1
标题： 一种电机控制用异频RF无线遥控测试系统研究
作者： 曹志亮;鲁承兴;
摘要： 射频无线遥控由于其能实现非接触式的远距离控制功能且具有便携、成本低的优点，在工业及日常生活的电子产品中被广泛应用。但在使用过程中经常出现遥控不稳定、失灵等问题，如何判断遥控的性能好坏成为备受困扰的问题。通过对315、433、2.4 G三种常用的不同频率遥控进行研究，设计了一种基于单片机控制的检测系统。采用GD32单片机作为主控制器，同时采样电路使用主控制器的GPIO口模拟SPI传输信号与外部遥控接收器信号端连接，通过单片机软件配置不同模式协议，实现3种不同遥控信号采样；通过交流220 V变压和稳压控制为各功能器件提供直流5 V和3.3 V电源；结合晶体管驱动双路继电器实现直流电机正反转。实验过程中通过外接示波器、逻辑分析仪观测不同频率射频遥控的性能，实现了在电机控制应用过程中3种不同射频遥控性能的快速检测。
关键词： 射频;无线遥控;电机控制;单片机;检测
作者单位： 北京邮电大学电子工程学院;广东典派智能科技有限公司;
引文格式： 曹志亮,鲁承兴.一种电机控制用异频RF无线遥控测试系统研究[J].机电工程技术,2024,53(11):1-4.
2
标题: 半凹形聚焦超声换能器声场特性分析
作者： 刘欣;曾吕明;
摘要： 换能器的结构参数是影响其性能的重要因素，为了满足对换能器高分辨率的需求，设计了一种30 MHz半凹形单阵元自聚焦超声换能器。为了深入探究半凹形聚焦超声换能器声场特性的变化规律，先运用瑞利积分和惠更斯—菲涅尔原理建立了声压分布的数学模型，接着利用有限元分析方法，分析了换能器关键几何参数——曲率半径、凹面深度对其声场分布及性能的影响。仿真结果表明：在一定范围内，换能器焦点处的声压和-6 dB纵向焦区深度随着曲率半径和凹面深度的增加而增加；换能器-6 dB横向主声束宽度随着曲率半径和凹面深度的增加而减小。且相比于同曲率半径的球形聚焦换能器，球形聚焦换能器的主声束宽度为0.4 mm，而半凹形聚焦换能器的主声束宽度仅为0.2 mm，表明所设计的高频半凹形聚焦换能器具有优异的聚焦性能。该研究可为后续聚焦换能器设计与优化提供一个新的模型和奠定基础。
关键词： 高分辨率;超声换能器;有限元仿真;半凹形;球形
作者单位： 广东工业大学省部共建精密电子制造技术与装备国家重点实验室;
引文格式： 刘欣,曾吕明.半凹形聚焦超声换能器声场特性分析[J].机电工程技术,2024,53(11):5-8+100.
3
标题: 考虑旅客出行时间规律的枢纽站客流预测
作者： 黄婉玲;傅惠;陈乔煜;
摘要： 客流预测一直是大型客运枢纽站运营的重要挑战，受到节假日等因素的影响，客流量波动较大。为提高枢纽站客流预测的准确性，提出考虑旅客出行时间规律的枢纽站客流预测模型。首先基于实际样本数据，利用多种机器学习方法对预测模型进行训练和测试，选择输出效果最优的预测模型，实现对车次发送人次的预测；同时，基于WiFi定位技术，于枢纽站内收集WiFi探针数据，深入挖掘旅客提前到站时间的规律性，以更好地捕捉客流的动态变化。该方法预测模型的效果评分达到0.85以上。通过将车次发送人次预测结果与旅客提前进站时间规律相结合，获得目标日下更精细的进站客流量预测结果，可为铁路运营方制定客流管制计划提供精准定点的数据支撑，以提升运营的稳定性，减少站场的运营浪费。
关键词： 客运枢纽站;客流预测;WiFi定位
作者单位： 广东工业大学机电工程学院;
引文格式： 黄婉玲,傅惠,陈乔煜.考虑旅客出行时间规律的枢纽站客流预测[J].机电工程技术,2024,53(11):9-12+36.
4
标题: 基于S7-1200 PLC的物料加工分拣控制系统设计
作者： 范永胜;李少龙;张波;
摘要： 为了给智能制造领域培养更多具备解决复杂工程问题能力的技术及创新型人才，以S7-1200的1215C为控制核心设计了一套具有送料、加工、装配、检测及分拣功能的离散行业自动化生产线的电气控制系统。方案采用了分布式PLC控制系统，以供料加工单元PLC为例设计了I/O分配表并进行了电机及驱动器的选型。在TIA Portal V18中进行了设备组态、工艺“轴”组态并利用模块化方法设计了不同功能的FC，重点阐述了运动控制和顺序控制的设计思路，同时应用WinCC RT Professional进行了上位机监控系统设计。经过测试验证，系统运行良好。实践表明，该系统可用于开展诊断、调试、排故、优化改进直至全新独立设计的全过程演练，以提高工科学生综合分析、设计和创新能力。
关键词： S7-1200;TIA Portal V18;运动控制;顺序控制
作者单位： 河北建筑工程学院电气工程学院;
引文格式： 范永胜,李少龙,张波.基于S7-1200 PLC的物料加工分拣控制系统设计[J].机电工程技术,2024,53(11):13-16+110.
