标题：温度场分布对Ni60A熔覆层组织的影响

作者：夏祯航;李涛;詹欢;张洪潮;

摘要：由于激光熔覆过程的工艺复杂性和材料结晶的多样性对熔覆层性能影响较大，为研究熔覆层的微观组织，从不同工艺参数出发，通过Abaqus仿真得到不同工艺参数下的温度场分布情况，然后计算出熔覆层不同深度的温度梯度、凝固速度和凝固方向，讨论了柱状晶开始转化等轴晶G/R图内的CET曲线位置及其与仿真温度场特征曲线的关系，分析了熔池凝固时定向流动对枝晶生长中断的影响。对比实验结果，较大线能量可以提高熔覆层中柱状树枝晶的比例，使组织结构紧密均匀，减少熔覆层内因硬质相分布不均导致的缺陷生成量。同时也要控制工艺参数防止其生长到熔覆层顶部。工艺参数也会影响稀释率，较大的稀释率会改变金相成分，提高熔覆层与基体性能的一致性，从而提高熔覆层断裂强度。

关键词：激光熔覆;熔覆层组织;裂纹;Ni60A

作者单位：大连理工大学辽宁机械工程学院;大连理工大学重大装备设计研究所;德克萨斯理工大学工业工程系;

引文格式：夏祯航，李涛，詹欢，等.温度场分布对Ni60A熔覆层组织的影响［J］.机电工程技术，2023，52（01）：1-4.

 

标题：移动机器人的路径规划技术研究

作者：李晨辉;王泽峰;胡德燕;胡连信;孙凯悦;崔琳;吴晟;

摘要：路径规划是移动机器人导航的关键技术，其主要应用于移动机器人在静态地图下的自主巡航、实时避障、目标搜索。移动机器人通过静态地图和自身的传感模块感知当前环境下的多变因素，通过分析起始位置和目标位置，利用算法进行路径分析优化，提高其任务完成的高效性、线路最优性以及实时避障能力。针对移动机器人路径规划在不同场景下的应用，其被划分为全局路径规划和局部路径规划。对近年来出现的典型研究算法的原理、应用场景进行了阐述，对其重要指标进行对比，分析算法的优缺点，介绍了各个算法的优化方向，并对移动机器人的路径规划算法的改进方向进行了分析和讨论，最后对其发展进行了展望，提出了算法发展趋势是智能化、融合化的观点，并指出了实现路径。

关键词：移动机器人;全局规划;局部规划

作者单位：哈尔滨工程大学烟台研究(生)院;湖州师范学院信息工程学院;烟台市海洋经济研究院;天津威图测控技术有限公司;

引文格式：李晨辉，王泽峰，胡德燕，等.移动机器人的路径规划技术研究［J］.机电工程技术，2023，52（01）：5-9.

 

标题：基于熔池特征融合的选区激光熔化缺陷预测方法研究

作者：求晓玲;杨文美;白倩;

摘要：针对单一熔池特征对选区激光熔化缺陷预测精度不高的问题，提出了一种基于熔池特征融合的选区激光熔化过程缺陷预测机器学习模型。利用红外热像仪拍摄选区激光熔化过程中的熔池红外图像，检测工件中的缺陷并对其相对应的熔池红外图像进行类型标定。通过提取拍摄的熔池红外图像中熔池的灰度梯度特征、尺寸特征和形状特征，融合特征向量后得到新的特征向量，并传入K-邻近算法（KNN）中进行缺陷分类和缺陷预测，并通过比较算法预测缺陷的准确率确定K值。结果表明，运用这种融合特征分类KNN算法对选区激光熔化缺陷预测的准确率可达97.5%，相比单一熔池特征缺陷预测方法效果有较大的提升。

关键词：选区激光熔化;特征融合;KNN;缺陷预测

作者单位：大连理工大学精密与特种加工教育部重点实验室;

引文格式：求晓玲，杨文美，白倩.基于熔池特征融合的选区激光熔化缺陷预测方法研究［J］.机电工程技术，2023，52（01）：10-13.

 

标题：变组分变掺杂p-i-n型AlGaAs/GaAs微结构中子探测器性能表征

作者：周青;邹继军;叶鑫;张明智;

摘要：制备了一种在p-i-n型AlGaAs/GaAs材料上刻蚀微沟槽的中子探测器。通过MOCVD技术生长了变组分变掺杂的p-i-n型AlGaAs/GaAs，使用ICP技术在材料上刻出微沟槽，沟槽宽度为25μm，深度为10μm。探测器的探测面积为4 mm2，沟槽宽度和间距为1∶1，呈周期性排列，在沟槽中填充中子转换材料探测热中子信号。通过对平面和微结构p-i-n型AlGaAs/GaAs探测器的电学特性、α粒子以及中子探测性能的比较分析，发现两者在电学特性和α粒子能量分辨率方面有较大差别。5 V偏压下平面型和微结构AlGaAs/GaAs探测器的漏电流分别是-0.024 1μA、-0.627μA，两者相差近30倍，这是由于微结构刻蚀了部分异质结导致器件表面漏电流增加。0 V偏压下微结构探测器α粒子能量分辨率比平面型也有些许恶化，但在热中子探测上微结构效果更佳，中子总计数微结构比平面型多一倍。微结构降低了探测器的自吸收问题，同时增大了探测器的中子接触面积，在热中子探测上应用前景广阔。

关键词：AlGaAs;中子探测器;微结构;6LiF;热中子

作者单位：东华理工大学核技术应用教育部工程研究中心;

引文格式：周青，邹继军，叶鑫，等.变组分变掺杂p-i-n型AlGaAs/GaAs微结构中子探测器性能表征［J］.机电工程技术，2023，52（01）：14-17.

 

标题：小幅值姿控力测试系统热可靠性研究

作者：吕江山;任宗金;张啸风;焦林虎;孟庆增;

摘要：随着飞行器轨道控制技术的不断提升，对姿控力测试系统测试精度的要求也越来越高。飞行器在高空、低压状态下实现准确控制通常需要以其姿/轨控制系统在地面试验中的关键性能参数为依据。针对高频动态姿控力的测量特点，以压电传感器为核心测试元件，提出了一种4支点高刚度压电传感器布置形式，开发了一种适用于高频动态姿控力的推力矢量测量装置。为探究姿控发动机在测试时产生的高温对测试系统测试精度产生的影响，采用ANSYS有限元软件建立了压电测力仪的多物理场耦合仿真模型，求解了压电测力仪内部传感器的最高温度为38.73℃，最大变形量为0.08 mm。设计了测力仪的温度加载实验，通过实验得到测力仪在加温空载下最大输出不到0.5 N，最大输出误差不到0.1%，实验结果验证了测力仪具有良好的热可靠性。

关键词：姿控力测量;热可靠性;ANSYS仿真;压电测力仪

作者单位：大连理工大学机械工程学院;

引文格式：吕江山，任宗金，张啸风，等.小幅值姿控力测试系统热可靠性研究［J］.机电工程技术，2023，52（01）：18-21.

 

标题：基于最小二乘支持向量机的火电机组线性参数变化模型辨识研究与应用

作者：李威;张春歌;姜传喜;狄玉姣;张志铭;谢磊;

摘要：火电机组协调控制系统所包含的汽温、汽压等被控对象在不同的负荷下动态特征具有明显的差异，这些非线性特征给提高控制系统运行品质带来了很大的挑战。针对火电机组协调控制系统被控对象在机组全负荷段的建模问题，提出了一种火电机组协调控制系统被控对象的线性参数变化模型辨识方法，建立了全负荷段下过热汽温模型参数随负荷变化的关系曲线。首先将全负荷段机组过热汽温运行数据划分为训练集和验证集，然后使用基于最小二乘支持向量机的线性参数变化模型辨识方法建立了以机组负荷为调度参数的过热汽温被控对象模型，通过最佳拟合率评价不同超参数下的辨识结果，从而保持模型的准确度和泛化能力。辨识结果显示在不同负荷段下被控对象具有不同增益和时间常数等模型特征，并且与过程的先验知识相符，表明了所提出方法的有效性。

关键词：火电机组协调控制系统;过热汽温辨识;模型辨识;线性参数变化模型

作者单位：中电商丘热电有限公司;浙江中智达科技有限公司;浙江大学控制科学与工程学院;

引文格式：李威，张春歌，姜传喜，等.基于最小二乘支持向量机的火电机组线性参数变化模型辨识研究与应用［J］.机电工程技术，2023，52（01）：22-25.

 

标题：基于STM32的电动6-DOF加载系统设计

作者：廖连杰;桑勇;郭联龙;蒋路明;

摘要：目前多自由度位移、力加载系统鲜有研究。基于STM32研制了电动6-DOF加载系统，采用Stewart平台构型，能够实现高精度的位移、力加载，其中力加载一直是Stewart平台构型加载系统的难点问题。首先介绍了加载系统的体系结构，然后建立了加载系统的数学模型，采用欧拉角方法描述加载系统的位姿，求解出了6-DOF加载系统的逆运动学数学模型。针对加载系统实现力控功能的难点问题，提出了基于位移环的闭环力控的解决方案。最后设计了实验，验证了加载系统的加载功能。实验结果显示，YZ轴的位移阶跃加载误差小于0.25%,X轴的位移三角波加载误差小于0.49%,Z轴的力阶跃加载偏差控制在±0.5 N以内，Z轴的力正弦加载误差小于2.3%，结果表明加载系统实现了高精度多自由度位移、力加载。

关键词：闭环;力控;电动六自由度;加载系统;Stewart

作者单位：大连理工大学机械工程学院;

引文格式：廖连杰，桑勇，郭联龙，等.基于STM32的电动6-DOF加载系统设计［J］.机电工程技术，2023，52（01）：26-29.

 

标题：等离子体处理对于聚丙烯胶粘接强度的影响

作者：隋裕;吴梦希;刘军山;

摘要：聚丙烯（PP）是微流控芯片常用的加工材料，但由于PP表面非极性，表面能低，使得PP材料的微流控芯片胶粘接强度较差，难以满足使用要求。等离子体处理是聚合物表面改性常用的一种方法，系统研究了等离子体处理对于PP胶粘接强度的影响。利用光学接触角测量仪和扫描电子显微镜等对比分析了等离子体处理前后PP表面的接触角、自由能和微观形貌的变化，实验发现等离子体处理后PP表面去离子水的接触角由99°减小到了75°，表面自由能由31 m J/m~2增大到了49 m J/m~2,PP表面由疏水性变为了亲水性，并且表面出现了大量的纳米级凸起和凹坑，从而揭示了等离子体处理对于提高PP胶粘接强度的机理。对等离子体处理的工艺参数进行了优化，利用T剥离强度试验方法对PP的胶粘接强度进行了测试，PP的平均胶粘接强度提高了24%。

关键词：等离子体;聚丙烯;接触角;表面自由能;粘接强度

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：隋裕，吴梦希，刘军山.等离子体处理对于聚丙烯胶粘接强度的影响［J］.机电工程技术，2023，52（01）：30-32.

