控界面，方便操作人员清晰、直观地观察滚边机器人的运行状态，从而使得维修和故障诊断变得更有效率。完成了滚边整形机器人样机的研发，并经过实验调试获取了滚边机器人滚边效果最佳时各滚边参数的取值。

关键词：工业机器人;滚边;自动化生产;PLC

作者单位：广东科技学院机电工程学院;广东省机械研究所有限公司;

引文格式：陈家辉，聂健壕，陈朝大，等. 煲胆滚边整形机器人研发与设计 ［J］. 机电工程技术，2022，51（09）：99-102.

 

标题：车载触摸屏的机器视觉检测系统设计

作者：詹前贤;冯增辉;沈奕;林典钦;王双喜;

摘要：传统机器视觉用于检测车载触摸屏缺陷存在效率低、功能单一等问题，设计了一种新型车载触摸屏检测系统，实现了单台视觉检测设备对多尺寸、多种类缺陷的自动检测。首先对产品图像进行指数灰度变换以增强对比度，采用中值滤波实现图像降噪；运用Canny算法进行轮廓提取，利用金字塔模板匹配法进行匹配，得到偏移信息后，利用仿射变换对图像进行矫正；然后采用动态阈值分割法提取字符等信息；最后通过建立合格样品模型库与透过率转换关系图，实现表面缺陷和透过率的即时一体化检测。实验表明，针对220 mm×180 mm尺寸的车载触摸屏的检测，处理速度达8片/min，是人工检测速度的3倍，缺陷检出率达97.5%，单片检测时间仅0.43 s，该系统实现了对车载触摸屏的高速、高精度、多目标检测。

关键词：车载触摸屏;机器视觉;缺陷检测;图像强化

作者单位：汕头超声显示器有限责任公司;汕头大学工学院;汕头轻工装备研究院;

引文格式：詹前贤，冯增辉，沈奕，等. 车载触摸屏的机器视觉检测系统设计 ［J］. 机电工程技术，2022，51（09）：103-107.

 

标题：蛋品质图像检测自动传送装置的设计

作者：余念;于亚萍;刘源;韩雅文;李留安;赵喆;

摘要：传统的人工肉眼对蛋品质进行检测，分拣速度慢，而且受主观因素影响，会降低检测结果的准确性和一致性，对养殖户造成经济效益的损失。针对这一问题，设计了一套基于图像检测的鸡蛋自动传送装置。整个系统由鸡蛋托盒、检测暗箱、传送导轨、控制电机、检测程序和人机交互界面组成，控制传送装置将鸡蛋准确地送入图像检测的指定位置进行图像采集。通过对自动传送装置的Arduino板控制DM542驱动57BY步进电机实现了鸡蛋的自动传送、定位与拍摄静止时间，然后将拍摄图片传送上位机Mat-lab人机交互界面，完成蛋品质图像检测分析。最终实现了图像处理下鸡蛋传送的自动化检测，避免了人工重复操作和环境因素的干扰，并提高了图像检测质量。系统能完成对鸡蛋的自动化传送、纵横径检测和蛋壳颜色鉴别。

关键词：图像检测;蛋壳颜色;纵横径;自动传送

作者单位：天津农学院工程技术学院;天津农学院动物医学与动物科学学院;金洼农业科技发展有限公司;

引文格式：余念，于亚萍，刘源，等. 蛋品质图像检测自动传送装置的设计 ［J］. 机电工程技术，2022，51（09）：108-111.

 

标题：基于机器视觉的教室智能控制系统设计

作者：黄艺香;甘世溪;刘晓波;

摘要：针对学校普通教室使用过程中，照明灯和空调等电器均需要手动控制，容易发生教室无人或人数很少时，用电电器都处于工作状态这一电能浪费的问题，设计了一种基于机器视觉的教室智能控制系统。首先研究设计了硬件总体方案，对主控制器、人数、温度和光照度检测电路以及驱动电路进行了选型与设计；视觉系统根据照明灯的分布将教室分割成多个ROI区域，采用混合高斯模型算法，从拍摄到的教室图像提取出室内人员分布前景图，然后统计各区域人数，以区域是否有人控制各分区照明灯的开与关；教室温度调节采用PID控制算法，结合实时环境数据调控空调和风扇。与传统的智能系统相比，采用机器视觉使系统硬件构成简单，在精度和健壮性方面都有很好的提高。实验数据表明：视觉的计算精度可以达到90%左右，计算速度能满足系统控制要求，使电器得到适时控制，起到节能效果，并为师生营造良好的工作和学习环境。

关键词：智能控制;节能;机器视觉;环保

作者单位：泉州信息工程学院机械与电气工程学院;

引文格式：黄艺香，甘世溪，刘晓波. 基于机器视觉的教室智能控制系统设计 ［J］. 机电工程技术，2022，51（09）：112-115.

 

标题：虚实结合的工业机器人实训教学平台和方法

作者：高攀;邹胤;汤超;刘扬开;王晓军;

摘要：工程训练是高校工科专业最为重要的实践环节，工业机器人作为近年实训教学的重点发展方向，却面临设备投资大、数量少、效果差、理解浅、接口封闭等一系列难题，为此，开发了一套虚实结合的工业机器人实训教学平台和方法，包括机器人实体操作平台和虚拟仿真平台，实体操作平台设计多品牌、多类型机器人，配备搬运、码垛、装配、涂胶等功能模块，虚拟工作平台包括基于Matlab的机器人运动学和动力学虚拟仿真平台和基于RobotStudio的编程和动画仿真平台，新平台引进新的教学方法，实现了各个平台优势互补，提高实践实训效果，同时也弥补了传统实践教学与理论教学的脱节的缺点。教学结果表明，新平台能够充分调动学生积极性和参与度，提高学生对机器人的认识程度，为学生更加高阶的机器人学习打下坚实的基础，可为相关院校工程训练尤其是机器人实训教学提供参考。

关键词：工业机器人;虚实结合;Matlab;RobotStudio

作者单位：广东技术师范大学工业中心;

引文格式：高攀，邹胤，汤超，等. 虚实结合的工业机器人实训教学平台和方法 ［J］. 机电工程技术，2022，51（09）：116-121.

 

标题：基于数字孪生的步进滑台远程虚实同步研究

作者：梁生龙;李军利;赵新宽;

摘要：介绍了基于数字孪生技术与工业互联网技术的步进滑台远程虚实同步实现方法和总体架构。设计开发了步进滑台的远程监控程序和适合于手机App、WEB网页的云监控画面，实现了步进滑台的远程智能监控，基于西门子的NX-MCD对步进滑台进行了数字孪生设计，介绍了虚实信号交互的方法和原理，通过OPCDA通信实现了物理信号与虚拟信号的实时传送，实现了步进滑台的物理设备与数字孪生设备的远程虚实同步及三维可视化智能监控。经验证，利用该技术在教育领域远程教学中开展线上“云实训”，学生无需到设备现场即可远程完成实操训练，变革了教学模式和教学空间，达到了较好的效果。另外，远程虚实同步相关技术也可以为智能制造工程领域中机电设备的远程三维可视化监控提供一定的参考。

关键词：数字孪生;工业互联网;PLC;虚实同步;MCD

作者单位：珠海城市职业技术学院机电工程学院;

引文格式：梁生龙，李军利，赵新宽. 基于数字孪生的步进滑台远程虚实同步研究 ［J］. 机电工程技术，2022，51（09）：122-126.