5
标题: 基于STM32的多功能创面光疗仪控制系统设计
作者： 徐兰英;曾宝雯;邹家珲;梁晓雯;汤国林;庞李;冯思晨;
摘要： 为改进传统光照理疗仪的使用功能局限，治疗模式单一等不足，设计一种基于双单片机的多功能的高稳定性的创面光疗仪控制系统。整个系统以ARM Cortex-M4内核的微处理器进行主控制器设计，主要用作与人机交互模块通讯，而STC32G12K128单片机主要负责接收来自主控制器的命令进而驱动温控模块、照射模块、创面冲洗消毒模块。软件中的触控屏部分基于CodeBlocks开发环境编写程序，实现STM32与RGB电容触控屏通讯；由STC单片机控制的硬件模块程序基于Keil5开发平台采用C语言编写。经实验测试表明，该系统在光疗和创面冲洗消毒2种不同功能和3种理疗模式下都能够有效运行，控制精准，输出稳定，满足个性化治疗需求。
关键词： 光疗仪;创面冲洗消毒;STC32G12K128单片机
作者单位： 广东技术师范大学机电学院;
引文格式： 徐兰英,曾宝雯,邹家珲,等.基于STM32的多功能创面光疗仪控制系统设计[J].机电工程技术,2024,53(11):17-21.
6
标题: 基于树莓派和星闪技术的货车防驾驶疲劳系统设计
作者： 庞小兰;史煜;陈浩航;杨凯程;曾千玮;李周倩;
摘要： 设计一种货车防疲劳驾驶系统，通过摄像头及树莓派芯片对货车驾驶员的面部信息进行收集分析，以此判断驾驶员的疲劳状态，通过声光电等多种方式以及通过星闪通信技术与智能终端进行通信，从而对驾驶员进行疲劳提醒。通过STM32单片机供电电路设计、星闪供电电路设计、树莓派与星闪通信串口转换电路设计，为系统提供了硬件工作支持；同时进行了STM32软件设计和防疲劳算法控制系统软件设计，最后根据系统的软硬件设计进行了系统测试仿真。测试结果表明，系统基本能够正确识别驾驶员的人脸信息判断疲劳状态，智能座椅振动、蜂鸣、灯光等多种提醒方式能够及时执行，解决了现有货车防疲劳驾驶系统提醒方式单一的问题，从而有效减少了疲劳驾驶的概率。
关键词： 星闪通信技术;疲劳驾驶;智能座椅
作者单位： 广东理工学院智能制造学院;
引文格式： 庞小兰,史煜,陈浩航,等.基于树莓派和星闪技术的货车防驾驶疲劳系统设计[J].机电工程技术,2024,53(11):22-25.
7
标题: 现代产品的构成及设计创新途径发现研究
作者： 梁世初;杜江;
摘要： 将现代产品视作涵盖“技术方案、经济、社会、文化”等多因素的复杂系统，在基于系统科学还原论思想面向全生命周期分析现代产品构成要素的基础上，首先讨论了现代产品内涵及全生命周期构成要素，之后对产品构成要素的设计创新价值及影响性进行分析，继而描述现代产品构成要素设计创新的关联影响性分析方法，对现代产品构成要素的层级及现代产品构成要素的层级对于产品设计创新的作用和价值进行分析，进而围绕产品构成要素彼此之间设计创新的影响关系，提出了基于形态学矩阵量化描述产品构成要素对于产品设计创新的影响，并按影响程度对识别产品设计创新途径的方法进行了分析。对现代产品的构成及设计创新途径发现进行研究，并且为产品设计创新活动的自动化、智能化开展从方法论层面提供有价值的实践和探索。
关键词： 产品构成要素;创新设计;创新链;形态学矩阵
作者单位： 西安工业大学先进制造工程研究所;
引文格式： 梁世初,杜江.现代产品的构成及设计创新途径发现研究[J].机电工程技术,2024,53(11):26-30+42.
8
标题: 基于科技创新战略的智能化自动缠绕弯头机构
作者： 任红伟;赵旭升;张世豪;杨国正;张荣豪;李洪侠;雒晓晨;
摘要： 碳纤维管材以其强度高、耐腐蚀、质量轻等优点，被广泛应用。弯头作为重要的连接配件，其加工过程仍主要依靠人工手动或半自动，效率较低，严重影响和制约了碳纤维复合材料的发展。所以，研发智能化弯头自动缠绕机显得尤为重要。在国内外现有缠绕技术基础上，设计一种更具有创新性的全自动弯头缠绕机，利用滑轨与滚珠丝杠结构组合的形式，实现x、y、z三方向水平滑移的基础运动，结合机械臂与控制程序的配合实现胶液的供应，组合为螺旋运动，实现自动缠绕。从而将手动、半自动作业升级为全自动智能化作业，在保证产品质量的前提下，进一步降低生产成本，提高生产效率，取代传统的生产工艺，顺应“中国制造2025”发展战略下传统生产方式的更新换代形势，适应市场需求。
关键词： 弯头;缠绕;自动化;智能化
作者单位： 山东石油化工学院智能制造与控制工程学院;
引文格式： 任红伟,赵旭升,张世豪,等.基于科技创新战略的智能化自动缠绕弯头机构[J].机电工程技术,2024,53(11):31-36.
9
标题: 基于Profinet总线的钢珠装配生产线的控制系统设计
作者： 李有兵;曾一新;林勇;
摘要： 以西门子S7-1200 PLC、运程IO模块、触摸屏为主要控制设备，设计了钢珠装配自动生产线控制系统，实现了料盒供料、料芯供料、高度检测、钢珠装配、视觉检测分拣、料盖装配、龙门搬运入库的自动化生产。系统通过数字孪生技术NX MCD和TIA V16对生产线的控制艺过程进行了虚实联调验证，结果表明系统的设计是可行的。钢珠装配自动生产线控制系综合应用了PLC控制、组态、运动控制、工业视觉控制、变频器控制、传感检测、气动、以太网通信等相关知识和技术，实现了钢珠装配自动化生产，提升了钢珠装配生产线的自动化管理和控制技术水平，提高了自动化生产线的灵活性和实时性，增强了系统运行的稳定性和可靠性，降低了生产成本，提高了产线的生产效率，具有较高的应用价值。
关键词： S7-1200 PLC;Profinet总线;视觉检测;运动控制
作者单位： 广州城建职业学院机电工程学院;
引文格式： 李有兵,曾一新,林勇.基于Profinet总线的钢珠装配生产线的控制系统设计[J].机电工程技术,2024,53(11):37-42.
