标题:银微结构的电流体喷射按需打印研究

作者:杜召亮;王大志;路良坤;刘畅;张结;梁世文;杨勇;王立鼎;

摘要:基于电流体喷射打印技术,采用自主研发的电流体喷射打印平台,以2 000 cps黏度的纳米银墨水为打印材料,以厚度为0.5 mm的柔性材料PET为打印衬底,通过实验开展相关技术研究,探明了电流体喷射打印过程中锥射流的形成过程及控制机理,并采用单因素控制变量方法研究了关键工艺参数对打印线形结构的影响规律。研究结果表明,电喷打印过程中的锥射流的形成与所施加的电场有关,且电场强度大小直接影响到锥射流的稳定性以及微结构制造质量;此外,在一定范围内,随着所施加电压的增大,打印线形结构的线宽变得越来越小,随着打印速度的增加,线形结构的线宽亦变得越来越小,即打印线形结构的线宽与施加电压大小和打印速度均成反比;最后利用优化后的工艺参数在PET柔性衬底上完成了线宽约为100μm的图案化银微结构的电流体喷射按需打印制造。

关键词:电流体喷射打印;银微结构;锥射流

作者单位:大连理工大学机械工程学院;大连理工大学宁波研究院;宁波永新光学股份有限公司;

引文格式:杜召亮,王大志,路良坤,等. 银微结构的电流体喷射按需打印研究[J]. 机电工程技术,2022,51(11):1-3.

 

标题:基于保角变换的内置式永磁同步电机磁场解析计算

作者:刘兴刚;于慎波;窦汝桐;翟凤晨;

摘要:为了快速建立电机几何结构形状和电气参数与电机性能之间的关系,采用保角变换法,同时考虑定子开槽效应和转子凸极率,对内置式永磁同步电机空载气隙磁场进行了解析计算。影响电机性能的关键因素是气隙磁通密度的基波值和谐波含量,而改变磁极的几何参数会对气隙磁通密度的基波值与谐波含量产生影响,以气隙磁密谐波畸变率为目标函数,采用粒子群优化算法对转子永磁体的参数进行了优化。基于二维电磁有限元仿真分析,对一台8极48槽内置式永磁同步电机进行了有限元仿真,将解析计算结果与有限元法的仿真结果进行了对照,结果显示两者的波形吻合很好,验证了解析方法的准确性,为接下来的电机结构优化提供依据。通过粒子群优化算法改善了电机气隙磁密的正弦性,优化后减小了永磁同步电机的齿槽转矩,电机性能得到提高。

关键词:内置永磁电机;粒子群算法;保角变换法;气隙磁密;解析计算;齿槽转矩

作者单位:沈阳工业大学机械工程学院;

引文格式:刘兴刚,于慎波,窦汝桐,等. 基于保角变换的内置式永磁同步电机磁场解析计算[J]. 机电工程技术,2022,51(11):4-7.

 

标题:舰艇管路系统振动噪声控制探讨

作者:刘洋;陈健;杨理华;刘晓俊;张策;

摘要:舰艇管路系统及其附件具有较为复杂的振动噪声,对舰艇设备使用寿命、隐身能力和艇员身心健康构成严重威胁,已经成为影响舰艇安全性的重要因素。为此,系统分析了舰艇管路系统振动噪声治理的重要意义,阐明了管路系统振动噪声产生机理,论述了管路振动噪声被动控制、主动控制技术手段及发展现状,并提出了管路系统振动噪声控制建议与措施,可为研究人员开展舰艇管路振动噪声控制提供技术参考和借鉴,具有重要的军事研究价值。

关键词:舰艇;管路;振动噪声;控制

作者单位:海军92763部队;海军31432部队;海军潜艇学院;中国海洋大学;国防大学联合作战学院;

引文格式:刘洋,陈健,杨理华,等. 舰艇管路系统振动噪声控制探讨[J]. 机电工程技术,2022,51(11):8-11.

 

标题:考虑刀具寿命下加工中心刀库中刀具动态配置成本的优化

作者:肖志晓;黎展滔;彭乘风;陈庆新;毛宁;徐国宁;

摘要:刀具寿命是加工生产率的一个重要限制因素。特别在多品种小批量的生产环境中,数控机床的刀库容量有限,一次换刀不能完成所有任务的加工。在加工过程中会有寿命用尽的刀具,或者任务所需刀型不在刀库里,需要进行换刀以满足任务的加工要求。然而频繁换刀会增加停机次数、换刀数量和使用新刀具数量,从而降低生产效率,增加配置成本。为了解决以上问题,设计出一种依据单个任务加工平均加工成本(ACSTP)的启发式规则,确定每次停机所覆盖的待加工任务序列长度,在任务序列可知不可变并且考虑到刀具寿命的情况下,合理动态配置加工中心刀库的刀具,使得完成既定任务序列的加工后,总的配置成本最小。同时,在实验中,以某复合加工中心刀库作为研究对象,通过和当前主流的KTNS换刀策略相比,验证ACSTP能够有效控制整体的配置成本。

关键词:刀具动态配置;刀具寿命;启发式规则

作者单位:广东工业大学机电工程学院;

引文格式:肖志晓,黎展滔,彭乘风,等.考虑刀具寿命下加工中心刀库中刀具动态配置成本的优化[J].机电工程技术,2022,51(11):12-16.

 

标题:聚碳酸酯的两种亲水性改性方法的时效性分析

作者:张思琦;吴梦希;刘军山;

摘要:等离子体处理和涂覆表面活性剂是聚合物亲水性改性的两种常用方法。聚碳酸酯(PC)具有材料价格低廉、透光性以及生物兼容性好等优点,是制作微流控芯片等微纳米器件的一种常用聚合物材料。以PC为应用对象,对这两种亲水性改性方法的时效性进行了对比分析。实验发现,当分别对PC表面进行氧等离子体处理和涂覆表面活性剂Tween-20时,去离子水在PC表面的接触角由最初的88°分别减小到了28°和9°,PC表面的亲水性均得到了较大的提高。然而,这两种改性方法却表现出了不同的时效性。氧等离子体处理的改性效果随时间发生快速衰减,在改性后的第15天PC表面接触角已恢复到了81°,而涂覆Tween-20的改性效果随时间变化不明显,在改性后的第15天PC表面接触角仍维持在10°左右。最后,借助一种碟式微流控芯片上的虹吸阀,对这两种改性方法的时效性进一步做了应用验证。

关键词:聚碳酸酯;亲水性;表面改性;时效性;微流控芯片

作者单位:大连理工大学辽宁省微纳米技术及系统重点实验室;

引文格式:张思琦,吴梦希,刘军山. 聚碳酸酯的两种亲水性改性方法的时效性分析[J]. 机电工程技术,2022,51(11):17-20.

 

标题:基于渐进式神经网络的多任务强化学习算法

作者:苏萌韬;曾碧;

摘要:介绍了目前有关机器人强化学习和多任务学习的方法和成果。针对现有的强化学习算法在现实环境中采样效率低下和难以进行多任务学习的问题。提出一种基于渐进式神经网络的强化学习(PNNRL)算法。先根据现实原始图像,创建一个包含了现实中重要信息的高效模拟环境,在模拟环境中训练得到一个策略模型,然后基于渐进式神经网络,将模拟环境中训练得到的策略迁移到现实环境中,实现在加快模型收敛速度和数据采样效率的同时,还实现仿真域到现实域的策略迁移和避免了因为迁移学习造成的灾难性遗忘。结合机器人作业任务实验结果显示,PNNRL算法可以有效解决强化学习采样效率低的问题,并且利用渐进式神经网络的特性还可以做到多任务学习。最后对机器人多任务学习的研究前景做了展望。

关键词:强化学习;渐进式神经网络;灾难性遗忘;策略迁移;多任务学习

作者单位:广东工业大学计算机学院;

引文格式:苏萌韬,曾碧. 基于渐进式神经网络的多任务强化学习算法[J]. 机电工程技术,2022,51(11):21-25.

 

标题:基于316L激光选区嫁接成型18Ni300的工艺与性能研究

作者:贺义峰;李笑;孙振忠;

摘要:为了进一步研究激光选区熔化嫁接成型工艺与性能,采用激光选区熔化(SLM)嫁接成型技术制备不同工艺参数316L/18Ni300嫁接成型件,用光学显微镜和扫描电子显微镜(SEM)表征嫁接界面金相组织和微观形貌,用电子万能试验机测试316L/18Ni300嫁接试样力学性能。研究发现,当能量密度为60 J/mm~3,即激光功率为300 W,扫描速度为1 000 mm/s,扫描间距为0.1 mm时,所得试样致密度为99.1%,剪切强度为1 502 MPa,且嫁接体致密度随激光能量密度先增大后减小。嫁接体、嫁接界面嫁接体侧、基体侧与基体显微维氏硬度分别为359.2 HV、239.4 HV、198.6 HV和169.8 HV,嫁接界面两侧相较嫁接体与基体显微维氏硬度有显著差距。嫁接过程中,18Ni300与316L形成融合区,但嫁接界面未能良好形成联生结晶,且存在孔隙。

关键词:18Ni300;激光选区熔化嫁接;316L;成型工艺;力学性能

作者单位:广东工业大学机电工程学院;东莞理工学院机械工程学院;

引文格式:贺义峰,李笑,孙振忠. 基于316L激光选区嫁接成型18Ni300的工艺与性能研究[J]. 机电工程技术,2022,51(11):26-30.

 

标题:个性化轻量化运动头盔3D打印制造技术综述

作者:陈盛贵;薛晨昊;李楠;林财昌;张杰伦;乌日开西·艾依提;

摘要:运动头盔作为骑行运动的防护装备,在娱乐、锻炼和通勤方面越来越受欢迎。传统的运动头盔在安全性与舒适性上并不能满足大众需求,而个性化轻量化设计因为结构和材料的复杂性而被认为是不切实际的。近年来增材制造技术的发展使得运动头盔的个性化轻量化设计制造成为可能。回顾运动头盔的发展现状,然后针对运动头盔轻量化、个性化的发展趋势,介绍了用于头盔生产制造的主流3D打印技术的基本原理与特点,包括熔融沉积成型、选择性激光烧结成型和多射流熔融成型3D打印技术。最后,介绍和分析了国内外基于3D打印技术制造个性化、轻量化运动头盔的经典案例,结合个性化、轻量化运动头盔的发展需求,预测了未来3D打印技术主要发展趋势与技术挑战。

关键词:个性化;轻量化;运动头盔;3D打印;增材制造

作者单位:广州番禺职业技术学院艺术设计学院;新疆大学机械工程学院;东莞理工学院教育学院(师范学院);

引文格式:陈盛贵,薛晨昊,李楠,等. 个性化轻量化运动头盔3D打印制造技术综述[J]. 机电工程技术,2022,51(11):31-37.

 

标题:基于MATLAB的滚动轴承寿命计算系统

作者:李颖;吴仕虎;王鹏;

摘要:滚动轴承的使用寿命是衡量其质量好坏的重要标准。在工作过程中,滚动轴承的主要失效表现是疲劳磨损,一般采用接触疲劳寿命来反映滚动轴承的使用寿命。滚动轴承寿命的计算是轴承设计与选型中极为关键的一步,但人工计算存在计算任务量大、计算步骤繁琐、计算结果精度不高以及计算效率低下等设计问题;同时,在工作过程中,滚动轴承的突然损坏会导致机器产生严重的故障,造成巨大经济损失和重大的人员伤亡。为了解决这些问题,提出了基于MATLAB的滚动轴承寿命计算系统。利用L-P计算模型对轴承基本额定寿命进行了估算。在计算过程中考虑了轴承的类型、清净程度等影响因素,并结合相关理论修正了轴承基本额定寿命。利用MATLAB软件中的App Designer设计了常用滚动轴承的寿命计算界面。通过输入相关参数,就可以直接算出相应轴承的使用寿命。系统计算速度快,工作效率高,为设计其他零件寿命计算系统提供了参考。

关键词:滚动轴承;MATLAB;寿命计算系统

作者单位:沈阳理工大学机械工程学院;

引文格式:李颖,吴仕虎,王鹏. 基于 MATLAB 的滚动轴承寿命计算系统[J]. 机电工程技术,2022,51(11):38-42.