 

标题：串番茄采摘机械臂避障路径规划算法研究

作者：张天成;李奇林;裴天朔;

摘要：在农业采摘机器人作业过程中，机械臂能否避开作业环境中的障碍物完成采摘对于保证农户收入有着至关重要的作用。研究对象为串番茄采摘环境中的机械臂避障路径规划算法，提出一种基于机械臂避障路径规划的将人工势场法进行改进，然后与RRT*算法结合的路径规划算法。该算法改进了人工势场法的斥力势场函数，并根据人工势场法易陷入极值的局限性，结合RRT*算法引导采摘机械臂去逃离极值状态。最后为验证算法在串番茄采摘环境下的鲁棒性和相对于改进前人工势场法的优越性，在MATLAB软件中模拟串番茄采摘环境进行机械臂避障路径规划的仿真实验，实验结果证明该算法在不同串番茄采摘环境下具备鲁棒性，且相比于人工势场法，能够以自适应的方法引导采摘机械臂成功逃离极值，完成避障路径规划，验证了其优越性。

关键词：采摘机器人;运动规划;改进人工势场法;RRT*算法;仿真

作者单位：江苏理工学院机械工程学院;

引文格式：张天成，李奇林，裴天朔. 串番茄采摘机械臂避障路径规划算法研究 ［J］. 机电工程技术，2022，51（09）：127-131.

 

标题：碳化硅外延设备控制系统的设计与实现

作者：戴科峰;仇礼钦;盛飞龙;高桑田;王鑫;

摘要：外延设备是碳化硅产业链的重要设备之一，设备的控制系统直接决定了设备的优劣。设计与实现了一套碳化硅外延设备控制系统，详细介绍了外延设备控制系统总体设计、软硬件架构和各分系统关键技术。通过高内聚、低耦合，高度的模块化设计，实现端口、零件到模块的逐级封装，软件架构清晰。系统以倍福PLC为主控制器，集成串口RS232/485通讯、DeviceNet等通讯方式，完成信号采集、温度控制、压力、流量、功率等PID控制。设备流量控制采用HORIBA的质量流量计（MFC）、温度控制采用MINI8温控仪、INFICON的薄膜规和压力计、JEL的真空机械臂等，实现了对碳化硅外延各项反应条件的精确调节和控制。控制系统操作界面友好、简单、可移植性强。经实际验证系统稳定、可靠，已生产出符合要求的外延片，达到工艺要求。

关键词：碳化硅;外延;控制系统

作者单位：季华实验室;

引文格式：戴科峰，仇礼钦，盛飞龙，等. 碳化硅外延设备控制系统的设计与实现 ［J］. 机电工程技术，2022，51（09）：132-136.

 

标题：牡蛎水泥制采苗串自动化生产设备设计与试验

作者：唐春华;李军利;张彦东;梁仍余;尹秉奎;

摘要：针对牡蛎水泥制采苗串人工生产过程中的劳动强度大、人工成本高、生产效率低等问题，设计开发了一种牡蛎水泥制采苗串自动化生产设备整体结构方案和控制系统，该设备由控制系统控制各机构协同完成牡蛎水泥制采苗器和定距挡块的自动送料、传输、孔位检测、定位、穿线、计数、剪线等工序；针对工作环境差、采苗器外观及中心孔形状不规则的特点，设计了一种基于漫反射激光传感器的采苗器孔位检测系统，为后续采苗器定位抓取、穿线等工序提供关键技术数据。仿真和试验研究表明，设备控制系统运行可靠、动作准确，孔位检测精度达到99.5%以上，满足设备对孔位检测的技术要求。该设备的设计为企业研发贝类水泥制采苗器的自动化设备研发提供了技术参考。

关键词：牡蛎水泥制采苗串;自动化生产设备;孔位检测系统;控制系统

作者单位：珠海城市职业技术学院机电工程学院;翔龙自动化科技有限公司;

引文格式：唐春华，李军利，张彦东，等. 牡蛎水泥制采苗串自动化生产设备设计与试验 ［J］. 机电工程技术，2022，51（09）：137-141.

 

标题：智能终端精密外观结构件离散型智能工厂规划

作者：罗卫强;唐斌;陈勇军;

摘要：随着手机、平板电脑、智能穿戴等智能终端的大规模普及与快速更新换代，对精密外观结构件的需求也呈现出大批量、个性化、短周期的特点。但精密外观结构件的传统制造工艺流程在生产效率、灵活性与精确性等方面越来越难以满足市场需求。针对智能终端精密外观结构件的加工成型、外观检测、组装等制造环节，研发了核心智能化制造设备，搭建了多种柔性生产单元和自动化生产线。同时，将数字化加工技术、自动化数据采集与模式识别技术、信息技术与现代管理技术相结合，研究并构建了基于工艺特征的离散型智能制造工厂新型制造管理模式，并成功应用于某企业实际生产中，在该企业的实际生产中显著降低了运营成本，提高了生产效率、良品率与能源利用率，提升了企业的智能制造水平与竞争力。

关键词：智能终端;精密外观结构件;离散型智能制造;柔性生产

作者单位：广东长盈精密技术有限公司;

引文格式：罗卫强，唐斌，陈勇军. 智能终端精密外观结构件离散型智能工厂规划 ［J］. 机电工程技术，2022，51（09）：142-146.

 

 

标题：基于边缘计算的智慧台区一体化运行评估方法

作者：叶保璇;吴清炳;王玉中;李业健;蔡子默;杨银;陈东俞;

摘要：低压台区运行状态是台区管理的重要参考信息，把握和应用好台区状态对台区运维管理具有重要的实用价值，当前对台区运行状态评价缺少对用电数据的应用分析，此外采用单一赋权方法又存在主观性或客观性偏向的问题。针对此问题，提出了基于边缘计算的智慧台区一体化运行评估方法。首先，以台区作为计算节点，在台区部署边缘计算终端，对智能监测终端采集的数据就地处理分析，基于边缘终端的计算功能，建立台区一体化运行评估指标体系；其次，采用层次分析法和熵权法分别计算各指标的主观权重和客观权重，对一个指标在多组样本数据下的主-客观权重计算值应用最小二乘组合方法计算综合权重；最后，通过对指标体系加权后给出台区运行状态评估结果。通过实例分析，验证该评价方法具有有效性，具备工程使用价值。

关键词：低压台区;边缘计算;状态评估

作者单位：海南电网有限责任公司文昌供电局;广州市奔流电力科技有限公司;

引文格式：叶保璇，吴清炳，王玉中，等. 基于边缘计算的智慧台区一体化运行评估方法 ［J］. 机电工程技术，2022，51（09）：147-149.

 

标题：基于YOLOv5手势识别的无人小车运动交互控制系统设计

作者：罗晓杰;郭建文;苗涵琪;曹梦华;晏晓辉;李宇琛;候鹏鹏;梁志翔;

摘要：手势控制是一种新兴的人机交互控制接口，通过捕捉手势的变化来执行命令。设计了一套采用手势识别控制无人小车运动的人机交互控制系统，使用YOLOv5目标检测方法融合相机获取的手势图片，通过特定的手势信息对应的控制指令传达给无人小车，从而达到控制无人小车运动的目的。设计了无人机的软硬件系统，进行了YOLOv5的训练以及无人小车控制测试实验，实验结果表明，该系统能够较为精准地识别指令并达到人机交互的控制效果。关键词：手势识别;无人小车;目标检测;深度学习;YOLOv5

作者单位：东莞理工学院机械工程学院;

引文格式：罗晓杰，郭建文，苗涵琪，等.基于YOLOv5手势识别的无人小车运动交互控制系统设计［J］.机电工程技术，2022，51（09）：150-153.