 

标题：薄壁带筋轮座注射成型表面料花缺陷形成机理与改善

作者：程思竹;蔡伟南;徐晓;张俊豪;夏琴香;

摘要：以薄壁带筋轮座件为研究对象，针对其在注射成型过程中表面易产生料花缺陷的问题，基于Moldflow软件对熔体流动规律和料花形成机理进行了研究，并利用金相观测方法对表面料花缺陷处的微观形貌进行了分析。结果表明：在注射成形过程中熔体内存在气体导致料花的形成，模具排气结构对料花缺陷的形成有很大的影响。结合模具和产品结构的特点，提出增加前模镶件侧面的排气槽、加深前模镶件排气槽深度和改变进胶点位置等解决方案。结果表明，增加排气槽深度和排气槽数量，可使熔体里包裹的气体有效排出；采用三板模结构并将进胶位置从零件侧面底部提高到零件顶部后，可减少熔体在型腔中的转向次数，使得气体更易排出。

关键词：薄壁轮座;注射成型;料花缺陷;形成机理;改善方法

作者单位：广州民航职业技术学院飞机维修工程学院;华南理工大学机械与汽车工程学院;

引文格式：程思竹，蔡伟南 ，徐晓，等.薄壁带筋轮座注射成型表面料花缺陷形成机理与改善［J］.机电工程技术，2023，52（01）：33-36

 

标题：硼合金化处理对高锰钢组织和性能的影响

作者：彭伟;王晓荣;庄文玮;

摘要：为了改善高锰钢的组织性能，提升高锰钢衬板的质量，对传统高锰钢进行了硼元素的合金化处理。采用金相组织分析硬度测试、抗拉、耐磨分析等手段研究了硼合金化处理后高锰钢的组织与性能。结果表明：把不同含量的硼(0.001 5%～0.006 0%)加入到传统高锰钢中，通过热处理后，金相组织中晶界碳化物随着硼含量的增加而相应减少，碳化物以粒状和团块状分布在晶内之中；衬板的洛氏硬度在18.2～22.5 HRC变化；抗拉强度先升高后降低，最大为440 MPa，最小为380 MPa；耐磨性提高。随着硼含量的增加，高锰钢的晶粒明显细化，夹杂物的尺寸和分布也得到了改善。机械性能方面，合金高锰钢的硬度略有提高了，最高能达到22.5 HRC。抗拉强度随着硼元素的加入也得到改善，提高了5.6%～22.2%，最高能达到440 MPa。结果表明，综合性能最好的是加入0.003%左右硼的高锰钢。

关键词：高锰钢;合金化;金相组织;硬度;抗拉强度;耐磨性

作者单位：东华理工大学机械与电子工程学院;

引文格式：彭伟，王晓荣，庄文玮.硼合金化处理对高锰钢组织和性能的影响［J］.机电工程技术，2023，52（01）：37-39.

 

标题：基于改进DCGAN的XLPE电缆局放数据增强方法

作者：岳云飞;孙抗;

摘要：针对深度卷积生成对抗网络(DCGAN)在扩充XLPE电缆局部放电样本时存在的训练不稳定、收敛速度较慢等问题，从算法和模型结构两方面对DCGAN进行改进，并提出一种基于Wasserstein距离的深度残差生成对抗网络。在算法方面，使用带梯度惩罚优化的Wasserstein距离代替JS散度，提升模型训练的稳定性；在模型结构方面，使用残差网络构建模型的生成器，加快模型的收敛速度；最后使用Inception Score、弗雷歇距离、识别准确率等评估指标衡量所提模型生成样本的质量。实验结果表明，与原始DCGAN生成样本相比，所提新模型的生成样本在Inception Score、弗雷歇距离等评估指标上的得分优化率均大于6.0%，并使AlexNet模型的识别准确率提高了4.0%，有效提升了DCGAN对于XLPE电缆局部放电样本的数据增强效果。

关键词：数据增强;XLPE电缆;DCGAN;局部放电

作者单位：河南理工大学电气工程与自动化学院;

引文格式：岳云飞，孙抗.基于改进DCGAN的XLPE电缆局放数据增强方法［J］.机电工程技术，2023，52（01）：40-43.

 

标题：基于等价输入干扰的主动磁悬浮轴承控制

作者：范哲恺;黄刚;万雨龙;赵凯辉;

摘要：外界未知扰动对于高速旋转的磁悬浮转子的稳定性有着重要影响，因此磁悬浮轴承抗扰性能的高低决定了在高转速运行状态下转子能否安全稳定地运行。为此设计了一种基于等价输入干扰与滑模观测器的主动控制系统，用于磁悬浮轴承的转子位置控制。首先分析了磁悬浮轴承系统的结构及其工作原理，建立磁悬浮轴承系统线性化控制模型，并将原控制系统等价为一个等价输入干扰控制系统（EID系统）；然后设计滑模观测器以观测外部扰动；最后，基于等价输入干扰方法将干扰前馈到输入端，实现了外部扰动的有效抑制。通过对比仿真结果证明，在不牺牲控制性能的前提下，所设计的基于等价输入干扰滑模观测器较之于传统的龙伯格观测器有更好的抗扰动效果。

关键词：磁悬浮轴承;PID;等价输入干扰估计器;滑模观测器

作者单位：湖南工业大学轨道交通学院;

引文格式：范哲恺，黄刚，万雨龙，等.基于等价输入干扰的主动磁悬浮轴承控制［J］.机电工程技术，2023，52（01）：44-47.

 

标题：工程数据表的数据协同数字化资源建设方法研究

作者：郭旺;杜江;雷婕;

摘要：针对以电子文档为载体的工程数据表这类具有代表性的数字化资源面向技术数据跨领域高效共享、重用所存在的数据检索困难和调用不便等问题，通过对其问题原因的分析总结，提出了以数据协同为目标开展数字化资源建设而解决此问题的新理念。研究了在数据协同目标下集数据的“建、储、管”为一体而实现工程数据表数字化资源建设的理论和方法，将工程数据表及其所含的各项数据项分别看作独立的对象，进而可针对在不同应用场景下求解工程问题所利用的表，从问题与表及其数据之间的关联关系入手，基于本体理论通过定义如元组的应用知识本体来实现对工程数据表应用知识的描述。面向智能制造时代产品研发时，满足基础性技术资源在数据层面基于知识的高效共享和自动化、智能化重用需求。研究工作可为机械工程领域基础性技术资源的数字化建设提供具有推广和借鉴价值的理论探索和方法实践。

关键词：数据协同;数字化;资源建设;工程数据表;智能制造;技术资源

作者单位：西安工业大学机电工程学院;

引文格式：郭旺，杜江，雷婕.工程数据表的数据协同数字化资源建设方法研究［J］.机电工程技术，2023，52（01）：48-52.

 

标题：摩擦材料从轻微磨损向严重磨损转变的机理研究综述

作者：贾金龙;陈祥凯;郭小汝;陈百明;胡伟;张振宇;

摘要：摩擦材料的工作状态分为轻微磨损和严重磨损。轻微磨损状态下摩擦副具有低且平稳的摩擦因数和磨损率，可以保证机械设备的安全工作条件；严重磨损状态下摩擦副具有较高的摩擦因数和磨损率，摩擦因数变动范围大，摩擦副发生咬合甚至失效。研究摩擦材料从轻微磨损向严重磨损的内在机理和影响因素对实际的工程应用具有现实的指导意义。概括了近几十年来研究轻微磨损向严重磨损转变的文献资料，从温度、滑动速度、载荷、对偶硬度等有关影响因素以及磨损机理转变图、理论研究等方面进行总结和评述以及分析，研究结果表明，尽管影响材料从轻微磨损向严重磨损转变的因素较多，但主要因素是在材料摩擦过程中只要强度达到相应温度下的极限就会发生从轻微磨损向严重磨损的转变。

关键词：轻微磨损;严重磨损;转变机理;磨损机理转变图

作者单位：兰州工业学院材料工程学院;中国能源建设集团甘肃省电力设计院有限公司;

引文格式：贾金龙，陈祥凯，郭小汝，等.摩擦材料从轻微磨损向严重磨损转变的机理研究综述［J］.机电工程技术，2023，52（01）：53-58.

 

标题：物流分拣设备的发展现状与展望

作者：刘雨浩;费叶琦;潘知瑶;张明宇;朱翔宇;张豪;闫业斌;

摘要：新型物流模式的快速发展，不仅给物流行业带来新的商业机遇，也给物流分拣设备的研究发展带来了新挑战。随着用户对物流配送速度、包裹完整度等方面的要求越来越高，物流企业也对物流分拣设备与市场形势的协同提出了更高要求。物流分拣是物流行业中重要的环节，随着信息化、新消费模式的发展，物流企业的压力不断增大。为确保物流分拣的速度和效率，保证其及时性，使得人们对物流分拣设备提出了高效化、智能化和柔性化的要求。针对物流分拣设备的种类、控制系统、创新化设计进行了全面研究分析，结合目前社会发展形势，剖析目前存在的问题，在物流分拣设备的创新设计发展、专业性应用方面仍有缺陷。通过总结分析，对我国物流分拣设备的发展趋势进行了预测，对后续物流设备的设计研发提供了一定的参考。

关键词：物流分拣设备;现状;发展趋势;智能制造

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;上海普密德自动化科技有限公司;

引文格式：刘雨浩，费叶琦，潘知瑶，等.物流分拣设备的发展现状与展望［J］.机电工程技术，2023，52（01）：59-62.

 

标题：基于ADAMS的平面四连杆机构运动学仿真分析

作者：傅欣;郭大江;林顺洪;张华;余衡;陈华;杨远芳;戴元梦;李宜蔓;

摘要：为了了解柔性部件对机械运动的影响，也为了在机械结构设计过程中减少设计误差，保证机械设计作品的可行性和有效性。基于ADAMS软件，创建平面四连杆机构虚拟模型，并对其进行运动学仿真分析。从影响机械运动的关键参数着手，即：仿真分析位移、速度、角速度、角加速度、各点作用力与力矩变化特性曲线，用特性曲线描述出平面四连杆的运动趋势，同时通过对比仿真数据与理论数据，得出其理论值与仿真值相差不大，表明利用ADAMS软件对平面四连杆机构进行仿真分析可以验证平面四连杆机构的运动可行性。这对于解决机械结构设计过程中出现的机械机构不合理、不可行等问题具有重要的作用，同时也在一定程度上了解了各部件在运动过程中的瞬时状态，增强对机械结构的分析能力，提高了设计效率。

关键词：ADAMS;平面四连杆机构;运动学仿真;实体建模

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，林顺洪，等.基于ADAMS的平面四连杆机构运动学仿真分析［J］.机电工程技术，2023，52（01）：63-66.

 

标题：螺旋桨零件的逆向建模研究

作者：梁土珍;易显钦;刘华刚;

摘要：为了减少螺旋桨零件的研发时间，降低公司成本，以螺旋桨零件为例，针对螺旋桨零件提出一种基于非接触式手持式激光扫描仪设备和三维建模软件UG的逆向建模的方法。详细介绍了使用设备扫描螺旋桨零件，以获取螺旋桨零件的数据，使用UG软件对螺旋桨零件进行逆向建模，使用Geomagic Quality软件将逆向建模完成的三维CAD模型和手持式激光扫描仪设备采集螺旋桨零件完成的STL模型进行偏差分析，根据偏差分析的结果，从设备、数据采集环境、数据采集人员、数据采集方法等方面全面考虑影响测量结果的因素，然后建立数学模型，进行不确定度评定，更加严谨地判断螺旋桨零件逆向建模完成的三维CAD模型是否合格，结果发现逆向建模完成的模型在要求范围内，验证了这种逆向建模的方法，为判断产品逆向建模提供参考。

关键词：螺旋桨;逆向建模;偏差分析;不确定度评定;数据采集

作者单位：广州市机电技师学院;广东轻工职业技术学院;北京电子科技职业学院;

引文格式：梁土珍，易显钦，刘华刚.螺旋桨零件的逆向建模研究［J］.机电工程技术，2023，52（01）：67-71.

