1
标题：海上风电安装船桩腿动力响应及工况敏感性分析
作者：林超辉;曾镜灵;赖柏豪;柯金龙;雷夕勇;张永康;
摘要：针对动载荷导致桩腿失效而引发危险事故的风险，对海上风电安装船的桩腿进行动力响应分析，以浪向角、作业水深、波高和静水气隙4个工况因素各取5个水平进行正交试验敏感性分析，结果表明：桩腿的动载荷响应与静力分析结果相比明显偏大，且应力动力放大系数比位移动力放大系数大，因此在进行桩腿的结构安全评估时，仅仅参考静力分析的结果是不全面的，应加入动力响应的考虑。通过正交试验发现，对平台的动态响应产生影响的首要工况因素依次为水深、波高，在作业水深为40 m、波高为2 m的情况下，桩腿X方向（艏艉方向）位移动力放大系数DAF和桩腿底部截面SIGXX （轴向应力） DAF达到最大值；次要工况因素为静水气隙和浪向角，静水气隙为8 m时，DAF值通常较大，浪向角对结果各异。这对于其他船舶的动力响应分析具有一定的参考意义。
关键词：海上风电安装船;桩腿;动力响应;水深;波高
作者单位：广东工业大学机电工程学院广东省海洋能源装备先进制造技术重点实验室;广东维康电器有限公司;南通中远海运船务工程有限公司;
引文格式：林超辉,曾镜灵,赖柏豪,等.海上风电安装船桩腿动力响应及工况敏感性分析[J].机电工程技术,2024,53(09):1-7.
2
标题：海上风电海缆BP神经网络故障识别
作者：李志川;彭旭华;朱魁星;祁雷;朱嵘华;
摘要：随着我国“双碳”政策的实施，海上风电产业向大型化、深远海快速发展，大量海底电缆被应用于海上风电场，海底电缆故障对海上风电场正常运行影响重大。海底电缆故障的主要原因分为机械故障和电路故障，可由海工作业、渔业捕捞等人类活动及海洋环境中的海流作用、地质变动、海生物附着、海洋腐蚀性因子的作用导致。利用反向传播（BP）神经网络进行海上风电场海底电缆短路故障识别，通过电路仿真生成海底电缆的故障数据集，设置单相接地故障、双相短路故障、双相短路接地故障、三相短路故障4类共计10种故障类型，并使用BP神经网络进行模型训练和预测。结果表明，验证集中模型对大部分类型可准确预测，由混淆矩阵得出最低值出现在第5类故障类型，其预测准确率为80%，该神经网络模型的验证集运行正确率为97.8%。该方法可准确预测不同海缆故障类型，可为海上风电场海底电缆故障的及时发现与快速检测提供参考。
关键词：海上风电;海底电缆;故障识别;BP神经网络
作者单位：渤海石油航务建筑工程有限责任公司;中海实业有限责任公司;浙江大学海洋学院;阳江海上风电实验室;
引文格式：李志川,彭旭华,朱魁星,等.海上风电海缆BP神经网络故障识别[J].机电工程技术,2024,53(09):8-11+70.
3
标题：海上风电海缆风机端弯曲保护装置及安装技术研究
作者：林峰;李斯魏;薛驰;胡明;汤洋;石彦彪;王中权;张永明;张永康;
摘要：由于海缆弯曲刚度较小，在风机单桩基础附近的这段海缆在位运行过程中受到洋流、涌浪、潮汐等动态载荷作用下，海缆容易发生弯曲破坏，因此需要对海缆采取弯曲保护措施。提出一种夹具倒刺型海缆弯曲保护装置，并详细介绍了该夹具倒刺型海缆弯曲保护装置的工作原理以及接入风机基础的安装流程和注意事项。相对于传统的海缆弯曲保护方式而言，该装置不需要J形管及配套的金属套笼，采用的多层交错自回弹的倒刺卡齿结构，可以将海缆定位限制在风机塔筒壁的电缆开孔处，尾部的弯曲限制器保证了对悬空段海缆的弯曲保护，有效保证了海缆安全的同时又降低了工程造价。研究成果能够为我国海上风电场建设中的海缆弯曲保护提供技术参考。
关键词：海上风电;海缆弯曲保护;装置与安装
作者单位：江苏中天科技股份有限公司;广东工业大学机电工程学院广东省海洋能源装备先进制造技术重点实验室;国家电投集团广东电力有限公司;南方海上风电联合开发有限公司;宁波东方电缆股份有限公司;
引文格式：林峰,李斯魏,薛驰,等.海上风电海缆风机端弯曲保护装置及安装技术研究[J].机电工程技术,2024,53(09):12-16+46.
4
标题：基于SVM的海上风电场海底电缆故障诊断方法
作者：黄海龙;李树楠;支光凝;肖石;李佩家;朱嵘华;
摘要：海上风电场海底环境复杂，长距离海缆常因环境因素或人为破坏发生故障。为解决海上风电场海缆故障难以监测、故障类型难以判断的问题，提出一种基于SVM （支持向量机）的海上风电场海底电缆故障诊断方法。通过MATLAB Simulink平台建立海底电缆故障仿真系统进行海缆三相交流电路故障模拟，模拟中设置不同故障类型及故障位置组合，获取发生故障时海缆的首端和尾端的海缆电压、电流幅值及相位特征进行分析，并利用不同海缆故障类型对应的电压数据作为训练样本对SVM模型进行训练，建立具有不同核函数的SVM海缆故障类型判断依据进而开展故障诊断。仿真及计算结果表明，采用线性核函数的SVM模型对海缆的故障预测效果最佳，同时具有较高的计算效率，所提方法对不同类型的海缆故障都具有较高的识别精度，可为海上风电场海缆故障诊断提供参考。
关键词：海上风电;海底电缆;故障诊断;SVM算法
作者单位：中海石油(中国)有限公司;渤海石油航务建筑工程有限责任公司;浙江大学海洋学院;阳江海上风电实验室;
引文格式：黄海龙,李树楠,支光凝,等.基于SVM的海上风电场海底电缆故障诊断方法[J].机电工程技术,2024,53(09):17-21.
5
标题：海上风电机组吊装技术研究
作者：张吉海;郑康胜;王耀武;金晔;冯学斌;赵大文;李成良;张永康;
摘要：在海上风电产业大力发展的过程中，风电机组吊装作业成为制约海上风电场建设施工的关键环节之一，其中海域环境的复杂多变性、选用船舶设备的适应性、安装工艺流程的科学性等因素均决定着风电机组安装的成败。基于江苏启东某海上风电工程，充分考虑了工程海域的潮位、潮流特征等海洋气象环境的影响，选择并校核了风电安装船等船舶设备的性能适应性。同时在开阔海域下，探讨了施工前的准备作业以及风机吊装施工流程的优化，包括对塔筒、机舱、轮毂和叶片等附件预拼接作业进行了阐述，其中重点分析了塔筒吊装、机舱-轮毂组合体吊装以及风机叶片吊装的安装精度控制措施。该工艺流程有效保证了风机吊装作业满足设计和规范的要求，同时也提高了风机安装的施工精度与效率，旨在为后续海上风电工程的发展提供参考。
关键词：海上风电;风电机组;风电安装船;吊装设备;施工工艺
作者单位：中国铁建港航局集团有限公司广东省海洋能源装备先进技术重点实验室;广东工业大学机电工程学院广东省海洋能源装备先进技术重点实验室;株洲时代新材料科技股份有限公司;上海电气风电集团股份有限公司;中材科技风电叶片股份有限公司;
引文格式：张吉海,郑康胜,王耀武,等.海上风电机组吊装技术研究[J].机电工程技术,2024,53(09):22-26+116.
6
标题：基于SESAM的举力6000 t浮船坞有限元分析
作者：陈剑亮;郑康胜;赵勇平;周志杰;
摘要：随着航运业的发展，浮船坞作为海上移动平台对船舶修建维护具有广泛的应用前景。为了满足市场需求，对原浮船坞增设艏艉压载舱、首部延伸平台和局部坞墙等结构，用以增加本坞的设计举力、作业面积等。由于该船坞艏艉外飘部分以及与外飘相连部分是结构强度的薄弱区，为了确保浮船坞在使用作业工况下的结构强度，对坞体结构进行了三维有限元强度计算，分析了坞体结构的应力分布。结果表明，改装后的浮船坞两次进坞工况和5 000 t浮船坞本身受坞墩压力工况的最大结构应力均小于钢板屈服应力，且安全系数分别为1.68、1.72和2.48，均满足强度要求。同时还提出了作业中可适当加密布墩等实际施工措施，来保障作业的安全性与可靠性，旨在为后续我国浮船坞的大型化设计与校核提供参考。
关键词：浮船坞;船舶结构;强度;有限元法
作者单位：广东中远海运重工有限公司广东省海洋能源装备先进制造技术重点实验室;广东工业大学机电工程学院广东省海洋能源装备先进制造技术重点实验室;
引文格式：陈剑亮,郑康胜,赵勇平,等.基于SESAM的举力6000 t浮船坞有限元分析[J].机电工程技术,2024,53(09):27-31+64.
7
标题：面向新质生产力的数据要素赋能高能耗企业绿色智能制造研究
作者：马帅印;刘宇阳;白琳;张萌萌;肖溱鸽;
摘要：我国高能耗行业具有高投入、高能耗、高污染、低效益的“三高一低”显著特征，其能耗占工业总能耗的75.69%和全国总能耗的50.52%。面对这一现状，利用工业物联网和人工智能等新一代信息技术，构建集感知、分析、预测与优化于一体的智能制造系统，对高能耗制造过程中能源和资源的高效利用具有重要意义。本研究聚焦于如何结合新质生产力的创新型特点，通过数据要素赋能，推动高能耗企业实现绿色智能制造，以应对能源消耗和环境污染方面的挑战。提出了一种面向新质生产力的数据要素赋能的绿色智能制造体系架构，该架构通过整合数据分析、智能化技术以及工业互联网等关键技术，旨在提高资源利用效率，减少碳排放，推动企业数字化转型。研究结果显示，数据要素的应用不仅能够优化生产流程、降低运营成本，还可以为高能耗企业实现绿色低碳发展提供坚实的技术支持。
关键词：高能耗行业;新质生产力;数据要素;绿色智能制造;数字化转型
作者单位：西安邮电大学计算机学院;中国科学院深圳先进技术研究院;
引文格式：马帅印,刘宇阳,白琳,等.面向新质生产力的数据要素赋能高能耗企业绿色智能制造研究[J].机电工程技术,2024,53(09):32-36+95.
8
标题：数字孪生驱动的机床能效监测方法研究
作者：谢阳;戴逸群;张超勇;刘金锋;
摘要：能效提升作为数控机床绿色化、智能化发展的重要内容，如何在多源影响因素下实现准确监测与状态评估，成为激发能效提升潜力的关键问题。为此，提出了一种基于数字孪生的机床能效监测方法。首先，通过分析机床能量多源特性，建立各阶段能耗与能效模型。利用有限元仿真完成机床加工全过程的数字孪生体，并输出多源能耗仿真数据。根据多传感器的数据采集装备与集成学习算法，完成实时加工能耗的处理与分析，并实现对机床能效的准确监测以及运行状态的精准评估。结合孪生数据的三维映射关系，辅助生产过程中的决策优化，从而实现节能增效的目的。以多工况数控铣削加工为应用案例，结果表明能效监测误差总体小于7%，对机床运行状态预测准确率大于95%，验证了上述方法的可行性与有效性。
关键词：数字孪生;能效监测;集成学习;状态评估
作者单位：江苏科技大学机械工程学院;华中科技大学智能制造装备与技术全国重点实验室;
引文格式：谢阳,戴逸群,张超勇,等.数字孪生驱动的机床能效监测方法研究[J].机电工程技术,2024,53(09):37-41+103.