 

标题：用于冷轧钢卷的机器人激光标识设备的设计与应用

作者：龙萌;徐恒翼;杨贺;

摘要：针对某冷轧厂退火炉前钢卷的人工标识存在工作量大、易出错、招工难等问题，设计了一套全自动机器人激光标识设备，用于替代人工标识作业，优化生产节拍，提高标识作业的稳定性。针对冷轧钢卷来料多规格的工艺特点，采用六轴工业机器人作为执行机构作为激光打标机机头移动和姿态调整的载体；针对来料钢卷实际外形为类椭圆形且表面有高低起伏，导致激光刻蚀的二维码字符标识不清晰、不均匀的问题，采用了一对COMS激光传感器调整激光打标机机头的空间姿态，使机头上的激光镜头与钢卷表面素线保持平行，并且使镜头中心线与标识位置的钢卷表面法线重合。现场使用表明，该系统稳定可靠，满足全自动标识的需求，标识成功率达到99.9%，完全替代人工作业，节省人工成本支出；单卷标识时间小于2 min，提高了生产效率，降低了安全隐患。

关键词：钢卷;机器人;激光标识;素线平行;法线重合;二维码

作者单位：岳阳职业技术学院机电工程学院;江苏金恒信息科技股份有限公司;杭州电子科技大学机械工程学院;

引文格式：龙萌，徐恒翼，杨贺. 用于冷轧钢卷的机器人激光标识设备的设计与应用 ［J］. 机电工程技术，2022，51（09）：154-157.

 

标题：基于机器视觉的空调显示器智能检测技术研究

作者：黄鸿发;梁小玲;范有权;申飞;陈玉雄;

摘要：显示器是空调运行模式最直接的体现，影响用户对空调产品的直观体验，显示器测试质量提升是每个制造业生产过程重点关注的问题。从外观质量检验、功能质量检验两方面开发了一种显示器视觉智能检测设备，采用机器视觉检测技术与电路检测技术相融合的方法，基于图像检测区域定位，通过字符分割识别与字符缺陷检测，实现图像高效智能处理，开发功能测试板卡，集成四路控制驱动电路、六路红外接收电路及六路音频检测电路，实现功能类故障自动检测。开发触摸按键驱动板，通过电容式触摸极板的充放电时间智能判定按键类故障。对不同故障缺陷品进行试验验证，结果分析表明，蜂鸣器不响、遥控不接收、按键不灵、显示模式错误、缺划、多划等18种故障，均可准确有效识别，故障检出率达100%，有效提升检测质量。

关键词：空调显示器;视觉检测;电路检测;自动化设备

作者单位：珠海格力电器股份有限公司;

引文格式：黄鸿发，梁小玲，范有权，等. 基于机器视觉的空调显示器智能检测技术研究 ［J］. 机电工程技术，2022，51（09）：158-161.

 

标题：基于CAN总线的调试及实时监控系统

作者：潘李云;孙前刚;刘刚;

摘要：为了解决多个电源模块并联的高功率用电场合下电源模块的实时监控及传统调试方法工作量大的问题，设计了一种基于STM32芯片的抗干扰实时监控系统，并将该系统应用于多个模块并联的电源系统中，使得该多模块并联的电源系统能够实时跟踪每个电源模块电压电流信息，并在上位机界面中显示出来，且简化了电源的调试过程。该系统包含各个节点和上位机组成，各节点通过CAN总线和上位机实现交互通信，具备实时性高，通用性强，相比于传统的故障排查和检修过程，该监控系统对故障的排查和检修的效率更高，使用更加方便、直观。介绍了该系统的上位机软件的各个应用界面，并显示了所检测的电源模块电压和电流值随时间变化的曲线。

关键词：STM32;CAN总线;通信

作者单位：中国船舶集团有限公司第七二三研究所;

引文格式：潘李云，孙前刚，刘刚. 基于CAN总线的调试及实时监控系统 ［J］. 机电工程技术，2022，51（09）：162-164.

 

标题：KX-ZM01涵道风扇无刷直流电机磁热耦合仿真分析

作者：陈裕明;陈鹏满;王柱;杨传刚;梁雪怡;王天雷;

摘要：高速永磁无刷直流（BLDC）电机转速高、体积小，其温升控制较常规电机更为重要，针对用于驱动无人机涵道风扇KX-ZM01电机运行中温升过高问题，首先在电磁仿真软件Maxwell 2D中建立了电机的电磁有限元模型，计算了电机的铁损、涡流损耗和铜损。然后，将损耗以热源的方式耦合到Ansys Workbench软件中进行磁-热耦合分析，获得定子、转子、绕组和永磁体等的温度分布。最后，针对该电机温升过高问题提出在电机外壳增加散热片，并对3种不同形状散热片进行温升分析与工艺可行性评价，为进一步改进设计提供了可靠、有效的参考依据。

关键词：永磁直流无刷电机;磁-热耦合分析;损耗;温度场;散热片

作者单位：江门凯信科技实业有限公司;五邑大学智能制造学部;

引文格式：陈裕明，陈鹏满，王柱，等. KX-ZM01涵道风扇无刷直流电机磁热耦合仿真分析［J］.机电工程技术，2022，51（09）：165-169.

 

标题：纯电动客车动力系统参数匹配与仿真分析

作者：李廷朋;封进;张瑞宾;龙云泽;张顺兴;

摘要：依据纯电动客车整车参数与性能指标，针对驱动电机、动力系统传动比以及动力电池关键动力部件进行了参数匹配。利用参数匹配所得到的结果，基于Cruise软件分别建立整车模块、驱动电机模块、减速器模块、动力电池模块以及车轮等模块，最终完成整车仿真模型的建立，根据整车动力性能与经济性能指标要求为整车设定仿真任务。以整车的最高车速、加速时间以及最大爬坡度作为整车动力性能指标，以NEDC循环工况和40 km/h等速循环工况续航里程作为整车经济性能指标。仿真结果表明整车动力系统参数匹配结果合理，研究分析内容为纯电动客车参数匹配与仿真提供相关的参考意义。

关键词：纯电动客车;参数匹配;动力性能;经济性能

作者单位：桂林航天工业学院汽车工程学院;

引文格式：李廷朋，封进，张瑞宾，等. 纯电动客车动力系统参数匹配与仿真分析 ［J］. 机电工程技术，2022，51（09）：170-173.

 

标题：大容量发电机断路器温升仿真与试验

作者：张鑫;朱凯;张会杰;程小红;唐成;

摘要：为研究大容量发电机断路器导体温升的分布规律，以国内首台100 kA发电机断路器为研究对象，首先基于电磁学和传热学原理，建立了大容量发电机断路器导电回路稳态热分析模型，计算出导体电流密度分布、涡流损耗分布、导体和周围空气的温度场分布；随后对发电机断路器样机进行了温升试验，并对仿真结果和试验数据进行对比，验证了温升仿真方法的有效性和正确性。温升仿真和温升试验方法不仅适用于大容量发电机断路器的温升研究，同时也可为大电流高压电器产品的通流设计提供参考依据。

关键词：发电机断路器;稳态热分析;温升;大容量

作者单位：西安西电开关电气有限公司;

引文格式：张鑫，朱凯，张会杰，等. 大容量发电机断路器温升仿真与试验 ［J］. 机电工程技术，2022，51（09）：174-177.

 

标题：基于PSIM的车载开关电源并联供电系统设计与仿真

作者：王毅;张博洋;包西平;雷天元;吴继军;

摘要：新能源电动汽车中的电子设备越来越多，其功率等级也在大幅增加，这些均提出了对车载供电电源性能更严苛的要求，现代的新能源汽车车载电源需要满足低电压与大电流，高功率密度、体积及较高的动静态等要求，基于上述车载供电电源的严苛要求，设计了一种可用于纯电动车的车载开关电源并联系统，拓扑方式为降压斩波双Buck并联电路，详细地介绍了各关键元器件的参数选择方法，控制模式采用双环控制模式，同时还详细介绍了电流环与电压环设计流程。为了加速系统响应速度，减小偏差，提高系统的稳定性与准确性，采用了前馈控制，最后基于电力电子与电源专业仿真软件PSIM2021a软件构建了电源系统的仿真模型，对所搭建的降压斩波双Buck电路并联供电系统进行了仿真验证。仿真结果表明，所设计的基于Buck电路的开关电源供电系统其动静态特性良好，抗干扰能力较强，达到了设计要求。

关键词：开关电源;Buck;并联;仿真;PSIM

作者单位：徐州工业职业技术学院;

引文格式：王毅，张博洋，包西平，等. 基于PSIM的车载开关电源并联供电系统设计与仿真［J］.机电工程技术，2022，51（09）：178-180.