 

标题:基于三维点云的铸件飞边打磨点提取及拟合方法

作者:周海陶;陈新度;吴磊;

摘要:针对自动化打磨铸件中的打磨区域提取和确定打磨路径的问题,提出一种基于铸件三维点云的飞边打磨点提取及打磨路径拟合的方法。利用先临三维Ein Scan-Pro激光扫描仪获取铸件原始点云数据,结合点云边缘检测和近邻点搜索算法,获取飞边的内边缘,确定飞边打磨的基本高度位置。运用点云的单侧面投影算法,边缘检测和DBSCAN聚类算法获取铸件待打磨区域的整体边缘。为了提高打磨路径拟合效率,利用体素采样方法对整体边缘进行下采样处理,同时,将下采样点分为拟合点集和评价点集。运用三次非均匀B样条曲线拟合方法对拟合点集进行插值拟合,得到打磨路径。最后利用评价点集评价拟合效果,得出评价点集与曲线中的最近邻点的平均距离为0.174 812 mm,均方根误差为0.249 56,拟合后的曲线可作为铸件飞边打磨路径的参考,满足铸件边缘粗加工的要求。

关键词:铸件点云;打磨点提取;路径拟合

作者单位:广东工业大学机电工程学院;

引文格式:周海陶,陈新度,吴磊. 基于三维点云的铸件飞边打磨点提取及拟合方法[J]. 机电工程技术,2022,51(11):43-46.

 

标题:肩部康复外骨骼机构设计与运动学分析

作者:赵允豪;刘博;王昊;朱德海;张继国;李坤;

摘要:近年来,脑卒中患者越来越多,在患者的康复过程中会存在一些问题。其中,最常见的是上肢问题,这严重影响了患者的生活健康。设计了一种康复机器人用来代替康复医疗师的工作,康复机器人可以带动肩部实现5个自由度的运动,来帮助患者更快地适应正常的生活。在机械结构方面,采用平行四边形机构与球铰机构设计,可以在患者肩部运动时得到更高的运动学一致性。并且在设计过程中,充分考虑了肩肱节律所带来的问题,从而增加了患者与康复机器人之间的协调性。接下来,对该机构进行正运动学建模,在建模的过程中,通过分析机构的特点,在D-H方法的基础上,提出了一种新的建模方法,可以降低推算难度。最后,通过Matlab和Adams的联合仿真,得到机构末端点的位移曲线,从曲线的轨迹变化可以验证机构运动学方程的正确性。

关键词:肩部康复;外骨骼机构;运动学;仿真

作者单位:山东建筑大学机电工程学院;山东建筑大学信息与电气工程学院;

引文格式:赵允豪,刘博,王昊,等. 肩部康复外骨骼机构设计与运动学分析[J]. 机电工程技术,2022,51(11):47-50.

 

标题:中央厨房热管换热式能量回收系统的研究及实践

作者:周欢伟;瞿东丽;蔡亮;

摘要:中央厨房在熟化餐饮、冷冻餐饮和制冷空间中产生大量的热能,但目前回收率低。为了高效利用这些热量,不让其排放到室外,造成能源浪费,增加温室气体排放,通过对比分析热能回收的常见办法,分析水管里的水热能交换的过程,构建了热量回收的数学模型,获得回收热能产生的热水。利用热能回收的热水可二次利用,用于淋浴、清洗等,使热能得到有效的利用,减少能源消耗。结合中央厨房的整体格局,提出中央厨房热管换热式能量回收系统的布局,使水管里的水从热能制造源流向热源回收源,在泵和单向节流阀的作用下,流向热水箱,实现水的闭环流动。以某一个餐饮生产量为2万份/8 h的中央厨房为例,建立热能式热能回收系统,每天至少节约1 190 k W·h的电能。

关键词:中央厨房;热能回收;热管换热;热水;清洗

作者单位:广州铁路职业技术学院;广东省机械研究所有限公司;广州和易包装设备有限公司;

引文格式:周欢伟,瞿东丽,蔡亮. 中央厨房热管换热式能量回收系统的研究及实践[J]. 机电工程技术,2022,51(11):51-54.

 

标题:改进小波阈值去噪方法在电机电流信号处理中的应用

作者:马欢;程膺豪;蔡飞;张玲;沈志豪;

摘要:为提升电流法分析诊断机床故障的能力,保障机床更加稳定运行,提出基于改进的小波阈值函数的电机电流信号去噪方案。基于小波去噪理论,通过对传统小波阈值去噪算法研究,讨论当前典型阈值函数的优劣,构建新的小波阈值函数,分析其数学特性及其在信号去噪领域的优势。并在数控加工车间搭建伺服电机电流信号的采集系统,对现场采集到的电机电流含噪信号进行去噪仿真实验。仿真结果表明,改进阈值函数的去噪方案能有效地滤除电机电流信号中主要干扰,在将阈值函数作为唯一变量的情况下,采用改进方案对伺服电机电流信号进行去噪的性能指标更佳,对利用电流法分析诊断机床故障的研究有一定的参考价值。

关键词:小波去噪;阈值函数;电机;电流信号

作者单位:武汉华中数控股份有限公司;

引文格式:马欢,程膺豪,蔡飞,等. 改进小波阈值去噪方法在电机电流信号处理中的应用[J]. 机电工程技术,2022,51(11):55-57.

 

标题:ZD029高速点胶试验平台动态分析及结构优化

作者:王小东;王柱;任英杰;黄桂武;王天雷;

摘要:点胶技术及其装备快速的发展,逐步取代了许多传统的固接方式,特别是在3C、电子封装等相关产业中起到越来越重要的作用。设计了一台ZD029高速点胶平台,采用ANSYS软件对平台整机进行了动态分析,并对支撑件床身、立柱,以及高速运动部件横梁、溜板和滑板进行拓扑结构优化,优化后的床身、立柱、横梁、溜板和滑板质量分别减少了9%、3.7%、11.5%、4.5%和2.4%,平台整机质量减少了7.5%左右,整机1阶固有频率有所提高。振动激励源分析表明,平台点胶工作频率低于84 Hz时,整机不会出现共振情况,但要满足更高频率点胶技术要求,平台需在结构上进一步优化,提高其抗振性能。为高速点胶平台结构的进一步优化提供了依据。

关键词:高速点胶平台;有限元分析;静动态特性;结构优化;激励源分析

作者单位:广东科杰机械自动化有限公司;五邑大学智能制造学部;

引文格式:王小东,王柱,任英杰,等. ZD029高速点胶试验平台动态分析及结构优化[J]. 机电工程技术,2022,51(11):58-63.

 

标题:蜂窝板有限元等效建模方法研究

作者:周俊杰;陈腾飞;蔡海生;

摘要:蜂窝板具有强度高、质量轻、抗振性强等显著优点,广泛应用于航空航天、汽车、造船等技术密集型产业。随着工艺技术的进步,蜂窝板逐步在工业自动化领域得到应用。提出了一种蜂窝板有限元等效建模方法。确定结构的单胞,结合经典层合板理论,应用狄利克雷边界条件,确定结构的方向向量,以有限元仿真为工具,拆分出3个子分析步,计算出蜂窝板的等效均匀各项同性模型。比较等效模型与完整模型仿真结果,静态变形量的相对误差仅有2%,前3阶模态的相对误差均不到1.8%。随后基于这种建模方法,采用实验设计,针对特定的应用场景,设计响应曲面实验,确定了关键因子和显著交互效应,并给出最优组合。提出的方法大幅度降低蜂窝板结构的网格数量,提高求解效率,可广泛应用于各种周期性结构的有限元建模。

关键词:蜂窝板;有限元;建模;实验设计

作者单位:广东利元亨智能装备股份有限公司;

引文格式:周俊杰,陈腾飞,蔡海生. 蜂窝板有限元等效建模方法研究[J]. 机电工程技术,2022,51(11):64-67.

 

标题:一种特征线提取的自适应阈值选择方法

作者:邵煜;王亚伟;胡建华;王昊天;万子豪;

摘要:特征提取是计算机视觉中的重要研究领域之一,其结果可进一步应用于虚拟现实、三维重建、智能驾驶、古建筑数字化保护等方面。目前,特征提取主要包括特征点、直线及区域等信息,其中,由于直线包含丰富的局部描述信息及纹理特征,基于特征线的特征提取方法研究具有重要的理论意义和实际应用价值。Hough变换作为一种常用的特征线提取方法,存在参数选择困难的问题。针对上述问题,设计与实现了一个可变阈值特征线提取方法。首先采用高斯滤波方法进行图像预处理;其次采用Canny边缘检测算法提取图像边缘点,并分析了不同的阈值对图像边缘提取结果的影响;然后采用Hough变换方法进行特征线提取,并分析影响Hough变换特征线结果的因素;最后通过定量分析给出阈值选取的结果。

关键词:Canny边缘检测;阈值;Hough变换

作者单位:太原科技大学计算机科学与技术学院;佛山市科自智能系统技术有限公司;中国科学院自动化研究所;

引文格式:邵煜,王亚伟,胡建华,等. 一种特征线提取的自适应阈值选择方法[J]. 机电工程技术,2022,51(11):68-72.

 

标题:生活垃圾多级破碎成型一体机的设计

作者:傅欣;郭大江;陈华;张华;余衡;杨远芳;李宜蔓;

摘要:在生活垃圾预处理的过程中,破碎预处理是关键一步,因此,破碎机在生活垃圾预处理过程中具有独特优势,现已被广泛应用。但由于生活垃圾含量种类复杂,物理性质相差较大,且传统的破碎机主要集中于大型物料的破碎,具有破碎不彻底性,且仅实现对物料破碎等单一功能。因此,为进一步实现生活垃圾有效破碎,且破碎后物料快速成型,减小物料体积,提出多级差速破碎与成型一体的生活垃圾处理新方法并设计了生活垃圾多级破碎成型一体机。分析了该一体机的设计原理、结构组成,并对一体机中的关键零部件设计进行分析。该一体机能将含有软物与硬物混合的生活垃圾进行逐级破碎与成型,为后期的运输、焚烧和成型处理等后续问题提供有利条件,具有一定的现实意义。

关键词:生活垃圾;多级;差速;破碎;成型

作者单位:重庆机电职业技术大学电气与电子工程学院;重庆科技学院机械与动力工程学院;

引文格式:傅欣,郭大江,陈华,等. 生活垃圾多级破碎成型一体机的设计[J]. 机电工程技术,2022,51(11):73-75.

 

标题:封闭式断路器和非点燃元件试验研究

作者:陈志明;王立军;李世光;蒋漳河;刘柏清;徐伟巍;

摘要:封闭式断路器和非点燃元件是重要的2区防爆类设备,2区出现爆炸性环境的可能性较低,试验主要考核存在爆炸性环境时的防爆能力,而试验过程对产品的检测检验有重大影响。从试验准备、试验条件和试验结果判断3个方面阐述了封闭式断路器和非点燃元件在标准换版时发生重大变化的原因,在详细研读了GB 3836.8-2014、GB 3836.8-2021征求意见稿及发布版和GB3836.2-2021征求意见稿及发布版的基础上,对比相关IEC 60079系列标准,结合实际检验经验,指出标准的疏漏,有助于提高对封闭式断路器和非点燃元件的认知水平,指导产品设计和检验工作。

关键词:封闭式断路器;非点燃元件;试验研究;“nC”型元件

作者单位:广州特种机电设备检测研究院;国家防爆设备质量检验检测中心(广东);

引文格式:陈志明,王立军,李世光,等. 封闭式断路器和非点燃元件试验研究[J]. 机电工程技术,2022,51(11):76-79.