9
标题：基于工业物联与知识工程的高能耗企业异常预警方法
作者：王文波;潘知瑶;孙成伟;李正亮;黄春霞;奚一丹;
摘要：异常事件的精准预警是高能耗企业优化运行控制的基础。针对高能耗企业中云端数据集中分析时间长、异常事件影响要素众多、异常事件预警不准等带来的异常事件管控不及时、优化处理困难、能耗高昂等难题，提出一种基于工业物联与知识工程的高能耗企业异常预警方法。在设计高能耗企业异常预警体系架构的基础上，对其中基于工业物联的边云协同感知环境、基于知识工程的生产异常管理知识挖掘、基于综合重要度的异常事件预警机制3个关键技术进行了详细阐述。最后，开发了高能耗企业异常精准预警及管控平台，验证了所提方法的可行性与有效性。通过上述体系架构及关键技术的实施，可有效促进高能耗企业数据的边云协同高效分析，并构建一种异常的主动感知与优化管控机制，为高能耗企业的可靠稳定运行提供了参考模型。
关键词：高能耗企业;异常事件预警;工业物联;知识工程
作者单位：江苏大学机械工程学院;江苏索普(集团)有限公司;
引文格式：王文波,潘知瑶,孙成伟,等.基于工业物联与知识工程的高能耗企业异常预警方法[J].机电工程技术,2024,53(09):42-46.
10
标题：基于人工智能的高炉冶炼焦炭质量预测
作者：朱兆松;周云磊;张胜伟;
摘要：人工智能技术在数据预测方面具有显著的优势，利用人工智能技术对焦炭质量数据进行预测，对于高炉冶炼产品品质预测具有关键影响。首先阐述了焦炭质量预测的影响因素，以及现有的人工智能技术在冶炼行业的研究。然后提出了一种基于人工智能的高炉冶炼焦炭质量预测的架构。接着论述了人工智能模型中用于生产预测的随机向量函数链接网络（RVFL），同时对该网络进行了神经元权重和网络结构的改进，以进一步提高模型预测的准确率。再者依据生产实际，选取了配合煤和生产工艺的各项指标作为特征向量，并以焦炭成品的质量作为标签，构建并训练了基于人工智能的焦炭质量预测模型。最后通过对某钢铁厂实际生产中的焦炭质量预测，对不同RVFL网络的性能进行对比和讨论，证明了改进算法后的RVFL的预测误差低于未改进的网络模型，在预测的准确率方面具有优势，能够满足冶炼生产的需要。
关键词：焦炭质量;人工智能;预测模型;RVFL模型
作者单位：西安邮电大学计算机学院;南京特殊教育师范学院数学与信息科学学院;
引文格式：朱兆松,周云磊,张胜伟.基于人工智能的高炉冶炼焦炭质量预测[J].机电工程技术,2024,53(09):47-50+75.
11
标题：基于信息物理系统的军工绿色智能制造研究综述
作者：姜元;李霖;史劼;陈杰浩;王一男;张红军;
摘要：大数据、人工智能、工业互联网等新一代信息技术正在推动制造业生产方式的深刻变革。发展绿色军工制造业是可持续发展的必然要求，是新一轮军工科技革命和产业变革的重要方向。分析了信息物理系统对于推动绿色制造的重要作用，总结了基于模型系统工程、数字线索、数字孪生、虚拟/增强现实等先进制造技术的军工应用现状，探讨了航空发动机智能装配、微系统协同设计等典型场景的绿色化发展实践路径。在总结当前我国军工制造面临难点问题的基础上，从加强核心关键技术研究、建设一体化科研生产管控平台、加快军工智能制造应用推广以及推进产学研一体化等方面提出了推动我国军工绿色化发展的建议，助力培育军工领域新质生产力，加快实现制造强国。
关键词：军工制造;绿色化;信息物理系统;工业互联网;数字孪生
作者单位：中国工业互联网研究院数据管理与应用研究所;国家能源集团电子商务有限公司;
引文格式：姜元,李霖,史劼,等.基于信息物理系统的军工绿色智能制造研究综述[J].机电工程技术,2024,53(09):51-55.
12
标题：基于Attention-LSTM的低硅冶炼硅含量预测研究
作者：贺锦峰;张屹龙;曹益春;谭涛;陈斌;
摘要：在钢铁冶炼过程中，钢铁冶炼中硅含量的准确预测对于保证合金质量和生产效率至关重要。针对高炉低硅冶炼过程中各生产因素相互作用复杂，数据质量较低，时间序列数据特征复杂等特点，提出了一种基于结合注意力（Attention）机制的长短时间记忆（LSTM）神经网络的低硅冶炼硅含量预测方法。该方法克服了传统LSTM模型在复杂关联性捕捉和重要信息提取方面的不足，并通过实验证明了其在低硅冶炼硅含量预测中的有效性和可行性。相比于传统的LSTM与门控循环单元（GRU）网络相比，所提方法平均绝对误差分别降低了1.6%和0.5%，平均绝对缩放误差分别降低了0.22%和0.02%，平均绝对百分比误差分别降低了8.9%和5.7%，预测精度更高，这表明了Attention-LSTM在提高硅含量预测精度方面的巨大潜力，为钢铁冶炼生产提供了重要的理论支持和实践指导。
关键词：低硅冶炼;硅含量预测;注意力机制;长短期记忆网络;预测方法
作者单位：敬业钢铁有限公司;西安邮电大学计算机学院;西安信一诺航空科技有限公司;
引文格式：贺锦峰,张屹龙,曹益春,等.基于Attention-LSTM的低硅冶炼硅含量预测研究[J].机电工程技术,2024,53(09):56-59.
13
标题：激光深熔焊接工作流体流动和传热研究综述
作者：吴小翠;刘建;刘长军;杨宗瑞;
摘要：激光深熔焊接是一种借助高能量密度激光束作为热源，将金属材料加热至形成穿孔的焊接方法。在激光深熔焊接的过程中，工作流体的流动和传热起着至关重要的作用，对焊缝的形成和质量产生显著影响。概括了激光深熔焊接工作流体流动和传热的激光功率、焊接速度、保护气体等影响因素的研究现状以及目前存在的问题，并对未来的研究方向进行了展望。
关键词：激光深熔焊接;流体流动;传热传质;激光技术
作者单位：沈阳工业大学化工装备学院;
引文格式：吴小翠,刘建,刘长军,等.激光深熔焊接工作流体流动和传热研究综述[J].机电工程技术,2024,53(09):60-64.
14
标题：磁流变抛光的研究进展综述
作者：关浩龙;董锐埼;郭英晖;
摘要：随着自动化、智能化技术的发展，对零件表面的精度要求越来越高，这给精密加工提出了越来越高的要求。磁流变液作为一种新型的智能材料，主要由磁性颗粒、基载液、添加剂等组成，通过磁性颗粒在磁场下的磁流变效应来实现各种功能。磁流变抛光是以磁流变抛光液为介质，通过磁链把持着磨料，实现对工件的表面去除。通过介绍磁流变抛光的原理及特点，综述近几十年磁流变抛光装置的发展。同时，结合磁流变抛光组成成分及特点，总结各组成成分对抛光效果的影响，进一步分析各组成成分对磁流变液沉降稳定性的影响。最后，提出了磁流变抛光在之后发展的建议。
关键词：磁流变抛光;磁性颗粒;磁流变抛光液;沉降稳定性
作者单位：广东省机械研究所有限公司;
引文格式：关浩龙,董锐埼,郭英晖.磁流变抛光的研究进展综述[J].机电工程技术,2024,53(09):65-70.
15
标题：新型物流车载无人机系统结构设计
作者：卢桂萍;吴一宁;杜灏轩;孙蕾;
摘要：为了解决物流运输点与客户之间距离远，配送时间长、人工成本大等问题，研发设计了一种物流车载无人机系统。该系统由一台适应全地形物流运输无人车和一架四轴无人机组成，能够实现空地协同的物流配送。无人车机械结构设计分为全地形底盘机构、无人机收纳机构、无人机抬升机构、无人机脚架固定机构4部分。底盘设计具备悬挂功能，以适应全地形的工作环境。无人机收纳、抬升和固定机构实现了无人机的快速起降和安全运输。通过SolidWorks建模软件设计模型，进行虚拟装配和运动仿真，通过ANSYS软件对无人车底盘进行有限元分析，分析得出底盘抗剪力强度为124MPa，抗拉屈服强度为55.2MPa，满足使用需求。该系统能够有效减少配送时间、降低人工成本，并适应各种复杂地形。相比传统的物流运输方式，该系统具有更高的效率和灵活性。
关键词：车载无人机;物流配送;空地协同;结构设计
作者单位：北京理工大学珠海学院信息学院;
引文格式：卢桂萍,吴一宁,杜灏轩,等.新型物流车载无人机系统结构设计[J].机电工程技术,2024,53(09):71-75.
16
标题：基于熵产理论的100MW级光热电站多级熔盐泵内部能量损失特性分布
作者：支银鹤;王珊珊;陆佳铭;胡永海;张德胜;
摘要：为了研究多级熔盐泵的能量特性，由于传统压降法无法确定能量损失来源及类型，为此，采用了一种新的分析方法，将数值模拟与熵产理论相结合来研究熔盐泵的内部流动情况及熵产分布。建立了多级熔盐泵三维全流道流体域模型；利用CFD方法对熔盐泵内不同工况下的流动进行了模拟；根据热力学第二定律，基于熵产理论对不同流量下泵内过流部件的能量损失及损失类型进行了定量分析并对各级叶轮和导叶的湍流熵产损失进行了详细讨论。研究结果显示：湍流熵产和壁面熵产是主要的损失类型，两者占能量总损失的99%以上。不同流量工况下，导叶和叶轮是产生能量损失的主要部件，期间产生的损失占总熵产损失的81%以上。各级导叶的湍流熵产随流量增大呈现先下降后上升的趋势，最小熵产出现在1.0Q_(opt)～1.4Q_(opt)，且随着级数增加，导叶最小熵产出现的工况更加靠近设计工况。叶轮中的湍流熵产存在明显的级间差异，首级叶轮的湍流熵产随流量增加不断减小，在1.6Q_(opt)工况下达到最小值570.874W，随后略有上升。
关键词：熵产理论;多级熔盐泵;能量损失特性
作者单位：江苏大学国家水泵及系统工程技术研究中心;中国电建集团上海能源装备有限公司;
引文格式：支银鹤,王珊珊,陆佳铭,等.基于熵产理论的100MW级光热电站多级熔盐泵内部能量损失特性分布[J].机电工程技术,2024,53(09):76-80.