 

标题：基于STM32的按摩椅控制系统硬件电路设计

作者：刘灿华;杨廉;何绍健;

摘要：在人们健康意识不断提高的现代社会，电动按摩椅作为一种便捷的居家按摩保健的器具受到人们的推崇。传统电动按摩椅控制系统多采用主板与机芯板分别控制的硬件电路设计方式。所使用的处理器芯片引脚较少，数据处理能力差，且主板与机芯分别控制的方式也造成控制指令的延迟，使得整体舒适型降低。以引脚数多、数据处理能力强的STM32微处理器为控制中心，设计了电动按摩椅的控制系统硬件电路，能够实现目前市面上大多数电动按摩椅需要的揉捏、捶打、行走、气泵及推杆控制等功能。并对机芯上的揉捏、捶打及行走功能与传统分离式控制的方式进行对比测试，控制指令的延迟时间减少了50%左右，实现了舒适性的提升。在提升舒适性的同时，其丰富的板载资源可用于后续蓝牙、语音、触摸屏、WiFi等功能的拓展，符合当下智能家居的设计趋势。

关键词：电动按摩椅;STM32;舒适型;智能家居

作者单位：宁德职业技术学院新能源与智能制造学院;

引文格式：刘灿华，杨廉，何绍健.基于STM32的按摩椅控制系统硬件电路设计［J］.机电工程技术，2023，52（01）：72-75.

 

标题：静压造型机机身结构优化设计

作者：陈浩;董必辉;

摘要：由于静压造型机具有造型压力大、噪声小、成型率高、表面硬度高等优点，被广泛应用于砂型生产中。为了确保所设计的造型机机身能够满足工作要求，首先采用有限元法对其进行了静力学分析，确定了初步设计存在的问题，如机身结构的受力不均匀、个别零件强度偏低、竖直方向变形量偏大等；然后，根据静力学分析结果对机身的主要零件进行了结构优化设计，如增大上工作台厚度、立柱直径，减少侧立板上加强筋的数量等；最后，对优化前后的机身进行对比分析，结果显示优化后的上工作台的最大应力降低了33.51%，立柱最大应力降低了33.12%，机身竖直方向的变形量降低了24.29%，机身总质量降低了0.42%。优化后的机身在总质量没有增加的情况下结构强度和刚度均有明显提高。研究结果为造型机的优化设计提供了技术支持。

关键词：造型机;有限元法;优化设计

作者单位：常州纺织服装职业技术学院机电学院;

引文格式：陈浩，董必辉.静压造型机机身结构优化设计［J］.机电工程技术，2023，52（01）：76-78.

 

标题：中低压直流开关电器分断能力限值与检测标准综述

作者：赵婧;白承宗;杨仁旭;

摘要：随着直流开关电器日益广泛地应用，我国目前与之匹配的标准和检测能力却仍显不足。梳理了直流断路器、直流熔断器、直流接触器3类中低压直流开关电器现行的国家标准和行业标准，从标准分布、标准制修订、标准采标等情况总结了我国现行标准体系的特点。首先厘清标准的适用范围，详细对比了上述标准的适用对象和产品主参数；其次，以直流开关电器的分断能力为重点研究对象，对上述标准的分断能力表征及其限值进行了比较；最后，对上述标准分断能力试验的试验方法、试验步骤、试验电路进行了详细对比。对系统了解我国中低压直流开关电器分断能力的检测方法标准及试验系统设计具有参考意义。在上述分析基础上，总结并展望了目前直流开关电器试验系统及检测标准的难点及未来发展方向。

关键词：中低压直流开关电器;分断能力检测;标准

作者单位：广东省标准化研究院;广东产品质量监督检验研究院;

引文格式：赵婧，白承宗，杨仁旭.中低压直流开关电器分断能力限值与检测标准综述［J］.机电工程技术，2023，52（01）：79-84.

 

标题：纳秒光纤激光精密切割超弹镍钛合金薄板工艺技术的研究

作者：严淼宁;周磊;梁佳楠;曹永军;张庆茂;

摘要：超弹镍钛合金广泛应用于医疗器械、航空航天和电子行业。在实际应用中，需要对超弹镍钛合金进行精密切割，才能满足结构、尺寸和性能的要求。针对镍钛合金使用传统刀具加工困难、电火花线切割速度较慢、连续脉冲激光切割精度差、热影响区较大等问题，采用纳秒光纤激光对镍钛合金薄板进行了精密切割，系统研究了激光切割工艺参数、热处理工艺与切割质量的关系。研究结果表明，纳秒光纤激光切割未经热处理的镍钛板，采用优化的激光工艺参数可以满足尺寸精度的要求，切割速度可达25 mm/s，但切口挂渣比较严重。对镍钛板进行热处理后，采用优化的纳秒光纤激光切割工艺，可以满足尺寸精度的要求，切口无挂渣现象，可避免复杂的后处理过程，大大提高生产效率。同时，热处理工艺提高了镍钛板的超弹性。

关键词：纳秒光纤;激光切割;镍钛合金;热处理

作者单位：华南师范大学信息光电子科技学院;广州瑞通生物科技有限公司;华南智能机器人创新研究院;广东省科学院智能制造研究所;

引文格式：严淼宁，周磊，梁佳楠，等.纳秒光纤激光精密切割超弹镍钛合金薄板工艺技术的研究［J］.机电工程技术，2023，52（01）：85-88.

 

标题：超高速空气静压轴承电主轴损耗及热特性分析

作者：张翰乾;汤秀清;雷群;郭伟科;程振涛;

摘要：电主轴作为高度集成的机电一体化产品，相对于传统的机床主轴，其将主轴电机集成内置到主轴内部，具有结构紧凑、低惯性、高转速、低噪声、快速响应等优点，但由于电机集成于主轴内部，运转时产生的大量热量，会引起电主轴温度快速升高，使电主轴的热态特性和动态特性变差，进而影响电主轴的正常加工甚至出现运转过程中卡死。为定量计算整机的损耗及发热变形情况以解决此问题，通过建立超高速空气轴承电主轴热特性分析模型，采用解析法与有限元仿真相结合的方法，求解电主轴轴芯空气摩擦损耗、电机损耗，获得了电主轴温升等热态特性参数，并通过试验验证分析模型和方法的准确性，研究模型中轴芯空气摩擦损耗理论计算数值与实验数值偏差在2%以内，为电主轴设计提供了理论依据。

关键词：空气轴承电主轴;空气摩擦损耗;电机损耗;热特性

作者单位：广州市昊志机电股份有限公司;广东省智能制造研究所;

引文格式：张翰乾，汤秀清，雷群，等.超高速空气静压轴承电主轴损耗及热特性分析［J］.机电工程技术，2023，52（01）：89-92.

 

标题：偏振导航测试系统空间分辨率研究

作者：崔岩;刘康;李得先;周野;

摘要：针对目前偏振导航测试系统空间分辨率研究尚不完全的问题，基于瑞利散射理论，提出了一种偏振导航测试系统空间分辨率计算方法，搭建了天空偏振光空间分辨率仿真平台，仿真分析了半球区域测试系统空间分辨率分布情况。仿真结果表明：太阳直射点所在纬度线上，偏振导航测试系统纬度分辨率远小于经度分辨率，偏振导航测试系统受纬度波动影响较大；太阳直射点所在经度线上，经度分辨率远小于纬度分辨率，测试系统受经度波动影响较大。非直射点经纬度线，纬度值偏离直射点10°～20°纬度范围，经纬度分辨率值比较接近，测试系统受经纬度波动影响相差不大；纬度值偏离直射点30°～50°纬度范围，经度分辨率小于纬度分辨率，测试系统受经度波动大于受纬度波动影响；偏离直射点50°以上纬度范围，经度分辨率远小于纬度分辨率，测试系统受经度波动影响远大于受纬度波动影响。

关键词：偏振导航;经度;纬度;瑞利散射;仿真

作者单位：大连理工大学精密与特种加工教育部重点实验室;

引文格式：崔岩，刘康，李得先，等.偏振导航测试系统空间分辨率研究［J］.机电工程技术，2023，52（01）：93-97.

 

标题：基于DMP模型与Realizable k-ε湍流模型的煤炭地下气化高温产出气喷淋降温分析

作者：赵桓祯;王建军;周圣;张超;任相羿;杨晨娟;

摘要：为分析喷淋注水方式对煤炭地下气化生产井内产出气体降温效果，基于有限元方法采用DMP模型与Realizable k-ε湍流模型对不同质量流量、喷淋锥角、雾化粒子直径和喷淋周期下生产套管壁面温度与出口温度分布进行了研究。分析结果表明，增大质量流量可显著提高喷淋降温效果与高温气体降温速率；较小的喷淋锥角对降温效果的影响较小，当喷淋锥角增大至40°以上时，套管壁面温度将会随喷淋锥角的增大而有一定幅度的降低；较大的雾化粒子直径可以略微提高喷淋管壁处的降温效果，而较小的雾化粒子直径可显著提高流场整体降温效果；当喷淋总量一定时，采用周期性喷淋的方式可以显著提高降温效果，但当周期时间增大时，将会使壁面处温度有一定的升高；最后优化选取0.2 kg/s质量流量、45°以上喷淋锥角、1 mm左右雾化粒子半径、0.01 s周期性喷淋等参数对生产井筒进行降温。研究成果为煤炭地下气化喷淋参数的选取提供了技术依据。

关键词：煤炭地下气化;喷淋锥角;质量流量;有限元仿真;喷淋降温

作者单位：西安石油大学机械工程学院;中国石油集团工程材料研究院有限公司石油管材及装备材料服役行为与结构安全国家重点实验室;中国石油长庆油田分公司第一采气厂;

引文格式：赵桓祯，王建军，周圣，等. 基于DMP模型与Realizable k-ε湍流模型的煤炭地下气化高温产出气喷淋降温分析 ［J］ . 机电工程技术，2023，52（01）：98-101.

 

标题：基于医学实验的多自由度可调节人体复合训练设备研究

作者：周好斌;唐帅;刘泽强;

摘要：为解决当前航空医学实验中人体离心实验的局限性问题，根据以往医学实验数据和实验人员现状，研究了一种多自由度、可调节加速度、带影像记录的人体复合训练设备。选用Solidworks软件建立三维建模以及受力分析。设备整体结构分为转轴装置、转臂装置、载人台装置3大部分组成，其余包括底座装置、实验记录摄影装置、控制模块装置、显示屏装置。控制模块选取PLC控制器作为控制系统，配备上位机控制程序实现精准控制设备。通过使用Abaqus建立有限元模型进行模态分析，确保设备运行中震动不会影响实验数据。结果表明所设计结构符合实验要求，实验多自由度可调节加速度的运行模式，并且设备运行中配备监测装置记录实验人员体征。模态分析结果表明设备运行稳定，总体设计与前人所设计的设备对比，达到自由度调节灵活、记录方便、精准控制、性能稳定等特点，提高医学航天试验的效率并保证安全性。

关键词：原理分析;多自由度;结构设计

作者单位：西安石油大学材料科学与工程学院;

引文格式：周好斌，唐帅，刘泽强.基于医学实验的多自由度可调节人体复合训练设备研究［J］.机电工程技术，2023，52（01）：102-106.