10
标题: 数字孪生技术在“柔性制造控制系统”实践教学改革中的设计与应用
作者： 闫海兰;尚坡利;
摘要： 智能制造领域人才培养中，实践教学越来越成为提高学生动手能力的一个重要部分。但实践教学存在实训场地和实训时间受限、成本高、安全难以保证等问题，在分析了“柔性制造控制系统”实践教学需求后，构建了系统数字孪生实践平台。首先，以“柔性制造控制系统”实训设备为对象，利用数字孪生技术，构建了数字孪生系统框架。其次，对系统中包含的实训设备物理实体模型、数据采集与映射、数字孪生平台的多维度模型进行了详细阐述。最后，将构建的“柔性制造控制系统”数字孪生实践平台应用于实践教学的翻转课堂。教学实践表明，该数字孪生实践平台解决了因实体设备限制导致的问题，并促使线上、线下教学深度融合，提高了学习效率和动手能力、降低了学习成本。
关键词： 实践教学;数字孪生;结构性矛盾;翻转课堂
作者单位： 兰州石化职业技术大学电子电气工程学院;
引文格式： 闫海兰,尚坡利.数字孪生技术在“柔性制造控制系统”实践教学改革中的设计与应用[J].机电工程技术,2024,53(11):43-45+88.
11
标题: 基于SolidWorks的冲压模具设计及装配
作者： 林彩梅;黎一强;欧星;
摘要： 冲压模具广泛应用于各行各业，在经济体系中占重要地位，CAD软件广泛应用于机械设计领域，但很多初学者很难掌握冲压模具设计技术，或需花费大量时间来绘制设计图及进行三维造型，为解决该难题，以项目案例形式，设计出用导正销定位的连接片级进冲压模具工作零件，采用导正销定位，有效解决定位精度问题，并对凸模、凹模等关键尺寸进行设计计算。采用方程式及尺寸标注驱动，基于SolidWorks软件，快速创建凸模、凹模的草图，通过基于特征进行三维造型，并基于三维模型进行关联性装配，有效快速检查出凸模安装是否相互干扰，模具设计是否合理。最后通过三维模型转换为工程图，得到对应的模具设计图样。结果表明基于SolidWorks进行模具设计，快速、高效，可节约设计时间。
关键词： SolidWorks;模具设计;定位;装配
作者单位： 罗定职业技术学院;
引文格式： 林彩梅,黎一强,欧星.基于SolidWorks的冲压模具设计及装配[J].机电工程技术,2024,53(11):46-50+115.
12
标题: 动态柔性装配作业车间集成投放式调度算法性能分析
作者： 钟宏扬;乔海晔;黄润;黄秀丽;李程文;
摘要： 动态柔性装配车间调度问题（DFAJSP）在生产调度领域中具有重要研究意义，当此问题达到特定规模后，问题最优解近乎无法在一定时间内给出。因此，提出集成“投放控制-工艺规划-作业分派”决策的三阶段式控制体系以求解DFAJSP：该体系由投放控制、工艺规划和作业分派决策构成；针对作业分派能及时应对突发事件但缺乏全局优化的弱点，嵌入了面向生产资源负荷均衡性的投放控制决策。此外，工艺路径决策策略被嵌入到负荷型投放控制中，从而为每个生产任务确定最佳工艺路线。为了评估所设计的12种集成投放式调度算法的性能，所设计的集成投放式调度方法在3种工艺柔性程度、6种负荷上界设置下开展了仿真实验以评估其性能。结果表明工艺柔性程度与算法的生产周期与交付性能指标高度相关，将工艺路径决策嵌入到集成投放式调度算法中能有效改善动态柔性装配车间调度的各项生产指标。
关键词： 柔性装配作业车间;投放控制;工艺规划;作业分派;仿真评估
作者单位： 佛山职业技术学院电子信息学院;佛山职业技术学院经济管理学院;
引文格式： 钟宏扬,乔海晔,黄润,等.动态柔性装配作业车间集成投放式调度算法性能分析[J].机电工程技术,2024,53(11):51-55+160.
13
标题: 同向双螺杆挤出机充满度与分散混合关系的研究
作者： 揭旭彰;喻慧文;董沛洲;王志群;靳洪胜;
摘要： 充满度在双螺杆挤出机领域用于表征物料在流道内的占有比例，占有比例的变化会影响机筒内部的速度场、压力场和停留时间。在同向双螺杆挤出机的工作过程中，机筒内部的充满度高低会影响混合能力从而导致成品质量有所偏差。另一方面，近年来充满度的测量方法虽然已经有了相关研究，但目前并没有对同向双螺杆挤出机在不同工况下充满度的预测模型，充满度对双螺杆混合效果的影响的相关研究也较少。为此，以常温的羧甲基纤维素钠（CMC-Na）流体作为实验用流体，在自研同向旋转双螺杆挤出设备上进行实验，实验得到螺杆转速、喂料速度和充满度的对应关系，建立起一种同向双螺杆挤出机充满度的预测模型。根据预测模型，进行实验探究充满度对双螺杆分散混合能力的影响，实验结果表明，双螺杆挤出机在充满度为0.4～0.6之间分散混合能力较为优异。
关键词： 同向双螺杆挤出机;充满度;螺杆转速;喂料速度;分散混合
作者单位： 五邑大学江门市高分子材料智能制造重点实验室;五邑大学机械与自动化工程学院;深圳市塞防科技有限公司;
引文格式： 揭旭彰,喻慧文,董沛洲,等.同向双螺杆挤出机充满度与分散混合关系的研究[J].机电工程技术,2024,53(11):56-59.