 

标题：基于ANSYS Workbench的制动器模态特性仿真与优化

作者：朱淼;侯莹莹;

摘要：为降低车辆制动器发生中低频噪声的概率和频率，基于有限元方法建立制动器的参数化模型，采用ANSYS Workbench对制动器的约束模态和预应力模态进行了数值仿真与分析。分别采用六面体和四面体类型网格对刹车片和制动盘进行网格划分。约束模态分析将边界条件设置为螺纹孔固定约束。预应力模态分析首先进行静态结构仿真，然后调取应力场分析结果至模态分析模块，得出不同工况下的模态振型。在保持第一阶固有频率不降低的前提下，对制动器进行了轻量化设计和优化。研究表明，在固定约束和预应力模态分析条件下，制动盘的质量可减小16%左右，且各阶固有频率均有不同程度的提高。该研究方法能够有效缩短研发周期和成本，为车辆工程的可靠性优化提供良好的思路和方向。

关键词：制动;模态;轻量化;车辆;固有频率

作者单位：枣庄科技职业学院;

引文格式：朱淼，侯莹莹. 基于ANSYS Workbench的制动器模态特性仿真与优化 ［J］. 机电工程技术，2022，51（09）：181-184.

 

标题：装载机虚拟仿真系统的研究

作者：李皓杰;李钢;丁浩杰;陈子恒;贾家和;李子兴;周之翔;

摘要：装载机是一种常用工程机械，装载机认知和拆装实验由于零部件笨重、缺乏安全性一直是一个难题。虚拟仿真实验是解决这项问题的有效方法。对装载机虚拟仿真实验的网络化管理系统，数字化文件系统和人机交互系统进行研究，实现一到两种部件的虚拟装配实验。结合主传动实际装配以及拆卸视频，确定软件中主传动模型的实际拆装过程，通过Unity3D软件对主传动拆装进行虚拟仿真，主传动的拆装均通过代码实现，同时注意使用时视角自由切换功能和显示零件名称功能的实现。利用Unity3D软件实现环境的搭建，开发人机交互按钮界面与实验报错功能的实现。这不仅减少了实机拆装对机械可能带来的损伤,减少二次故障率。同时，通过拆装虚拟训练系统进行装配训练，使操作形象、直观、方便,具有很高的经济和教学价值。

关键词：虚拟仿真;装配;Unity3D

作者单位：南京工程学院;

引文格式：李皓杰，李钢，丁浩杰，等. 装载机虚拟仿真系统的研究 ［J］. 机电工程技术，2022，51（09）：185-187.

 

标题：液压支架关键部件的动态特性仿真与分析

作者：高虎;

摘要：液压支架是机械和建筑工程领域不可或缺的支护设备，其安全性和稳定性是确保高效生产的基础。对液压支架的工作原理和功能类型进行了分析，确立其关键的功能设计方法，增加有效的计算机辅助分析。基于有限元分析软件ANSYS建立液压支架的整机模型，通过自适应方式划分网格，在极限载荷条件下对其静力学响应特性进行计算，得出应力场结果。针对底座的结构和承载特点，对其模态特性进行分析，得出振型响应结果。研究结果表明：对称载荷和非对称载荷对液压支架的强度影响较小，整体应力的连续性较好，应力集中问题不明显；最大应力位置分布在底座前段和顶板两侧，低于材料的屈服极限；底座元件的低阶模态稳定性较高，最大振型位移位置位于底座的前端面，与强度分析结果一致。

关键词：有限元;液压支架;模态;强度;静力学分析

作者单位：枣庄科技职业学院;

引文格式：高虎. 液压支架关键部件的动态特性仿真与分析 ［J］. 机电工程技术，2022，51（09）：188-190.

 

标题：基于Fluent的搅拌器固液两相流数值模拟

作者：谭欢;郑维师;王正金;

摘要：固液两项混合是工业中比较常见的现象，然而固液混合不均的现象时有发生，其中转速对固液混合影响相对较大，因此需要分析转速对双层搅拌器内流体流动状态和固相颗粒分布的影响。针对双层搅拌桨的搅拌器，运用流体仿真软件Fluent对其固液混合的流场特性进行数值模拟。选用Mixture多相流模型、RNG k-ε湍流模型和多重参考系模型（MRF）进行仿真，在稳态条件下模拟搅拌器内的速度分布和不同转速下固体颗粒体积的分布情况。结果表明：搅拌器类型为径向流搅拌器，搅拌桨附件出现明显的径向流动，并且在高速旋转下都存在打旋的现象，搅拌器内的固体颗粒在350 r/min的转速下达到完全离底悬浮，随着转速的继续增加搅拌器内固体颗粒的分布没有明显变化。该研究结果可为搅拌工艺拟定和搅拌器结构设计提供一定的科学依据。

关键词：双层搅拌桨;Fluent;固液混合;数值模拟

作者单位：中国石油集团川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院;低渗透油气田勘探开发国家工程实验室;

引文格式：谭欢，郑维师，王正金. 基于FLUENT的搅拌器固液两相流数值模拟 ［J］. 机电工程技术，2022，51（09）：191-193.

 

标题：基于机电创新平台的停车装置设计

作者：陈玉瑜;钟璞;师丽俠;

摘要：近年来，机动车数量不断提升，停车难的问题越来越明显，所以立体停车装置有很大的实际需求。首先分析比较了目前市面上存在的6种立体停车装置的优缺点，然后运用三维设计软件设计了一款摩天轮式立体停车装置，该停车装置外形为摩天轮形状，可以根据结构尺寸的大小，增减层数和每一层的车位数，每个停车位上安装有感应灯；采用伺服电机作为动力源，传动装置由齿轮传动、带传动组成。运用三维仿真软件对停车装置和汽车的运动进行模拟运动，观察停车装置的运动状态，检查干涉。以“慧鱼”创意组合模型和“Makeblock”模型为平台，通过结构设计、模块拼装与软件编程等环节，制作了摩天轮式立体停车装置样机，直观呈现并阐述了该装置的结构原理及制作过程，并通过实验调试该装置能够实现汽车的安全停放。该停车装置外形美观、车位数目多，存取车方便可靠，制作成本低，能够保护车辆，增加绿化面积，该设计中融入绿色发展理念，推动了现代化城市的绿色发展，具有很强的实用性及较大的推广价值。

关键词：停车装置;三维设计;创新平台

作者单位：江苏省常州纺织服装职业技术学院机电学院;

引文格式：陈玉瑜，钟璞，师丽侠. 基于机电创新平台的停车装置设计 ［J］. 机电工程技术，2022，51（09）：194-196.