 

标题：基于SLAM的校园配送AGV地图构建及路径规划研究

作者：朱伟枝;谢娟烘;卢子荣;

摘要：随着无人配送的推广与应用，自动导引运输车（AGV）的导航方法成为了研究的热点。主要针对校园配送AGV的地图构建和路径规划展开研究，地图构建由即时定位与地图构建（SLAM）来实现，路径规划则根据已构建好的地图，在点与点之间计算好最优路线。采用基于LOAM的算法，将SLAM问题分为高频的运动估计和低频的环境建图。在运动估计中通过曲率计算提取平面点和边缘点两种特征，采用scan-to-scan方式进行特征匹配，并建立误差模型。在环境建图中采用map-to-map方式匹配，运用PCA算法提取点云中的特征点，利用LM算法来求解。再结合A*算法和DWA算法获得最优路径，并提高了对环境的适应能力。实验结果表明，提供的地图构建及路径规划方法能够满足AGV在校园环境多种不同模拟场景中的定位导航需求，具有一定的可行性和可靠性。

关键词：AGV;SLAM;地图构建;路径规划

作者单位：广东理工学院;

引文格式：朱伟枝，谢娟烘，卢子荣.基于SLAM的校园配送AGV地图构建及路径规划研究［J］.机电工程技术，2023，52（01）：107-110.

 

标题：长薄壁管多孔冲孔模的研究

作者：陈福宇;张可;王国栋;陈帅;康晓岚;张越;

摘要：传统钻、铣加工方法，对于需要长薄管冲孔加工，效率低，难以满足大批量生产的要求。薄壁管冲孔模设计涵盖对冲孔方式的选择到模具的分析，以及对管件和凸模的受力分析。通过对市场的调研和满足加工需求，首先对凸凹模以及冲头的选择进行分析，同时满足大批量生产和不出现凹坑和缺陷，选择了无凹模冲孔加工。其次，对旋转进给装置进行优化，其内部的蜗轮蜗杆装置能够使工件按需求任意旋转和轴向移动，解决了传统冲孔机单向冲孔的弊端。动力排冲系统为整体工作正常运行提供动力，自动上料系统提高自动化程度，相比传统冲孔机减少了劳动力。通过4个主要模块的协同工作，打破原本固有的单孔冲孔或单一角度的冲孔，完成对薄壁管的高效精准的工作。此冲孔模是专门为管壳类长薄壁管冲孔开发的模具，在传统冲孔方式上通过创新、改进，提高了工作效率和自动化程度。

关键词：长薄壁管;无凹模;冲孔

作者单位：山东石油化工学院机械与控制工程学院;

引文格式：陈福宇，张可，王国栋，等.长薄壁管多孔冲孔模的研究［J］.机电工程技术，2023，52（01）：111-114.

 

标题：绝热层缠绕成型运动分析及动态仿真演示系统

作者：廉继杰;侯增选;严文聪;张伟超;罗洋洋;李彦良;

摘要：提出了一种固体火箭发动机绝热层缠绕成型设备方案，开发了绝热层橡胶带缠绕成型过程动态仿真演示系统平台。首先对缠绕成型工艺方案进行分析，结合变曲率芯模的外形特点，提出一种五轴联动的自动缠绕成型设备方案。基于D-H法建立缠绕设备连杆坐标系，对缠绕设备进行运动学分析，然后根据已有的缠绕轨迹信息利用逆运动学反推缠绕设备各关节变量，并根据缠绕成型要求对缠绕速度与输带速度进行分析。最后，基于Visual Studio和Open Inventor开发绝热层橡胶带缠绕成型过程仿真演示系统平台，根据逆运动学解得的缠绕设备关节变量，实现了不同型号芯模绝热层橡胶带缠绕成型工艺过程动态演示，直观地模拟出绝热层缠绕成型过程，为绝热层缠绕成型设备研制提供理论支撑。

关键词：绝热层;缠绕成型;运动分析;缠绕速度;动态仿真

作者单位：大连理工大学机械工程学院;西安航天复合材料研究所;

引文格式：廉继杰，侯增选，严文聪，等.绝热层缠绕成型运动分析及动态仿真演示系统［J］.机电工程技术，2023，52（01）：115-118.

 

标题：基于神经网络和遗传算法的BK7玻璃精密模压成形多目标优化

作者：罗和喜;李康森;周志文;

摘要：残余应力和形貌偏差是玻璃模压成形影响整体质量的重要指标，而影响这些指标的成型条件是一个多因素问题。为了得到玻璃精密模压成形过程中成形透镜的残余应力和形貌偏差的极小值，以模压成形工艺参数为决策对象，以玻璃透镜产品质量为优化目标，对成形工艺参数进行多目标优化分析，优选出最终结果。首先基于仿真与实验结合对玻璃成形过程进行分析验证，然后采用正交实验方法选择合理参数，用有限元技术得到模压成形透镜实验样本的最大残余应力、成形应力、最大形貌偏差，并使用方差统计分析方法降维筛选出主要成分，建立合理的分析主参数，接着利用人工神经网络映射成形工艺参数与优化目标间的关系，建立工艺优化的数学模型，最后利用遗传算法寻找最优解。结果表明提出的基于人工神经网络和遗传算法的BK7玻璃精密模压成形工艺优化方法是有效可靠的。

关键词：BK7玻璃;模压成形;人工神经网络;遗传算法;有限元技术

作者单位：深圳大学机电与控制工程学院;

引文格式：罗和喜，李康森，周志文.基于神经网络和遗传算法的BK7玻璃精密模压成形多目标优化［J］.机电工程技术，2023，52（01）：119-125.

 

标题：锆基合金包壳管保护涂层的材料、制备及特性

作者：刘博韬;陈勇;帅斌财;

摘要：锆合金包壳管上制备保护涂层的主要目的是提高锆合金包壳在正常和事故中运行的可靠性和安全性。简述了锆基合金在核设施中的使用情况及锆合金自身特性，介绍了制备锆合金包壳保护涂层所使用的硅基，铬、铝基等不同材料及PVD、冷喷涂等涂层制备方法，并结合一些常规的机械性能评价及腐蚀和高温蒸汽氧化试验，分析了通过不同材料及制备方法制作的涂层的特性。指出了金属和陶瓷材料涂层在应用中所面临的挑战。最后根据锆合金包壳涂层的应用场景，总结出涂层所需的几点特性。

关键词：锆基合金;抗氧化性;耐腐蚀性;制备方法

作者单位：南华大学机械工程学院;

引文格式：刘博韬，陈勇，帅斌财.锆基合金包壳管保护涂层的材料、制备及特性［J］.机电工程技术，2023，52（01）：126-128.

 

标题：基于神经网络的柔性翼肋变形自感知方法研究

作者：刘丁嘉;杨睿;

摘要：为了准确反映出柔性翼肋在飞行过程中的变形情况，提出了一种基于神经网络技术的柔性变体翼肋主动变形自感知方法。参照BP神经网络模型搭建神经网络结构，然后选取Leaky ReLU作为神经元激活函数。通过有限元软件仿真得到柔性翼肋上选定点处的应力数据和整个柔性翼肋的位移数据，然后将得到的数据划分为训练集、验证集和测试集。选取神经网络在训练过程中需要的Adam学习算法和drop out过拟合抑制方法，然后用训练集上的数据对已搭建好的神经网络进行训练。训练完成后的神经网络经过验证集数据的验证，不存在明显的过拟合现象，可以用于柔性翼肋变形的自感知。利用测试集上的数据评价所提出的方法的自感知精度，该方法能够在使用较少应变传感器的情况下达到足够的自感知效果。

关键词：神经网络;变体飞机;柔性翼肋

作者单位：大连理工大学机械工程学院;

引文格式：刘丁嘉，杨睿.基于神经网络的柔性翼肋变形自感知方法研究［J］.机电工程技术，2023，52（01）：129-132.

 

标题：基于YOLOv5s的SIM卡壳缺陷检测方法研究

作者：王兴智;欧阳八生;

摘要：针对目前SIM卡壳的外观缺陷检测准确率低及检测速度慢这一问题。提出了一种基于深度学习YOLOv5s模型实现对SIM卡壳细微缺陷的检测方法。首先搭建打光平台，通过工业相机采集缺陷图片整合成图片数据集，再利用Halcon算法包里的emphasize算子对获取的数据集进行图像增强处理，使缺陷易显，然后使用LabelImg数据标注工具对数据集进行标注，在GPU上把标注好的训练集放到YOLOv5s网络模型中进行迭代训练，优化检测模型，使模型收敛，最后使用最优权重在CPU上对测试集进行测试。通过实验比较，该优化模型的平均检测准确率与检测速度皆高于SSD、YOLOv3、YOLOv4三种模型，其检测平均准确度高达97.8%，单张图片平均检测时间为297 ms。结果表明该研究对SIM卡壳的缺陷检测上有一定的实用性，可满足工业检测需求。

关键词：SIM卡壳;缺陷检测;深度学习;YOLOv5s

作者单位：南华大学机械工程学院;

引文格式：王兴智，欧阳八生.基于YOLOv5s的SIM卡壳缺陷检测方法研究［J］.机电工程技术，2023，52（01）：133-137.

 

标题：双能X射线图像融合技术研究

作者：樊港;尤瀚庭;罗程远;

摘要：在真双能X射线检测系统中，两次采集到的图像存在一定空间位置上的偏移，且现有的图像融合算法存在融合后图像有噪声和伪影的问题。提出了一种配准融合、降噪和增强双能量X射线图像的组合方案。首先采用SIFT算法对低能X图像和高能X图像进行配准处理，消除高低能图像间的位置偏差。接着采用基于像素的小波变换融合高低能图像。最后，使用基于背景减法的降噪技术处理融合后的图像，采用基于灰度级分组的技术对降噪后的图像进行增强处理。实验结果表明，最终图像不仅包含来自高低能图像的互补信息，而且达到了无背景噪声和对比度增强的效果。与其他组合方案比较，该组合方案处理所得的图像表现出更好的对比度和清晰度，因此该组合方案提高无损检测的成效，处理后的图像更有助于工作人员观察和解读。

关键词：X射线检测系统;SIFT算法;小波变换;灰度级分组

作者单位：东华理工大学机械与电子工程学院;

引文格式：樊港，尤瀚庭，罗程远.双能X射线图像融合技术研究［J］.机电工程技术，2023，52（01）：138-141.

 

标题：基于BP神经网络的机电产品清单数据智能补全算法研究

作者：丁永新;李涛;郭志威;张洪潮;

摘要：生命周期评价是一种分析机械产品的全生命周期环境影响的有力工具，但是其前期的清单收集工具极其繁琐且耗时，为了简化机电产品生命周期评价的步骤中清单数据收集工作，降低清单数据的数据填充难度，提出了一种基于BP神经网络的清单数据智能填充算法。该算法基于文本相似度和数据相似度算法分别计算该零部件的各项参数与案例库中已知零部件的各项参数信息之间的相似度，并把这些参数的相似度信息作为神经网络输入，经输出层计算出零部件之间整体的相似度，分别求取所有零部件和缺失数据的零部件之间的相似度信息并排序，从而求得零件库中与缺失信息的零部件之间最相似的零部件，用求出的最相似的这个零部件的信息完成缺失数据的零部件信息的智能填充。

关键词：机电产品清单数据;BP神经网络;相似度;智能补全

作者单位：大连理工大学机械工程学院;大连理工大学重大装备设计研究所;德克萨斯理工大学工业工程系;

引文格式：丁永新，李 涛，郭志威，等.基于BP神经网络的机电产品清单数据智能补全算法研究［J］.机电工程技术，2023，52（01）：142-145.