14
标题: 芬顿辅助的化学机械抛光研究进展
作者： 李银桃;关浩龙;郭英晖;
摘要： 随着电子信息制造业的快速发展，对GaN、SiC等衬底材料的工件表面质量要求越来越高。芬顿辅助化学机械抛光广泛应用于各种材料的表面平坦化加工。与传统化学机械抛光相比，芬顿辅助化学机械抛光在硬脆性材料、难加工材料上的抛光上具有高质量、无亚表面损伤等显著的优势。通过对芬顿辅助的化学机械抛光方法的加工原理进行总结，系统阐述了不同因素对芬顿辅助的化学机械抛光效果的影响，包括芬顿反应液的催化剂种类、双氧水浓度、pH值，以及磨料等机械去除作用等因素。最后就芬顿辅助的化学机械抛光在之后的发展趋势提出了建议。
关键词： 芬顿反应;化学机械抛光;催化剂;磨料
作者单位： 广西工商技师学院;广东省机械研究所有限公司;
引文格式： 李银桃,关浩龙,郭英晖.芬顿辅助的化学机械抛光研究进展[J].机电工程技术,2024,53(11):60-66.
15
标题: 基于滑模变结构控制的感应电动机调速系统研究
作者： 张立;张苑晴;吴宇深;张春良;
摘要： 针对感应电动机起动性能不佳、低频时转矩较低等缺点，在矢量控制的基础上，运用滑模变结构控制算法设计感应电动机调速系统中的转速外环。同时通过Matlab/Simulink平台搭建感应电动机调速控制系统，设计给定转速和调速变化两组实验观察感应电动机的起动特性和调速特性。实验结果表明，与传统PI结构的转速外环相比，采用滑模变结构控制算法设计转速外环，在起动过程中可以提高感应电动机的起动性能和稳态性能，在给定转速为1 200 r/min时，起动时间仅需0.06 s，而传统PI控制需要0.12 s；在调速过程中可以进一步提高感应电动机的起动速度以及缩短感应电动机在加速、减速过程所需要的时间，调速变化所需时间约为传统PI控制的一半。总的来说，基于滑模变结构算法设计的转速外环的感应电动机，具有更快的起动速度和更短的加减速时间，且无明显抖振现象。
关键词： 感应电动机;矢量控制;滑模控制;调速系统
作者单位： 广州市城市建设职业学校;广州大学机械与电气工程学院;
引文格式： 张立,张苑晴,吴宇深,等.基于滑模变结构控制的感应电动机调速系统研究[J].机电工程技术,2024,53(11):67-70+133.
16
标题: 集中冷热源系统级节能模型研究
作者： 张国华;王亮;李景涛;
摘要： 以集中冷热源系统为研究对象，基于系统负荷预测与末端负荷及供能特性适配的变水温模型在系统级层面提出了节能模型。其中系统负荷预测采用动量BP神经网络（MOBP）与遗忘因子模型相结合的方法；以当前室外干球温度、前一天同时刻负荷、前一天同时刻室外干球温度、当前时刻太阳总辐射强度和当前时刻相对湿度为神经网络输入特征变量，以当前时刻负荷为输出变量建立双隐层神经网络，并加入了时序偏差修正，预测精度显著提升。变水温模型则基于适配预测负荷与末端特性的方法建立动态模型，基于实测数据，辨识了新风末端及辐射末端特性参数，进一步计算出动态水温参数，并作为冷热源系统供能设定参数，该优化模型在实际项目中进行了实践应用，负荷预测时序特性与统计特性与实际供热负荷相一致，项目同比节能量达38.8%。
关键词： 冷热源;系统节能;模型研究;负荷预测;变水温模型
作者单位： 上海朗绿建筑科技股份有限公司;
引文格式： 张国华,王亮,李景涛.集中冷热源系统级节能模型研究[J].机电工程技术,2024,53(11):71-75.
17
标题: 带软硬时间窗的车载无人小车协同配送路径优化
作者： 杨卓;叶艳;
摘要： 研究带软硬时间窗的车载无人小车协同配送路径问题，卡车在停靠点释放回收无人小车，在考虑包裹质量、体积的基础上，小车必须在硬时间窗范围内为客户配送包裹，且在小的软时间窗外服务时带有惩罚成本。针对该问题，构建以行驶成本和时间窗惩罚成本之和最小为目标函数的整数规划模型，并在大规模邻域搜索算法（Large Neighborhood Search,LNS）的基础上引入一种自适应机制，设计一种改进的自适应大邻域搜索算法（Adaptive Large Neighborhood Search,ALNS）进行求解。对比ALNS、LNS和遗传算法（Genetic Algorithm,GA）在调整后的Solomon算例中的求解表现。结果表明，所提算法的解质量更好，相对于LNS、GA的平均优势分别是14.6%、32.4%，且能在更短的时间内得到最优结果，求解效率良好。所设计的算法能解决带软硬时间窗的车载无人小车协同配送路径问题。
关键词： 车载无人小车;时间窗;路径优化;多行程协同配送;自适应大邻域搜索算法
作者单位： 广东工业大学机电工程学院;
引文格式： 杨卓,叶艳.带软硬时间窗的车载无人小车协同配送路径优化[J].机电工程技术,2024,53(11):76-82.