 

标题:覆盖件冷热流道注塑模具设计

作者:陈杏妹;李海林;王寅飞;谭杰文;

摘要:通过对覆盖件的产品结构与成型工艺分析,确定模具总体结构方案。通过合理选择塑件的分型面,简化了模具的结构及模具加工难度,通过对成型零件的优化设计,解决了模具深腔加工与排气问题;针对塑件侧面的凸台与侧孔,设计了基于液压滑块与斜顶组合的联合式抽芯机构,保障了产品的成型质量;浇注系统采用由热流道和冷流道混合组成的半热流道系统,解决了大产品一模一腔时模具浇注系统偏心的问题;优化了模具的冷却系统,缩短了模具的成型周期,讲述了该模具的整体结构及工作原理。在生产实践中该模具运行可靠,生产出的产品满足技术要求,为同类型的塑胶产品模具设计提供一定的参考。

关键词:产品工艺;热流道;侧向分型与抽芯机构;模具设计

作者单位:广州城建职业学院;广东省机械研究所有限公司;

引文格式:陈杏妹,李海林,王寅飞,等. 覆盖件冷热流道注塑模具设计[J]. 机电工程技术,2022,51(11):80-83.

 

标题:基于智能手机的振动信号采集可行性分析研究

作者:董建秋;林富生;宋志峰;余联庆;周鼎贺;

摘要:为了解决工业设备故障诊断仪器价格高昂、携带不方便和诊断不及时的问题,提出了使用智能手机采集振动信号的方法。针对智能手机加速度传感器,开发了基于Android系统的振动信号采集系统,并成功在华为SCL-TL00H型手机上应用。用ZT-3型转子振动模拟试验台模拟转子正常情况、质量不平衡、转子不对中和动静碰磨等故障,使用KD1010L加速度传感器和NI USB-6001数据采集卡等采集振动信号,通过故障诊断专家系统对比分析智能手机和数据采集卡采集的振动信号。实验证明,智能手机因为采样频率和外界干扰等原因,不能采集转速过高下的振动信号,当转速较低时,振动信号可以识别转子不平衡、转子不对中等故障,动静碰磨在碰磨不剧烈时可以识别故障特征。提出一条新的故障诊断路径,并验证其可行性,在现实和科学上具有一定的意义。

关键词:智能手机;振动信号;信号分析;故障诊断;故障诊断专家系统

作者单位:武汉纺织大学机械工程与自动化学院;三维纺织湖北省工程研究中心;湖北省数字化纺织装备重点实验室;

引文格式:董建秋,林富生,宋志峰,等. 基于智能手机的振动信号采集可行性分析研究[J]. 机电工程技术,2022,51(11):84-88.

 

标题:无人机全电刹车系统设计与验证

作者:赵兴平;林辉;谢彦;常凯;

摘要:为解决传统液压刹车在小型飞机上应用时系统设计复杂、维护成本高等问题,以某型无人机领先工程应用全电刹车系统为背景,建立了该型无人机全电刹车系统及关键部件模型,基于模型完成了全电刹车系统硬件、软件设计并实现了系统需求、架构、仿真模型的可追溯性。经地面试验验证,该全电刹车系统设计合理,相比于传统液压刹车系统,其控制精度高、响应快,技术先进且便于维护,在小型飞机刹车系统应用具有较高的技术优越性和经济性。

关键词:无人机;全电刹车;模型;控制

作者单位:航空工业第一飞机设计研究院;西北工业大学自动化学院;

引文格式:赵兴平,林辉,谢彦,等. 无人机全电刹车系统设计与验证[J]. 机电工程技术,2022,51(11):89-92.

 

标题:我国环保装备产业发展现状分析及对策建议

作者:范超;

摘要:随着我国经济的持续稳定发展,工业化、城镇化进程不断加快,环境污染问题也日益严重。在国家的重视下,出台了一系列环保政策,加快环保产业转型升级,营造良好的产业优势,从而也带动环保装备产业迅速发展。但总体来看,一方面是我国起步较晚,特别是一些核心关键技术,是制约整个环保产业发展的“瓶颈”;另一方面是国外对我国关键技术、核心材料等重重封锁,造成我国环保装备产业与国际先进国家核心技术方面的差距较大。通过科学研判环保装备领域发展趋势,分析我国环保产业的发展现状,梳理产业面临的主要问题,提出相关措施和建议。

关键词:环保装备产业;现状;问题;建议

作者单位:广东省广业环保产业集团有限公司;

引文格式:范超. 我国环保装备产业发展现状分析及对策建议[J]. 机电工程技术,2022,51(11):93-95.

 

标题:摩托车仪表机芯自动装配中心研发

作者:曹先雷;胡习之;

摘要:针对摩托车仪表机芯在装配过程中出现人工多、劳动强度大、生产效率低下、易出现不良品等问题,应用价值工程设计方法研发了1台自动装配中心,由前后工步自动装配机构、机架及控制系统等组成。前后工步机构采用一字形布局方案集成在一起。通过电气执行装置自动完成下支架上料、钢球装配、字码刻印、注油、上支架上料与装配及各工步间物料的自动输送;通过人工装配中轴组件、小磁粒及完成机芯装箱;通过传感器检测装配过程状态。结果表明,该装配中心能可靠地完成机芯自动装配任务,使人机协作达到平衡,生产节拍控制在9 s/件以内。分析和实验结果发现:采用人机工程学研究方法易于机芯自动化装配的实施,该装配中心能实现人工数量从2人减少至1人,产品合格率由99.8%提高到100%的目标,生产效率提高188.9%。

关键词:价值工程;自动装配;人机工程学;电气传动技术

作者单位:广州维思车用部件有限公司;华南理工大学机械与汽车工程学院;

引文格式:曹先雷,胡习之. 摩托车仪表机芯自动装配中心研发[J]. 机电工程技术,2022,51(11):96-99.

 

标题:基于PLC和触摸屏的汽车转向臂轴环形喷油机控制系统设计

作者:郑天池;王莉;夏超;

摘要:为实现汽车转向臂轴在喷油工序的自动化、柔性化,设计了基于PLC和触摸屏的汽车转向臂轴环形喷油机控制系统;在分析汽车转向臂轴喷油工艺流程的基础上,详细介绍了系统的硬件组成和软件流程。控制系统以PLC为控制核心,采用模块化设计思想,对生产工序进行顺序控制,实现系统连续工作;以触摸屏作为上位机,依据汽车臂轴的规格不同,通过上位机设置和调整生产参数,并实现系统故障监测功能。该系统已投入实际生产使用,运行结果表明:系统工作稳定可靠,操作简单,人机交互性好,运行周期为5 s,生产效率提高65%,产品喷油质量提高40%,系统具有检测功能,有效避免因无汽车转向臂轴造成空喷油,能够满足高柔性化、高效率、高质量的自动生产要求。

关键词:汽车转向臂轴;喷油机;PLC;触摸屏;控制系统

作者单位:工业和信息化部电子第五研究所华东分所;苏州融领新场景科技有限公司;

引文格式:郑天池,王莉,夏超. 基于PLC和触摸屏的汽车转向臂轴环形喷油机控制系统设计[J]. 机电工程技术,2022,51(11):100-103.

 

标题:基于3D视觉制鞋自动成型关键技术研究

作者:钟治魁;

摘要:制鞋成型由打磨、喷处理剂和喷胶水等复杂工艺组成,传统制鞋成型工艺由人工完成,生产效率低,成型自动化低,工艺环境对人体伤害大。为了解决传统成型工艺带来的问题,通过对制鞋成型工艺的研究,引入机器视觉技术,研究制鞋自动成型3D视觉关键技术,从鞋子三维重建技术,光条提取技术,喷胶视觉引导技术,打磨视觉引导技术等方面进行深入研究,设计制鞋3D扫描成像系统,提出基于FPGA的光条提取算法,基于配准算法鞋面喷胶视觉引导方法,基于聚类算法鞋底打磨轨迹提取方法。通过对制鞋自动成型工艺的3D视觉关键技术研究,解决制鞋自动成型中视觉技术融合问题,高效完成被测鞋子的三维重建,实现基于3D视觉打磨和喷胶特征轨迹提取算法,且验证了算法的有效性,提升了制鞋成型工艺的自动化和智能化,实现制鞋成型柔性化生产。

关键词:制鞋成像系统;光条提取;配准算法;聚类算法

作者单位:泉州华中科技大学智能制造研究院;

引文格式:钟治魁. 基于3D视觉制鞋自动成型关键技术研究[J]. 机电工程技术,2022,51(11):104-107.

 

标题:两栖仿生机械鳄鱼的设计及水下应用

作者:张艺博;李万钟;李伟斌;

摘要:基于国内外水下机器人的研究现状,针对机动性能差、复杂地形适应性弱等缺陷,以鳄鱼为原型设计了一种可实现水陆两栖运动的仿生机器人。陆地爬行方面选用微型130电机经齿轮箱多级齿轮减速将输出轴转矩传递给非同心滚轮实现其摆圆运动,非同心滚轮带动铆接于连杆之上的鳄鱼四肢,完成四肢间的步调协调进而实现鳄鱼的摇摆式爬行,水下游动方面采用一对8520空心杯电机对称布置在鳄鱼腹板两侧,8520空心杯电机带动螺旋桨桨叶为仿生机械鳄鱼水下提供动力推进,微型130电机与8520空心杯电机均通过端子引线与STM32单片机进行连接,通过控制端驱动微型130电机与8520空心杯电机,改变其端子电压并保证输出一定的有效功率,从而实现鳄鱼的前进后退与转向等运动,并进行电机端子电压与输出扭矩试验,试验结果表明,当端子电压为4.5 V时,仿生机械鳄鱼有效动力达到最大。

关键词:仿生机械鳄鱼;水下机器人;运动控制

作者单位:西安石油大学机械工程学院;

引文格式:张艺博,李万钟,李伟斌. 两栖仿生机械鳄鱼的设计及水下应用[J]. 机电工程技术,2022,51(11):108-111.

 

标题:基于慧鱼模型的“早餐小管家”机器人设计

作者:赵芙蕾;张琨;刘雨杭;朱纪元;张志华;梁淑裙;陈丽芳;沈文婷;

摘要:现阶段早餐机器人普遍功能单一、各个模块难以完美衔接、自动化及智能化程度低。对此基于慧鱼模型设计制作了早餐机器人,其主要由食物加热模块、气压传动模块、链条蜗杆传动模块等部分组成,实现了牛奶加热、鸡蛋烹饪以及全麦面包煎烤这3个食品加工流程,减少整个早餐的烹饪时长的同时设置了用餐台以及打包外带功能。根据以上设计方案完成了各个模块的结构组装、程序设计运行,并且利用控制器使各个模块独立运行的同时进行相互配合。创新将超声波测距、重力感应等智能程序应用于早餐机器人的功能结构中,从而达到安全、精确及便利地制作早餐的目的。用户只需放置原料和设置启动机器,经过15 min左右的机器自动化运行就可以得到一份美味又健康的早餐。

关键词:机器人智能;高效率;便捷;健康;慧鱼模型

作者单位:广东石油化工学院机电工程学院;

引文格式:赵芙蕾,张琨,刘雨杭,等. 基于慧鱼模型的“早餐小管家”机器人设计[J]. 机电工程技术,2022,51(11):112-114.

 

标题:基于单片机控制的自动送料装置的设计与应用

作者:徐平凡;李海;徐鸣利;黄健;

摘要:针对现有电脑内存条插槽(DIMM)连接器SMT生产线送料慢的问题,设计了一种全自动送料装置,包括安装底板、振动器、送料装置和STM32单片机控制系统。振动器和送料盘安装在设备底板上,送料盘内设置有两道送料导轨,与送料盘侧壁之间形成导向槽,另一端配有可上下活动的送料器料座,将DIMM连接器放入送料盘后,振动器工作将DIMM连接器振动前移,挡片挡住DIMM连接器,在需要送料时,单片机驱动电机控制气缸将DIMM连接器顶起,DIMM连接器被插件机上的机械手吸取或夹取后气缸下移复位,进入下一个工作周期。该装置已应用到实际生产中,兼容现有的SMT设备及插件机设备,有效实现自动化送料,提高了工作效率和降低了生产成本。对比改造前后的数据,员工人数从5人减少至1人,生产节拍从9 s/件降低至4 s/件,次品率从21‰大幅度下降至3‰,各项技术指标较好,对电子制造业有一定的借鉴作用。

关键词:自动送料装置;导向槽;SMT生产线;单片机控制

作者单位:中山职业技术学院机电工程学院;广东省中山市松联电子科技有限公司;

引文格式:徐平凡,李海,徐鸣利,等. 基于单片机控制的自动送料装置的设计与应用[J]. 机电工程技术,2022,51(11):115-117.