 

标题：基于机器视觉的平板背板辅料检测系统

作者：王羽强;胡开明;周显恩;李跃忠;

摘要：检测辅料是否贴装正确，是平板背板生产过程中的一道重要的工序。针对传统的人工肉眼检测平板背板辅料存在的效率低、准确率低、不能长时间作业等问题，开发了一套基于机器视觉技术的平板背板辅料自动检测系统，主要采用工业相机、镜头、工业光源、机械传动装置、图像采集卡、工控机和上位机软件等构成。研究设计了系统整体的机械结构方案；对系统的硬件进行选型，然后根据图像特点采用灰度变换和中值滤波算法增强对比度以及滤除噪声，ROI提取与阈值分割、连通域分析等算法进行检测；最后对系统检测软件进行设计。与传统的人工检测相比，采用本视觉系统进行检测能大大缩短检测时间，并能大幅度提高检测准确度。实验数据表明：开发的系统对每一个平板背板的检测时间大约为0.5 s，检测准确率能达到99.8%。

关键词：平板背板辅料检测系统;机器视觉;自动化检测;工业相机

作者单位：东华理工大学机械与电子工程学院;吉安市电子信息研究院;

引文格式：王羽强，胡开明，周显恩，等.基于机器视觉的平板背板辅料检测系统［J］.机电工程技术，2023，52（01）：146-149.

 

标题：基于ABAQUS牙轮钻头轮体速比计算机仿真研究

作者：吴泽兵;王刚;

摘要：研究牙轮钻头的轮体速比，可以提高牙轮钻头的破岩效率。并且研究轮体速比对牙轮钻头的工作原理、岩石破碎机理、钻头的设计分析都有一定的指导作用。运用CERO软件建立三牙轮钻头的几何模型，并将其导入ABAQUS有限元分析软件中，为了节省仿真时间去除牙轮壳体部分只保留与岩石接触的全齿模型，从而建立钻头全齿与岩石接触互作用仿真模型。通过设置边界条件、网格、载荷、仿真时间来观察井底应力分布，通过改变钻压和转速来看三牙轮钻头的牙轮与钻头本体的转速之比变化情况，大大降低了人力、财力和时间成本，从而缩短了试验周期。牙轮的轮体速比随着钻压的增大逐渐增大并最后趋向某一统计平均值，随着钻头转速的增加各牙轮的轮体速比缓慢增大，当达到一定转速时，牙轮的轮体速比达到峰值将不再增加。最后为了验证使用有限元分析软件研究轮体速比的准确性，将其和现场试验进行对比。

关键词：ABAQUS;轮体速比;钻压;牙轮钻头

作者单位：西安石油大学机械工程学院;

引文格式：吴泽兵，王刚.基于ABAQUS牙轮钻头轮体速比计算机仿真研究［J］.机电工程技术，2023，52（01）：150-153.

 

标题：按摩机器人智能控制方法研究进展

作者：杨腾达;李明林;陈志贵;邹文昊;

摘要：推拿是一种治疗和预防疾病的保健方法，也被叫做中医按摩。它对于保健和治疗都有很好的效果，是传统中医治疗必不可少的部分。跟随技术进步的脚步，按摩机器人的研究和开发也取得了一定进展，越来越多的国内外学者和科研机构热衷于研究中医按摩机器人。中医按摩机器人也呈现出与机器视觉、大数据分析相结合，按摩路径规划等多方面发展的特点。但仍存在诸如按摩效果不理想，手法单一，不够智能化等缺点。未来的中医按摩机器人应在更加深入地分析传统中医按摩理论的基础上，呈现出结合软体机器人技术，和新型多传感器信息融合以及融合现代智能机器人技术等多种发展方向的趋势。针对按摩机器人的控制方法，介绍了其发展概况，国内外现有的控制方法，近10年来的发展特点，目前存在的问题以及未来的发展前景和趋势。

关键词：中医按摩;机器人;发展动向;现存问题;发展方向和趋势

作者单位：福州大学机械工程及自动化学院;

引文格式：杨腾达，李明林，陈志贵，等.按摩机器人智能控制方法研究进展［J］.机电工程技术，2023，52（01）：154-160.

 

标题：基于Arduino的楼梯自适应式清洁机器人设计与实现

作者：李春雷;刘卓沄;叶栩谦;李俊明;

摘要：传统的扫地机器人无法完成对于楼梯的清洁，人工清洁楼梯费时费力且有一定的安全隐患。针对设计实现机器人自主爬楼清洁，采用了行星轮式机构与麦克纳姆轮的结合来实现平地行走和楼梯攀爬，加上吸尘机构以及各硬件驱动控制电路和控制程序的结合，使得机器人可以自主进行楼梯的逐阶清洁，实现一定的路径规划，并且能够避障和防跌落，极大程度地摆脱人为控制，减轻人力负担。通过相关程序和各驱动模块的链接，将程序所表达的功能通过Arduino电路板输送至相应模块以达到预期效果。通过硬件电路设计进行电机的驱动和控制，再由电磁离合器控制电路对麦克纳姆轮和行星架组成的行星轮进行控制，共同实现“平地清洁”和“楼梯清洁”，经过红外避障传感器和超声波传感器检测到的环境信息自主对相应工作做出调整，使机器人具有自适应的能力，通过电压检测电路及水平开关检测电路对机器人剩余电量和所处倾斜状态进行实时监测，确保机器人正常平稳运行。

关键词：扫地机器人;避障;硬件电路设计;楼梯清洁;自适应

作者单位：北京理工大学珠海学院工业自动化学院;

引文格式：李春雷，刘卓沄，叶栩谦，等.基于Arduino的楼梯自适应式清洁机器人设计与实现［J］.机电工程技术，2023，52（01）：161-165.

 

标题：基于UWB的智能道路照明系统的设计与实现

作者：邬志锋;王贵恩;钟尚敏;

摘要：针对目前道路照明智能化过程中存在的路灯定位不准、通信质量不佳、智能化不足等问题，基于超宽带（UWB）技术设计了一种街巷智能路灯控制系统。该系统以UWB通信技术为基础，主要由路灯管理中心、智能配电柜、LED单灯控制器组成，使用循环迭代和卡尔曼滤波实现了使用有限数量的UWB基站实现了对全部路灯的精确定位，同时设计了基于结点状态的贪婪周边无状态路由协议（GPSR）自组网路由算法将路灯形成了数据通信网。测试表明该系统的响应迅速，平均单跳延时小于150 ms，分组投递率超过了90%，组网稳定可靠，通信实时性高，有效提高了道路照明系统的智能化，同时降低了建设、运营成本。

关键词：道路照明系统;超宽带;贪婪周边无状态路由协议;自组网;智能化

作者单位：广东交通职业技术学院;广州长丰电子科技有限公司;

引文格式：邬志锋，王贵恩，钟尚敏.基于UWB的智能道路照明系统的设计与实现［J］.机电工程技术，2023，52（01）：166-171.

 

标题：基于PLC和机器视觉的药瓶包装系统设计

作者：王琰;高丽华;

摘要：为提高药瓶灌装生产线药瓶包装单元的工作效率和精度，设计一种融合PLC和机器视觉的工业机器人药瓶包装控制系统。首先，应用以太网构建一个包含汇川PLC、迈科诚机器视觉系统、ABB六轴工业机器人的硬件系统。然后，通过机器视觉完成图像匹配、标定转换、网口通讯，获取药瓶包装标签信息；基于药瓶“装瓶-加盖-贴标”的包装流程进行机器人位置示教，确定运动轨迹。设计了机器人与PLC和机器视觉之间的通讯和控制程序，机器人与PLC点对点连接通信，并通过套接字（Socket）通信与视觉系统发送和接收数据。系统调试结果表明，机器视觉能准确检测标签信息并实时将数据反馈给机器人，在PLC控制下，机器人实现了对药瓶的包装过程控制，系统运行稳定，为实现智能化药瓶包装提供了一种可行方案。

关键词：PLC;机器视觉;工业机器人;Socket通信;智能包装

作者单位：南京科技职业学院电气与控制工程学院;

引文格式：王琰，高丽华.基于PLC和机器视觉的药瓶包装系统设计［J］.机电工程技术，2023，52（01）：172-176.

 

标题：旋转冲洗甩干机控制系统设计及转子动平衡研究

作者：唐卓睿;吴彩庭;孔倩茵;戴科峰;盛飞龙;

摘要：在半导体晶圆生产线中，旋转冲洗甩干是一道必不可少的工艺，旋转冲洗甩干设备中核心控制系统设计的合理性与高速旋转转子动平衡的品质对旋转冲洗工艺的稳定性的提高有至关重要的作用。针对旋转冲洗甩干机工艺中所需的功能和步骤设计了一套全新的控制系统，此控制系统使用触摸屏作为人机操作界面，通过触摸屏输入工艺所需的参数、制程、显示运行和故障状态。将触摸屏与下位机PLC通信，完成了对整机的实时控制与监控，增加了安全互锁功能，提升了装备整体控制的稳定性与安全性；随后，结合国家动平衡品质标准、理论计算和实际校正实验，研究了转子的动平衡。通过钻孔去重校正法使得转子的动平衡达到了预先设计的G6.3动平衡品质级别，此方法和研究不仅减少了设备的抖动与“碎片”概率，也为旋转清洗设备中转子动平衡的实现提供了一套可行的方案。

关键词：旋转冲洗甩干机;控制系统;转子;动平衡

作者单位：季华实验室大功率半导体装备研究部;

引文格式：唐卓睿，吴彩庭，孔倩茵，等.旋转冲洗甩干机控制系统设计及转子动平衡研究［J］.机电工程技术，2023，52（01）：177-181.

 

标题：基于STM32自适应管道直径且配有自动棘轮收放线的管道机器人

作者：曹维杰;赵立宏;

摘要：管道输送物料时，由于受输送介质的影响，输送的物料极有可能发生泄漏，造成环境污染、易燃易爆、能源浪费等严重危害。因此，必须定期检查、对管道内部进行维护和清洁，而对于传统的管道机器人存在着不适应管道尺寸和通讯距离短的问题，导致转身时容易翻车或被卡住，以及对通信距离和工作范围有严苛的要求。根据管道机器人的运动特点，设计了一种以STM32单片机为主控的管道自适应且配有自动棘轮的管道机器人。通过设计单弹簧自动调节顶轮装置，优化小车的行驶稳定性，提高了小车的抗倾覆能力；采用有线信号传输单向棘轮束线装置，解决管道内信号传输线缠绕的问题，提高机器人有效通讯距离；结合差分驱动控制、电机PWM调速、实时动态画面传输、精确物料投放装置、摄像头双自由度万向节等。通过遥控导航通过性测试，完成率大于96%，证明了该系统工作的可靠性。

关键词：智能控制;单向棘轮;顶轮;管道机器人;STM32

作者单位：南华大学机械工程学院;

引文格式：曹维杰，赵立宏.基于STM32自适应管道直径且配有自动棘轮收放线的管道机器人［J］.机电工程技术，2023，52（01）：182-187.