 

标题：逆向工程与3D打印技术在文物保护中的应用

作者：梁土珍;

摘要：逆向工程与3D打印技术广泛应用于汽车、航天、模具、医疗和消费性的电子产品等制造业，甚至在文物遗产领域也发现逆向工程与3D打印技术的痕迹。逆向工程与3D打印技术可以保护和修复文物。逆向工程技术在修复文物的时候具有快速采集文物数据、不对文物产生损坏等优点，可弥补常规文物数字化方法的局限性。以文物灯罩为例，详细介绍了利用手持式激光扫描仪将缺损的灯罩进行数据采集，得到三维的灯罩点云数据，使用Geomagic和UG软件对采集完成的点云数据进行处理，得到修复完成的三维实体模型灯罩，使用3D打印机对完成的三维实体模型灯罩进行加工，验证灯罩修复的效果。将加工完成的灯罩进行适配，结果发现适配效果良好，实现了在短时间内准确、可靠地复制文物实物样件。该方法为产品的开发、修复具有很好的借鉴作用。

关键词：逆向工程技术;3D打印技术;灯罩;数据处理

作者单位：广州市机电技师学院;

引文格式：梁土珍. 逆向工程与3D打印技术在文物保护中的应用 ［J］. 机电工程技术，2022，51（09）：197-200.

 

标题：EIQ分析法在J电商配送中心规划中的应用

作者：赵晓辉;张贵炜;

摘要：社区团购订单品种多、批量小、频率高以及次日达等特点都对配送中心提出了新的挑战，如何合理规划配送中心才能满足新型社区团购的需求是电商企业面临的一个重大问题。作为电商企业现代物流的重要环节，电商配送中心的整体规划和仓储作业效率对满足社区团购的订单需求起到至关重要的作用。EIQ分析法是目前企业配送中心进行仓储规划和拣选方式常用的方法，以J电商企业配送中心为例，通过采用EIQ分析法和ABC分类法对配送中心的客户订单数据进行统计分析，总结出客户订单的特点和规律，并对客户订单和配送中心的产品进行分类处理，作为对配送中心产品储位规划及订单拣选方式进行优化的依据，优化了仓储中心的储位和拣选方式，提高了配送中心的作业效率，最终满足了客户的订单需求。

关键词：社区团购;配送中心;EIQ分析;订单拣选

作者单位：河北工程大学管理工程与商学院;

引文格式：赵晓辉，张贵炜. EIQ分析法在J电商配送中心规划中的应用 ［J］. 机电工程技术，2022，51（09）：201-204.

 

标题：基于曲柄滑块的方位调整机构优化设计

作者：王成非;刘东;陈贺;王晶翔;

摘要：结合电子设备测试调试安装时方位角度调整的需求，基于曲柄滑块的逆向运动设计了一套方位调整机构。首先，描述了整个机构的组成和工作原理，随后对机构进行简化并分析计算了机构的自由度。然后，根据其结构的几何关系进行机构的运动分析得到滑块位移和曲柄角度间的运动方程，利用虚拟样机技术验证了运动学分析结果的正确性。随后对其机构进行仿真模型参数化设计，并以最小压力角为优化目标进行算例计算，通过对算例结果的对比和分析得到了机构各尺寸参数变化对压力角的影响，并最终得到了优化后机构尺寸，从而提高了整个调整机构的传动性能。

关键词：曲柄滑块;运动学分析;虚拟样机技术;参数化设计;传动性能

作者单位：中国船舶集团有限公司第七二三研究所;

引文格式：王成非，刘东，陈贺，等. 基于曲柄滑块的方位调整机构优化设计［J］. 机电工程技术，2022，51（09）：205-207.

 

标题：行业应用场景下无人机无人值守自动起降机场的设计

作者：宋晨晖;程子啸;

摘要：当下无人机在多行业的应用越来越广泛。但在实际使用过程中仍然会受到人员、场地、通讯等各方面的掣肘。通过分析无人机自动起降机场的场景要素与功能要素，提出一种无人机无人值守自动起降机场设计。在硬件平台方面包括舱门闭合装置、停机坪装置、自动归中装置、充电供电模块、环境监测模块、远程通信模块；在自动控制系统方面包括远端服务器、无人机飞行控制系统视觉识别降落引导程序。通过综合设计实现无人机在无人值守自动起降机场的精准自动降落及自动充电，有效解决无人机续航时间短、需人工现场操作等应用问题，大大提升了无人机应用能力的上限。

关键词：行业场景;无人机;无人值守;自动起降

作者单位：广州亿航智能技术有限公司技术部;

引文格式：宋晨晖，程子啸. 行业应用场景下无人机无人值守自动起降机场的设计［J］. 机电工程技术，2022，51（09）：208-211.

 

标题：变频控制电磁感应加热技术在铝挤压模具炉上的应用

作者：何海岗;杨银初;王志艺;朱世安;

摘要：基于模具钢的回火表面硬度、抗拉强度和屈服强度等力学性能的分析，建立了电阻式模具炉、红外线模具炉工作过程中的温升曲线和控制流程图，以及变频控制电磁感应加热模具炉工作过程中的温升曲线和控制流程图，分析和对比了非电磁感应模具炉和电磁感应模具炉的运行原理、状况和特点，给出了变频控制电磁感应模具炉在实际使用过程中的温度控制策略和注意事项。基于挤压A厂最近两年以来使用非电磁感应模具炉和电磁感应模具炉的情况，对挤压生产线的模具异常率、产品成品率进行了统计和分析。研究结果表明，电磁感应模具炉对比非电磁感应模具炉在控制原理上能有效降低模具异常率并提高模具寿命，能提高铝挤压产品成品率，变频控制电磁感应加热技术在铝挤压模具炉上值得推广和应用。

关键词：变频控制;非电磁感应模具炉;电磁感应模具炉;模具寿命;产品成品率;控制策略

作者单位：广东豪美新材股份有限公司;

引文格式：何海岗，杨银初，王志艺，等．变频控制电磁感应加热技术在铝挤压模具炉上的应用［Ｊ］．机电工程技术，２０２２，５１ （０９）：２１２－２１４．

 

标题：海上平台主发电机组调试余热回收装置热油循环方案设计及应用

作者：李汪洋;王君如;姬晓东;徐亚玲;毕华奇;

摘要：为了节能减排，助力实现碳中和，大型海洋采油平台往复式或透平发电机组排烟系统上通常都增设有余热回收装置。为了进一步提高余热回收效率，余热回收装置采用集成式热油加热盘管，结构紧凑。但在透平主发电机组调试期间，由于没有使用用户将热量带走，长时间的空运行易造成烘炉、盘管形变和生锈。为此，以“深海一号”能源站主发电机组负载调试工况下的余热回收装置热量转移为研究对象，研究对余热回收装置采用氮气吹扫、拆除移出加热盘管和热介质油循环3种替代方案的可行性。经分析，利用平台现有设施，建立起热介质系统工艺循环的调试方案为最优方案。实际应用表明，余热回收装置挡板阀完全密闭后，约有1 094 kW的热量泄漏，热油循环方案吸收的热量约占总泄漏量的88%。通过提出并使用热油循环方案，既保证了“深海一号”平台主发电机组的正常调试，又防止了余热回收装置受损害。同时，通过总结经验，为类似问题提供了参考和借鉴。

关键词：透平主发电机组;负载调试;余热回收装置;热介质油循环

作者单位：海洋石油工程股份有限公司;

引文格式：李汪洋，王君如，姬晓东，等．海上平台主发电机组调试余热回收装置热油循环方案设计及应用［Ｊ］．机电工程技术，２０２２，５１ （０９）：２１５－２１８．

 

标题：GQI软件在电力工程项目中的灵活应用

作者：张文平;张科阳;张倩倩;