18
标题: 水葫芦小型清捞机的设计与试验
作者： 陈圣豪;陈建能;蒋超;蒋家建;陈品策;夏旭东;
摘要： 目前对于水葫芦防治，我国大部分大型水域已有相对完善的防治技术与成熟设备，但是各类小型水域仍以人工清捞为主。为此，基于小型水域与水葫芦的特性，研发了一种水葫芦小型清捞机作为优于人工清捞的自动化解决方案。清捞机由打捞系统、切断分离系统、动力系统与电路控制系统4部分组成。打捞系统由无刷电机驱动的圆锯片、直流电机驱动的清捞轮与传送带组成，考虑运动过程中的特殊位置，建立了水葫芦清捞过程中的运动学模型以使水葫芦能顺利进入舱体；切断分离装置由双轴丝杆组成，通过静载荷与压杆稳定性得出丝杆的参数要求，通过总扭矩得出步进电机的参数要求。之后通过SolidWorks软件对打捞转轮进行静力学分析与优化设计以确保该关键零件的工作强度。搭建后进行实机测试，结果表明这种利用遥控操控的清捞机，操作简单省力、工作可靠，作业生产效率不低于67.5 m2/min，能够实现在小型水域连续作业，在节省人力物力的同时，极大提高了清捞作业效率与素质要求。
关键词： 自动化;水葫芦清捞机;遥控控制;SolidWorks
作者单位： 浙江理工大学启新学院;浙江理工大学机械工程学院;
引文格式： 陈圣豪,陈建能,蒋超,等.水葫芦小型清捞机的设计与试验[J].机电工程技术,2024,53(11):83-88.
19
标题: 基于ABB机器人的小熊挂饰打磨抛光仿真设计
作者： 崔亚飞;罗辉;张松亚;邓慧;
摘要： 针对传统机器人对复杂工件难以打磨抛光等问题，设计了小熊挂饰的抛光与打磨方案，利用工业机器人对小熊挂饰进行打磨抛光。首先，需要先使用SolidWorks画出小熊挂饰，再根据实际情况选择合适的工业机器人来进行打磨抛光，然后根据机器人选型设计机器人末端打磨工具和夹具，在RobotStudio中搭建合适的工作站完成仿真工作，做出最合理的抛光打磨方案。最后，配置ABB机器人的I/O信号，完成ABB机器人输入输出信号配置，完成ABB机器人外围电气连接，在RobotStudio中建立ABB机器人Smart组件，连接传感器、流水线、气缸、夹爪等控制，使用RobotStudio编程器来编写程序抛光打磨小熊挂饰，并且需要完成工作站安全防护围栏。实验结果表明，仿真系统能完成ABB机器人的小熊挂饰的抛光打磨，生产效率为150～200件/h，表面粗糙度范围为0.2～0.6μm，生产效率高且满足精度要求。
关键词： ABB;打磨;抛光;仿真
作者单位： 永州职业技术学院;
引文格式： 崔亚飞,罗辉,张松亚,等.基于ABB机器人的小熊挂饰打磨抛光仿真设计[J].机电工程技术,2024,53(11):89-91+170.
20
标题: 基于PLC的物料自动分拣系统设计
作者： 沈丽;张文瑾;刘珩;
摘要： 物料分拣作为物流和生产制造领域的核心环节，其重要性日益凸显。但传统的人工分拣方式在效率与准确性上存在局限性，物料自动分拣技术的引入成为了提升分拣效率的关键所在。综上所述，为了进一步提升物料分拣系统的工作效能与自动化水平，设计一种硬件设备完善、程序结构合理高效的分拣系统，采用西门子PLC进行编程控制，并结合组态王MCGS软件实现上位机的设计。对系统的整体架构、软硬件设计与调试过程以及实际应用效果进行了详细介绍。经过严格的测试，系统展现出了出色的灵活性与适应性，能够根据不同使用场景进行针对性的优化，因此具有极高的实用价值。在实际应用中，能够有效保障物料传送分拣的准确性、稳定性与可靠性，同时实现了高效的自动化控制。
关键词： PLC;MCGS组态王;物料自动分拣
作者单位： 苏州高等职业技术学校机电工程系;
引文格式： 沈丽,张文瑾,刘珩.基于PLC的物料自动分拣系统设计[J].机电工程技术,2024,53(11):92-95+105.
21
标题: 基于PPO算法的机械臂抓取策略研究
作者： 孔凡国;仇展明;王鑫;陈靖轩;袁功兴;
摘要： 以解决机械臂在面临多目标场景中执行抓取任务时的路径规划问题为目标，验证PPO算法在机械臂抓取策略上的可行性。研究采用基于PPO算法的深度强化学习，通过在PyBullet仿真环境中进行机械臂与物体的交互模拟，以机械臂末端的位置坐标和目标物体的位置坐标作为状态空间输入到深度强化学习网络，并输出下一步骤的机械臂末端位置坐标，再通过机械臂逆运动学求得各个关节的旋转角度作为动作的输出，最后结合经过优化的奖励函数，提高机械臂在训练抓取任务时的学习效率，加快收敛速度。仿真实验表明，经过优化的奖励函数和PPO算法的应用使得机械臂训练时获取的奖励值能够在第1 000回合左右开始收敛到-50～0，且能够在10步左右的步数稳定完成抓取任务，验证了该方法的可行性。该研究成果在机械臂抓取任务中取得很好的效果，为实际应用中解决复杂抓取问题提供了有力的方法和技术支持。
关键词： 深度强化学习;PyBullet;机械臂抓取;PPO
作者单位： 五邑大学机械与自动化工程学院;
引文格式： 孔凡国,仇展明,王鑫,等.基于PPO算法的机械臂抓取策略研究[J].机电工程技术,2024,53(11):96-100.