 

标题：基于NB-IoT的集中供热阀门远程控制系统设计

作者：徐涛;高子鉴;

摘要：近年来，随着我国经济不断发展，我国北方城市供热需求日趋增长。2021年以来，我国北方多地区迎来历史最强寒潮，但各地区冬季供热困难问题积存已久，导致资源浪费和环境污染问题层出不穷。目前，远程供热监控系统成为供热公司应对供热困难的主要手段，但目前仍未有成熟的技术出现。基于中国电信天翼物联网云平台和窄带物联网技术（Narrow Band Internet of Things,NB-IoT）设计了一款集中供热阀门远程控制系统。分析了集中供热阀门远程控制系统的需求，搭建了基于“云-管-端”的系统主框架。完成了集中供热阀门远程控制系统的硬件终端构架并编写了下位机软件。应用天翼物联网云平台，实现了集中供热阀门远程控制系统的设备管理、数据储存、数据查看、远程控制等功能。通过对系统的测试，验证了设计的实用性。该设计完成了对用户单元阀门进水温度数据、开度数据实时采集上传的任务，实现了对单元阀门开度远程控制的任务，为我国冬季北方居民提供了更好的采暖服务。

关键词：集中供热;NB-IoT;阀门控制;天翼物联网云平台

作者单位：沈阳航空航天大学自动化学院;

引文格式：徐涛，高子鉴.基于NB-IoT的集中供热阀门远程控制系统设计［J］.机电工程技术，2023，52（01）：188-192.

 

标题：基于三轴运动模组的具有避障和等待位的运动控制方法

作者：贺长林;殷杰;徐其航;

摘要：在各种自动化设备中，先取料后，再放料，而且需要避障的应用场景非常常见。介绍了一种结构简单，效率高的控制方法，从取料点向放料点运动及从放料点向取料点运动两个方面介绍了该控制方法，对比常规的三轴运动控制，结合运动轨迹、运动速度两个方面分析了该控制方法的优点。涉及基于伺服电机的三轴联动的运动控制领域，具体涉及一种具有避障功能和有等待位功能的运动控制方法。采用该技术方案，可以让三轴机械手高效地实现取料和放料的动作，实现机器人的运动轨迹平滑功能，该技术方案成本低，对安装位置要求低，实现方法简单，设计的柔性高。

关键词：三轴运动模组;避障;等待位功能;运动轨迹控制

作者单位：中电鹏程智能装备有限公司;邵东智能制造技术研究院有限公司;揭阳职业技术学院机电工程系;

引文格式：贺长林，殷杰，徐其航．基于三轴运动模组的具有避障和等待位的运动控制方法 ［Ｊ］．机电工程技术，２０２３，５２（０１）：１９３－１９６．

 

标题：基于FX5U PLC和工业互联网变频调速远程监控系统设计

作者：宋黎菁;黄晓伟;张城铨;张正;张欢;

摘要：针对传统变频调速系统无法远程监控，发生故障报警不能实时提醒、及时处理的缺点，设计了工业互联网变频调速远程监控系统。系统选用三菱FX5UPLC通过ModbusRTU方式实现与三菱E740变频器本地通讯传输数据，本地部署驿唐工业联网宝网关并设置相应网络参数，PLC与三菱GS2107触摸屏以太网端口连接网关组成局域网，实现本地调试监控和人机交互功能。远程监控功能使用iGateCfg工程配置软件设置云平台连接设备的品牌型号、通讯方式、IP地址和通讯端口，编辑采集数据的变量名称、地址和数据类型，上传驿唐工业互联网云平台；WEB页登录云平台进行项目配置和云组态设计，实现设备监控、数据监控、报警监控等功能。通过搭建实验平台，设计并实现了电脑端WEB页和移动端App远程监控功能，故障报警实时短信提醒，提高了系统的稳定性，减少了运维成本。此外，使用驿唐科技的网口通软件，设置虚拟网口IP地址，可实现PLC控制程序的远程更新下载和运行调试。关键词：工业互联网;ModbusRTU通信;变频调速;远程监控

作者单位：常州纺织服装职业技术学院机电学院;

引文格式：宋黎菁，黄晓伟，张城铨，等．基于 ＦＸ５ＵＰＬＣ和工业互联网变频调速远程监控系统设计 ［Ｊ］．机电工程技术，２０２３，５２（０１）：１９７－２０１．

 

标题：基于全向轮的智能分拣装置设计与实现

作者：刘校腾;刘静涛;肖铎;张贺;

摘要：针对传统人工分拣方式劳动强度大、分拣效率低，分拣准确率不高的问题，将全向轮传输技术、RFID与PLC技术进行融合，设计了一种智能分拣装置，完成了该装置的总体设计方案，并对分拣装置控制系统进行控制流程设计。最后，对智能分拣装置的分拣精度和效率进行试验验证，试验表明：该装置实现了包裹的智能分拣，提高了分拣效率和准确率，并可根据使用场景自由定制机身长度，为快递包裹自动分拣提供了一种全新的方法和思路。

关键词：智能分拣;光电跟踪;全向轮;RFID;PLC

作者单位：中船重工海为郑州高科技有限公司;

引文格式：刘校腾，刘静涛，肖铎，等．基于全向轮的智能分拣装置设计与实现 ［Ｊ］．机电工程技术，２０２３，５２（０１）：２０２－２０５．

 

标题：工程机械中薄钢板自动化下料系统设计及实施

作者：方羽;赵天生;

摘要：以工程机械中钢板下料为研究对象，介绍了基于智能行车+移动式切割台+辊道输送+机器人或桁架机械手自动分拣的自动化下料产线设计方案。根据生产工艺流程，采用CAD及三维建模软件规划了自动下料线方案布局，设计了生产线的各个单元，系统包括上料单元、切割单元、分拣单元、输送单元。输送线主要由上料单元、切割单元、分拣单元之间输送托盘的辊道组成。切割单元包括多个串联布置的切割机，当切割托盘载着钢板被输送至切割机正下方，顶升机构顶起与切割机组成切割台面；切割后的托盘通过顶升机构降下来落到输送线上，切割后的钢板再次通过辊道输送至分拣工位，空托盘降至下层辊道输送线回到起始上料工位。该系统实现下料的自动化和无人化，降低了设备空载率。

关键词：自动化下料;自动分拣;设备空载率;辊道输送

作者单位：中机中联工程有限公司;

引文格式：方羽，赵天生．工程机械中薄钢板自动化下料系统设计及实施 ［Ｊ］．机电工程技术，２０２３，５２（０１）：２０６－２０９．

 

标题：基于最小二乘法的凿岩机智能防卡钎系统研究

作者：石安政;毋焱磊;王响东;

摘要：研究了国内外液压凿岩机防卡钎方案，分析现有防卡钎方案的优缺点，综合分析凿岩机3种卡钎类型和卡钎的机理，提出了一种新型智能防卡钎系统。该系统使用IEC61131-3标准中支持的结构化文本（ST）语言进行编程，可在符合该标准的控制器中任意移植，通用性较高。凿岩时针对不同岩层自适应调整防卡钎的参数，基于最小二乘法处理采集的数据，求解转钎压力和推进压力随时间变化的相关参数拟合响应函数，能够精准判定卡钎并应用电液比例控制技术随着实际凿岩工况无级调节凿岩机工作参数，执行防卡钎措施。对于Ⅰ类和Ⅱ类卡钎，智能防卡钎系统能在出现卡钎先兆时精确识别卡钎形式并执行对应的防卡措施，对于Ⅲ类卡钎，智能防卡钎系统能在卡钎后迅速响应处理，避免造成时间和人力的浪费。相较于普通防卡钎方案，本系统以预防为主，减少了处理卡钎的时间，既能有效防卡钎又兼顾了凿岩效率。

关键词：液压凿岩机;智能防卡钎;结构化文本(ST)语言;最小二乘法

作者单位：中铁隧道局集团有限公司设备分公司;

引文格式：石安政，毋焱磊，王响东．基于最小二乘法的凿岩机智能防卡钎系统研究 ［Ｊ］．机电工程技术，２０２３，５２（０１）：２１０－２１４．

 

标题：汽车可变阻尼减振器的设计及性能分析

作者：储著金;王智渊;蔡妮璎;

摘要：介绍了汽车减振器的发展现状；为了适应汽车主机厂对汽车行驶稳定性和乘坐舒适性的要求，减振器供应商需要研制可变阻尼的减振器。详细介绍了一种汽车可变阻尼减振器的基本结构、工作原理和特点，阐述了使减振器具有阻尼可变功能的频率响应阀系的结构设计以及工作原理。通过示功机试验得出可变阻尼的减振器和传统从动减振器的阻尼力数据，利用各组数据拟合出减振器的阻尼力速度变化曲线，对两种类型减振器的阻尼特性进行对比。结果表明：该阻尼可变减振器的主要特点是频率响应，可增加低频激励下减振器复原冲程的阻尼力，并且可适用于针对减振器施加较大侧向力的悬架工况；具有结构简单、经济性好、通用性强、易于装配的特点。

关键词：可变阻尼;汽车减振器;频率响应

作者单位：上海汇众萨克斯减振器有限公司;上海大学;泛亚汽车技术中心有限公司;

引文格式：储著金，王智渊，蔡妮璎．汽车可变阻尼减振器的设计及性能分析 ［Ｊ］．机电工程技术，２０２２，５２（１）：２１５－２１８

 

标题：基于光栅尺反馈的直线运动系统设计与实现

作者：豆诗磊;王爽;

摘要：光栅尺位移传感器经常应用于闭环伺服系统中，用作直线位移的检测。为提高显微镜载物台定位精度，满足人们对显微镜自动成像以及自动化测量的要求，提出了一款基于高功率步进电机驱动器TMC5130，利用光栅尺测量平台位移反馈给处理器进行位移补偿的控制系统，实现直线运动平台的闭环控制。详细介绍了运动系统的硬件组成和软件设计，并且搭建了试验样机，开发了上位机测试工具。实验证明：所设计的直线运动平台位移精度达到1μm，具有精确定位功能，可应用于部分运动定位控制系统。

关键词：光栅尺MercuryⅡ~(TM)6510;步进电机;TCM5130

作者单位：南京理工大学自动化学院;

引文格式：豆诗磊，王爽．基于光栅尺反馈的直线运动系统设计与实现 ［Ｊ］．机电工程技术，２０２２，５２（１）：２１９－２２３．

 

标题：焊条自动计量机构计量盘拓扑优化设计

作者：徐向前;杨培静;

摘要：为减轻焊条自动计量机构重量，提高结构的整体性能，采用有限元分析和结构拓扑优化方法对计量盘进行轻量化设计。确定了计量盘模型的材料和初始参数，分析出计量盘模型在正常运转时4个工况的受力模型，通过有限元静力学分析校核了计量盘在所有工况下的刚度。基于变密度法以结构柔度为目标函数，以应变能为优化约束条件建立了计量盘拓扑优化数学模型。将优化的模型简化处理后利用Lanczos迭代法表征振动特征值和激励响应进行模态分析。优化结果表明：计量盘的重量比原结构降低了48.4%，低阶固有频率降低，相同静载荷条件下，最大等效应力最大位移均有所增加，优化后模型仍满足结构刚度要求。焊条计量盘模型远离外部激励频率，轻量化效果较为明显。

关键词：焊条自动计量机构;静力学分析;拓扑优化;模态分析;轻量化

作者单位：西安石油大学材料科学与工程学院;