摘要：建筑信息模型（BIM）技术在工程行业大势所趋，同时计算工程量在电力工程计价中处于相当重要的地位，灵活运用BIM安装计量软件GQI实现二者融合，进行三维模式计算工程量的同时，可把通过其绘制完成的3D模型运用于同系列软件BIM工序动画制作软件、BIM施工组织模拟软件，实现可视化交底、施工组织模拟等项目包含三维模型、时间、成本在内的5个维度（5D）管理工作。通过对某电力项目运用GQI进行计算工程量及项目管理的实例分析，探讨、分析如何把BIM安装计量软件GQI灵活运用于电力项目管理之中，为准确高效地进行电力工程计算工程量和可视化管理提供技术支持。在利用GQI计算实际案例工程量和建模的基础上，进行科学合理推演，提出研发融合设计、建造、运营管理于一体的电力工程行业专用的高标准、高智能、专业性强、云端一体、适用性好的国产电力工程多维度管理软件或平台，并进行应用场景仿真模拟，为电力工程项目管理软件开发提供一种全局性的思路。

关键词：BIM;GQI;5D;电力工程项目

作者单位：国泰建设集团有限公司;天津农学院;北京华茂新时代建筑工程有限公司;

引文格式：张文平，张科阳，张倩倩． ＧＱＩ软件在电力工程项目中的灵活应用［Ｊ］．机电工程技术，２０２２，５１ （０９）：２１９－２２２．

 

标题：具有独立升降结构能自动调节姿态的通用移动平台

作者：李喆;张俊昆;黄天港;

摘要：通过对通用移动平台的斜坡状态以及近转弯两种状态下的受力分析，建立了车体结构、坡度、转弯速度等因素对结构扭矩、抓地力等产品参数的影响的模型，提出一种配备有自动升降系统的移动平台，移动平台由车身、摆臂、车轮构成。摆臂由两段等长支架构成平行四边形结构，摆臂一端连接车身、另一端连接车轮，结构上保证车轮抬起的整个行程中都与车体保持垂直角度，并保证车轮与地面垂直接触，有最大接触面积和抓地力。每个车轮都安装有独立的转向机构，除了正常行驶转向，还可以实现原地转向、平移、定点环绕等特殊动作。车身中安装陀螺仪可以动态监测车身的加速度、角加速度、俯仰角度、横滚角度等信息。摆臂中安装电控撑杆，可以按照主控程序控制动态调整车轮高度控制系统通过输入的产品自身结构参数、环境坡度、转向角度等参数，自动控制升降组件的长度以调节车体的状态，使车体受到的合力通过弯曲中心，滚轮和地面的抓地力保持均匀分布，避免产品使用过程中发生的结构件损坏、抓地力变化引起打滑、滚轮磨损、车体翻滚等问题，提升了移动平台及所搭载设备的性能。新型平台经陡坡、急转弯、加减速等工况测试，测试过程车体能保持需要的姿态，滚轮之间的抓地力差异能控制在2%以内、并能适应30°陡坡等极端环境，提高了产品适应不同使用环境的能力，减少产品故障，为通用移动平台的推广打下了良好的基础。

关键词：斜坡;急转弯;车体结构;弯曲中心;抓地力

作者单位：梅里科技(广州)有限公司;

引文格式：李喆，张俊昆，黄天港．具有独立升降结构能自动调节姿态的通用移动平台［Ｊ］．机电工程技术，２０２２，５１ （０９）：２２３－２２６．

 

标题：直线往复运动的磁力感换挡设计与研究

作者：谢光;余波;罗水根;

摘要：当前市场上和开发中的换挡器的换挡手感提供结构大部分为齿型槽形状的挡位感模块加弹簧顶子弹头来模拟换挡力，结构复杂，挡位感模块开模后换挡力很难再进行调整；由于取力结构受齿形槽轮廓度影响，故对模具精度、表面质量要求较高，增加模具成本，影响模具使用寿命。研究利用磁场作用力提供直线往复运动的换挡手感，并利用高性能稀土永磁材料构造一种换挡手感提供平台。根据等效磁荷理论，建立磁铁之间相互作用力的数学模型，根据磁铁之间相互作用力的数学模型以及目标换挡力，通过电磁仿真选定一组合适的磁铁进行样件制作。最后通过试验验证了搭建的数学模型的正确性。

关键词：直线往复运动;磁力传动;换挡力;电磁仿真

作者单位：广汽零部件有限公司;

引文格式：谢光，余波，罗水根．直线往复运动的磁力感换挡设计与研究［Ｊ］．机电工程技术，２０２２，５１ （０９）：２２７－２２９．

 

标题：负荷传感在登高平台液压系统设计中的应用

作者：苗增;胡旭杰;邵彦山;孟凡皓;

摘要：针对高空作业对登高平台工作经济性及稳定性的要求，在分析两种负荷传感系统原理的基础上，结合登高平台各运动机构的特点，在登高平台液压系统设计过程中，将登高平台液压系统分成驱动液压系统和工作平台调平液压系统两部分。驱动液压系统采用泵控负荷传感技术，调平液压系统采用阀控负荷传技术。并对登高平台驱动液压系统和调平液压系统分别进行详细分析。结果表明，分别采用不同的负荷传感技术，可使整个登高平台工作更加平稳、高效。

关键词：负荷传感;登高平台;液压系统

作者单位：连云港杰瑞自动化有限公司;

引文格式：苗增，胡旭杰，邵彦山，等．负荷传感在登高平台液压系统设计中的应用［Ｊ］．机电工程技术，２０２２，５１ （０９）：２３０－２３１．

 

标题：66 kV充气柜母线电气联接系统设计

作者：李勇;蔡尔何;辛道越;陈立;张海波;

摘要：海上风电作为现阶段可再生新能源发电的重要组成部分，其大容量化和深远海化趋势已然正在被国内外广泛接受。针对66kV电压等级在国内电网中基本没有应用的现状，开发一款国产化66 kV开关设备。作为这种充气式开关柜的一个重要组成部分和技术难点之一，主要阐述了66 kV充气柜专用的母线电气联接系统的研制过程，分为功能要求及实现、结构形式的研究及确定、主要零部件的设计、系统整体电场仿真及优化等4个方面。进行了该系统试制样品的性能测试项目，结果显示经过设计优化，关键部位元器件间空气间隙内部的最大场强远低于理论击穿场强，完全满足设计需求，部分性能指标更是超出了设计预期。

关键词：海上风电;66 kV充气柜;母线电气连接系统;研制

作者单位：广东明阳电气股份有限公司;

引文格式：李勇，蔡尔何，辛道越，等． ６６ ｋＶ充气柜母线电气联接系统设计［Ｊ］．机电工程技术，２０２２，５１ （０９）：２３２－２３７．

 

标题：喷气燃料罐式集装箱水冷系统设计与计算

作者：阎炼;王琦;

摘要：在现代船舶设计建造过程中，船只存储喷气燃料越来越常见，在存储过程中，应使用冷却降温等方法保证喷气燃料安全存储。某船用直升机保障系统采用罐式集装箱存储喷气燃料，可在船只甲板面上临时加装，为保证放置在甲板上的罐式集装箱在日晒高温环境中保持一定的安全温度，采用水冷方式对其进行降温。针对水冷系统设计问题，首先分析了甲板上存储喷气燃料的罐式集装箱与一般化工厂区油罐的工作环境差别，梳理罐式集装箱可用的水冷系统设计方案，然后通过热力学平衡方程对水冷系统设计关键点——冷却水供给量进行分析计算，样机试验结果与计算结果基本一致，验证了计算方法的准确性，在此基础上归纳了罐式集装箱水冷系统冷却水供给量的计算方法，可为类似水冷系统设计分析提供参考。

关键词：喷气燃料;罐式集装箱;冷却水供给量;热平衡方程

作者单位：92942部队;

引文格式：阎炼，王琦．喷气燃料罐式集装箱水冷系统设计与计算［Ｊ］．机电工程技术，２０２２，５１ （０９）：２３８－２４０．

 

标题：车载跟踪设备伺服稳定设计

作者：吴德军;夏爽;