17
标题：基于线性规划的定制家具油磨产线效率优化与仿真
作者：郭继东;许翠菱;李凯杰;郑新新;张永阳;邹昕峰;
摘要：为解决某家具公司D车间油磨产线生产线平衡率低下及产线产值低的问题，首先通过秒表测时、访谈调查法、抽样调查法等方法获取现有产线的生产数据，并运用工业工程精益思想找出现有产线存在的问题，然后运用鱼骨图结合层次分析找出了导致产线平衡率低下的主要因素，接着使用ECRS原则及动作经济原则改善了产线作业工序及工序瓶颈时间，同时设计出两种改善方案，随后建立0-1整数规划、目标规划模型对两种方案进行工位重组、人员分配，并通过经济评估评选出了最优方案。最后利用Anylogic仿真软件模拟改善后的产线物流进行仿真验证。经验证，改善后产线平衡率提高了34.48%，日产量由190套提高到367套，提高了177套，投资回收期27d。投资回收期短，同时满足生产要求，方案可行性高，能够有效解决当前车间产线问题。
关键词：生产线平衡;目标规划;精益思想;经济评估
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：郭继东,许翠菱,李凯杰,等.基于线性规划的定制家具油磨产线效率优化与仿真[J].机电工程技术,2024,53(09):81-89.
18
标题：面向智能工厂切碎器生产线建模与仿真优化
作者：郭志喜;牛鹏飞;郭峻源;王洲;
摘要：智能工厂中机加工、焊接和装配三阶段生产过程中，存在一种物料供给不确定环境下多资源调度问题。为解决此类问题，提出一种基于Plant Simulation软件的生产系统建模与仿真优化方法。首先，利用面向对象的仿真建模技术和信息模型建模方法，通过对车间中生产单元、工艺布局、物流资源等对象进行数字描述，实现物理空间向数字空间中的虚拟映射，构建出生产线仿真模型；其次，采用遗传算法和迪杰斯特拉算法相结合的方式，以配送路线最短为优化目标，从而得到最优配送路线；然后，采用启发式算法，在多规则调度约束下，以完工期最短为优化目标，得到合理配送资源及生产调度策略；最后，以一个实际切碎器加工车间为案例，证明该方法的实用性和有效性，在实际生产前给予相应的管控策略。
关键词：切碎器;Plant Simulation;建模仿真;生产调度
作者单位：机械工业仪器仪表综合技术经济研究所;
引文格式：郭志喜,牛鹏飞,郭峻源,等.面向智能工厂切碎器生产线建模与仿真优化[J].机电工程技术,2024,53(09):90-95.
19
标题：永磁同步电机定子结构仿真建模方法与等效参数预测
作者：杜彩霞;黄修鹏;李晓峰;唐元斌;
摘要：针对永磁同步电机定子系统的结构模态分析，考虑绕组绝缘层的刚度和绕组端部质量的影响，提出了一种结构仿真建模方法和等效参数调节方法。首先，分析定子叠片、绕组、绝缘层之间的相互作用关系，在定子叠片与等效绕组之间加等效绝缘层，各部件之间采用节点共享，并将定子叠片和等效绝缘层考虑为各向异性材料，构建定子系统仿真模型；其次，采用移动力锤法进行电机定子系统自由模态实验，得到定子系统的模态频率和模态振型；最后，基于模态分析的频率误差和振型相关性系数，调节各方向弹性模量和剪切模量，优化了定子系统各向异性材料参数，仿真结果与实验结果的模态频率误差最大为5.3%，振型相关性系数最小为0.6。结果表明，标定之后的仿真模态频率和模态振型与实验结果一致性较好。
关键词：电机定子系统;等效模型;模态分析;参数预测
作者单位：重庆工信职业学院轨道交通学院;重庆德音科技有限公司;招商局检测车辆技术研究院有限公司国家客车质量检验检测中心;
引文格式：杜彩霞,黄修鹏,李晓峰,等.永磁同步电机定子结构仿真建模方法与等效参数预测[J].机电工程技术,2024,53(09):96-99.
20
标题：蜗杆-斜齿轮传动齿面啮合干涉分析
作者：黄智;张华;
摘要：蜗杆-斜齿轮传动具有传动比大、传动平稳等优点，广泛应用于各种小型交错轴传动。与蜗杆完全共轭的理论斜齿轮与常规的标准斜齿轮存在齿形差异，因此蜗杆和标准斜齿轮传动存在齿面间的啮合干涉，会影响传动性能。基于螺旋面圆柱蜗杆与斜齿轮的双参数包络成形原理，建立了阿基米德蜗杆和齿槽法向直廓蜗杆与斜齿轮的啮合方程，推导了理论共轭斜齿轮齿面，并与实际标准斜齿轮齿面比较，分析了传动过程中齿面接触干涉区域和干涉量。分析结果表明，蜗杆头数和节圆半径对蜗杆齿轮传动的啮合干涉有影响，增加蜗杆头数、减小蜗杆节圆半径都会使干涉量增加；在相同的蜗杆设计参数条件下，齿槽法向直廓蜗杆的干涉量要大于阿基米德蜗杆，以上结论为蜗杆斜齿轮传动的设计提供了参考依据。
关键词：蜗杆;斜齿轮;双参数包络;接触干涉
作者单位：中山职业技术学院机电工程学院;
引文格式：黄智,张华.蜗杆-斜齿轮传动齿面啮合干涉分析[J].机电工程技术,2024,53(09):100-103.
21
标题：基于ANSYS Workbench的行星齿轮减速器仿真分析
作者：高志远;晏芙蓉;
摘要：随着光纤激光应用的成熟和普及，在汽车制造、船舶、医疗和航空航天等方面得到广泛的应用。为了进一步提高光纤激光设备的高可靠性、高稳定性和高效率，有必要对行星减速器进行有限元分析和模态分析。通过建立行星齿轮减速器的简易模型，以行星齿轮减速器为研究对象，分析其传动过程中的载荷及工况，利用三维软件ANSYS建立行星齿轮减速器的三维模型，并将模型导入至有限元分析软件ANSYS Workbench中，对三维模型进行了静力学有限元分析和模态分析。试验研究表明，整个行星减速器的等效应力和应变主要分布在太阳轮与3个行星齿轮啮合处，且最大应力发生在太阳轮的齿根圆角处，其最大值为119.64 MPa；最大应变发生在啮合齿轮齿根处，最大位移发生在太阳轮齿轮顶部，其最大值为9.75×10~(-3)mm；行星齿轮减速器的模态结果主要表现为行星齿轮的扭转变形，其设计结果满足要求。
关键词：ANSYS;行星齿轮减速箱;有限元仿真;模态分析
作者单位：广东理工学院智能制造学院;武汉光谷职业学院智能制造学院;
引文格式：高志远,晏芙蓉.基于ANSYS Workbench的行星齿轮减速器仿真分析[J].机电工程技术,2024,53(09):104-107.
22
标题：基于时频分析和迁移学习的齿轮故障诊断方法
作者：匡伟民;许俊毫;邓集华;张涛川;
摘要：针对齿轮故障诊断问题，提出了基于平滑伪Wigner-Ville时频分布和AlexNet迁移学习的故障诊断方法。原始齿轮故障信号是一维振动信号，通过平滑伪Wigner-Ville时频分析+灰度级-RGB变换伪彩色增强变换可以转化为二维时频图像，从而获得比一维振动信号更直观和丰富的特征；进而利用AlexNet神经网络模型进行迁移学习，显著提升开发效率。采集了齿轮系统正常运转、3种单一故障（齿面点蚀、齿面磨损、断齿）和2种复合故障（点蚀+磨损、断齿+磨损）共6种特征的振动信号，构造了齿轮故障数据集，并通过AlexNet迁移学习获得迁移AlexNet齿轮故障诊断模型。研究结果表明，提出的基于时频分析和迁移学习诊断方法对齿轮故障诊断的总体准确率为95.79%，因此可用于工业现场的齿轮系统故障诊断。同时，试验结果表明，齿面磨损单一故障和含有齿面磨损的复合故障造成所提方法的诊断正确率相对较低，说明对于齿面磨损的信号特征的研究和提取方法仍有进一步提升的空间。
关键词：时频分析;迁移学习;齿轮;故障诊断
作者单位：广州市工贸技师学院;广州市交通运输职业学校;广东海洋大学;
引文格式：匡伟民,许俊毫,邓集华,等.基于时频分析和迁移学习的齿轮故障诊断方法[J].机电工程技术,2024,53(09):108-111+129.
23
标题：平单轴光伏跟踪支架不同负载下稳定性测试分析
作者：李威;马涛;陈雪辉;高婷;李昊;李伟豪;唐兴;
摘要：以确保平单轴光伏跟踪支架稳定性满足项目需求，减少成本、提高发电效率为分析目标。首先，搭建平单轴跟踪支架测试平台，通过TUV测试机构测试跟踪支架在不同负载作用下，正压和反压主要组件强度破坏及挠度变形情况，表明项目设计可行性；其次，结合有限元理论及SAP2000软件对光伏组件受力进行有限元分析计算，并与实测数据对比验证所建模型合理性；最后，通过实例阐述光伏跟踪结构稳定性对项目开发成本产生的重要意义。结果表明：实验测试中，不同负载下光伏组件均未出现明显的强度破坏，内围挠度值最大为145 mm，外围挠度值最大约为140.5 mm，挠度值变化在可控范围；仿真计算与实测数据误差在2%范围内，有限元模型分析具有可对比性；该分析研究方法通过实际测试平单轴光伏跟踪支架在恶类工况下的稳定性特点，对项目实施、安全性及成本控制具有重要意义。
关键词：跟踪支架;不同负载;强度破坏;挠度变形;成本控制
作者单位：合肥波林新材料股份有限公司;高端装备关键摩擦副安徽省重点实验室;安徽建筑大学机械与电气工程学院;
引文格式：李威,马涛,陈雪辉,等.平单轴光伏跟踪支架不同负载下稳定性测试分析[J].机电工程技术,2024,53(09):112-116.
24
标题：基于机器学习的矩形腔内Stokes流场预测
作者：吴桂群;钟家铭;邓辅秦;曾志强;洪智勇;徐百平;
摘要：熔体输送过程发生在单螺杆挤出机均化段，涉及压力建立和混合机理。流体流动可简化为矩形腔内高黏度流体上盖拖动的流动问题，因此，速度场的精确求解非常重要。目前，流场求解多采用传统的数值模拟方法和可视化实验测试方法完成，所需的时间成本高。基于涡量-速度方法，通过数值模拟方法获得矩形腔内高黏度牛顿流体流场，抽取局部速度场作为数据集，尝试一种全新的从局部推测全局的流场预测方法。训练集、验证集和测试集的比例为1∶1∶8，使用机器学习方法，基于Tensor Flow建立多输入、多输出的6层人工神经网络模型，对腔体内全局速度场进行拓展预测研究。结果表明，在仅用10%训练数据的情况下，人工神经网络模型也能得到较精准的全局速度场预测结果。对比数值模拟全局数据，水平方向速度及垂直方向速度的MSE、L_2相对误差均达到了较小的范围，并且R_2均达到了0.99，证实了该方法的可行性与可靠性。所做工作为今后采集局部流场数据开展全局流场预测提供依据，也为采用神经网络模型实现挤出机内全局速度场插值进而开展流体运动数值模拟追踪提供了新思路。
关键词：Stokes流;矩形腔;人工神经网络;机器学习;数值模拟
作者单位：五邑大学智能制造学部;广东轻工职业技术大学轻化工技术学院;
引文格式：吴桂群,钟家铭,邓辅秦,等.基于机器学习的矩形腔内Stokes流场预测[J].机电工程技术,2024,53(09):117-120+139.