引文格式：徐向前，杨培静．焊条自动计量机构计量盘拓扑优化设计 ［Ｊ］．机电工程技术，２０２２，５２（１）：２２４－２２８．

 

标题：基于有限元分析的气动力射流泵数值模拟研究

作者：郭邦瑞;胡莉莉;王彤;

摘要：针对气动力射流泵排水采气进行数值模拟研究，采用节点分析的方法对气动力射流泵排水采气系统对各处节点进行分析，确定气动力射流泵进气管柱、返排管柱及气动力射流泵相关模型参数及气动力射流泵相关工况参数，对气动力射流泵建模及网格划分后将其导入Fluent进行数值模拟。在地面动力泵确定后，能够改变的参数只有吸入液流量以及返排压力。因此，在动力气流量及吸入液流量不变的条件下，改变返排压力，分析返排压力对气动力射流泵排水采气效果的影响；在动力气流量、返排压力不变的条件下，改变吸入液流量，分析吸入液流量对气动力射流泵排水采气效果的影响。得出以下结论：在动力气流量，吸入液流量不变的条件下，反排压力降低时，动力气压力也会随之降低。在相同动力气流量，出口压力不变的条件下，吸入液流量降低时，动力气压力也会随之降低。在相同的动力气流量下，改变吸入液流量与返排压力这两个变量参数时，返排压力对动力气压力的影响最大，吸入液流量对动力气压力的影响较小。

关键词：气动力射流泵;数值模拟;排水采气

作者单位：西安石油大学机械工程学院;

引文格式：郭邦瑞，胡莉莉，王彤．基于有限元分析的气动力射流泵数值模拟研究 ［Ｊ］．机电工程技术，２０２２，５２（１）：２２９－２３２．

 

标题：发射机柜调整管单元的结构设计与仿真分析

作者：周扬;窦长安;陈武;

摘要：发射机柜工作时内部温度将会升高，如果不能及时散热，将会影响发射机的正常工作，严重时将会损坏发射机。调整管单元更是发射机的核心部件，作为发射机中高压线性电源的稳压模块，调整管单元内部具有高度的集成化、小型化等特点，导致调整管单元功率密度极高，调整管单元散热性能直接影响到发射机的正常工作。此外，调整管外形结构尺寸的大小直接影响整个调整单元的安装布局，对调整管单元的热设计也增加了难度。根据发射机柜内部空间布局及散热设计要求，对其内部的调整管单元结构和散热形式进行优化设计，设计后的调整管单元结构合理、布局紧凑、安装方便。通过对调整管单元进行了热、力仿真分析及实物验证，验证结果表明设计的调整管单元能够满足结构强度、散热及振动等要求，提高了发射机整机的运行稳定性。

关键词：调整管单元;结构设计;热设计;仿真分析

作者单位：扬州船用电子仪器研究所;

引文格式：周扬，窦长安，陈武．发射机柜调整管单元的结构设计与仿真分析 ［Ｊ］．机电工程技术，２０２２，５２（１）：２３３－２３６

 

标题：井下原位测量装置推靠机构力学分析及仿真

作者：白保鑫;吴伟;张建伟;王金超;

摘要：为进一步提高井下原位测量装置推靠机构的传动性能，采用复数矢量法建立了井下原位测量装置推靠机构的数学分析模型，推导出了各构件的位置方程、速度方程及加速度方程，并在运动学分析解得各部件的加速度的基础上又进行了各部件的动态静力学分析，得到推靠系统各杆件运动参数，真实反映推靠系统的实际运动状况。通过MATLAB建立推靠机构数学分析模型，得出该模型运动学特性理论变化曲线，当θ1=29.3°时，推靠机构推靠杆推靠最大行程达到257mm。基于ADAMS仿真平台，建立了推靠机构的运动学仿真模型，并进行了运动学分析。将得到仿真分析结果与数学分析模型进行对比，验证了所建立的井下原位测量装置推靠机构运动学数值分析模型与运动学仿真分析的正确性，为井下原位测量装置推靠机构的优化设计提供了依据。

关键词：井下原位测量装置;复数矢量法;运动学;推靠机构;ADAMS

作者单位：西安石油大学机械工程学院;

引文格式：白保鑫，吴伟，张建伟，王金超．井下原位测量装置推靠机构力学分析及仿真 ［Ｊ］．机电工程技术，２０２２，５２（１）：２３７－２４１．

 

标题：基于定量供料的微通道换热器均匀涂覆系统设计

作者：范召卿;陈焕焕;谭德强;王奇;崔润;罗勇军;

摘要：针对空气能热水器散热硅脂涂覆过程受季节交替变化、物料批次差异大的涂覆不均匀而造成能效指标波动的难题，从涂覆均匀性、供料稳定性以及出料均匀性3个方面进行开发及研究。通过定量供料取代行业常见的机械挤压供料方式，从执行机构（供料系统、往复机器人以及工作台）、逻辑控制（关键流程、控制策略）两部分着手，进行微通道换热器均匀涂覆的系统的设计及应用。该系统的实际应用表明：涂覆均匀性大幅提升，单位长度硅脂涂覆波动量小于或等于1%，有效保障了产品性能稳定。

关键词：定量供料;微通道换热器;散热硅脂;压盘式柱塞泵

作者单位：珠海格力电器股份有限公司;

引文格式：范召卿，陈焕焕，谭德强，等．基于定量供料的微通道换热器均匀涂覆系统设计 ［Ｊ］．机电工程技术，２０２２，５２（１）：２４２－２４５

 

标题：环氧树脂绝缘干式变压器的设计

作者：姚林杰;王耀斌;蒋伟;

摘要：环氧树脂绝缘干式变压器具有绝缘性强、重量轻、能耗低的特点，应用范围十分广泛。优化此类变压器的设计制造流程对于提高生产效率和设备稳定具有重大意义。基于电磁理论、热力学、工程力学等知识，对环氧树脂绝缘干式变压器的铁心、线圈、损耗、温升、重量等相关电磁参数、结构参数以及性能参数进行了计算。采用理论计算结果和结构设计相结合的方式，通过AutoCAD软件绘制变压器的主要图样，设计型号为SCB10-1600/10的干式变压器。在保证产品质量的前提下，进行了参数指标的对比。结果表明：该方案符合国家标准，验证了本文方案的可行性，为同类型的环氧树脂绝缘干式变压器的电磁计算提供了设计参考。

关键词：环氧树脂绝缘干式变压器;SCB10-1600/10;电磁理论;电磁参数

作者单位：株洲宏达电子股份有限公司;

引文格式：姚林杰，王耀斌，蒋伟．环氧树脂绝缘干式变压器的设计 ［Ｊ］．机电工程技术，２０２２，５２（１）：２４６－２４９

 

标题：汽车前排安全带回收缓慢问题分析及优化研究

作者：郭飞;黄塞君;张爱民;

摘要：汽车前排安全带常出现织带回收缓慢，甚至无法回收到位的现象。通过研究某车型的具体问题现象，运用力学原理分析，揭示织带正常回收的力学关系是卷收器回卷力远大于织带回收阻力；约大于或等于织带回收阻力，则会引起织带回收缓慢。并通过FTA分析方法，研究影响织带回收缓慢的两个原因及其特点：卷收器回卷力、织带回收阻力，并对此分别做了优化设计及验证。研究结果表明：在某车型安全带回收缓慢适应性优化过程中，卷簧圈数要比卷簧厚度更利于提升卷收器回卷力，且对织带拉出力的影响较小。同时降低锁舌克重及改用镶嵌光滑金属片的导向环能够大幅度降低织带回收阻力，且可以减小织带拉出力。

关键词：汽车前排安全带;织带回收;回卷力;回收阻力

作者单位：广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院;武警第一机动总队直升机支队;

引文格式：郭飞，黄塞君，张爱民．汽车前排安全带回收缓慢问题分析及优化研究 ［Ｊ］．机电工程技术，２０２２，５２（１）：２５０－２５３．

 

标题：一种综掘机电缆收放用液压驱动滚筒的分析与设计

作者：丁建刚;王艳兵;杨小利;

摘要：设计了一种应用于煤矿井下综掘机的电缆收放滚筒，可以实现综掘机在行走过程中电缆的自动收放。在滚筒的结构设计中充分利用了滚筒的内部空间，以缩小其整体外形尺寸，整个装置由驱动马达、减速器、联轴器、滚筒轴、支撑座、滚筒等组成。根据实际使用中电缆的富余量计算了滚筒的端盘外径；根据滚筒在实际工作过程中的受力情况建立了滚筒的受力模型，并对滚筒在运转过程中所受的力与力矩进行了计算分析。通过分析可知，因电缆拖拽而引起的阻力矩是滚筒驱动力矩中的主要组成部分，而滚动轴承的滚动阻力是可以忽略不计的。液压驱动系统的设计基于综掘机的原有液压系统，通过增加换向阀、溢流阀、液压锁等液压元件即可实现滚筒旋转与综掘机行走的联动控制。

关键词：综掘机;电缆收放;滚筒结构;受力分析;液压系统

作者单位：陕西煤业化工集团孙家岔龙华矿业有限公司;

引文格式：丁建刚，王艳兵，杨小利．一种综掘机电缆收放用液压驱动滚筒的分析与设计 ［Ｊ］．机电工程技术，２０２２，５２（１）：２５４－２５６．

 

标题：基于振动分析的印制电路板安装设计

作者：王森;古智祥;王璐璐;张永红;卫杰;蒲刚;

摘要：机箱内不同的模块布局会对机箱的动态响应产生重要影响。针对某机箱内印制电路板（简称印制板）在振动环境下的低变形要求，利用Ansys Workbench有限元分析软件对机箱进行了随机振动分析，并计算了印制板的变形和机箱内部的加速度响应。初步安装机箱的印制板在X、Y、Z方向承受随机振动载荷时，印制板的变形分别为0.418mm、0.393mm、0.04mm,X、Y方向的变形超过了印制板能承受的最大变形。除P_1点外，输入的振动量级经过机箱后均出现了放大，总体放大趋势为机箱两侧小、中间大。通过优化印制板在模块内部的固定方式，并改进印制板模块在机箱内的布局，使印制板的最大变形减小了50.5%，其值为0.207mm，满足了使用要求。根据振动响应在机箱内部分布不均匀的特点，搜索低量级响应区域用于安装振动敏感型设备的精细化设计方法降低了机箱的设计、装机难度。

关键词：振动响应;印制电路板;有限元分析

作者单位：中国电子科技集团公司第二十九研究所;

引文格式：王森，古智祥，王璐璐，等．基于振动分析的印制电路板安装设计 ［Ｊ］．机电工程技术，２０２２，５２（１）：２５７－２５９．

 

标题：基于深度学习神经网络的油气管道漏磁检测缺陷诊断

作者：张力凡;魏航信;

摘要：管道缺陷尺寸预测时，由于管道漏磁数据量庞大以及常规预测方法精度不高，提出一种基于迁移学习的改进型卷积神经网络与贝叶斯优化算法，以预测管道缺陷尺寸。将已训练好的Lenet网络进行迁移，对迁移后的网络结构进行重构，建立了TB-CNN改进型网络。提出了改进型神经网络的贝叶斯优化算法，对迁移学习改进后的模型的训练过程进行超参数优化，得到最优的TB-CNN模型。在制作训练集时，提出了格拉姆角场（GAF）算法将一维的漏磁曲线数据转换为二维图像方法。通过仿真及实验，证明了该网络对长度和宽度为10～40mm范围、深度在2～10mm范围的缺陷预测均方误差根（RMSE）为0.0691，和其他网络相比，该方法对管道缺陷尺寸的预测精度更高。