摘要：某车载系统由载车、炮塔和跟踪设备组成，要求能够在行进中同时完成对目标的持续跟踪。跟踪设备在目标跟踪阶段，载车横向纵向摇摆和转向运动以及炮塔转动对目标的稳定跟踪会有很大影响。为了克服外界扰动，实现对目标的稳定跟踪，设计了一种基于陀螺的速度前馈控制方法。首先对外界扰动进行分析，通过数学推导和坐标变换，将扰动量转化为跟踪设备方位和俯仰轴方向的角位置和角速度，同时计算速度前馈量，完成位置闭环和速度前馈。为进一步提高控制精度，采用陀螺完成速度采集，并给出了一种陀螺安装方式。在验证阶段，首先通过模型仿真，证明设计的控制系统对包括航行角、俯仰角、侧倾角和炮塔方位角在内的所有外界扰动都有很好的隔离作用，接着通过摇摆台试验，证明陀螺安装位置有效可靠。

关键词：稳定控制;伺服系统;前馈控制;陀螺仪

作者单位：扬州船用电子仪器研究所;

引文格式：吴德军，夏爽．车载跟踪设备伺服稳定设计［Ｊ］．机电工程技术，２０２２，５１ （０９）：２４１－２４４．

 

标题：生活垃圾焚烧锅炉炉膛的结构设计

作者：黄开佳;庄宇刚;黎毅荣;陈焱;龙官云;

摘要：焚烧是目前生活垃圾处理的主要方式。在生活垃圾焚烧锅炉设计中，如何有效地组织燃烧、控制污染物的产生、保证生活垃圾燃烬是必须要考虑的问题。解决以上3个问题，必须从锅炉炉膛的结构设计入手。设计是否合理，通过炉膛中炉拱、二次风配置、炉墙的结构形式等各方面影响垃圾燃烧的因素综合决定。阐述了炉膛结构设计中应注意的问题，包括炉膛结构、炉膛相关参数的选取、耐火材料的选择及高温腐蚀、渗滤液回喷；分析了垃圾燃烧过程与炉膛布置之间的关系；并提出进行二次风布置的改进。通过对二次风的布置进行调整，锅炉运行状况改善效果明显。这种设计方法可供从事垃圾焚烧行业的同行参考。

关键词：生活垃圾;焚烧;锅炉;炉拱

作者单位：广州广重企业集团有限公司;

引文格式：黄开佳，庄宇刚，黎毅荣，等．生活垃圾焚烧锅炉炉膛的结构设计［Ｊ］．机电工程技术，２０２２，５１ （０９）：２４５－２４９．

 

标题：Halbach结构在正弦波驱动电机中的优化应用

作者：张明强;谢海东;陈海军;李胜;邓友均;

摘要：为了解决正弦波驱动电机中Halbach结构磁体均匀分布的工艺操作难度问题。以一台表贴式磁体结构电机为研究对象，对比分析了常规磁体结构与Halbach磁体结构的优缺点；采用有限元法建立了该电机的二维仿真模型，对Halbach磁体结构进行了优化设计；并利用有限元法分别计算出了优化前、后Halbach磁体结构电机的气隙磁通密度与电机相同激励下的输出性能。经过对比，优化后的电机结构不会影响电机的整体性能，实验对比测试表明，优化后电机相较于优化前电机额定电流降低了3.55%，额定转矩提高了1.18%，峰值电流提高了0.48%，峰值转矩提高了1.33%，验证了优化仿真结果的准确性，证明了转子结构优化后的电机性能能够满足设计要求，为今后同类型电机的设计和生产提供了参考。

关键词：Halbach磁体阵列结构;正弦波驱动电机;结构优化

作者单位：成都微精电机股份公司;

引文格式：张明强，谢海东，陈海军，等． Ｈａｌｂａｃｈ结构在正弦波驱动电机中的优化应用［Ｊ］．机电工程技术，２０２２，５１ （０９）：２５０－２５３．

 

标题：基于实践应用的MP800圆锥破碎机的生产调试

作者：许广明;王志勃;毕艳茹;范思民;赵冬;周立峰;韦文杰;

摘要：为提高破碎系统破矿能力和生产效率，对某矿业破碎系统HP800圆锥破碎机作业对象和工作效率进行了深入地研究分析，设计将设备更新为MP800圆锥破碎机，经过改造更新，将在线两台HP800圆锥破碎机改造为MP800圆锥破碎机，处理量从原来500 t/（h·台）提高到750 t/（h·台）。MP800圆锥破碎机首次在某矿业公司应用，经过大量生产调试和实践探索，提出了切合实际的现场生产安装方法，为提高生产效率提供了有效可行的实施方案。

关键词：HP800圆锥破碎机;MP800圆锥破碎机;性能指标;测试数据

作者单位：鞍钢集团鞍千矿业有限责任公司;江苏电子信息职业学院;

引文格式：许广明，王志勃，毕艳茹，等．基于实践应用的ＭＰ８００圆锥破碎机的生产调试［Ｊ］．机电工程技术，２０２２，５１ （０９）：２５４－２５７．

 

标题：基于遗传模拟退火算法的逆变器谐波消除技术研究

作者：陶蕾;王英林;付佳宇;

摘要：对逆变器的输出电压波形进行傅立叶级数分析，对开关器件的开关时刻进行优化选择，令某些不需要的低次谐波为零，得到一组非线性方程组，通过对方程组进行求解，即可得到相应的控制开关角度，实现输出电压不存在待消除谐波的效果。研究了利用遗传退火算法求解非线性方程组的方式，发挥遗传算法和退火算法各自的优势，提高了最优解寻找的全面性和高效性。根据不同的调制度，对钳制二极管型逆变器进行计算，运用不同的算法计算50次，对结果进行统计，比较两种算法得到的开关角度值和谐波总畸变量THD值。通过仿真实验对比，提出的算法相比于遗传算法效果更好，得到的THD值更低，说明得到的开关角度值更优，算法的谐波消除效果更好。通过频谱图验证仿真结果的有效性，相电压和线电压对应的谐波如5、7、11、13次等均被消除，从而证明了算法的有效性。

关键词：遗传算法;遗传退火算法;逆变器;谐波消除

作者单位：中国电力工程顾问集团华北电力设计院有限公司;

引文格式：陶蕾，王英林，付佳宇．基于遗传模拟退火算法的逆变器谐波消除技术研究［Ｊ］．机电工程技术，２０２２，５１ （０９）：２５８－２６２．

 

标题：不同材质瓶盖及夹具的夹持力选用研究

作者：区焕财;区健彬;颜宇东;

摘要：由于不同材质的夹具表面，以及对应的不同材质瓶盖，其相对的摩擦因数不同，因此夹持性能要求不同，需要的夹持力要求也不相同。日常生产中，瓶盖旋合夹具的夹持力选用和生产线设备上拧盖扭矩的设置缺乏理论依据。因此，以三爪夹具为例，建立力学模型进行受力分析，针对几种常见的材质，分析计算不同材质瓶盖和夹具的夹持力需求，结果表明不同材质瓶盖和夹具对夹持力的影响很大，决定着夹爪的选用依据，能够为实践生产时夹持力的选取和夹持夹具的选用提供重要参考。

关键词：瓶盖;夹具;材质;夹持力;分析

作者单位：广东佛山联创工程研究生院//广东顺德工业设计研究院(广东顺德创新设计研究院);

引文格式：区焕财，区健彬，颜宇东．不同材质瓶盖及夹具的夹持力选用研究［Ｊ］．机电工程技术，２０２２，５１ （０９）：２６３－２６５．

 

标题：海洋平台钢桩内水泥清理技术研究

作者：徐龙达;刘雪宜;赵军;杨孝龙;杨春江;