25
标题：面板检测区域位置校正方法研究
作者：查世华;杨义禄;阙世林;王国玺;左右祥;关玉萍;袁正方;
摘要：面板缺陷检测对真缺陷的检出率和假缺陷的占比有严格的要求。尤其检测区域的定位精度，对缺陷的检出率和假缺陷的占比有较大影响。因为存在检测系统硬件的固有定位偏差，检测区域有漏检或误检的潜在风险。为了提高检测区域的定位精度，增加真缺陷检出率和降低假缺陷占比，通过预先选择面板均匀分布的特征点，设置特征点模板，抓取特征点处图像，将特征点处获取的图像和它的模板图像进行模板匹配。把模板匹配后模板的中心与抓取图像中心位置的偏差作为该特征点处的x方向和y方向坐标偏移量，并用文件保存至硬盘。检测面板时，以检测区域的中心位置为坐标原点，将所有特征点坐标与检测区域中心位置的坐标差按照直角坐标系划分为4个象限，每个象限取两者距离最短的特征点作为有效邻近特征点，按照改进的双线性插值法计算检测区域的偏移量。实际测试表明，该方法能有效校正检测区域的偏差，提高定位精度，定位精度偏差在10μm以内，增加真缺陷检出率和降低假缺陷占比。
关键词：定位;模板匹配;校正;特征点;双线性插值
作者单位：中导光电设备股份有限公司;
引文格式：查世华,杨义禄,阙世林,等.面板检测区域位置校正方法研究[J].机电工程技术,2024,53(09):121-124.
26
标题：基于不同热源层分布下三维集成电路传热特性分析
作者：龚俭龙;江美霞;杨刚;邱如意;
摘要：微通道因其结构紧凑、换热能力强以及容易制备等优点被认为是应对三维集成电路（3D IC）中高热流密度的散热问题的有效途径之一。为更好地解决三维集成电路中高热流密度问题，以集成矩形微通道的3D IC冷却模型为研究对象，提出了一种具有不同热源层分布的这类结构的数值分析方法。采用三维建模软件Solidworks创建了集成矩形微通道的3D IC的几何模型，通过有限元仿真软件ANSYS 2021R1对其进行热特性分析，研究了4种不同热源层分布下3D IC冷却模型的散热性能。实验结果表明，不同热源层分布对3D IC冷却模型的温度分布有较大影响，通过优化布置各芯片层的热源分布，不仅能够显著降低该3D IC冷却模型的最高温度，还有效地提升了3D IC冷却模型中微通道的换热效率，从而实现了更高效的热管理。
关键词：三维集成电路;微通道;传热特性;有限元分析
作者单位：广东交通职业技术学院;广州城市职业学院;
引文格式：龚俭龙,江美霞,杨刚,等.基于不同热源层分布下三维集成电路传热特性分析[J].机电工程技术,2024,53(09):125-129.
27
标题：改进鲸鱼算法驱动的变分模态分解自适应降噪方法
作者：何宇宸;武思琦;方虎生;殷勤;杨小强;
摘要：为了更好地从振动信号中提取有效信息，提出了一种基于改进的鲸鱼优化算法（VSWOA）与变分模态分解（VMD）的振动信号降噪方法。首先，采用Sobol序列初始化种群，以确保种群的均匀分布和多样性。然后，从多个起始点进行搜索，并在搜索过程中引入精英柯西变异策略，以防止算法陷入局部最优解。通过这些改进措施，优化了VMD的参数，使得分解得到的本征模态分量（IMFs）在重构后实现了自适应降噪。实验结果表明，与传统的经验模态分解（EMD）、集合经验模态分解（EEMD）以及鲸鱼优化算法-变分模态分解（WOA-VMD）方法相比，所提方法在降噪后信号失真度更小，同时显著提高了降噪效果和故障特征的保留能力。这表明改进的鲸鱼优化算法能够有效地增强振动信号的降噪性能，为轴承故障诊断提供了更为可靠的方法。
关键词：改进鲸鱼优化算法;变分模态分解;自适应降噪;振动信号
作者单位：陆军工程大学;陆军装备部驻南京地区军事代表局;
引文格式：何宇宸,武思琦,方虎生,等.改进鲸鱼算法驱动的变分模态分解自适应降噪方法[J].机电工程技术,2024,53(09):130-134.
28
标题：储能电池用铝合金环形激光焊接特性研究
作者：陈健豪;何志强;蒯夕伟;孟燕菲;邓礼兵;
摘要：为提高储能电池模块激光焊接一次良率，采用环形双光束激光焊接新技术。通过激光能量比、总出光功率、焊接速度、离焦量等变量实验，得出最优工艺参数。在能量比80/20、总功率4000W、焊接速度80mm/s、离焦量0mm的最优参数条件下，所得的焊缝形态稳定，具有最优的抗拉强度。通过分析金相和拉拔测试结果，研究不同激光工艺参数、焊缝形貌和力学性能的对应关系。结果表明，在熔深较浅情况下，熔深和抗拉强度具有明显的相关一致性；而在熔深超过一定尺寸后，由于熔合区温度过高容易产生热裂纹导致强度反而下降。几种激光工艺参数对铝合金焊缝深宽比和抗拉强度具有显著影响，合理配置各工艺参数可有效减少咬边、气孔、裂纹等焊缝缺陷，能够提高力学性能，同时提高产品质量。
关键词：储能电池;激光焊接;工艺参数;抗拉强度
作者单位：常州博瑞电力自动化设备有限公司;
引文格式：陈健豪,何志强,蒯夕伟,等.储能电池用铝合金环形激光焊接特性研究[J].机电工程技术,2024,53(09):135-139.
29
标题：基于Icepak出风板开孔率对散热影响研究
作者：范国荣;何玉聪;
摘要：医用分析仪的整机散热问题对仪器性能的影响更为隐蔽，但会造成较多问题。针对仪器开发过程中出现散热不良而导致整机内温度堆积，进而影响到试剂锅制冷性能的问题，对风冷散热方案进行优化改进。为明确所需的风扇规格和出风板不同开孔率对散热效果的影响，运用CFD软件对产品散热风道进行仿真分析，得到不同风扇条件下开孔率与散热器温度和出风速度之间的关系和流体轨迹图，结果表明：在恒定热功率为120W的情况下，提升风扇风量可明显优化散热，但高于170CFM风量对散热改善明显减缓。开孔率在0.7以下对散热有影响，相对0.5的开孔率，将其提升至0.8可使散热温度下降2.5%，出风速度提升59.4%。通过相同条件的实验研究，得到的散热器稳定后的平均温度测试数据与模拟结果相符，相对误差约为15%。仿真结论为工程应用优化提供了理论基础和重要的指导意义。
关键词：医疗分析仪;开孔率;散热优化;仿真反馈
作者单位：深圳普门科技股份有限公司;
引文格式：范国荣,何玉聪.基于Icepak出风板开孔率对散热影响研究[J].机电工程技术,2024,53(09):140-142+157.
30
标题：济南市高速公路机动车高精度尾气排放清单及时间分布特征研究
作者：武青青;冯海霞;徐晓亮;高超;齐蕊;王健;刘华龙;
摘要：高速公路因通行能力高、行车速度快的优点承担大量客货运载活动，随着高速公路车流量与日俱增，其造成的尾气排放污染以及排放特性值得深入探讨。通过整理济南市高速公路通行客货车真实数据，将区域参数作为基础对MOVES模型进行精确本地化模拟。得出济南市高速公路占比最高7种车型的污染物排放因子与碳排放因子，并提出一种自下而上的新型排放清单编制方法。通过与经典污染物计算方法对比分析，建立起济南市高速公路通行客货车的高精度日排放清单和周排放清单。结果表明，货车类型的污染物排放因子整体高于客车类型，客一的CO排放因子和货三的NO_x排放因子在车型中居于首位，重型货车CO_2的排放因子约为小型汽油客车的5.6倍。小时分布特征显示济南市高速公路与城市道路相似，出现双高峰时间段，并且符合通勤规律。
关键词：高速公路;MOVES模型;高精度排放清单;排放因子;清单对比
作者单位：山东交通学院交通与物流工程学院;山东高速集团有限公司;
引文格式：武青青,冯海霞,徐晓亮,等.济南市高速公路机动车高精度尾气排放清单及时间分布特征研究[J].机电工程技术,2024,53(09):143-148.
31
标题：热电制冷器散热的有限元仿真分析方法
作者：乔迁;贾江磊;谢兰强;李磊;赵虎;
摘要：随着热电制冷技术的推广应用，更多的设备开始应用热电制冷器作为散热器件，但是含有热电制冷器的散热系统的有限元仿真方法并没有被工程设计人员熟悉。为使设计人员在设计前期考虑到热电制冷器的作用，并进行合理有效的有限元热仿真分析用于指导散热系统的设计，研究了含热电制冷器的散热系统在有限元热仿真中的参数设置、分析步骤、分析方法，并与试验进行对比验证。同时还探索了热电制冷器的简易分析方法，对简化分析方法也做了验证分析。总结出了热电制冷器在有限元热仿真分析中的分析方法、分析步骤等，给带有热电制冷器的散热系统仿真提供了可靠且简便的仿真分析方法。
关键词：热电制冷;热设计;有限元仿真;风冷散热
作者单位：北京东方锐镭科技有限公司;
引文格式：乔迁,贾江磊,谢兰强,等.热电制冷器散热的有限元仿真分析方法[J].机电工程技术,2024,53(09):149-152+200.
32
标题：多附件头铣镗床的滑枕低头自动补偿研究
作者：李祥吉;浦姣;李攀科;文琛;杨彩云;
摘要：基于SINUMERIK ONE数控系统，针对配置多附件铣头卧式铣镗床和落地铣镗床滑枕低头问题，研究自动补偿方法。利用千分表和方角尺测量机床精度，分析滑枕在伸出过程中的低头原因。使用PLC轴补偿和垂度误差补偿两种方法，结合偏心轮和钢丝绳前拉后拽补偿机构对滑枕低头进行补偿，两种方法对比选垂度补偿方法为最优。对不同附件头进行区分补偿，采用PLC程序对附件头进行识别，并自动选择补偿数据。最后依次更换附件头，测量滑枕精度并绘制曲线对比，结果表明：采用PLC配合垂度误差补偿能快速线性地对滑枕进行自动补偿，机床精度得到大幅度提升，与传统的Y轴补偿法相比更准确，与NC指令切换法相比更安全，无需手动干预，避免误操作的可能。上述研究在卧式铣镗床和落地铣镗床的电气设计运用具有一定的指导意义。
关键词：多附件头;垂度补偿;滑枕低头;铣镗床
作者单位：通用技术集团机床工程研究院有限公司昆明分公司;通用技术集团昆明机床股份有限公司;
引文格式：李祥吉,浦姣,李攀科,等.多附件头铣镗床的滑枕低头自动补偿研究[J].机电工程技术,2024,53(09):153-157.