22
标题: SCARA机器人运动学建模与仿真分析
作者： 李婵;郭付龙;
摘要： 机器人数学模型的建立是对其控制的前提，根据SCARA机器人的结构特点，构建了SCARA机器人的机构简图，并在此基础上建立了参考坐标系，运用MDH建模理论和齐次变换方法建立了SCARA机器人的运动学模型，应用解析法求出机器人运动学方程及其逆解，为SCARA机器人的控制研究提供参考。根据SCARA机器人的D-H参数，采用Matlab Robotics Toolbox工具箱中的Link函数建立机器人连杆仿真模型，对SCARA机器人进行运动学仿真，并通过fkine、ikine函数分别验证了SCARA机器人模型及其正运动学和逆运动学的正确性。针对Matlab Robotics Toolbox中ikine函数仅能得到一组解，无法处理机器人多重解的问题，寻求出了利用Process Simulate软件导入SCARA机器人三维模型，构建SCARA虚拟仿真模型并进行运动学参数设置，通过各关节的运动调整验证逆运动学多解的方法，为机器人运逆动学验证提供新思路，也是机器人虚拟仿真的创新应用。
关键词： SCARA机器人;运动学模型;Matlab;Process Simulate
作者单位： 深圳技师学院中德智造学院;
引文格式： 李婵,郭付龙.SCARA机器人运动学建模与仿真分析[J].机电工程技术,2024,53(11):101-105.
23
标题: 基于Python的ABAQUS二次开发在模具型芯仿真分析中的应用
作者： 张潇龙;洪建明;
摘要： 运用ABAQUS软件进行型芯压铸热循环仿真可以模拟应力应变分布、预测寿命，为优化改进提供重要依据，但是在前处理时需要考虑型芯几何建模、边界条件设定、温度场变化曲线等多重因素。在设计研发初期，反复调整参数时会耗费大量人力和时间。因此采用Python语言为ABAQUS开发了专用内核脚本程序和配套用户界面（GUI）插件，将带点冷结构型芯热循环仿真的前处理过程参数化、系统化，并提供简单易用的参数控制界面，以提升仿真效率。最后根据实际生产参数进行模拟测试，结果表明：可以对不同尺寸和材料的模具型芯进行快速建模和自定义温度场加载，实现基于三维非稳态温度场理论的模具热循环有限元仿真。通过仿真分析，发现了模具型芯存在低周疲劳特征，并给出了改善型芯应力分布的结构设计建议。研究结果为模具型芯热疲劳研究提供了便捷的仿真试验方法，有效支撑了高质量模具研发。
关键词： 模具型芯;ABAQUS二次开发;有限元分析;Python
作者单位： 深圳职业技术大学机电工程学院;
引文格式： 张潇龙,洪建明.基于Python的ABAQUS二次开发在模具型芯仿真分析中的应用[J].机电工程技术,2024,53(11):106-110.
24
标题: 基于ROS的煤矿巷道巡检机器人系统设计
作者： 刘洵文;张子扬;徐保庆;
摘要： 为解决煤矿巷道环境复杂情况下巡检机器人在环境感知、导航避障方面智能较弱的问题，设计了一种基于ROS的煤矿巡检机器人。该机器人整体系统由决策层、感知层和执行层3部分组成。首先搭建机器人硬件平台；其次通过扩展卡尔曼滤波对里程计进行改进，提高机器人位姿估计的精度，用ORB-SLAM3算法将视觉-惯性-激光雷达信息进行融合，建立二维电子地图；最后使用A*算法和DWA算法对全局和局部进行路径规划，确保在建立好电子地图的环境中机器人能够实现自动导航。通过模拟环境验证机器人的导航和避障功能，结果表明该机器人在模拟环境中能够实现准确导航和自主避障，充分证明了该设计的可行性和实用性，在煤矿巷道内巡检和导航避障方面具有实际应用价值。
关键词： 巡检机器人;扩展卡尔曼滤波;二维电子地图;自动导航
作者单位： 国能神东煤炭集团有限责任公司;
引文格式： 刘洵文,张子扬,徐保庆.基于ROS的煤矿巷道巡检机器人系统设计[J].机电工程技术,2024,53(11):111-115.
25
标题: 嵌入式综采工作面刮板输送机链条自动张紧系统
作者： 呼小军;
摘要： 常规的综采工作面刮板输送机链条自动张紧系统的调节指令多为单一目标式，控制响应速度较慢，导致自动张紧延时增加。为此提出嵌入式综采工作面刮板输送机链条自动张紧系统的设计。根据自动张紧需求设定电控设备搭接，关联链条嵌入式自动张紧控制装置，完成系统硬件的设计；采用多目标的方式提高控制响应速度，设计多目标自动张紧调节指令，接入嵌入式交互自动张紧控制功能模块，实现系统软件的设计。系统测试结果表明：在不同的油缸行程背景下，5台刮板输送机的自动张紧延时均被控制在0.4 s以下。说明所设计的嵌入式综采工作面刮板输送机链条自动张紧系统效率更高、自动张紧可控性强，具有实际的应用价值。
关键词： 嵌入式;综采工作面;刮板输送机;链条自动张紧;张紧系统;远程可控
作者单位： 国家能源集团神东煤炭集团有限责任公司锦界煤矿;
引文格式： 呼小军.嵌入式综采工作面刮板输送机链条自动张紧系统[J].机电工程技术,2024,53(11):116-119.
26
标题: Process Simulate在机器人离线编程中的应用
作者： 崔久好;孙承峰;
摘要： 为实现以虚拟设备替代真实设备完成教学任务和教学目的，借助数字孪生技术，通过Process Simulate软件加载所需工业机器人模型并安装设置机器人控制器，完成工业机器人程序编写和调试，同时借助PLCSIM Advanced建立软件与PLC间的通信完成工业机器人相关产线PLC程序的编写，最终通过编写的自动化程序完成工艺流程验证和程序的下载。实践结果表明，与机器人自带的仿真软件程序相比，借助Process Simulate编写的机器人程序精度、效率更高，兼容多品牌机器人程序。在实现教学目的和教学任务的同时，更加安全和高效，所提方法有很强的实用性和推广价值。
关键词： 数字孪生技术;机器人程序编写;PLCSIM Advanced;高精度;实用性
作者单位： 山东莱茵科斯特智能科技有限公司;苏州大学机电工程学院;
引文格式： 崔久好,孙承峰.Process Simulate在机器人离线编程中的应用[J].机电工程技术,2024,53(11):120-123+147.