 

标题:基于角点检测的机器人识别系统研究

作者:刘远桃;崔亚飞;杨海能;

摘要:工件识别是机器人操作中必不可少的重要技术之一。提出了一种基于角点检测的工件类型识别策略,为机器人操作提供了重要的视觉线索。首先,根据工件的封闭区域(被边缘包围),采用多尺度卷积神经网络检测工件的边界盒;其次,利用简单的神经网络检测出Y型、A型和L型3种类型的角点,并根据检测概率和角点之间的几何关系进一步细化检测结果;最后,根据角的相对位置识别工件的类型。工件检测步骤大大减少了角点检测的搜索空间,实现了过程的实时性。该方法的另一个重要特点是检测到的角点可以进一步作为重建工件三维结构的基本建模元素,这有利于机器人确定抓取位置和姿态。在PKU-HR6.0平台上,建立了基于该方法的操作控制器。实验结果表明,PKU-HR6.0机器人能够准确地识别和定位俄罗斯方块,能够很好地完成操作任务。

关键词:角点检测;工件识别;机器人抓取

作者单位:邵阳职业技术学院;永州职业技术学院;

引文格式:刘远桃,崔亚飞,杨海能. 基于角点检测的机器人识别系统研究[J]. 机电工程技术,2022,51(11):118-121.

 

标题:基于SOLIDWORKS的PIN脚自动焊机设计

作者:侯柏林;朱国荣;

摘要:PIN脚焊接技术被广泛应用于汽车电子、3C产品、办公电子和家用小电器,具有产品种类多、应用领域广的特点,目前焊接过程的自动化程度普遍不高,且生产工人劳动强度大,工作条件较差,产量效益低下。主要研究了基于SOLIDWORKS软件平台,开发设计完成的一种能真正应用于自动焊接和PIN脚焊接的新型自动焊机设备的技术、结构特征和基本工作原理,代替了大量传统人工焊机作业,提高了工作效率。该套自动焊机装置中主要结构包括卸料、上料机构、氩弧焊接机构、性能检测分析机构、不良焊工件自动剔除机构等机构组成,同时系统运用国外先进伺服自动定位控制系统可实现转盘的精准自动检测定位,有效解决了工件在焊接过程中因检测与定位而产生的各种误差,提高了焊接精度和焊接的定位准确度。最后验证了本装置控制系统设备本身固有的抗干扰问题。

关键词:自动焊机;PIN脚;SOLIDWORKS;伺服控制

作者单位:惠州城市职业学院;广东澳德精密机械有限公司;

引文格式:侯柏林,朱国荣. 基于SOLIDWORKS的PIN脚自动焊机设计[J]. 机电工程技术,2022,51(11):122-126.

 

标题:智能精密打磨抛光机器人开发及应用

作者:汤爱军;黄艳丽;胡艳娥;丘永亮;诸进才;龙波;

摘要:针对3C产品少量多样,柔性生产,智能制造的生产需求特点,以及人工干式打磨抛光存在效率低和尘肺尘爆安全隐患等问题,提出了智能精密打磨抛光机器人概念,并对几个关键软硬件技术,包括高刚性大负载高精度六轴打磨抛光机器人,适用于机器人打磨的精密打磨机,三级过滤水循环装置及其湿式打磨抛光工艺,集成多传感器和PHM的智能化打磨抛光技术,以及利用探头等快速调机技术的研发基础上,系统整合成智能精密打磨抛光机器人系统,智能、精密、高效、稳定、安全的湿式打磨抛光从此代替了传统的人工干式打磨。该系统在公司3C产品表面处理制程上已大量应用,可使生产效率和良率分别提升了66%和30%,打磨抛光车间环境得到了净化,消除了尘肺尘爆安全隐患,快速调机技术实现调试效率提升了3倍。该智能设备对公司实施智能工厂,智能制造转型升级产生了创新引领作用,推动打磨抛光行业由自动化朝着智能化方向发展,具有良好的经济效益和社会效益。

关键词:机器人自动打磨;智能精密打磨机器人;湿式打磨;安全打磨;智能控制;快速调机

作者单位:富联裕展科技(深圳)有限公司;广东工贸职业技术学院机电工程学院;广州铁路职业技术学院机电工程学院;

引文格式:汤爱军,黄艳丽,胡艳娥,等. 智能精密打磨抛光机器人开发及应用[J]. 机电工程技术,2022,51(11):127-130.

 

标题:基于USART_HMI智能串口屏的晶闸管功率组件波形监测设计

作者:周泽湘;冯伯翰;欧阳明星;徐运武;杨懿;李韶阳;林敦;

摘要:为解决原专利产品“晶闸管功率组件”装置不能实现人机对话功能、实时监测与动态显示功能等问题,选用STM32F407VET6单片机作为主控单片机,使用单片机内部AD片上外设完成对装置主输出脉冲信号的AD转换。基于USART-HMI可编程智能串口屏的人机交互显示模组与主控CPU建立通信。主控CPU通过向串口屏发送AT指令调用屏内部按钮控件、进度条控件、文本控件、指针控件等组态控件驱动串口屏显示主控CPU串口发送过来的波形数据。实践表明该波形监测器能实时对“晶闸管功率组件”装置输出的脉冲信号完成监测与显示。

关键词:晶闸管功率组件;USART-HMI;嵌入式单片机;A/D

作者单位:广东松山职业技术学院;韶关市超力自动化电气设备有限公司;

引文格式:周泽湘,冯伯翰,欧阳明星,等.基于USART_HMI智能串口屏的晶闸管功率组件波形监测设计[J].机电工程技术,2022,51(11):131-133.

 

标题:基于MCGS家禽饲养温控系统的设计与开发

作者:麻丽明;何应良;谷子中;袁瑞;谢青海;刘青川;

摘要:利用MCGS组态软件和西门子S7-200 SMART PLC硬件完成了家禽饲养环境中温度监控系统的设计,系统通过温度传感器对家禽饲养环境中温度进行实时检测,通过PLC控制程序运行与组态软件MCGS监控画面的数据实时分析与控制,利用PID的自动调节实现了对家禽饲养环境中温度的控制,使温度维持在合理的设定范围内,当温度过低或过高时,可以通过开启加热风扇或排风风扇对家禽饲养环境进行温度调节,保障了家禽始终能维持的一个舒适的温度环境中,极大程度降低了家禽的死亡率。通过系统的实时监控画面可以实现远程数据的监控,可以根据人机界面的显示,还根据实际需要选择对温控系统进行远距离手动控制,在一定程度上减少了故障发生率,提高了对家禽饲养环境的管理效率,大大减少了现场人员的需求。

关键词:MCGS;S7-200 SMART;PID;监控画面

作者单位:河北机电职业技术学院电气工程系;

引文格式:麻丽明,何应良,谷子中,等. 基于MCGS家禽饲养温控系统的设计与开发[J]. 机电工程技术,2022,51(11):134-137.

 

标题:一种机器视觉调定玻璃量器液面的方法

作者:张晓凤;蔡永洪;赵书显;傅忆宾;

摘要:针对玻璃量器检定时人工调定凹液面误差大、易疲劳的问题,提出一种基于机器视觉与图像处理技术的玻璃量器液面调定的方法。方法采用了先快速大流量注水、再慢速小流量注水、最后滴注调定的方式。其中,快速大流量注水通过衡量法进行控制,慢速小流量注水和滴注调定则通过机器视觉进行控制。在机器视觉控制注水时,连续采集被检图像并检测图像中调定刻度线下方小容量区域内指定目标特征的灰度增量矩阵。利用液面灰度大的特点,当灰度增量矩阵中最大值大于液面灰度阈值时,与最大值对应的目标特征即可作为液面所在位置的标记,从而为计算机实时识别液面提供方法和决策。在机器视觉控制滴注时,通过不断检测调定刻度线上边缘的灰度,利用液面经过边缘时的灰度变化趋势,将其拐点的确立作为调定结束的条件。该方法在容量瓶校准机器人研究方面得到了实际应用。

关键词:机器视觉;图像处理;玻璃量器;调定

作者单位:广州计量检测技术研究院;

引文格式:张晓凤,蔡永洪,赵书显,等. 一种机器视觉调定玻璃量器液面的方法[J]. 机电工程技术,2022,51(11):138-141.

 

标题:新能源汽车中5G及智能网联的应用探讨

作者:吕世明;

摘要:新能源汽车技术由于突出的节能环保特点作为未来汽车发展的主流方向,并且得到了国家和地方大力的财政支持和政策支持,汽车厂商也在逐步推出新能源汽车甚至逐步取消燃油汽车的生产和研发。智能网联汽车技术由于其先进性和优越性在近年来备受汽车行业关注并且部分功能已经在量产车型上得到了应用,智能网联汽车技术将为驾驶员提供辅助驾驶并最终完全替代人完成汽车的自主驾驶。以智能网联汽车技术作为切入点,简要概述了智能网联汽车技术及5G通信技术的特点并对以上两种技术在新能源汽车中的应用进行了探讨,新能源汽车技术和智能网联汽车技术将在汽车技术的发展中得到融合,而5G通信技术将为这两种技术的融合起到支撑和辅助的作用。

关键词:智能网联汽车技术;5G;新能源汽车

作者单位:重庆水利电力职业技术学院;

引文格式:吕世明. 新能源汽车中5G及智能网联的应用探讨[J]. 机电工程技术,2022,51(11):142-145.

 

标题:六足机器人关键技术综述

作者:陈斯琴;李思瑶;鲁志刚;国忠义;解自国;

摘要:六足机器人是足式机器人最基本形式之一,其不仅具有丰富的步态还有时变拓扑的特点,而这些特性也使它对障碍、沟渠等复杂特殊地形具备较好的通过能力与适应性,被广泛应用于太空探测、海底资源开发、灾害现场搜救、军事侦察等领域,具有广泛的应用前景。目前对于六足机器人的研究仍然处于起步阶段,可借鉴的成熟技术较少,因此有必要针对现有的研究成果进行较为系统的分析和总结,为今后六足机器人的深入研究奠定基础。对国内外六足机器人的研究现状进行了总结和介绍,针对机体和单足结构设计、步态规划、腿部轨迹规划等多个方面深入总结分析,并对六足机器人未来的发展以及应用进行了展望。

关键词:六足机器人;避障;步态规划;协调控制

作者单位:云南航天工业有限公司;北京航空航天大学宇航学院;

引文格式:陈斯琴,李思瑶,鲁志刚,等. 六足机器人关键技术综述[J]. 机电工程技术,2022,51(11):146-152.

 

标题:基于S9KEA128AMLK的智能电磁循迹小车设计与实现

作者:李全民;余华柱;杨杰勇;

摘要:基于S9KEA128AMLK微控制器(MCU),设计并制作了一种靠电磁信号自动循迹的三轮智能小车,主要由无线充电模块、电磁信号采集模块、起跑线与停车线检测模块、红外避障模块、超级电容模组、电机驱动模块、电源管理及整车控制模块及主控最小系统模块组成。该智能车首先采集由铺设在道路中间并通交流电的漆包线发出的电磁信号;归一化处理后,经滤波、放大和检波后输入到MCU;再经过计算,确定小车在道路的相对位置以及控制方向和速度的输出PWM信号;最后输入到驱动电机,使小车实现自动识别路径、自动转弯控制、根据情况加减速、自动识别停车线等功能。通过总体设计、硬件设计、控制方案设计、算法和软件设计等过程,最后完成了智能电磁循迹小车的制作,并做了实地测试,行驶效果良好。

关键词:电磁循迹;电路设计;控制算法;软件设计;PID增量控制

作者单位:广州理工学院智能制造与电气工程学院;

引文格式:李全民,余华柱,杨杰勇. 基于S9KEA128AMLK的智能电磁循迹小车设计与实现[J]. 机电工程技术,2022,51(11):153-158.