33
标题：基于机器视觉的工件Mark点快速提取方法研究
作者：鄢然;赵青;夏磊;殷勤;
摘要：在现代化工业生产流程中，工件Mark点类型繁多且提取过程既复杂又低效。为解决这一问题，提出了一种基于机器视觉的工件Mark点快速提取的方法。首先，使用工业相机采集原始图像，然后对图像进行预处理以减少噪声和锯齿的影响。随后，针对目标边缘提取繁琐且不准确的问题，提出一种基于OpenCV的卡尺工具算法，该算法通过在检测边缘周围产生等大等距的测量矩形，利用亚像素图像及改进的Canny边缘检测算子获得测量矩形内的最佳边缘点，再利用基于梯度下降法的最小二乘法来进行直线或圆的拟合，通过该算法可以快速高效地获得工件的直线或圆边缘。最后，通过组合这些直线或圆边缘来获得所需的Mark点。实验证明，该方法可以快速而准确地拟合工件的直线边缘或圆边缘，并最终成功获取到相应的Mark点，定位精度可达到亚像素级，且具有较高的稳定性。
关键词：机器视觉;Mark点提取;OpenCV;卡尺算法;直线拟合;圆拟合
作者单位：重庆理工大学机械工程学院;
引文格式：鄢然,赵青,夏磊,等.基于机器视觉的工件Mark点快速提取方法研究[J].机电工程技术,2024,53(09):158-162+168.
34
标题：基于计算机视觉的柠檬尺寸和质量估测方法研究
作者：黄沾端;师文庆;
摘要：为了解决通过无接触的方式估测柠檬尺寸质量的问题，进而提高柠檬分类水平。采用相机作为采集工具获取柠檬果实和小尺寸标定板图像，利用MATLAB的Camera Calibration工具进行相机标定获取相机参数并对图像进行校正，采用双边滤波和Chroma King Technique (CK法）图像分割方法获取图像目标区域，配合计算机视觉技术估测柠檬果实长度、宽度和面积数据。在柠檬果实图像上绘制出长度六等分的网格线并获取相应数据，将网格线数据与柠檬果实尺寸数据作为参数，通过设计主实验和多个对照实验，从是否降维、不同角度图像组合、输入参数变化等多个因素进行实验比较，探索柠檬尺寸质量的估测方法。结果表明，每组实验利用两个角度柠檬果实图像，以果实长度、宽度、面积数据和网格线数据作为参数，采用两个角度图像并对特征降维后的模型进行分析，柠檬果实尺寸估测值均方根误差为8.805 cm~3，平均绝对误差百分比为6.937%，相对误差界为7.215%，拟合优度R~2为0.757；质量估测值均方根误差为6.589 g，平均绝对误差百分比为7.974%，相对误差界为7.192%，拟合优度R~2为0.835。该研究为后续将计算机视觉技术运用于机械自动分拣技术提供理论参考依据。
关键词：计算机视觉;尺寸估算;数字图像处理
作者单位：广东海洋大学电子与信息工程学院;
引文格式：黄沾端,师文庆.基于计算机视觉的柠檬尺寸和质量估测方法研究[J].机电工程技术,2024,53(09):163-168.
35
标题：基于非线性摩擦力模型和WLS-CS算法的机器人动力学参数辨识
作者：梁艳阳;黄子健;孙伟霖;石峰;钟铭溪;
摘要：为了实现对工业机器人的高精度控制，需要一个高精度的动力学模型，因此要对动力学参数进行精准辨识。提出一种基于非线性摩擦力模型和加权最小二乘法与布谷鸟算法（WLS-CS）结合的动力学参数辨识方法。首先通过Newton-Euler法进行机器人的动力学建模，结合非线性摩擦力模型，完成机器人全动力学模型的建模。设计5阶有限项傅里叶级数作为激励轨迹，并优化激励轨迹参数。使用加权最小二乘法对动力学参数进行初步辨识。辨识结果作为布谷鸟算法的初始解范围，结合Levy飞行与巢穴的优胜劣汰机制，寻找到动力学参数辨识的全局最优解。更换轨迹对机器人全动力学模型进行验证，计算机器人的仿真力矩，并与实验力矩反馈值进行对比。结果表明上述方法辨识的动力学参数辨识精度的残差方根（RMS）值下降8.6%，可以建立精确度较高的动力学模型。
关键词：动力学参数辨识;工业机器人;非线性摩擦力模型;最小二乘法;布谷鸟算法
作者单位：五邑大学智能制造学部;
引文格式：梁艳阳,黄子健,孙伟霖,等.基于非线性摩擦力模型和WLS-CS算法的机器人动力学参数辨识[J].机电工程技术,2024,53(09):169-172.
36
标题：基于机器视觉的工业机器人分拣技术研究
作者：刘远桃;秦龙;杨海能;
摘要：随着现代工业自动化程度的提高，分拣技术作为物流系统中的重要环节，其效率与准确性对整个生产流程具有重要影响。构建一种视觉系统，摄像机被用来获取分拣区域内金属工件的图像序列。这些图像序列经过一系列预处理操作，包括灰度化、滤波去噪等，以提高图像的清晰度和识别率。预处理之后，采用霍夫圆检测算法对图像中的圆形物体进行检测，以识别出规则几何形状的工件。角点检测算法则被用于确定工件的位置和方向信息。通过提取图像中的角点，可以准确定位工件的位置，并根据角点的分布情况计算出工件的方向，为后续的分拣提供依据。实验表明该系统能解决工件的分拣问题，达到分拣目的，提高分拣速度和精度，适应各种复杂工件的分拣需求。这对于提高现代工业生产效率、降低成本具有重要的意义。
关键词：机器视觉;工业机器人;分拣
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,秦龙,杨海能.基于机器视觉的工业机器人分拣技术研究[J].机电工程技术,2024,53(09):173-176.
37
标题：一种改进的基于迭代学习控制的移动机器人轨迹跟踪算法研究
作者：邵华;李海荣;马海梅;
摘要：移动机器人的轨迹跟踪问题是当前研究热点，为使控制器具有较好的收敛速度和控制精度，针对轮式移动机器人的轨迹跟踪问题，将模型算法学习律的思想引入到传统的迭代学习控制算法中，设计了一种改进的迭代学习控制算法，以提高迭代学习控制律在机器人轨迹跟踪问题上的控制效果。首先对移动机器人系统进行了运动学描述，并针对该系统进行了控制律的设计和收敛性分析，通过实验验证了控制律的控制效果。然后将模型算法学习律的思想引入到控制算法中，对算法控制律的学习增益矩阵进行改进，并进行了改进后的算法仿真验证。仿真实验表明，与传统的迭代学习算法相比，所设计的改进算法在收敛速度和控制精度上效果更加明显，具有更好的轨迹跟踪性能。
关键词：移动机器人;轨迹跟踪;迭代学习控制
作者单位：宁夏民族职业技术学院机电工程系;
引文格式：邵华,李海荣,马海梅.一种改进的基于迭代学习控制的移动机器人轨迹跟踪算法研究[J].机电工程技术,2024,53(09):177-179+217.
38
标题：基于机器学习桌面级智能机器人结构设计
作者：杨海森;纪永荣;赵霆俊;王海林;
摘要：为实现小型、轻型桌面级机械臂的智能化吸附和灵活夹取，设计了一款能够灵活转动，并带有视觉的机械臂。日常生产的流水线智能机器人，尤其是在电子生产流水线上能够实现快速搬运、码垛、识别等功能，主要是通过视觉识别、决策、机械臂控制等技术来实现机械臂的智能化，快速提升流水线生产效率。首先，设计一款小型、轻型的桌面级机械臂，然后运用SolidWorks对该机器人的机械臂进行基座、臂、肘、手腕、末端执行器进行设计，并对机械臂运动学分析与计算，最后，搭建了测试实验平台进行机械臂质量分析、干涉检测，对机械臂进行机械臂运动误差分析。通过设备的运行实验并结合实验结果对仿真设计结果进行了验证，该机械臂符合电子生产流水线的工作需求，工作直径可达550mm，生产效率提升了50%，成本降低了45%。设备运行良好，持续运行时间可达20h，很好地解决了电子生产流水线码垛、搬运识别等效率低下的问题。
关键词：智能机器人;控制方法;运动分析;误差分析
作者单位：兰州现代职业学院理工学院;
引文格式：杨海森,纪永荣,赵霆俊,等.基于机器学习桌面级智能机器人结构设计[J].机电工程技术,2024,53(09):180-184+231.
39
标题：真空手套箱机械臂运动学分析和轨迹规划
作者：申昊;许博皓;曹敏;
摘要：为了满足封闭空间的实验操作，提高手套箱的使用效率，提出一种设计机器人化操作手套箱的机械臂轨迹规划方案，其原理是在手套箱空间内设计一款可操作的机械臂，根据机械臂的尺寸和属性特征以及手套箱的尺寸特征进行运动学分析和轨迹规划。首先对手套箱机械臂进行总体布局设计，合理规划出机械臂固定在手套箱内的上方以及手臂运动范围，依据所设计机器人各关节运动的关系，建立了改进型D-H坐标系，然后使用齐次变换矩阵求出机器人运动学正解及使用反向变换法对逆运动学问题进行求解。提出一种新的插值法3-5-3分段多项式插值法，该插值为三次多项式插值加五次多项式插值的结合，使用分段多项式插值法可以对机械臂更加精确有效地进行轨迹规划与仿真。使用机器学习改进型粒子群优化算法可以对机器人末端轨迹进行时间最短轨迹优化，对机械臂的每个关节进行时间最短优化，对各关节运动轨迹整体优化，能够获取机械臂用时最短的轨迹优化路径。为今后的研究提供新思路、新方法。
关键词：手套箱;四自由度机械臂;运动学;轨迹规划
作者单位：常州铁道高等职业技术学校;广东科贸职业学院;
引文格式：申昊,许博皓,曹敏.真空手套箱机械臂运动学分析和轨迹规划[J].机电工程技术,2024,53(09):185-190+209.
40
标题：基于智能制造的数控系统置换升级优化
作者：金正宾;严铖;陈义华;
摘要：采用SINUMERIK808D系统置换原HNC-22M数控系统，首先制定总体置换升级优化改造方案，对机床数控系统控制重新铺设线路，完成数控系统与机床硬件的连接；在数控系统与伺服驱动器间增加光电耦合器电路，使系统输入输出端口电平和信号匹配，联通系统与驱动器间通信；设置机床伺服系统参数，匹配伺服与驱动器，完成位置反馈、主轴位置控制等参数设定；增加刀库，实现机床自动换刀功能；调整机床反向间隙并修改系统补偿参数，减少反向误差，提高机床的加工精度。最后对改造完成后的机床进行样件试切，加工完成后样件采用三坐标测量仪进行检测，试切样件各项尺寸公差检测数据均合格，置换新系统后的机床各项加工性能达到生产要求，实现预期改造目标。
关键词：数控铣床;系统置换;SINUMERIK808D;PLC程序重构
作者单位：惠州市技师学院;
引文格式：金正宾,严铖,陈义华.基于智能制造的数控系统置换升级优化[J].机电工程技术,2024,53(09):191-195+226.