关键词：管道缺陷;卷积神经网络;迁移学习;贝叶斯优化;格拉姆角场

作者单位：西安石油大学机械工程学院;

引文格式：张力凡，魏航信．基于深度学习神经网络的油气管道漏磁检测缺陷诊断 ［Ｊ］．机电工程技术，２０２２，５２（１）：２６０－２６６

 

标题：钢铁厂转炉湿法除尘系统优化改造实践

作者：冯梦雅;李军;赖颖;

摘要：针对钢铁厂转炉湿法除尘系统中烟气颗粒物无法被有效捕获以及转炉煤气回收品味低、回收效率小的问题，在广东某钢铁厂对转炉湿法除尘系统开展优化改造实践。介绍了转炉湿法除尘技术的原理和当前除尘系统存在的问题，烟气中的颗粒物与细小水颗粒发生凝聚后无法有效脱水，大幅降低除尘效率。对现有转炉湿法除尘系统进行改造，优化除尘工艺路径，对节能洗涤塔、线性环缝文氏管和旋流脱水器进行结构优化，增设以陶瓷烟气湿度检测器为核心的洗涤塔烟气湿度控制网络。结合实际生产数据，对转炉湿法除尘系统优化改造实践进行经济效益和社会效益分析。实践结果显示，转炉烟气中的颗粒物含量从改造前的60.87mg/m~3下降至17.51mg/m~3，煤气回收量从原先的76.94m~3/t提升至87.96m~3/t，并对水电资源的节约具有显著影响。实践表明，对转炉湿法除尘系统的优化改造实践有效降低烟气中颗粒物的排放，提高了转炉煤气的回收量，减少了水电资源和检修人工成本，取得了良好的经济、社会效益。

关键词：转炉;除尘系统;湿法;优化改造

作者单位：广东松山职业技术学院;珠海粤裕丰钢铁有限公司;

引文格式：冯梦雅，李军，赖颖．钢铁厂转炉湿法除尘系统优化改造实践 ［Ｊ］．机电工程技术，２０２２，５２（１）：２６７－２７０．

 

标题：某型客车高速行驶方向盘抖动试验诊断分析

作者：徐传康;陈德兵;黄毅;高轶男;夏小均;

摘要：针对某型客车在沥青高速路面80～90km/h区间行驶时出现的方向盘抖动问题，通过LMS数采设备采集问题工况方向盘、发动机和4个车轮轴头的振动试验数据，以及激励源分析，确认为该车速区间轮胎13～15Hz的2阶不平衡激励引起。通过LMS软件的工况传递路径分析OTPA (Operational Transfer Path Analysis)试验方法，明确后轮—悬架为主要激励振动传递贡献路径。分别采用跌落法悬架模态测试和方向盘模态测试，模态识别结果发现后悬架的异步模态频率位于轮胎2阶不平衡激励源频率的耦合区，存在通过后悬架被动端车身这条路径放大激励源振动风险，为该类型客车高速行驶下方向盘抖动问题的诊断和分析优化提供了指导。

关键词：方向盘抖动;工况传递路径分析;悬架模态;方向盘模态

作者单位：工业和信息化部装备工业发展中心;招商局检测车辆技术研究院有限公司;

引文格式：徐传康，陈德兵，黄毅，等．某型客车高速行驶方向盘抖动试验诊断分析 ［Ｊ］．机电工程技术，２０２２，５２（１）：２７１－２７４

 

标题：基于SPM检测的牵引电机轴承故障诊断与检修探讨

作者：张毅;顾恺迪;

摘要：牵引电机轴承是地铁列车主要动力部件，长期在复杂工况运行容易产生故障，直接影响列车的安全运营。通过对电机轴承故障诊断现有检测方式的分析及比较，结合地铁检修基地资源情况，从经济性及安全性角度提出磁链检测结合SPM的检修策略。以基于电信号的轴承磁链观测的方式实时检测单节车轴承状态，再对检测异常的单节列车采用SPM设备准确的诊断轴承故障位置及损伤程度，实现实时检测轴承工作状态，全面提升轴承使用安全性，节省大量检修资源。

关键词：电机轴承故障检测;检修策略;磁链检测;SPM

作者单位：上海地铁维护保障有限公司车辆分公司;

引文格式：张毅，顾恺迪．基于 ＳＰＭ检测的牵引电机轴承故障诊断与检修探讨 ［Ｊ］．机电工程技术，２０２２，５２（１）：２７５－２７７．

 

标题：XLPE电缆局部放电在线检测系统探讨

作者：李拥军;尹舵;李俊文;陈昶霖;陈永铧;冯隆福;李海;

摘要：探讨在线监测的优缺点、深挖其作用、更新并完善系统，是研究的重中之重。阐述在线监测系统的结构和应用方法，指出目前在线监测存在的问题及发展趋势。论述了系统各硬件部分工作原理及主要设计指标参数，说明了其敷设的简便性、应用性和实践性。在实践过程中基于电磁波耦合法等，采用多个检测前端加信号集中单元的分布式结构，多个检测前端之间可根据需要灵活连接组合，用于多种电缆运行的场合，拓宽了该套系统的监测范围，使得该系统在可靠性及经济性方面有了进一步的提高，可满足多种环境下电缆局放检测的需要。

关键词：高压;XLPE电缆;局部放电;在线检测

作者单位：海南电网有限责任公司儋州供电局;

引文格式：李拥军，尹舵，李俊文，等．ＸＬＰＥ电缆局部放电在线检测系统探讨 ［Ｊ］．机电工程技术，２０２２，５２（１）：２７８－２８０．

 

标题：反应堆通风系统安全壳隔离阀故障期间安全壳内部压力的控制方式

作者：冯志新;高道微;

摘要：重水反应堆CANDU6机组在反应堆厂房通风系统的入口安全壳隔离阀缺陷处理期间，由于安全壳内设备仪用压缩空气的持续使用，必将导致安全壳内压力持续上升，压力持续上升会闭锁应急供水系统向蒸汽发生器（SG）应急补水功能，触发安全壳隔离系统自动动作关闭安全壳隔离阀，甚至因安全壳高压力触发停堆保护系统动作，所以此时安全壳内部压力降压控制是必须考虑的首要问题。对可用于安全壳内降压的四种方式进行了详细论述，对分别使用反应堆安全壳厂房排放机、重水蒸汽回收系统的压差控制风机采用间歇运行和连续运行策略的分析论证，提出了较为合理可行的反应堆安全壳降压手段，为某核电厂重水堆今后出现类似的缺陷时，提过了科学、合理可行的安全壳内部降压方案。

关键词：安全壳;安全壳隔离阀;压力;排风机

作者单位：中核核电运行管理有限公司;

引文格式：冯志新，高道微．反应堆通风系统安全壳隔离阀故障期间安全壳内部压力的控制方式 ［Ｊ］．机电工程技术，２０２２，５２（１）：２８１－２８５

 

标题：抗龙卷风冲击波阀阻力性能研究

作者：汪义玲;杨志佳;王飞;汪正洪;

摘要：依托某示范核电站项目需求，开展国产化抗龙卷风冲击波阀的阻力性能研究。通过改变抗龙卷风冲击波阀的阀芯数量，组合多种规格阀门，按阀门规格及标准选择合适的风机、风管、压差计等测试装置对阀门开展阻力测试。对4种典型结构阀门样机测试的数据进行对比分析，结果表明：流经单个阀芯的风量越大，阀门的阻力值越高；对于多个同型号阀芯并联而成的组合阀门，只需测试单阀芯相同流量下的阻力即可得出整台阀门的阻力值；根据定型生产线上样机阀芯的阻抗值性能，可以推导出各种阀芯组合、正常风量状况下的阻力。通过测试阀芯型式样机的阻力性能，就可以预算出各规格的阀门在不同风量情况下的阻力值，可应用于各工程项目，提高通风系统阻力扬程计算的准确度；同时也缩短项目测试周期、降低测试成本。

关键词：龙卷风;冲击波;阀门;阻力系数;阻抗值

作者单位：南方风机股份有限公司;中广核工程有限公司;

引文格式：汪义玲，杨志佳，王飞，等．抗龙卷风冲击波阀阻力性能研究 ［Ｊ］．机电工程技术，２０２２，５２（１）：２８６－２９０

 

标题：同相供电装置串联电抗器测温放电故障分析

作者：胡明健;林伟宏;余龙;邝灿桐;程鹏;

摘要：干式铁心电抗器作为电力系统中重要的无功补偿设备，主要用来限制短路电流，或在滤波器中与电容器串联或并联用来限制电网中的高次谐波。铁心电抗器作为主要部件应用于同相供电装置，同相供电装置在运行过程中发生了铁心电抗器测温线二次回路与线圈一次回路放电并形成短路，破坏了电抗器本体绝缘造成损坏，导致同相供电装置故障停机。因此，从故障剖析和测温原理两方面对同相供电铁心电抗器二次测温系统进行深入研究，并提出优化方案。在故障分析、原理论证基础上对电抗器测温绝缘问题进行优化研究，提出了另一种可靠的非直接测温综合解决方案，通过更换测温预埋位置，降低保护定值，保证电抗器运行过程中适应高温高电压环境，并消除运行缺陷。经过长期的持续运行观察，各项运行测温数据与仿真结果相符，新的测温解决方案达到预期优化效果，进一步提高了设备运行可靠性和稳定性。

关键词：同相供电装置;铁心电抗器;测温;故障;优化

作者单位：广州白云电器设备股份有限公司;

引文格式：胡明健，林伟宏，余龙，等．同相供电装置串联电抗器测温放电故障分析 ［Ｊ］．机电工程技术，２０２２，５２（１）：２９１－２９４．

 

标题：水平井轮式牵引器推靠机构液压系统研究与仿真

作者：王金超;吴伟;张建伟;白保鑫;邢鑫;

摘要：轮式牵引器驱动轮常被设计为近似齿轮的外形，但不合理的接触正压力加快驱动轮齿形压溃和磨损，降低驱动轮和套管的摩擦性能和越障能力，因此需要通过控制液压系统输出性能合理匹配驱动轮接触正压力。针对此问题建立了100～150 mm套管中液压缸活塞杆位置和驱动轮正压力之间的力学关系，利用AMEsim软件建立120 mm套管推靠机构的二维机械结构和液压系统仿真模型，联合Simulink建立液压缸输出位置的模糊PID控制，研究液压系统输出特性及驱动轮接触正压力和驱动臂、推靠臂的运动学性能。仿真结果表明：在120 mm套管中通过模糊PID控制的液压缸活塞杆输出位置，整个过程中液压缸活塞杆输出位置稳定时最大误差0.5 mm，接触正压力最大误差为5.24 N，驱动轮和套管壁接触稳定，推靠臂、驱动臂转速合理且不会产生过大冲击，验证了方法的可行性和可靠性，为后续轮式牵引器优化提供依据。

关键词：轮式牵引器;AMEsim/Simulink联合仿真;液压缸;模糊PID控制

作者单位：西安石油大学机械工程学院;

引文格式：王金超，吴 伟，张建伟，等.水平井轮式牵引器推靠机构液压系统研究与仿真［J］.机电工程技术，2023，52（01）：295-299.