 

标题:全自动管件打磨机器人设计与开发

作者:周晓晓;陈湘尹;冯凡;

摘要:针对管件加工行业人工劳作效率低下,重复劳动多、劳动强度大等问题,以实际生产为导向,旨在设计一种全自动管件打磨机器人,代替低效率的人工劳作,实现自动打磨管件的功能,提高企业的生产效率和节约成本。该全自动管件打磨机构由加工台、定位承料装置、承料驱动装置和去毛刺装置等组成,通过承料驱动部件驱动间隙移料部件在加工台内移动,实现对承料架的移动作业,将若干待加工的管件依次向前传送,通过改变限位承载部件在加工台上的位置,再通过旋转摩擦部件实现对待加工的管件进行端部打磨作业。该全自动管件打磨机器人可通过自动化的移料和打磨作业,能够在满足管件打磨工艺需要的同时,提高打磨的工作效率,而且操作方便,具有较高的耐用性,进一步实现管件加工的自动化。

关键词:机器人;定位承料;承料驱动;去毛刺

作者单位:广东省智能机器人研究院;东莞理工学院;

引文格式:周晓晓,陈湘尹,冯凡. 全自动管件打磨机器人设计与开发[J]. 机电工程技术,2022,51(11):159-162.

 

标题:基于图像识别的物流停车场引导系统的设计

作者:梁金营;黄贝琳;潘栋;

摘要:在分析了复杂的物流停车过程和泊车信息需求的基础上,设计大型物流停车场引导系统,可以为停车场停泊的车辆提供精准的车位引导服务,帮助车辆快速完成车辆的停泊。引导过程中,系统将管理平台的相关停车场地理信息提供给当前车辆的移动端,方便驾驶员实时了解目的停车位置及行驶路线;车辆进入停车场后,驾驶员可调用三维电子地图信息生成导航地图或跟随停车场内的引导系统寻找预设定的最适合空闲停车位实行停车。重点研究了停车场内引导系统构成部分以及充分利用有限车位资源,提高停车场和泊车者之间的信息对称度,从而提高使用停车场的便捷程度以及使用效率,降低管理成本。系统适用于综合性货运场、码头、港口、特殊装备厂房、工程机械停车场等场所。通过入口处的识别装置和设置在停车场内通道上、各停车区入口处的摄像装置、动态显示屏、声光报警、语音等模块引导货运车辆快速到达指定的车位,避免车位过小引发事故,或车位过大造成资源的浪费。同时,可在终端设备上生成反向寻车导航,解决长期困扰货运司机寻车位难和寻车难的问题。该设计综合应用图像处理技术、模型识别技术、计算机网络、物联网智能控制等技术。

关键词:停车引导;智能停车场;三维定位;最优泊车选择

作者单位:广州群志科技股份有限公司;广州市第四中学;广东云瞻建设工程有限公司;

引文格式:梁金营,黄贝琳,潘栋. 基于图像识别的物流停车场引导系统的设计[J]. 机电工程技术,2022,51(11):163-166.

 

标题:基于PLC与触摸屏的条码测控系统设计

作者:江文艺;李娟;

摘要:针对包装膜图案相似和产品条码字体小,人工进行条码检查对比所需时间长,长时间用眼时容易疲劳出错,转换品种生产时容易用错包装膜。采用USB接口连接线的霍尼韦尔1910i条码扫描器,与设备原有控制系统的威纶通MT6071iP触摸屏、三菱FX3U-32MT PLC,设计了一套条码测控系统,对包装膜的条码数值进行扫描读入到触摸屏后,通过触摸屏定时将条码数值传送到PLC的数据寄存器中,由触摸屏的存放序号和确定存入进行条码库的建立,由触摸屏的选取序号和确认生产进行生产条码的选取调出,由数据块比较指令对选取的生产条码数值与使用的包装膜条码数值进行对比,当比较结果一致时设备才可以正常启动进行生产,当比较结果不一致时立即使设备停止。实践表明,基于PLC与触摸屏的条码测控系统稳定性好、操作简单方便,对条码的扫入和对比控制反应时间小于1 s,实现了精准的防错控制,降低了员工的劳动强度,提高了生产效率。

关键词:PLC;触摸屏;条形码扫描器;测控系统

作者单位:阳江喜之郎果冻制造有限公司;

引文格式:江文艺,李娟. 基于PLC与触摸屏的条码测控系统设计[J]. 机电工程技术,2022,51(11):167-170.

 

标题:铁路钢轨冻胀仿真分析与试验研究

作者:陈玉亮;王大志;蔡小勇;李志广;陈相吉;马韬;王立鼎;

摘要:针对寒区钢轨冻胀高度测量问题,通过仿真计算及实验分析验证应变电测法对钢轨冻胀高度进行测量的可行性。寒区铁路由于冬季路基冻胀导致钢轨产生几何变形,出现钢轨鼓包等类余弦冻胀现象。冻胀高度过大会增加轨道受力且加剧轨道状态恶化。铁路养护部门需在冻胀期内对钢轨冻胀高度进行及时准确地测量,以掌握钢轨冻胀情况并适时调整轨道结构,保障轨道及列车通行安全。传统的人工测量方式对作业时间及人员技术要求较高。基于上述背景,通过ANSYS有限元软件仿真分析了无缝钢轨锁定条件下的冻胀高度与冻胀应变的变化规律,提出了利用应变电测法测量钢轨冻胀高度的方法。建立了钢轨冻胀实验平台,利用液压装置模拟钢轨冻胀,钢轨受力测量装置对钢轨冻胀应变进行测量。根据钢轨冻胀高度与冻胀应变的曲线关系,证明了应变电测法可对钢轨冻胀高度进行测量。通过此种方法可实现对钢轨冻胀高度的无人、实时测量。

关键词:无缝钢轨;冻胀高度;ANSYS仿真;应变电测法

作者单位:大连理工大学机械工程学院;大连理工大学宁波研究院;沈阳铁路信号有限责任公司;

引文格式:陈玉亮,王大志,蔡小勇,等. 铁路钢轨冻胀仿真分析与试验研究[J]. 机电工程技术,2022,51(11):171-173.

 

标题:基于ALN压电层的声表面波温度传感器仿真与试验研究

作者:曹森;赵祉澎;刘志春;孙宏毅;陈锦斌;于晓梅;梁军生;

摘要:传统的声表面波(SAW)温度传感器仍存在测温范围小、灵敏度低的问题,为满足对工业生产、航空航天等高温环境下的温度检测,采用了在高温下仍能保持良好压电性的ALN薄膜,确定传感器的结构为叉指换能器(IDT)/ALN/Sapphire。为了得到较高温度频率系数(TCF),进行建模仿真和计算对比,并利用激发的瑞利波模态对温度进行感知标定。分析了不同压电层厚度、金属化比率、叉指电极厚度对激发的瑞利波波速和机电耦合系数的影响,并讨论了TCF值与压电层厚度的关系。确定理想参数下的波速为5 780 m/s,机电耦合系数为0.82%。利用射频磁控溅射系统在Sapphire基底上溅射了高质量C轴取向ALN薄膜,再将表面的Pt/Ta图案化成电极。试验制得的传感器在800℃以下其频率与温度呈现较好的线性关系,温度频率系数约为-53.5 ppm/℃,与仿真较为吻合。相比于传统SAW温度传感器,在测温范围增大的同时保证了高灵敏度。

关键词:温度检测;声表面波温度传感器;温度频率系数;COMSOL仿真

作者单位:大连理工大学辽宁省微纳米技术及系统重点实验室;大连理工大学精密与特种加工技术教育部重点实验室;

引文格式:曹森,赵祉澎,刘志春,等.基于ALN压电层的声表面波温度传感器仿真与试验研究[J].机电工程技术,2022,51(11):174-177.

 

标题:六斜叶搅拌槽混合特性研究

作者:罗松;周启兴;周清泉;

摘要:搅拌混合效果的好坏受搅拌桨叶片形状的影响,以钕铁硼废料酸溶搅拌槽叶片倾角为研究对象。采用计算流体力学的方法,利用Fluent软件通过多重参考系法建立区域边界条件和网格划分边界,分析了搅拌桨叶片倾角对示踪剂扩散以及混合时间、混合效率的影响。计算结果表明:当倾角增大时,搅拌桨的排液方式由轴向逐渐转为径向。叶片正下方的循环弱区域,随着角度增大而增加,对示踪剂扩散越不利。混合时间随着叶片角度增加呈逐渐缩短的趋势,但缩短速度随着角度增大而有所减缓,其单位体积混合能刚好其相反,随着角度增加单位体积消耗能量基本呈线性增加。当叶片角度小于40°时,提升角度可使混合时间明显缩短,超过40°时所引起的单位能耗上升速度要明显高于时间缩短速度,不利于提升混合效果。

关键词:混合时间;混合特性;数值分析;叶片角度

作者单位:南昌交通学院;

引文格式:罗松,周启兴,周清泉. 六斜叶搅拌槽混合特性研究[J]. 机电工程技术,2022,51(11):178-180.

 

标题:车载永磁同步电机精确数学模型构建及仿真研究

作者:包西平;王毅;张博洋;雷天元;吴继军;

摘要:车载电机及其驱动控制系统是新能源汽车的关键及核心技术之一,其中常用到的正弦波永磁同步电动机则以其优异的调速与控制性能在新能源汽车中得到了广泛的应用。一般在对永磁同步电机建立数学模型时,通常都忽略了电机的铁损,在电机的总损耗中铁损占有一定的比例,由此特意提出了考虑铁损情况时永磁同步电机(PMSM)的数学模型,在电力电子及电机控制系统专用仿真软件PSIM2021A下建立了PMSM的仿真模型,构建了三相静止到两相旋转模块、交直轴铁损电流计算模块、电磁计算模块等。仿真结果证明了所建立的电机数学模型的正确性,相较于传统文献上的经典的永磁电机模型,将铁损因素考虑在内的电机模型更能体现实际电机各物理特性的真实情况,为下一步的实验研究打下了坚实的理论基础。

关键词:永磁同步电机;模型;铁损;仿真

作者单位:徐州工业职业技术学院汽车工程学院;

引文格式:包西平,王毅,张博洋,等. 车载永磁同步电机精确数学模型构建及仿真研究[J]. 机电工程技术,2022,51(11):181-185.

 

标题:基于有限元的起重机关键部件动态特性分析

作者:段修菊;栗忍;

摘要:为有效验证塔式起重机关键部件的安全性和可靠性,采用有限元方法对标准节和架节等关键部件的动态特性进行仿真分析。针对塔式起重机的结构和承载特点,基于ANSYS建立有限元模型,采用四面体自适应法进行网格划分,分析类型分别选取自由模态和静态结构分析。载入交变载荷,得出架节的疲劳寿命特性。研究表明:标准节的刚度性能良好,前12阶固有频率变化呈现出两个阶段,波动较小;架节的强度性能良好,最大应力低于屈服极限,未出现结构失效问题;在对称式三角桁架结构作用下,架节的应力分布较为分散,应力集中现象不明显,安全系数较高;在结构优化方面,可优先提升弦杆的厚度,降低腹杆厚度。该研究方法能够为塔式起重机的优化设计提供重要依据,具有良好的经济效益。

关键词:有限元;起重机;模态;强度;疲劳

作者单位:枣庄科技职业学院;滕州市中等职业教育中心学校;

引文格式:段修菊,栗忍. 基于有限元的起重机关键部件动态特性分析[J]. 机电工程技术,2022,51(11):186-189.

 

标题:某机载电子设备的热仿真及试验分析

作者:杨美娟;曾志华;郝靖;李泽扬;

摘要:为验证某机载电子设备热设计的合理性,对数模使用Flotherm软件进行了热仿真,得出发热器件在70℃下的模拟温度,之后将生产出的样机放进高温箱,进行了相关验证性高温试验。从热仿真和热测试的结果可以看出,器件的模拟温度和实测温度均低于最高工作结温,设备能正常工作,进一步验证了结构设计的合理性,即基板厚度取1.5 mm,散热片厚度为1 mm,高度为6 mm能满足发热器件的散热需求。通过对比,可以看出试验的结果与仿真分析结果吻合度较高,在高温环境中器件的实测温度比仿真的温度要低5℃左右,所以如果仿真出来温度在器件最高允许温度范围内,实际温度可以满足设计要求;其结果为同类型机载电子设备热设计,尤其是采用类比方法进行热设计时提供了较大的参考价值。

关键词:仿真;电子设备;热设计;散热性能

作者单位:广州航新航空技术有限公司;

引文格式:杨美娟,曾志华,郝靖,等. 某机载电子设备的热仿真及试验分析[J]. 机电工程技术,2022,51(11):190-193.