41
标题：圆环工件双面直焊缝自动焊接装置设计
作者："刘叶
;吉晓民
;"
摘要：圆环工件广泛应用于制造业中，针对圆环工件加工过程中的双面直焊缝焊接问题，设计一种基于PLC控制的圆环工件双面直焊缝自动焊接装置，主要包括机械结构模块和运动控制模块。机械结构包括龙门架、横向移动机构、纵向移动机构、焊枪回转机构、工件旋转机构、送丝模块以及控制柜体；运动控制模块包括人机触摸屏HMI、可编程逻辑控制器PLC、电机驱动器、电磁阀和微型光电传感等。通过操作运动控制模块的HMI触摸屏来控制机械结构模块各机构执行相应动作流程，使得各机构互相配合完成圆环工件双面直焊缝的自动焊接。运动仿真结果表明，该装置结构简单、控制方便、可完成圆环工件双面直焊缝自动焊接，提高了焊接效率和焊接质量。
关键词：直焊缝;双面焊接;龙门架机构;PLC控制
作者单位：西安理工大学艺术与设计学院;
引文格式：刘叶,吉晓民.圆环工件双面直焊缝自动焊接装置设计[J].机电工程技术,2024,53(09):196-200.
42
标题：基于NX MCD的Tray盘供料装置设计与控制研究
作者：郭付龙;李婵;
摘要：随着智能制造技术的迅猛发展，传统制造业正面临着数字化转型和自动化升级的双重挑战。为了克服自动化生产线开发过程中存在的周期长、效率低等问题，设计了一种新型的Tray盘供料装置，首先构建了其三维数字化模型，介绍了其功能结构，设计其工作流程，然后通过NX MCD平台创建了包括刚体、碰撞体、传输面等的基本机电对象，设置了运动副、约束、传感器和执行器等，构建了其数字孪生模型。使用TIA Portal平台设计了包括PLC程序和HMI人机界面的电气控制系统。最后通过PLCSIM Advanced搭建了软件在环虚拟调试系统，实现了该装置的仿真与虚拟调试，为后续样机的制作和控制系统的开发提供了依据。结果表明该方法可以将机械、电气进行并行协作式开发，减少现场调试时间，提高开发效率，为自动化生产线的开发提供了实际参考。
关键词：NX MCD;数字孪生;虚拟调试;PLC
作者单位：深圳技师学院中德制造学院;
引文格式：郭付龙,李婵.基于NX MCD的Tray盘供料装置设计与控制研究[J].机电工程技术,2024,53(09):201-204.
43
标题：黑灯下料车间设计及分析
作者：巫江;方异锋;王佳;方羽;赵一君;王辉甫;杨勇;周瑜忻;
摘要：随着工业和信息化部智能制造试点示范工厂的推进和国家智能制造的发展需要，我国各大重型机械装备企业正在建设一系列灯塔工厂以及黑灯工厂。黑灯下料车间作为集中备料中心以满足各种规格零件下料以及提高钢板材料性能的需求日益紧迫。通过对黑灯下料车间的工艺梳理，分析应用到的关键技术，从设计及实施角度对黑灯车间的建设提出优化建议。通过程控行车、格栅托盘、辊道输送和切割机组有机结合，组成机群式下料中心，实现了从钢板上料，输送以及切割的无人化。切割完成后的钢板依次通过六轴机器人组成的小件分拣和码垛单元、桁架机械手组成的大件分拣和码垛单元，有序地将切割后的零件进行分拣及配盘。通过多角度的经济对比分析以及项目验证，黑灯下料车间作为下料领域的专业高效管理平台，结合自动化设备及信息技术建成的智能车间，具有重要的价值和应用前景。
关键词：黑灯车间;机群式下料;智能分拣;先进技术
作者单位：中机中联工程有限公司;
引文格式：巫江,方异锋,王佳,等.黑灯下料车间设计及分析[J].机电工程技术,2024,53(09):205-209.
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标题：一种塔式起重机垂直度测量方法的研究
作者：林剑锋;林海坤;
摘要：塔式起重机是建筑场地必需的吊装设备，具有作业起升高度高、吊运重量大、起吊频率高和工作时间长的特点。塔吊的垂直度数值是设备安全使用的一个重要指标，目前主要是采用传统的测量方法进行测量。为了更安全、快捷地对其进行测量，设计一种主要基于简易倾角传感器的垂直度测量仪，简要介绍了倾角传感器的测量原理，对其测量方案的流程、无线通信系统、传感器安装位置、姿态等进行了分析，并分析了影响塔吊垂直度测量精度的相关因素。在此基础上编制了便于操作的上位机界面。根据现场的实际测量结果，该装置无线通信信息传送迅速，能够实时显示塔式起重机的塔身倾斜状况，较精确地显示塔吊的整机相关状态。该方法可以更直观、更简便地检测塔吊的塔身垂直度，对塔吊的安全吊运有较好的指导作用和实际应用意义。
关键词：垂直度;倾角传感器;无线控制
作者单位：福建省特种设备检验研究院泉州分院;
引文格式：林剑锋,林海坤.一种塔式起重机垂直度测量方法的研究[J].机电工程技术,2024,53(09):210-212.
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标题：基于三维激光点云与轮式里程计融合的研究
作者：舒展;黄辉;孙梦雪;谭晓茵;刘英杰;程岳涛;
摘要：针对传统激光SLAM算法在转角、走廊等退化环境下，出现系统精度低、算法失效以及传感器运行累计误差等问题，提出一种多传感器融合的SLAM算法。首先，构建机器人运动模型，激光雷达、IMU、轮式里程计传感器测量模型，并分离出各传感器残差项，以便后端算法修正IMU零偏和轮式里程计测量噪声；其次，通过拓展卡尔曼滤波算法融合轮式里程计IMU数据，补偿机器人里程计精确度；最后，将整体最大后验概率问题（Maximum A Posteriori Estimation,MAP）转换为最小二乘问题，利用后端QR算法提高求解矩阵准确度。长走廊环境中，所提方法地图还原精度较LIO-SAM提高了32.61%；在相同实验场景中，机器人定位精度较LIO-SAM提高了35.47%。实验结果表明，所提方法具有较高的地图还原度与定位精度。
关键词：多传感器融合;SLAM;转角;拓展卡尔曼滤波;QR分解
作者单位：五邑大学智能制造学部;
引文格式：舒展,黄辉,孙梦雪,等.基于三维激光点云与轮式里程计融合的研究[J].机电工程技术,2024,53(09):213-217.
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标题：基于工业互联网平台架构的iMES设计及应用
作者：许鹏;张鹤鹏;陈笑颖;
摘要：由于中国航空工业提出的“数字航空”总要求需要打通从计划层到执行层的全流域环节，制造车间作为基本的执行单元需要被实时精准管控。同时顶层的ERP等计划工具对底层的制造环节先天缺乏有效的管控设计和手段。而制造执行系统（MES）作为连接企业上层计划管理系统和下层生产控制系统的“信息枢纽”，可以有效弥补了制造业计划层与控制层之间的管控“断层”。为此，基于工业互联网平台架构研究了航空制造典型工艺的管控模式，考虑了工艺约束、保密要求、集成标准等因素，提出通用组件加特征组件的方法，建立热成形、焊接、复材制造、机加等工艺管控模型。进行相关软件的研制应用，结果说明软件工具适应车间的制造流程，验证了相关管控模型的正确性和软件工具的适用性。
关键词：iMES;系统架构;工艺;解决方案
作者单位：中国航空制造技术研究院;数字化制造技术航空科技重点实验室;
引文格式：许鹏,张鹤鹏,陈笑颖.基于工业互联网平台架构的iMES设计及应用[J].机电工程技术,2024,53(09):218-226.
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标题：23-8N气门冲击疲劳断裂的失效分析
作者：黄国锋;李栋;徐得石;董欣然;黎志彦;
摘要：气门是发动机重要的核心零部件之一，专门负责向发动机内输入空气并排出燃烧后的废气。进气门的作用是将空气吸入发动机内，与燃料混合燃烧；排气门的作用是将燃烧后的废气排出并散热，故气门疲劳断裂失效故障对发动机工作稳定性和安全性产生了巨大影响。某发动机的排气门颈部发生冲击疲劳断裂失效，采用火花直读光谱仪检测气门材料成分，对断口处基体进行金相检测分析，以及气门基本尺寸检测分析，得到的检测结果均符合图纸制造技术要求；通过对冲击疲劳断口用体视镜及电镜检测进行宏观、微观检验分析，断口面有韧窝纹，但表面纹理已被碾压平整，表现为因活塞冲击载荷而疲劳断裂；经过对失效气门的检验与分析揭示了一种因冲击载荷造成发动机气门疲劳断裂失效的断裂机理和特征。
关键词：气门;断裂;失效;活塞冲击;内燃机
作者单位：怀集登月气门有限公司;潍柴动力股份有限公司;
引文格式：黄国锋,李栋,徐得石,等.23-8N气门冲击疲劳断裂的失效分析[J].机电工程技术,2024,53(09):227-231.
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标题：基于深度神经网络的多视角演艺环境人体跟踪方法
作者：彭颖茹;陈文峰;陈柏升;
摘要：为了解决舞台灯光自动跟踪技术容错率低，抗干扰性较差等问题，研发了一种基于深度神经网络的舞台环境多视角人体跟踪的方法。通过采用多个摄像头并配合YOLO算法对目标进行检测和定位，然后应用KNN和RANSAC算法提取人体特征点，计算出目标的实时位置并转化为坐标，并把结果发送给控制台。在室外以及有遮挡物的环境下，采用跨数据集训练与运动姿态预测两种方法使舞台灯能实时追踪规定的演员，不会延时。通过舞台灯、摄像头、演员组成实验系统并开展测试，结果表明：在有遮挡物情况下，演员移动速度为1 m/s时，舞台灯跟踪平均误差均在15 cm以内。实验结果证明该系统跟踪定位正确、快速，可以满足跟踪要求，应用前景良好。
关键词：舞台灯光;深度神经网络;目标检测算法;ORB特征点
作者单位：广州市浩洋电子股份有限公司;
引文格式：彭颖茹,陈文峰,陈柏升.基于深度神经网络的多视角演艺环境人体跟踪方法[J].机电工程技术,2024,53(09):232-237.
49
标题：典型航空焊接工艺数字化车间MES设计与实现
作者：张鹤鹏;许鹏;陈笑颖;
摘要：典型航空焊接工艺车间属于小批量、多品种的生产模式，其产品具有面向订单生产、质量要求高、同构产品制造工艺变动大等特点，又因其航空行业的特殊性，对高水平MES产品的要求极为迫切。以其生产管理模式为基础，构建了基础工艺维护、订单计划管理、作业执行、质量监控与追溯、统计分析可视化等业务模型，采用了“以微服务架构为基础的标准化平台产品+支持第三方定制化开发的成套规范”的快速实施方法，设计并开发了典型航空焊接工艺数字化车间生产运行管控平台系统，缩短了实施周期，精简了实施团队规模，减少了实施成本。该系统的深入应用实践结果证明，生产效率得到了提高，信息化管理水平、数字化车间建设水平得到了大幅度提升。
关键词：制造执行系统(MES);数字化车间;微服务架构;智能制造
作者单位：中国航空制造技术研究院;数字化制造技术航空科技重点实验室;
引文格式：张鹤鹏,许鹏,陈笑颖.典型航空焊接工艺数字化车间MES设计与实现[J].机电工程技术,2024,53(09):238-242.