27
标题: 改进YOLOv5s的火灾金属短路熔痕视觉检测方法
作者： 张志鹏;邱天;张昕;朱震震;施博凯;
摘要： 电气火灾中金属短路熔痕种类的判别对火灾成因分析有着至关重要的作用，针对电气火灾中金属短路熔痕种类鉴别流程复杂、主要依靠专家经验等问题，提出一种改进YOLOv5s的轻量级金属短路熔痕检测方法，在保证精度前提下，提升检测效率，满足嵌入式设备需求。首先采用MobileNetV3轻量化网络替换YOLOv5s的主干网络，并将MobileNetV3中SE注意力机制进行轻量化改进，使得主干网络轻量化。将Neck网络中的Conv模块和C3模块改进为GSConv模块和VoV-GSCSP模块，使得颈部网络轻量化。采用一种对锚框质量动态评估的边框回归损失Wise-IoU，提高边框回归的整体性能。实验结果表明改进后网络mAP@0.5有所提升，达到91.4%，参数量变为原来的9.5%，为后续金属短路熔痕的识别和移动端部署提供了参考和依据。
关键词： 金属短路熔痕;识别;深度学习;轻量化;损失函数
作者单位： 五邑大学智能制造学部;
引文格式： 张志鹏,邱天,张昕,等.改进YOLOv5s的火灾金属短路熔痕视觉检测方法[J].机电工程技术,2024,53(11):124-129.
28
标题: 基于机器视觉的工件打磨系统设计
作者： 李水明;邵长春;
摘要： 针对人工方式对金属工件进行打磨作业劳动强度大和效率低等问题，设计一款基于六自由度工业机器人的机器视觉打磨系统。该系统由西门子1215PLC、埃夫特六自由度工业机器人、海康威视VisionMaster软件算法平台和工业相机及工控机等模块组成。PLC与机器视觉通过TCP协议通信。系统采用西门子1215 PLC作为控制核心，负责读取机器视觉信息和控制工业机器人动作。机器视觉模块主要通过工业相机对传送带上的金属工件进行图像采集，利用VisionMaster软件算法平台对图像进行高精度匹配、位置标定转换等将识别结果发送到主控PLC。六自由度工业机器人作为金属工件抓取、打磨、搬运入库执行机构，接收主控PLC发送的动作指令并执行。实验测试结果表明，机器视觉打磨系统能够实现对金属工件的视觉识别、抓取、打磨、入库等功能，满足智能打磨需求。
关键词： 打磨;工业机器人;机器视觉
作者单位： 柳州铁道职业技术学院智能制造学院;
引文格式： 李水明,邵长春.基于机器视觉的工件打磨系统设计[J].机电工程技术,2024,53(11):130-133.
29
标题: 基于机器视觉的智能变量售饭机设计与应用
作者： 何镜奎;武云发;
摘要： 基于机器视觉设计了一款智能变量售饭机。详细介绍了其主体机构、变量模组的结构、PCB控制板与触摸一体PCL的结合使用，给出了米饭检测（传感器）装置和PLC中央控制器控制出饭结构模型的创新设计和设计要点。专业检测结果显示，售饭平均速度达到2.55 s、饭量误差不大于5 g、连续运行时间3 h无故障、触摸感应平均时间0.5 s，且拥有杀菌消毒功能。实践证明，该售饭机运行平稳、安全，变量误差精度都达到设计要求，劳动生产率提高约50%。与其他同类型售饭机相比，该售饭机在各项功能上都有优势，用户满意度较高。
关键词： 智能;变量;售饭机
作者单位： 广东开放大学(广东理工职业学院)机器人学院;
引文格式： 何镜奎,武云发.基于机器视觉的智能变量售饭机设计与应用[J].机电工程技术,2024,53(11):134-137.
30
标题: 基于深度学习的新能源电池溯源二维码机器视觉检测系统设计
作者： 龙淑嫔;廖书真;陈胜利;周旭华;陈宁;
摘要： 新能源电池的生产、应用和回收必须依据二维码信息进行溯源管理，因此在新能源电池盒上需标注清晰正确的溯源二维码及按国标标注的明码字符信息。为了确保喷涂二维码图形和明码字符信息的质量和正确性，在进行新能源电池盒装配前需进行质量检测。为此，基于深度学习模型的应用，研究和设计溯源二维码机器视觉检测系统。分析新能源溯源二维码的检测需求，开展机器视觉检测系统相机、镜头和光源等硬件的选型及采集系统设计，采用深度学习技术实现溯源二维码的分类标注和模型创建，采用图像处理软件进行溯源二维码和字符检测校对程序的编写，封装程序并完成了二维码检测用户软件设计。对设计的新能源电池溯源二维码机器视觉检测系统进行测试验证，测试数据显示生产效率达15 EA/min、检测精度达0.01 mm、能精准检测出错误二维码和字符，能够快速、精确地进行电池盒二维码质量检测和分拣，满足企业自动化、高效率检测需求，提高生产效率。
关键词： 新能源电池;溯源二维码;深度学习;机器视觉
作者单位： 河源职业技术学院;
引文格式： 龙淑嫔,廖书真,陈胜利,等.基于深度学习的新能源电池溯源二维码机器视觉检测系统设计[J].机电工程技术,2024,53(11):138-142+152.