 

标题:基于钢化玻璃贴合的车载19 inch LCD加固设计和抗冲振分析

作者:熊仕鹏;胡彬;王庆生;刘磊;曾磊;

摘要:抗冲击和抗振动设计是LCD设备设计的重要内容,随着大尺寸和车载的应用场景增多,对LCD的加固设计提出更高要求。针对车载19 inch LCD设备,提出传统固定方案和钢化玻璃贴合工艺的加固方案,从LCD设备实际组成入手,分析LCD设备的材料属性、约束和接触对,建立起Ansys Workbench下的传统固定方案和钢化玻璃贴合加固方案的有限元模型。以GJB367A和GJB150.16A车内设备冲击和振动环境作为载荷,开展预应力下模态、随机振动和瞬态动力分析,对比传统固定方案,钢化玻璃贴合加固方案的一阶固有频率从65.807 Hz提升到114.91 Hz;在随机振动作用下,LCD基板最大位移从0.140 37 mm减小到0.124 78 mm;在垂直屏向内冲击作用下,LCD基板位移从4.824 3 mm减小到1.764 7 mm;在垂直屏向外冲击作用下,LCD基板最大位移从3.623 8 mm减小到0.595 65 mm。最后通过试验证明,钢化玻璃贴合加固方案可满足19英寸LCD车载环境下的抗冲击和抗振动要求。

关键词:加固显示器;LCD;国军标;车载环境;钢化玻璃;预应力模态仿真

作者单位:中电科蓉威电子技术有限公司;

引文格式:熊仕鹏,胡彬,王庆生,等.基于钢化玻璃贴合的车载19 inch LCD加固设计和抗冲振分析[J].机电工程技术,2022,51(11):194-198.

 

标题:基于ANSYS的电磁制动器性能分析

作者:修宇翔;文洪兵;关俊峰;

摘要:电磁力作为电磁制动器力学性能的一个重要因素,直接影响到电磁制动器是否能顺利克服弹簧力进行启动和启动过程中衔铁的动作时间,从而影响到电磁制动器工作的安全性与可靠性。以某电梯用电磁失电制动器作为研究对象,利用Pro/Engineer软件建立该制动器的三维模型,并基于ANSYS软件对其进行有限元分析。通过求出不同空气间隙与励磁电流下的衔铁所受电磁力大小,并对所得数据进行拟合,从而分析出空气间隙与励磁电流对电磁制动器电磁力特性的影响。在分析电梯用电磁制动器工作特性的基础上,提出了一种降低电磁制动器能耗的设计办法,通过控制电磁制动器线圈电压,使制动器在起动时具有较大的电流使之吸合,吸合后只有较小的维持电流保持吸合状态,达到节能的目的。研究结果对同类电磁制动器的设计具有一定的参考价值。

关键词:电磁失电制动器;电磁力;ANSYS有限元分析;节能;大电流起动;小电流维持

作者单位:广东电网有限责任公司江门供电局;

引文格式:修宇翔,文洪兵,关俊峰. 基于ANSYS的电磁制动器性能分析[J]. 机电工程技术,2022,51(11):199-202.

 

标题:带精准对位双向移动式启闭机研究与应用

作者:郑伟;陈佛生;

摘要:为了提高水利水电工程移动式启闭机的自动化水平和使用的安全性,解决移动式启闭机在孔口对位和使用过程中难的问题,应用低速有利于精准对位的原理,研究了适合长距离快速行走的大车行走机构及其精准对位方法;设计了适合短距离慢速行走的新型小车行走机构,介绍了两种不同行走机构的结构及其自动对位方法,并以双向移动式启闭机为例来说明其应用。应用表明,两种行走机构的组合使用,可实现双向移动式启闭机自动对位,无需人工反复点动;新型小车行走机构可大幅提高作业的安全性、操作和维护的便利性,有助于提高移动式启闭机对位自动化、智能化水平和促进智慧水利建设。

关键词:水利水电工程;精准对位;移动式启闭机;小车行走机构;研究与应用

作者单位:广东省建筑机械厂有限公司;广东江海机电工程有限公司;

引文格式:郑伟,陈佛生. 带精准对位双向移动式启闭机研究与应用[J]. 机电工程技术,2022,51(11):203-206.

 

标题:基于加压泵站恒压自动供水的中控系统设计

作者:蒋培洪;欧阳远波;刘武;

摘要:针对某单位供水加压站中控系统设备使用年代久远、型号不统一导致日常维护困难、自动化程度较低、运行操作工作量大、能耗较高、系统运行不稳定、且区域内各泵站间的数据无法实时共享、数据无记录以及日常供水调度困难等问题,提出一种基于恒压的供水加压站自动中控控制系统;分站内中控系统将各设备信号通过浙江中控技术的PLC G5Pro控制模块及相关卡件采集,在现场中控上位机进行组态编程,根据实际工艺要求,现场PLC控制设备应达到自适应运行能力,从而达到恒压供水的目的;使用专用光纤通讯将区域内各分站的控制系统信息及操作集成到总SCADA服务器内,现场设备数据传输前及进入服务器前都需经过专业的防火墙,以确保网络通讯安全,数据处理后将数据传到总中控系统内,总中控系统具备现场操作的所有权限,并且总中控系统能够将现场操作权限夺取,由总中控系统进行统一调度运行,完成该系统设计施工后,该加压供水系统具有自动化程度高、运行安全可靠、节能便于维护、便于日常供水调度等显著等优点。

关键词:恒压;供水系统;热备冗余;PLC

作者单位:广州开发区水质监测中心;

引文格式:蒋培洪,欧阳远波,刘武. 基于加压泵站恒压自动供水的中控系统设计[J]. 机电工程技术,2022,51(11):207-211.

 

标题:耳机插孔连接器模具设计

作者:文明;周启英;

摘要:耳机插孔连接器生产过程当中,经常会遇到各种问题,加工的过程属于一个金属加工过程,可能造成其冷焊操作的结果。针对于现阶段存在的工艺进行研究和分析,建立起科学数据,实现材料加工过程当中提升其加工速度且保持良好的产品性能,提高其加工效率。对于耳机的插孔切割进行了研究和分析,在耳机模具的基础上进行了建模研究操作,经过对操作过程当中的塑件分析、分型以及成型零部件设计的分析,来进行其浇注系统以及其他方面的设计。在具体的实现过程当中,需要了解和掌握对应的数据信息,提取相关的信息数据来进行模具的设计,缩短建设周期的同时实现成本的降低和生产的高效应用,为类似的模具设计提供出必要的理论参考和借鉴。

关键词:耳机;插孔;连接器;模具设计

作者单位:东莞市信为兴电子有限公司;广东长盈精密技术有限公司;

引文格式:文明,周启英. 耳机插孔连接器模具设计[J]. 机电工程技术,2022,51(11):212-215.

 

标题:基于MLT980Ma的免编程钻攻系统的设计实现

作者:吴义荣;卢勇;杨俊;邱泽丰;

摘要:在数控系统编程过程中,如何更方便、更快速地进行钻攻加工程序的编制,是当前数控机床应用中面临的一个重要难点。常用的钻铣床数控系统中采用G代码的方式进行钻攻编程加工,代码参数多,编程繁琐,效率低下。为了解决这种加工编程中的痛点,通过对不同品牌钻铣床数控系统钻攻功能的分析,归纳出常用钻攻编程的ISO G代码编程指令参数规律,总结出借助宏变量指定,设计一种使用图形参数式的编程方法,可以实现免编程的钻攻加工功能。通过这种方法,操作者无须编程,只需在相关页面中按提示选择孔型、加工方式,输入相关的尺寸数据、加工工艺数据等,即可实现线性孔、圆弧孔、错位孔等常见孔型的钻孔工艺,以及镗孔和攻牙的自动加工工艺。此设计思路也可用于数控系统中类似专用加工的设计,具有实用价值。

关键词:免编程;钻孔;镗孔;攻牙

作者单位:中山迈雷特数控技术有限公司;广东科贸职业学院;

引文格式:吴义荣,卢勇,杨俊,等. 基于MLT980Ma的免编程钻攻系统的设计实现[J]. 机电工程技术,2022,51(11):216-222.

 

标题:从系统设计的视角分析“刷脸支付”在轨道交通的应用

作者:梁笛;

摘要:随着城市轨道交通建设的蓬勃发展和互联网技术的不断提升,城市轨道交通自动售检票系统基于“云计算”、“人工智能”等技术逐步打造以互联网为基础的支付体系,在既有多元化支付方式的基础上增加基于生物识别、非生物识别技术的多元化支付方式,而鉴于“人脸识别”具备的特点,基于生物识别技术的多元化支付主要以“刷脸支付”为主要支付模式。由于“刷脸支付”在轨道交通的应用才开始起步,大部分城市都是选取部分已运营车站通过既有设备、系统改造进行“刷脸支付”试点,而只有极个别城市在新建线路全线覆盖了“刷脸支付”,“刷脸支付”作为一种自动售检票系统多元化支付方式,从系统设计之初就将其融入到自动售检票系统统一规划、统一设计,从设备的软硬件配置、网络环境、系统构成、系统架构、业务流程、网络安全、信息安全等方面重新对传统自动售检票系统予以更新、调整、规划、设计,以实现“刷脸支付”功能,满足乘客多元化支付的需求。

关键词:多元化支付;自动售检票系统;刷脸支付;人脸识别

作者单位:广州地铁设计研究院股份有限公司;

引文格式:梁笛. 从系统设计的视角分析“刷脸支付”在轨道交通的应用[J]. 机电工程技术,2022,51(11):223-226.

 

标题:自吸尘气动摆臂打磨机的设计

作者:方旺;董红波;李伟龙;

摘要:为解决传统的手工作业和机器人抛光设备在打磨抛光大型复杂不规则表面时的不足,介绍了一种自吸尘气动摆臂打磨机,其结构主要由末端打磨头、气动机械臂、浮动箱、操作箱、升降架、翻转架、转动架和气动控制系统组合而成。自吸尘气动摆臂打磨机单人操控就能够连续完成大型装备各种形状和曲面连贯部位的打磨抛光工序,结构简单,无需编程,操控灵活,能够实现标准化生产,提高生产效率和大型装备表面打磨抛光质量,并最大限度减少环境污染及对工人健康的伤害,为大型装备复杂不规则曲面的打磨抛光提供了充分的技术保障。测试结果表明,气动摆臂打磨机是一款多功能复合自吸尘打磨机,可适用于航空航天、舰船和海洋工程等大型装备的水平平面、水平顶面、垂直侧面和曲面的表面打磨抛光。

关键词:自吸尘;气动;摆臂;打磨

作者单位:广东博科数控机械有限公司;

引文格式:方旺,董红波,李伟龙.自吸尘气动摆臂打磨机的设计[J].机电工程技术,2022,51(11):227-230.

 

标题:太阳能跟踪控制系统的设计与应用

作者:庄建铨;

摘要:随着世界经济的高速发展,人类日益增加的能源需求导致传统化石资源不断减少,能源危机已成为人类不得不面对的问题。新能源(太阳能、风能等)的开发与利用,已成为当今世界各国探索与研究的热点课题。针对太阳光能分散、强度不稳定、受季节天气环境影响大,制约了太阳能的开发和利用的问题,从提高光能采集率的角度出发,进行了太阳能跟踪控制系统的设计与应用工作。首先,采用轨迹跟踪法对太阳运动轨迹进行建模,得到太阳的方位算法。接着,设计了系统的机械结构和电气控制,控制系统的PLC能在程序中结合建模所得算法算得太阳方位,并控制电气装置驱动机械结构运转,实现对电池板的方向、角度的调整。实验结果表明,相比于采用固定角度安装的电池板,太阳能跟踪控制系统能根据时间、地点自动调整太阳能电池板的方向、角度来跟踪太阳(实现电池板面与阳光直射方向相垂直),使电池板接收到尽可能多的太阳辐射,有效提高其输出功率,其综合输出功率是固定角度安装电池板的1.2倍以上。

关键词:太阳能发电;跟踪控制系统;定位控制;PLC

作者单位:汕头大学医学院附属肿瘤医院;

引文格式:庄建铨.太阳能跟踪控制系统的设计与应用[J].机电工程技术,2022,51(11):231-234.