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标题：地铁通风空调系统新技术及对东莞地铁适应性分析
作者：章燕;李文菁;
摘要：地铁通风空调系统运行能耗通常超地铁总能耗的50%以上，因此地铁通风空调系统具有较大的节能空间。从国内地铁通风空调系统的现状及问题切入，阐述了进一步优化地铁通风空调系统的必要性。针对国内在优化地铁通风空调领域的一些新技术与新产品，对以下几方面进行了深入研究：磁悬浮离心机的优势和获得广泛推广的现状；蒸发冷空调出现的契机、发展历史和碰到的困难；高效制冷机房的构成及如何实现整体提高机房能效ERRa值；精细化设计与施工需重点关注的问题、解决措施和实际效果。并对东莞地区进行了适应性分析，提出选用磁悬浮制冷主机，建设高能效机房，谨慎选择蒸发冷空调，以及更精细化设计与施工等措施来优化东莞地铁通风空调系统，对未来推动建设技术先进创新竞争力强的中国地铁具有积极的意义。
关键词：地铁通风空调;磁悬浮离心机;蒸发冷制冷机;高能效机房;精细化设计与施工
作者单位：东莞市轨道交通有限公司;湖南工程学院建筑工程学院;
引文格式：章燕,李文菁.地铁通风空调系统新技术及对东莞地铁适应性分析[J].机电工程技术,2024,53(09):243-248+265.
51
标题：快速行走式沟槽支护装备结构分析与优化
作者：欧文军;
摘要：针对城乡管网改造和乡村雨污分流工程的沟槽开挖施工中，传统支护方式造价高、适用范围有限、施工时间长、需配备大型设备辅助等问题，设计了一套快速行走式沟槽支护装备。所设计的支护装置具备能自主行走、一定的宽度适应性、灵活轻便且易于安装。为实现轻量化设计和模块化安装，对所设计的沟槽支护装备的关键零部件进行了设计与计算，并利用有限元方法对关键零部件在不同工况下进行了结构受力分析，对剪叉机构、销钉、吊钩、护板等进行了受载计算与有限元分析。分析结果表明，所设计的支护装置能满足安全性与可靠性要求。为沟槽开挖施工提供了安全可靠的辅助装备，有效提高了施工效率缩短施工周期。
关键词：模块化;轻量化;有限元;沟槽支护;安全性
作者单位：中国铁建港航局集团有限公司;
引文格式：欧文军.快速行走式沟槽支护装备结构分析与优化[J].机电工程技术,2024,53(09):249-252+311.
52
标题：UNet3+深度神经网络在FPC开孔检查中的应用
作者：冯立志;陈广枢;陈翊文;陈立河;
摘要：开孔工艺是柔性电路板（FPC）制造过程中的一项重要工艺流程；当前工艺流程的加工过程中，会形成毛刺以及偏位、破孔、堵孔及变形等缺陷。针对当前FPC生产过程中的开孔质量问题，提出了一套检测方法及实践，通过研究开孔毛边、毛刺、孔破、堵孔和孔变形等缺陷的形成机理和成像特征，基于UNet3+深度神经网络实现了通孔区域和毛边与毛刺区域的逐像素精确分割。提取出了毛边宽度、毛刺长度、孔圆度、孔偏和孔破等参数。给出了具体的实现方法和过程，整个FPC检查流程包含训练过程及检查过程，其中训练过程包含样本标注、学习训练、模型转换；检查过程包含开孔区域分割、缺陷区域判定、缺陷参数提取以及缺陷判别。实际生产数据验证结果表明：所提方法孔缺陷检查漏检率小于0.01%，误检率低于5%，满足FPC的自动化工业生产中质量检查需要。
关键词：FPC;UNet3+;深度学习;缺陷检测;自动化
作者单位：珠海锐翔智能科技股份有限公司;
引文格式：冯立志,陈广枢,陈翊文,等.UNet3+深度神经网络在FPC开孔检查中的应用[J].机电工程技术,2024,53(09):253-256.
53
标题：安全隐患排查闭环管理数字化平台设计及应用
作者：张宇;
摘要：针对当前生产经营企业隐患排查工作无法形成有效闭环管理和隐患分类统计困难的问题，设计了一个隐患排查数字化平台。该平台将数字化系统与隐患排查治理有机结合，拥有隐患数据采集和存储模块、隐患管理模块、分析处理模块和综合展示模块。可开展隐患危险源识别管理、隐患分析和分类分级，隐患处置等智能分析处理工作。可以统计分析不同维度的隐患数据，以便了解隐患的分布情况、隐患类型和整改进展，为制定精准的整改方案和优化隐患排查流程提供重要依据，平台配置了移动端和电脑端界面，能够轻松完成隐患排查及整改工作，有效实现隐患排查的闭环管理，确保隐患的妥善处理，进一步降低了生产安全风险。平台实现了隐患排查工作的智能化、信息化、网络化，进一步提升了排查工作的效率和成效，最大程度助力生产经营单位优化隐患排查流程，全面提升了企业安全生产管理水平，保障员工安全。
关键词：安全隐患;分类分级;闭环管理;数字化;隐患排查
作者单位：西门子(中国)有限公司;
引文格式：张宇.安全隐患排查闭环管理数字化平台设计及应用[J].机电工程技术,2024,53(09):257-260+281.
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标题：基于PLC控制的甘蔗原料辅助输送系统设计及应用
作者：周胜超;梅竹松;封光磊;刘志一;李德海;
摘要：设计了一款甘蔗原料辅助输送系统。使用液压翻板机对甘蔗原料进行自卸处理，再通过理平、除杂等处理，将甘蔗原料最终送入压榨工艺段。通过PLC控制器与人机界面（HMI）的高精度协调控制，在线监测各系统的压力、温度、角度、质量；同时也通过Modbus通信总线，实时在线监测控制各系统变频驱动的电机电流、电机转速、输出功率；结合各系统的输送速度要求，将速度经PLC程序智能换算后通过总线写入变频驱动内部进行高精度速度控制。最终将辅助输送系统的所有数据显示、控制集成于HMI，实现输送系统的集中控制。所设计的系统可大大降低糖厂的劳动强度，提高糖厂的生产效率，节约成本，并高效满足糖厂输蔗需求，为生产工艺提供极大方便。
关键词：甘蔗原料;辅助输送;PLC;HMI;Modbus
作者单位：昆明克林轻工机械有限责任公司;
引文格式：周胜超,梅竹松,封光磊,等.基于PLC控制的甘蔗原料辅助输送系统设计及应用[J].机电工程技术,2024,53(09):261-265.
55
标题：新型Q460材料单层球形网壳结构设计与受力分析
作者：赵战国;范景峰;梅二召;余利鹏;
摘要：对新型Q460材料单层球形网壳结构进行三维建模与受力分析，运用三维软件SolidWorks对单层球形网壳结构进行简化建模，对其中的关键部件的连接和焊接进行详细设计；同时对钢屋盖结构进行设计，并对张弦梁进行详细的制作与结构施工；利用3D3S钢结构—空间结构设计软件对新型Q460材料的单层球形网壳结构进行预应力施加以及结构优化设计等数值模拟计算分析，通过数值模拟分析得出不同矢跨比、预应力、撑杆高度、网壳边杆厚度、网格尺寸对单层球形网壳结构极限承载力大小影响的变化规律，得出矢跨比、撑杆高度、网壳边杆厚度、网壳尺寸对单层球形网壳结构极限承载力影响较大，预应力对极限承载力影响较小，该网壳结构最大极限承载力可以达到11.268 kN/m~2，为后续更大空间的单层球形网壳结构的设计和受力分析提供理论参考。
关键词：单层球形;预应力;矢跨比;受力分析
作者单位：河南应用技术职业学院机电工程学院;郑州大学综合设计研究院有限公司;
引文格式：赵战国,范景峰,梅二召,等.新型Q460材料单层球形网壳结构设计与受力分析[J].机电工程技术,2024,53(09):266-270+294.
56
标题：正交实验设计优选FDM＿3D打印工艺参数
作者：吴卫萍;刘松;刘旭;
摘要：由于FDM＿3D打印工艺参数对制件力学性能有较大影响，采用正交实验设计方法，系统地探讨了聚乳酸（PLA）材料在熔融沉积成型3D打印过程中，不同工艺参数对试样拉伸性能的影响程度。实验结果表明，在4个工艺参数中，填充密度对PLA试件的拉伸性能影响最为显著，而打印速度对拉伸强度的影响则相对较小。通过极差分析得出，当打印层厚为0.25 mm，填充密度为70%，填充速度为50 mm/s，并采用内六角填充模式时，可以制得拉伸性能最优的PLA制件，方差分析表明填充密度对抗拉强度影响较显著（P<0.05），层高、打印速度、填充单元对抗拉强度影响均不显著。最后，通过实验证实了上述工艺下的试件具有最高的拉伸强度。这一发现对于优化FDM 3D打印工艺参数，提升PLA制件力学性能具有重要的指导意义。
关键词：正交实验;FDM;PLA;工艺参数;拉伸性能
作者单位：广东松山职业技术学院先进制造学院;
引文格式：吴卫萍,刘松,刘旭.正交实验设计优选FDM＿3D打印工艺参数[J].机电工程技术,2024,53(09):271-274.
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标题：Ti-48Al-2Cr-2Nb合金在流动电解液中的钝化行为及非线性动力学分析
作者：唐卿;王鑫;李凌;陈年;廖翠姣;
摘要：探究Ti-48Al-2Cr-2Nb合金钝化膜的稳定性和形成过程以提高电解加工中的抗杂散腐蚀。通过循环伏安曲线确定了Ti-48Al-2Cr-2Nb合金的钝化电位，通过相空间重构、递归图及其定量分析确定系统的波动程度和稳定性，并运用形核曲线和功率谱密度分析钝化膜的形成过程。结果表明，Ti-48Al-2Cr-2Nb合金在20% NaNO_3溶液中的钝化区间为0～1.8 V，进而依次选取0.8、1.0、1.2、1.4、1.6 V这5个电位的钝化区间，分析动态流场下形核曲线，发现钝化膜的成膜过程主要是扩散的方式控制瞬间形核以及三维生长方式进行，然后通过功率谱密度发现钝化膜的生长过程受到粒子的分形布朗扩散影响。通过分析钝化过程的非线性动力学行为，发现相空间重构的吸引子整体波动程度较小的电位有1.2V和1.4V，且通过递归定量分析，发现1.2V电位下系统具有很强的周期性。
关键词：Ti-48Al-2Cr-2Nb合金;形核曲线;功率谱密度;相空间重构;递归图
作者单位：湖南工业大学机械工程学院;
引文格式：唐卿,王鑫,李凌,等.Ti-48Al-2Cr-2Nb合金在流动电解液中的钝化行为及非线性动力学分析[J].机电工程技术,2024,53(09):275-281.