摘要：桩基式海洋废弃平台导管架拆除时，现有的排泥设备无法完成桩内水泥清理工作，在导管架拆除时就必须要先进行桩内水泥清理，而目前还没有成熟的钢桩内水泥清理设备。基于此，开展废弃海洋平台导管架钢桩内水泥清理技术研究，提出了一种海洋平台弃置拆除时桩内存在水泥情况的解决方法。在水泥清理装置的技术方案设计中包括整体结构设计、水下液压钻头系统设计、水下液压臂防扭转设计、水下推进系统设计、液压动力单元设计、控制系统设计等，同时进行了钻头选型分析、液压马达选型分析、液压缸选型分析。并使用Solidworks建立结构模型，在Ansys Workbench中进行结构有限元分析。通过技术研究，加工制作了一套钢桩内水泥清理设备原理样机，解决了在海洋平台废弃拆除时如何清理钢桩内存在的水泥的问题。

关键词：海洋平台;水泥;钢桩;清理;拆除

作者单位：海洋石油工程股份有限公司;

引文格式：徐龙达，刘雪宜，赵军，等．海洋平台钢桩内水泥清理技术研究［Ｊ］．机电工程技术，２０２２，５１ （０９）：２６６－２７２．

 

标题：基于蚁群算法的电力通信网络节点故障检测系统

作者：彭波涛;戈伟;

摘要：当前电力通信网网络环境较为复杂，由于干扰因素过多，容易出现影响电力通信网络节点故障检测结果准确性的问题，因此引入蚁群算法，设计一种电力通信网络节点故障检测系统，并展开相关研究。在硬件设计中，对传感器、芯片和LED显示屏等进行选型；对电力通信网络节点运行参数进行采集，并对样本数据进行修正；采用蚁群算法对电力通信网络节点故障进行判断，并对故障节点位置进行定位，实现电力通信网络节点的故障检测。通过与传统方法的对比实验证明，设计的检测系统在实际应用中的检测准确率始终保持在90%以上，远高于对比方法，证明所设计方法的检测性能较好，能够实现对电力通信网络故障节点的准确检测，可为电力通信网络安全、稳定运行提供更高准确性的检测结果。

关键词：蚁群算法;电力通信;节点故障;故障检测

作者单位：广东顺德电力设计院有限公司;

引文格式：彭波涛，戈伟．基于蚁群算法的电力通信网络节点故障检测系统［Ｊ］．机电工程技术，２０２２，５１ （０９）：２７３－２７５．

 

标题：新标准电梯紧急操作装置解读

作者：姚锴;袁晓金;段志梅;

摘要：紧急操作装置是电梯最重要的应急安全装置之一。新标准GB/T7588.1-2020较旧标准GB 7588-2003+XG1-2015而言，对紧急操作装置做出了全新的技术要求。随着新标准实施时期的日益迫近，对紧急操作装置新技术要求的掌握显得迫在眉睫，尤为重要。首先，依据逻辑关系对紧急操作过程进行了步骤分解：第一步，曳引机制动器打开；第二步，移动轿厢到附近层站。其次，分步解析曳引机制动器打开方式、方法及移动轿厢到附近层站方式和载荷条件的新技术要求。最后，对重力导致自行移动、手动操作机械装置、手动操作电动装置和紧急电动运行控制装置这4类新标准电梯紧急操作装置逐一进行详细解读，并且与旧标准有关要求做对比分析，对理解、掌握新标准电梯紧急操作装置有很好的参考价值。

关键词：电梯;制动器;紧急操作装置

作者单位：红河州质量技术监督综合检测中心;红河学院;

引文格式：姚锴，袁晓金，段志梅． 新标准电梯紧急操作装置解读［Ｊ］．机电工程技术，２０２２，５１ （０９）：２７６－２７９．

 

标题：换流变压器不同工况下的铁心磁特性研究

作者：段晓军;王仁;迟主升;

摘要：换流变压器在发生绕组内部短路故障工况下，其绕组内部短路环会流过较大的短路电流，该短路环引起的空间漏磁通会对铁心饱和效应。以某工程一台实际换流变压器产品为例，借助3D有限元仿真时谐求解对变压器在非故障条件下的空载运行工况、负载运行工况的铁心磁密进行了仿真分析，发现铁心在空载与负载工况下磁密分布云图类似且均未发生饱和，仿真得到了在负载感性负载条件下由于空间漏磁的叠加主磁通会对芯柱磁通有削弱效果。对变压器在内部短路故障条件下的空载运行工况、负载运行工况的器身整体磁密进行了仿真分析，通过对比不同工况条件下铁心内部与空间的磁通分布，证明了变压器在发生内部短路故障工况下铁心会由于短路安匝而产生局部区域性的饱和，提出了在故障分析条件下绕组内部受力分析需要考核变压器由于铁心饱对漏磁边界的影响，对研究变压器故障条件下内部短路绕组受体分析具有一定的参考意义。

关键词：换流变压器;铁心;磁特性

作者单位：广州西门子变压器有限公司;

引文格式：段晓军，王仁，迟主升． 换流变压器不同工况下的铁心磁特性研究［Ｊ］．机电工程技术，２０２２，５１ （０９）：２８０－２８４．

 

标题：影响天然酯油变压器绝缘性能因素分析

作者：郭献清;孙文艺;贺银涛;

摘要：天然酯绝缘油是一种高燃点、生物可降解、可再生的环保液体电介质，目前正逐渐替代矿物质绝缘油应用于电力变压器、海上风电等领域，但天然酯油与矿物质变压器油在亲水性、分子结构等方面存在着较大差异，作为电力变压器用绝缘油会对绝缘性能产生较大影响。其中含水量、酸值、杂质颗粒等因素对绝缘性能的影响尤为显著。为此从水分、酸值、杂质颗粒等方面对天然酯油变压器绝缘性能进行分析，并总结了优化其绝缘性能的措施。其中添加纳米粒子、添加抗氧化剂等方法能够有效改善绝缘油的介质损耗因数、击穿电压，从而显著提高天然酯油变压器的绝缘性能。能够为天然酯油变压器的设计、运维等提供理论依据，有助于减少资源浪费和环境污染，从而进一步推进绿色电网的建设。

关键词：天然酯油;变压器;绝缘性能;优化措施

作者单位：广东明阳电气股份有限公司;

引文格式：郭献清，孙文艺，贺银涛． 影响天然酯油变压器绝缘性能因素分析［Ｊ］．机电工程技术，２０２２，５１ （０９）：２８５－２８８．

 

标题：RV减速器传动误差测量与分析

作者：王常辉;

摘要：按照GB/T35089-2018的要求进行传动误差的测试，测试并分析了某国产RV减速器的传动误差，探究了转角值采样数量不同对传动误差的影响。虽然标准规定了转角值采样数量不低于1 000个，为了直观探究转角值采样数量不同对传动误差的影响机理，为后续研发传动精度测试平台提供理论支撑，分别设置了360个、720个和1 080个不同转角值采样数进行对比。试验得出减速器正反向传动误差不一样以及传动误差峰值出现的位置不一样，试验正向传动误差比反向传动误差约大0.1′，正向传动误差的峰值滞后于反向传动误差。采样点越多，传动误差值越大，最后会趋于稳定。当采样点数为360个与1 080个时，两者传动误差相差约为6%，当采样点数为720个与1 080个时，两者传动误差相差约为2%。

关键词：传动误差;RV减速器;测量分析

作者单位：福建省特种设备检验研究院//国家特种机器人产品质量监督检验中心(福建);

引文格式：王常辉． ＲＶ减速器传动误差测量与分析［Ｊ］．机电工程技术，２０２２，５１ （０９）：２８９－２９１．