 

标题:正压转鼓垃圾风选机设计和性能试验

作者:谢光凡;

摘要:根据风力分选的基本原理设计了转鼓风选机,阐述了工作原理和整机结构,配置扩散室总成、吹起总成、管路系统、用于风量调节的回风阀和风机,并且对机器进行了空机性能试验和物料风选试验。空机性能试验结果表明,风选机吹嘴的气流速度与回风阀的风门开度角呈三次拟合函数关系。物料风选试验表明,当建筑垃圾以45 t/h的进料速度时,设备对区分可回收的塑料的适宜风门开度角为30°,此时风选机吹嘴的空气流速为7.5 m/s;对区分塑料、纸张和小木块等可燃物的适宜风门开度角为45°,此时风选机吹嘴的空气流速为14 m/s;对区分大块木头、石头等可作再生骨料的风门开度角为60°,此时风选机吹嘴的空气流速为21 m/s。对风选设备的气流控制和设计改造,以及物料的气流分选规律都有一定的指导意义。

关键词:建筑垃圾;风选机;气流分选;设备设计;试验

作者单位:中山斯瑞德环保科技有限公司;

引文格式:谢光凡.正压转鼓垃圾风选机设计和性能试验[J].机电工程技术,2022,51(11):235-237.

 

标题:汽车发动机ECU装配线控制系统设计

作者:周杰;

摘要:凸轮轴中位置传感器在汽车发动机电控系统中扮演重要角色。发动机的电控装置根据输入信号发出点火和喷油指令,并提供最佳点火时间和最合理的供油量。所以,电子控制装置ECU在汽车电控系统中起着举足轻重的作用。设计一套ECU装配生产线以实现对产品质量和生产效率的实时监测,通过对装配工艺流程和现场布局进行分析,可以实现生产线自动送料、自动涂胶和自动检测等相关功能。电气控制系统的主要控制系统使用的是可编程逻辑控制器PLC,通过PRPFINET总线进行通讯。控制系统的框架确定了硬件组态,采用西门子博图软件来编写程序,从而达到人机界面的组态设计。实际操作证明,设计的装配生产线电气系统安全、性能稳定、功能完善,提高了操作的便捷性,降低了人工重复劳动,使生产效率得到大幅提升。

关键词:ECU装配控制系统;西门子可编程控制器;PRPFINET总线;人机界面

作者单位:研林自动化科技有限公司;

引文格式:周杰.汽车发动机ECU装配线控制系统设计[J].机电工程技术,2022,51(11):238-242.

 

标题:基于配电自动化系统的配网单相接地故障辅助研判模块开发及应用

作者:罗雪莲;陈成功;刘志豪;曾欢悦;

摘要:针对接地选线装置造价高、选线效率低、选线成功率不高等问题,基于配电自动化主站系统稳态零序量,开发了一种基于零序阻抗比较和历史数据参考的接地故障辅助研判模块。首先对单相接地故障下10 kV电压等级配电网的电气特征进行详细分析,根据零序阻抗比较的原理得出一种接地选线方法。同一变电站的配网线路受环境、材料等多种因素影响通常呈现不同的接地趋势,通过统计历史接地数据,计算得到配网线路发生接地故障的概率,并利用熵权法对历史故障量、重要程度标志量和零序电流等研判依据进行赋权,形成一种基于配电自动化系统的配网单相接地故障辅助研判模块。最后,通过案例分析表明,开发的模块选线准确率高,具有一定的实用意义。

关键词:配电网;故障选线;暂态零序;熵权法

作者单位:国网湖南省电力有限公司株洲供电分公司;

引文格式:罗雪莲,陈成功,刘志豪,等.基于配电自动化系统的配网单相接地故障辅助研判模块开发及应用[J].机电工程技术,2022,51(11):243-247.

 

标题:特高压换流变压器空载试验用单调谐滤波器电源系统设计

作者:吕晓东;阮炜;司代均;姜杏辉;

摘要:为了解决特高压换流变压器在1.1倍额定电压下空载试验时,电源容量和试验电压波形出现畸变的问题,根据被试变压器的空载励磁特性,建立了用三、五次单调谐滤波器的等值电路模型,推导出试验系统等效阻抗与谐振频率的关系,从理论上计算出欠谐振和过谐振条件下的谐振范围,并在变压器试验中予以验证和优化,得到最佳谐振点,设计和生产出满足工程实际需要的单调谐滤波器电源。配备该滤波器的电源系统在588 MVA/1 100 kV换流变压器空载试验中,将不带滤波器时的电压波形畸变率由9.6%,改善为2.8%,满足了国家标准中对畸变率小于3%的要求。解决了长期困扰各变压器生产厂家由于电源容量不足,不能准确测量大容量换流变压器在1.1倍额定电压下的空载损耗和空载电流的难题。新型试验电源系统使变压器生产厂家在出厂试验时更准确和高效,操作更简单,同时,在节能环保和空间利用上,也具有优势,为变压器厂家的试验电源提供了一种新的解决方案。

关键词:变压器;单调谐滤波器;空载试验;电源系统

作者单位:广州西门子变压器有限公司;苏州华电电气股份有限公司;

引文格式:吕晓东,阮炜,司代均,等.特高压换流变压器空载试验用单调谐滤波器电源系统设计[J].机电工程技术,2022,51(11):248-252.

 

标题:基于某发射装置的电子受信仪设计

作者:李玉军;程林风;谭华峰;刘杰;

摘要:针对旧式发射装置受信仪的角度采集数据正确性无法校验,运行、射界控制采用机械开关导致控制精度及可靠性不高等弊端,设计了一种以微控制器LPC2294为核心,集数据采集校验及智能控制等多功能于一体的电子受信仪。通过采集双机电编码器数据进行校验实现了采集角度数据的正确性检验。通过采集发射装置的高低、方向角度数据与预设运行、射界范围进行比较实现对运行、射界智能控制。通过上级控制计算机对电子受信仪发送指令实现对发射装置的运行、射界范围进行设定。经过长期大量工程实验验证,设计的电子受信仪提高了发射装置角度采集数据的可靠性,提高了发射装置运行、射界范围的控制精度,实现了对发射装置运行、射界智能化设定功能,达到了预期的设计目标。

关键词:发射装置;电子受信仪;机电编码器;数据储存;CAN通信;角度采集

作者单位:中国船舶集团有限公司第七一〇研究所;

引文格式:李玉军,程林风,谭华峰,等.基于某发射装置的电子受信仪设计[J].机电工程技术,2022,51(11):253-257.

 

标题:氟模技术在橡塑挤出模具设计中的研究与应用

作者:李楷东;周建;邓伟杰;李楷纯;戴彦雍;周优;姚洪清;杨滔;

摘要:采用氟模技术设计自润滑、低黏附的高光洁挤出模具,模芯的工作面采用低表面能、化学稳定的高温聚全氟乙烯进行涂层,内模套采用聚全氟乙烯棒材进行模具整体制作。通过模腔工作面的最大程度全氟化后的低表面能,实现模具表面对高温熔融胶体黏度的减阻效果,改善胶料在机头模腔的流变性能,降低高黏度胶料的挤出压力和内摩擦生热。基于氟塑料材料的热阻系数远高于常用模具合金材料,在研究过程中,采用SolidWorks软件进行3D建模,并导入COMSOL Multiphysics软件中的传热模块,分别针对挤出机的起机预热阶段和正常挤出阶段,以机头加热温度250℃、模口定径区工作温度150℃为边界条件,以氟塑料熔融变形温度不高于240℃和正常加温时间不大于3.5 h为经济参考条件,模拟组合模套进行传热过程的热场仿真。研究表明:受氟塑料材料的较高热阻系数对传导热效率影响,全氟模套的模口定径区的壁厚尺寸不宜大于20 mm;为提高热传导效率,氟模壁厚应作薄壁化的优化设计。

关键词:聚四氟乙烯;涂氟技术;自润滑;低黏附;耐高温;挤出模具;热传导;有限元分析;热场效应

作者单位:广州南洋电缆集团有限公司;

引文格式:李楷东,周建,邓伟杰,等.氟模技术在橡塑挤出模具设计中的研究与应用[J].机电工程技术,2022,51(11):258-263.

 

标题:考虑低压光储接入的医院园区三相不平衡控制策略

作者:李鹏;吴湛;张诗建;

摘要:配电台区三相不平衡运行会加剧台区运行损耗、影响配电台区运行的稳定性,而低压光储接入改变了配电台区潮流分布,将加剧园区配电网三相不平衡问题。针对此问题,基于园区三相不平衡问题机理分析,提出了一种基于监测数据的三相不平衡控制策略。策略考虑了光储出力对三相不平衡指标的影响,以园区三相不平衡度最低为控制目标,以用户换相量、储能出力为约束,利用粒子群算法进行优化求解,进行负荷换相的三相不平衡治理控制。运用实际配电台区1天96时刻的负荷数据和光伏数据进行了策略仿真,仿真结果表明,策略可以有效地降低台区的三相不平衡度,优化后最大三相不平衡度下降了36.4%,平均三相不平衡度下降了53.1%,在配电网电能质量提升方面具有优越性。

关键词:配电网;分布式光伏;储能;三相不平衡

作者单位:南方医科大学南方医院;广州南方电力集团电器有限公司;

引文格式:李鹏,吴湛,张诗建.考虑低压光储接入的医院园区三相不平衡控制策略[J].机电工程技术,2022,51(11):264-266.

 

标题:某发电公司炉膛燃烧器雨淋阀冻裂分析

作者:方伟;

摘要:某发电公司锅炉燃烧器雨淋阀一到冬天气温在-5℃以下时,就会出现雨淋阀及附属管道冻裂漏水的现象,给锅炉设备的安全运行带来隐患。为了解决这一难题,结合设备现状,如:雨淋阀处于高空位置并裸露在外,常年受强烈冷空气影响较大,雨淋阀管道内部积存的静态水易结冻,外部保温为常用的岩棉保温材料,以及设备的材质和运行状况等因素,进行了比较详细的冻裂机理分析,从而找到了造成雨淋阀冻裂的原因。针对这些原因,提出了多个不同的处理方案,并逐个对这些方案从不同的角度进行了分析和比较,从而筛选出性能优异、经济合理、安装简单、具有创新意义的方案。运用此方案后,在冬季气温达到-8℃时,雨淋阀及其管路未出现冻裂漏水现象。

关键词:雨淋阀;冻裂;保温

作者单位:江苏镇江发电有限公司;

引文格式:方伟.某发电公司炉膛燃烧器雨淋阀冻裂分析[J].机电工程技术,2022,51(11):267-269.

 

标题:曳引机制动器的检验探讨及案例分析

作者:陈祥卓;

摘要:制动器是保障电梯运行安全的核心部件,因此对制动器的检验及维护保养尤为重要。通过对电梯制动器检验、维护保养方面的相关规范、文献的研读,结合电梯行业内制动器的应用及发展情况,参考其他相关的制动器故障方面的文献,从机械、电气及功能性检验方法上系统性地对制动器展开论述。并分析了实际检验中电梯制动器在机械方面和电气方面的缺陷及造成缺陷的原因,机械方面为长期使用造成开口销磨损缺失而引起制动器单边制动的安全隐患,电气方面为制动器保护线路接线不合理引起的制动器故障保护检测功能不完善。最后,通过实际的整改方案为解决电梯制动器日常检验和维护中遇到的问题提供借鉴。

关键词:电梯;制动器;检验;案例

作者单位:福建省特种设备检验研究院泉州分院;

引文格式:陈祥卓.曳引机制动器的检验探讨及案例分析[J].机电工程技术,2022,51(11):270-272.