58
标题：适用于埋地电缆的通信信道模型研究
作者：白浩;董文活;郭以贺;
摘要：机场助航灯光系统是确保飞机安全起降的关键，需要每日进行巡检，保证其正常稳定工作。但传统通信方式限制了机场助航灯自动化监测系统的发展。利用电力线通信具备免布线、高安全性和易实现等优势，研究埋地电缆的信道模型，分析埋地电缆的单位长度参数求解方法，分析大地电导率和介电常数的影响，提出了适用助航灯埋地电缆的信道模型。在埋地电缆信道模型基础上，建立了整体信道模型，分析了电力线通信信号在每个助航灯间传输的衰减规律，结果表明在2 MHz以下可以通过中继方式构建助航灯监测通信网；在几十kHz以下的低频段可以实现3 km内全部助航灯节点的直接通信。电力线通信技术可以满足助航灯的监测需求。
关键词：电力线通信;埋地电缆;传输线理论;散射参数
作者单位：华北电力大学电气与电子工程学院;
引文格式：白浩,董文活,郭以贺.适用于埋地电缆的通信信道模型研究[J].机电工程技术,2024,53(09):282-285+290.
59
标题：面向教学的磁耦合谐振式无线电能传输系统研究
作者：徐琛;尹仕;石丹;
摘要：围绕电路分析与测量实践教学，研究了一套兼具挑战性和展示度且适合低年级本科生自主探索的无线电能传输系统设计方法。该方法将复杂传输问题进行有效简化，聚焦电路及磁场分析，在各个环节中将理论分析、仿真分析与实验探究相互结合，做到理论结合实际。并开发了一套灵活方便的计算线圈电感工具和电力电子逆变模块，能够较好地满足实际教学的需要，支撑本科生自主设计搭建系统并展开研究。通过该方法和相应研发的工具，学生可自主设计一套兼具挑战性和展示度的无线电能传输系统，有效培养学生的电路分析与设计能力以及解决实际问题的能力。
关键词：无线电能传输;谐振;系统设计;电感计算;教学
作者单位：华中科技大学电气与电子工程学院;
引文格式：徐琛,尹仕,石丹.面向教学的磁耦合谐振式无线电能传输系统研究[J].机电工程技术,2024,53(09):286-290.
60
标题：面向无线传感网络节点的热电能量收集系统设计
作者：洪培瑶;李澍源;
摘要：针对无线传感网络供电的电池容量小以及能量收集效率低的问题，从系统升压和自启动等两方面提出一种应用于无线传感网络的热电能量收集系统。该系统利用LTC3108升压芯片进行升压操作，使系统能够在低至20mV输入电压下实现自启动工作；且该系统利用恒定电压法追踪最大功率点，提高能量收集系统升压转换效率。通过电路仿真和实验，验证最大功率点追踪与升压功能。仿真结果表明，当输入电压为0.5 V，输出电压约为2.5 V，转换效率为83%；试验结果表明：对主电路升压效率进行测试，温差发电机输出电压在100～600mV时，主电路升压效率维持在61%～75%，实验结果和仿真结果相近，表明所设计的热电能量收集系统设计满足无线传感网络工作需求。
关键词：自启动;最大功率点追踪;升压转换;无线传感网络;能量收集
作者单位：福建开放大学;福建师范大学;
引文格式：洪培瑶,李澍源.面向无线传感网络节点的热电能量收集系统设计[J].机电工程技术,2024,53(09):291-294.
61
标题：利用行波传输参数方程对高压电缆靠近端头故障点进行定位的新方法
作者：燕飞;燕富子;
摘要：针对6～35 kV高压交联聚乙烯绝缘电力电缆局部放电故障点的位置靠近端头时难以准确定位的难题，根据行波传输的参数方程理论，提出了一种故障点定位的新方法。首先在非高压试验线引入的一端，使用铜单丝连接故障相与健全相，然后放入试验油杯中，使得局部放电脉冲波的传播路径长度延长1倍；然后，利用故障测试仪进行故障点定位，捕获局部放电脉冲波形，计算出脉冲波在交联电缆中的单个传播周期。此方法不仅能够确定故障点的位置是靠近远端还是近端，还能够准确地计算出故障点距离端头的位置。模拟试验和生产实践证明，所提方法不需要增加仪器，定位结果有效。
关键词：交联电缆;局部放电;行波;故障点定位
作者单位：青岛恒星科技学院机械与汽车工程学院;青岛恒星软创科技有限公司;
引文格式：燕飞,燕富子.利用行波传输参数方程对高压电缆靠近端头故障点进行定位的新方法[J].机电工程技术,2024,53(09):295-297+316.
62
标题：电力电容器外壳耐受爆破能量试验系统设计
作者：杨仁旭;丁锦华;肖奕;赵婧;廖学森;丁晓军;
摘要：电容器外壳耐爆性能是电力电容器的重要安全性指标之一，相关的行业标准仅给出了该项测试的具体要求，并未对测试方法进行明确的要求。通过分析现行标准对电力电容器外壳耐受爆破能量试验的具体要求，基于RLC回路电流法，对试验回路参数设计进行理论计算。基于理论计算数据，设计出电力电容器外壳耐受爆破能量试验系统所需储能电容、电阻、电感等元件参数，并根据放电电流特点选取了电流测量元件参数，最终搭建出完整测试系统。同时选取了3种规格电容器进行了验证测试，测试结果表明，基准放电波形的相邻峰值比均大于0.8，放电电流波形的频率均大于4kHz，符合DL/T1774中关于电容器外壳耐受爆破能量试验中对放电电流波形的要求，进一步验证了该方法设计的电容器外壳耐受爆破能量试验装置符合实际应用需求。
关键词：电容器外壳;耐受爆破;试验系统;基准放电波形
作者单位：国家智能电网输配电设备质量检验检测中心(广东);广安电气检测中心(广东)有限公司;广东省标准化研究院;
引文格式：杨仁旭,丁锦华,肖奕,等.电力电容器外壳耐受爆破能量试验系统设计[J].机电工程技术,2024,53(09):298-301.
63
标题：基于复模态分析的某盘式制动器制动尖叫与试验
作者：陈荣中;郑德金;曾勇;吕世明;
摘要：为了解决某乘用车台架制动噪声匹配满足客户的CAE仿真分析及台架试验要求以及CAE仿真与试验的吻合性，建立了一种制动器带半悬架总成的复特征值CAE仿真模型，此仿真模型的接触边界通过实际接触状态建立连接并建立摩擦耦合模型，仿真分析提取了不稳定模态振型以及耦合前的振型，揭示出有尖叫倾向的不稳定模态是由子结构未耦合时的多阶振动模态叠加而成，分析提取了不稳定模态下各个子零部件的应变能，从应变能中分析出各个子零部件贡献的大小，提取了不满足客户要求的不稳定模态下各子零部件的应变能，揭示出此不稳定模态下支架的应变能最大其在此不稳定模态中的贡献最大，对支架进行结构优化，在支架副梁的两端增加配重质量块，将优化后的支架再次替换原状态支架进行复模态分析，CAE分析结果表明，所有的负阻尼比均小于2%，满足客户设计目标。将优化后的支架实物替换原状态支架进行台架试验，试验结果零噪声，满足设计要求。通过试验与CAE仿真分析对比结果，表明该复模态分析方法能较好地指导制动噪声的分析与解决，有一定的指导作用。
关键词：盘式制动器;制动尖叫;复模态分析;试验
作者单位：辰致(重庆)制动系统有限公司;重庆水利电力职业技术学院;
引文格式：陈荣中,郑德金,曾勇,等.基于复模态分析的某盘式制动器制动尖叫与试验[J].机电工程技术,2024,53(09):302-306.
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标题：YPR2500型耐火砖自动液压砖机液压系统技术特点分析
作者：余锐平;罗成辉;
摘要：液压系统是自动液压砖机的动力系统，应具备高效、快速、节能、稳定可靠、操作维护方便等特点。设计了YPR2500型耐火砖自动液压砖机液压系统，采用液压仿真对液压管路的布置、阀块内油道流场等进行仿真，优化阀块通道，以降低液压油流动的沿程阻力，减少节流损失等；采用流场仿真对充液系统的结构及主缸充液、排液过程进行仿真，优化充液结构，以提高液压油的弹性模量和使用寿命，提升压砖机的工作效率，降低能耗等。分析了YPR2500型耐火砖自动液压砖机液压系统的技术特点，便于用户对该压砖机液压系统功能有更深的认识，为压砖机的日常使用、维护保养等提供帮助，也为其他耐火砖自动液压砖机制造厂商的液压系统设计和优化提供参考。
关键词：耐火砖自动液压砖机;液压系统;液压仿真;流场仿真;变量泵;能量回收;安全系统
作者单位：佛山市恒力泰机械有限公司;
引文格式：余锐平,罗成辉.YPR2500型耐火砖自动液压砖机液压系统技术特点分析[J].机电工程技术,2024,53(09):307-311.
65
标题：RTY1250型天然气压缩机组高温停机处理
作者：闫新;缑雅洁;苗润金;郝学磊;康军虎;李伟斌;
摘要：针对靖边气田某增压站RTY1250型天然气压缩机组夏季运行发动机夹套水温过高，造成停机次数频繁等问题，采用CFD软件对机组空冷器散热能力开展热力学分析。基于分析结果对机组空冷器上方发动机排气尾管进行改造。结果表明：发动机排气尾管改造对降低发动机夹套水温具有可行性，改造后高温尾气对于空冷器顶部的影响范围变小，有助于提高空冷器散热量；经过现场改造，得到改造后天然气压缩机组夹套水温最高出现在下午15—18时，最高温度为88℃，比改造前降低了5℃，日平均温降为3.84℃，有效地减少了RTY1250压缩机组高温停机次数。
关键词：RTY1250压缩机组;高温停机;改造试验;CFD模拟
作者单位：长庆油田分公司第一采气厂;长庆油田分公司技术检测中心;
引文格式：闫新,缑雅洁,苗润金,等.RTY1250型天然气压缩机组高温停机处理[J].机电工程技术,2024,53(09):312-316.
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标题：机场老航站楼行李处理系统设计与分析
作者：杨桃;王若敏;蒋博;
摘要：机场老航站楼行李处理系统的信息化、自动化和系统化升级已迫在眉睫。针对行李分拣空间受限的老航站楼实现行李自动分拣，提出了自动导引车分拣和皮带输送机环形分拣两种设计方案，结合老航站楼具体条件，从行李处理系统整体结构、行李输送流程和分拣模式优缺点等角度对两种行李处理系统进行了分析和讨论，旨在探索一种延长老航站楼使用寿命，同时行李处理系统满足现代智能化的需求、可推广的民用机场行李处理解决方案。
关键词：机场;航站楼改造;行李处理系统;自动导引车;皮带输送机
作者单位：成都双流国际机场股份有限公司;
引文格式：杨桃,王若敏,蒋博.机场老航站楼行李处理系统设计与分析[J].机电工程技术,2024,53(09):317-320.