 

标题:恒压供水系统故障诊断与处理

作者:章良明;

摘要:某大学的低区恒压供水系统出现问题,不能提供部分区域的生活用水,严重影响到学校的行政办公和正常教学。因此,如何快速恢复供水显得尤其重要。对故障进行分析,系统由1个西门子的程序逻辑控制器(CPU SR30)、1台施耐德变频器(ATV212)、1个触摸屏操作面板(Wilo)、4台西门子电机和4台威乐水泵等硬件组成。在系统无法运行时,首先检查触摸屏的参数是否正确设置,再参考技术手册,了解变频器的主要参数和运行条件;当硬件检查和测量等常规的技术手段无法解决实际问题时,就需要运用工控软件的程序编写功能,修改PLC程序,更改备用输出点;在更改备用输出点还不能解决问题的情况下,须利用工控软件的在线监控和强制输出指令,协助判断故障原因,找出故障发生的具体位置;在确认故障系统CPU SR30模块DQb通道的公共点损坏时,采取短接K11继电器触点和修改触摸屏参数等技术手段和应急措施,实现快速恢复供水。实践证明:运用工控软件能有效解决自动化供水出现的难题,不仅可靠、准确,而且快速、方便,具有实际运用的参考价值。

关键词:运行许可;命令;给定;变频参数;触摸屏

作者单位:明喆集团有限公司;

引文格式:章良明.恒压供水系统故障诊断与处理[J].机电工程技术,2022,51(11):273-277.

 

标题:起重机超速保护装置的检验及案例分析

作者:林万津;

摘要:采用变频或者非平衡式变幅机构作为起升机构的起重机出现电气或机械故障时,会造成重物快速下降或变幅结构超速运行的事故,超速保护装置作为起重机械安全保护装置的一部分,就是为了防止这类事故的发生而设置的。超速保护装置对起重机的安全运行和可靠起吊有着重要的作用,一旦失效可能导致设备的损坏或者安全事故的发生,因此探讨如何对其的检验显得尤为重要。简要概述了起重机超速保护装置的原理,介绍了超速产生的原因及危害,并对起重机超速保护装置的常规检验和激光测速检验方法进行探讨,在此基础上对检验中碰到的吊运熔融金属的起重机设置的超速保护装置只在起升机构上升方向起作用,下降方向无效的案例进行分析,以期能为超速保护装置的检验提供参考借鉴。

关键词:起重机;超速保护装置;检验方法

作者单位:福建省特种设备检验研究院宁德分院;

引文格式:林万津.重机超速保护装置的检验及案例分析[J].机电工程技术,2022,51(11):278-280.

 

标题:人防机电安装工程预留预埋施工技术探讨

作者:张凌霄;

摘要:研究探讨在现行政策法规和规范标准的要求下,如何找准人防机电安装工程的质量控制点,及时发现人防机电安装施工中存在的问题,制定有效的预防措施,避免返工带来的经济损失和工程交付后的质量缺陷,以提高机电安装质量和验收通过率。以某在建和已竣工的人防机电安装工程为背景,通过对人防机电安装预留预埋的每个施工环节和分项中存在的实例问题进行统计分析,并对这些问题所产生的原因和影响范围进行评价,制定出人防机电安装预留预埋工作中相关质量控制措施,在实际工程中产生了良好的效益,尤其在材料节约、成本控制、质量保障方面取得了显著的成果。现将预留预埋的问题及措施进行总结探讨,以供其他相关工程参考。

关键词:人防工程;机电安装;预留预埋;质量

作者单位:中铁二十局集团电气化工程有限公司;

引文格式:张凌霄.人防机电安装工程预留预埋施工技术探讨[J].机电工程技术,2022,51(11):281-283.

 

标题:电梯井道顶部空间的检验探讨及案例分析

作者:黄维达;

摘要:电梯井道顶部空间是指对重压实缓冲器之后轿顶顶部的空间,主要是保证电梯轿厢在冲顶时有足够的顶部空间来保障在轿顶的维保人员和检验人员的人身安全。因此在电梯检验工作中,其井道顶部空间的检验及判断其尺寸是否符合要求是一项极为重要的检验项目,关系到电梯发生冲顶时人员的安全及电梯乘梯人员的根本利益。为避免因轿顶空间的漏检、错检造成事故的发生,阐述了电梯井道顶部空间的检验要求及原则,着重介绍了顶部空间的测量、验收和检验注意事项,结合因轿顶主梁与曳引机底部工字钢之间的垂直距离较小导致轿顶空间不足及旧梯换新梯因速度改变而导致顶层高度严重不足等两则检验案例对其检验方法进行探讨分析,以期为检验人员的顶层空间检验提供参考与借鉴。

关键词:电梯井道;顶部空间;检验

作者单位:福建省特种设备检验研究院泉州分院;

引文格式:黄维达.电梯井道顶部空间的检验探讨及案例分析[J].机电工程技术,2022,51(11):284-286.

 

标题:基于BTLY型高性能耐火电缆工艺结构相容性的研究

作者:李楷东;周建;李楷纯;戴彦雍;杨滔;周优;姚洪清;邓伟杰;

摘要:相容性是BTLY型电缆在火焰燃烧条件下保持电气线路完整性的关键性指标。通过解析电缆的工艺结构及其材料特性,阐述了铝护套、隔火层在电缆中发挥的实际作用,阐述了防火防离层老化劣化机理,指出了当前同类型产品设计联锁铠装、金属铝护套存在的缺点。通过对影响优化产品高性能耐火结构设计“相容性”因素的研究,提出了产品工艺结构设计相应优化改进措施,增加产品标准的结构组件相容性的要求,增加金属铝护套气密性试验项目、防火层材料性能测试、高温性能绝缘电阻测试方法,特别是在生产过程中采取有效防范金属铝护套外的防火隔热层性能劣化的措施,是提高BTLY型电缆的高性能耐火特性的最有效途径。

关键词:BTLY;高温绝缘电阻;相容性;隔离型铝护套;统包型铝护套;两性金属;气密性试验;碳化反应

作者单位:广州南洋电缆集团有限公司;

引文格式:李楷东,周建,李楷纯,等.基于BTLY型高性能耐火电缆工艺结构相容性的研究[J].机电工程技术,2022,51(11):287-291.

 

标题:电梯意外移动保护装置的结构及检测

作者:张景镇;

摘要:电梯意外移动保护装置的应用,极大提升了电梯使用的安全性,在面对紧急情况时能够保证制动效果,因此在实际的应用过程中应当加强检测,并利用相关的失效案例进行分析,以掌握其基本性能与技术要求,避免出现失效问题。重点阐述了电梯意外移动保护装置的结构组成和工作原理,分析电梯意外移动保护装置的检验标准,提出检验方法,并结合实际检验案例进行分析:一是由于联动钢丝绳拉动顶钩时无法触发上行保护按键,导致意外移动上行保护失效;二是由于轿厢过度装修,造成实际的电梯平衡系数不在意外移动装置自监测子系统的适用范围内,导致制停距离变大,意外移动试验不符合要求。通过对检验案例的分析,进一步提升对意外移动保护装置检测的针对性和实效性。

关键词:电梯;意外移动保护装置;检验

作者单位:福建省特种设备检验研究院泉州分院;

引文格式:张景镇.电梯意外移动保护装置的结构及检测[J].机电工程技术,2022,51(11):292-295.

 

标题:起重机械的接地方式和接地故障保护分析

作者:庄炳春;欧林铭;高灼均;

摘要:起重机械是一种特种设备,其安全受到极大重视,国家针对起重机械的设计、安装、使用等安全方面制订了相关标准。在起重机械接地方式和接地故障保护方面,标准缺少详细规定,行业内各单位对标准理解和掌握的尺度不一致,设计和施工不规范,导致现场使用的起重机械存在着人身触电和用电设备烧毁等安全隐患。参照相关标准和理论,通过分析比较不同电力系统的工作原理和接地短路计算,提出了起重机械的接地和接地故障保护是一项系统工程的观点,认为与起重机械关联的馈电系统、轨道、承轨梁、起重机械上的钢结构及其电气设备等的接地方式,以及接地故障保护开关型式等环节,唯一取决于电力系统的型式,并提供了各环节接地的规范做法和实施细则。有效解决了单相接地故障隐患,丰富补充了标准的内涵,对起重机械电气设计、安装施工、产品检验等工作,具有一定的指导价值。

关键词:起重机械;电力系统;中性导体;接地导体

作者单位:广州起重机械有限公司;

引文格式:庄炳春,欧林铭,高灼均.起重机械的接地方式和接地故障保护分析[J].机电工程技术.2022,51(11):296-300.

 

标题:兼顾用户体验和光伏消纳的低压配电网电压协调控制方法

作者:薛斐;黄则浩;凌代伟;袁彰;冯崇峰;许紫若;

摘要:随着新型电力系统建设的推进,分布式光伏大规模接入低压配电网成为明显的趋势,由分布式光伏的随机性和波动性带来的用户侧电压大幅度波动问题成为低压配电网电压治理的挑战;此外,用户对用电体验的要求也在逐渐提高。针对此问题,以调压器和光伏作为调节资源,提出了一种兼顾用户体验和光伏消纳的低压配电网电压协调控制方法。首先,分别分析了调压器和光伏的控制原理,通过隶属度函数建立了用户调压感知度指标;其次,以用户调压感知度和弃光量作为目标函数,建立了双目标协同调压优化模型,并采用遗传算法对模型进行求解;最后,建立仿真模型,并设置多种对比场景对所提方法进行分析论证。结果表明,所提的低压配电网电压协调控制方法可以充分兼顾用户体验和光伏消纳,有效解决用户电压质量问题。

关键词:电压波动;隶属度函数;用户调压感知度;弃光量

作者单位:海南电网有限责任公司;

引文格式:薛斐,黄则浩,凌代伟,等.兼顾用户体验和光伏消纳的低压配电网电压协调控制方法[J].机电工程技术,2022,51(11):301-305.

 

标题:基于奇异谱分解的三相电力变压器振动噪声抑制方法

作者:冯哲渊;

摘要:针对当前噪声抑制方法对非线性噪声信号的抑制效果不佳、抑制后仍存在非线性漂移的问题,提出基于奇异谱分解的三相电力变压器振动噪声抑制方法。计算振动噪声奇异频谱带宽,获取特征向量重构成分。构建振动噪声漂移矩阵,改善特征分量重构特性。计算残余项和原始信号之间的标准差,得到噪声信号漂移轨迹的最优解。以仿真信号为研究对象,增强噪声信号漂移轨迹特征,解决非线性漂移问题。使用端点抑制策略抑制三相电力变压器振动噪声,通过组合窗函数避免两端突变,保证噪声信号不失真。实验结果表明,提出的方法能够有效解决非线性漂移问题,且经过噪声抑制后得到的频谱幅值与理想情况基本一致,只存在0.1 m/s~2的误差,说明抑制效果较好。

关键词:奇异谱分解;三相电力变压器;振动噪声;漂移矩阵;端点抑制

作者单位:广州西门子变压器有限公司;

引文格式:冯哲渊.基于奇异谱分解的三相电力变压器振动噪声抑制方法[J].机电工程技术,2022,51(11):306-309.

 

标题:城市轨道交通全自动运行车辆段DCC管理方案探讨

作者:陈锡鑫;

摘要:通过对城市轨道交通全自动运行线路管理的调研及文献研读,介绍了控制中心OCC及车辆段DCC的管理方案。城市轨道交通全自动运行线路设计了全自动运行区域,包括正线及车辆段的全自动运行区域,其中车辆段还包括非全自动运行区域。车辆段全自动运行区域及非全自动运行区域是由控制中心OCC还是由车辆段DCC负责管控,需要划清管控界面,确定控制中心OCC、车辆段DCC管理范围。根据管控区域划分,制定车辆段DCC管理的3种方案,并结合国内全自动运行线路车辆段DCC管理实际情况,进行优劣对比分析。通过对国内部分已开通的全自动运行线路车辆段DCC管理方案的探讨,总结了两种国内主要应用的方案,分析管理方案对信号系统功能设计的影响,为国内后续新开通的全自动运行线路车辆段DCC管理方案的确定提供参考。

关键词:全自动运行;DCC管理;管控界面

作者单位:广州中咨城轨工程咨询有限公司;

引文格式:陈锡鑫.城市轨道交通全自动运行车辆段DCC管理方案探讨[J].机电工程技术,2022,51(11):310-312.