31
标题: 基于YOLOv5的微小飞行器自主识别及云-边-端视觉跟踪监控系统
作者： 李艺良;宋海鹰;黄彦嶂;谢卓凯;颜依颖;陈填韬;吴淇森;吴江南;陆淳鑫;
摘要： 随着无人机的普及，非法飞行现象给社会安全带来了严重威胁。针对无人机非法飞行监控中的难点，如目标与背景区分、快速准确跟踪、复杂环境下识别以及特征提取等，提出了一种基于云-边-端架构的视觉识别系统。该系统采用YOLO框架的深度学习算法进行无人机识别，并基于轻量化原则，对YOLOv5的架构进行了优化，以提高了YOLOv5对无人机识别的精度和处理速度。实验系统由树莓派控制的搭载摄像头的云台作为客户端，云端搭建服务器，两者通过MQTT协议进行通信。实验结果表明，所搭建的云-边-端架构的视觉识别系统利用改进的YOLOv5算法，能够以96%的平均精确度实时高效地在复杂环境下识别无人机，准确跟踪其运动轨迹，并具有良好的强弱光适应性。
关键词： 视觉识别;无人机安防;深度学习;轻量化
作者单位： 广东技术师范大学自动化学院;
引文格式： 李艺良,宋海鹰,黄彦嶂,等.基于YOLOv5的微小飞行器自主识别及云-边-端视觉跟踪监控系统[J].机电工程技术,2024,53(11):143-147.
32
标题: 基于模块化设计的高性能五轴联动机床的设计
作者： 刘小娟;郑浩枫;彭紫萍;王战涛;胡进;
摘要： 针对目前国产五轴加工机床精度不高、可拓性弱、可靠性差的问题，开发一款性价比高的高性能五轴联动机床。基于模块化设计理念，采用数字化设计技术，对机床的整体结构进行了合理规划。该机床主要由底座、龙门架、摇篮工作台、鞍座、立柱、主轴箱、刀库7个模块组成。其中底座、立柱、龙门架等关键部件均为自主设计开发。完成了机床安装调试。测试结果表明，机床的加工精度及表面质量均合格，加工性能达到了设计要求，关键性能指标优秀，加工零件3D轮廓精度0.015～0.025 mm，机床刚性0.5 mm，操作维护方便。所设计的机床售价为每台100～120万元，仅为进口机床的1/3，价格优势显著；同时该机床具有一机多用功能，在满足企业生产需求的同时，有效提升了企业的市场竞争力，推动了制造业的高质量发展。
关键词： 五轴联动机床;底座设计;立柱设计;龙门架设计;设计特色
作者单位： 中山职业技术学院机电工程学院;中山长准机电有限公司;
引文格式： 刘小娟,郑浩枫,彭紫萍,等.基于模块化设计的高性能五轴联动机床的设计[J].机电工程技术,2024,53(11):148-152.
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标题: 零件加工精度统计分析实验平台设计
作者： 万文;
摘要： 针对机械制造技术课程中零件加工精度统计分析实验通常采用手工计算绘图，效率低的问题，利用虚拟仪器平台进行开放性实验教学设计，采用LabVIEW作为软件开发平台，系统由数据显示、实际分布曲线、理论分布曲线和点图法4个模块组成，具有读取测量数据、图形显示结果、分析数据等功能，可显示加工实际尺寸的直方图、尺寸分布曲线图、单值点图和■-R质量控制图，并能确定工序的工艺能力，估算合格率和废品率等信息，可快速、精确地对零件加工精度进行计算与数据分析，从而大幅减少了数据评定的时间，数据处理和统计分析的准确性得到提高，可为零件加工质量判识提供可靠的依据，实现了加工精度的快速、可视化分析评定，学生能够更直观地理解课程的知识点，有助于提高学生的创新能力、分析和解决问题的能力。
关键词： 加工精度;虚拟仪器;LabVIEW
作者单位： 南昌航空大学航空制造工程学院;
引文格式： 万文.零件加工精度统计分析实验平台设计[J].机电工程技术,2024,53(11):153-155+192.
34
标题: AHP法在机械零件质量分析中的应用研究
作者： 李双成;陈兴媚;
摘要： 机加工中零件质量影响因素多，导致实际生产出现产品质量问题。为解决此问题，利用AHP法通过咨询相关专家及车间统筹管理人员、跟踪车间一线工人实际加工流程及查阅相关文献资料，构建影响零件加工质量因素的分层递阶结构模型，再以该领域内各专家对其影响因素的两两比较得出的判据，构建目标层与准则层及准则层与方案层的判断矩阵，对各个判断矩阵进行层次单排序和目标层次总排序，得出影响零件加工质量的各因素的重要度。结果表明：在目标层与准则层的单排序中，职工及设备对零件的加工质量影响度最大，零件的材料影响度次之，后续影响度次序是工艺和管理；总排序中目标层相对于方案层也按照权重大小给出了具体的排列次序，为各大企业进一步寻求零件加工质量提供参考依据。
关键词： 判断矩阵;层次单排序;层次总排序;一致性检验;最大特征根
作者单位： 广东理工学院基础课教学研究部;
引文格式： 李双成,陈兴媚.AHP法在机械零件质量分析中的应用研究[J].机电工程技术,2024,53(11):156-160.
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标题: 高速五轴联动加工中心主轴箱模态测试分析研究
作者： 廖菲;郭伟科;黄栋;罗良传;
摘要： 模态测试实验是航空、航天、汽车、舰船、工业装备、桥梁、建筑等研制、定型、使用和维护过程中不可或缺的重要方法与手段。基于模态测试试验理论搭建了实验环境，采用锤击法使用激光测振仪进行高速五轴联动加工中心主轴箱正面模态测试实验，通过实验测量和数据采集，在基本分析软件计算出频率响应函数曲线，激励得到的加工中心主轴箱正面的1～4阶模态频率分别为146.25、234.375、332.5和373.75 Hz，主轴箱侧面的1～3阶模态频率分别为141.25、216.875和266.25 Hz，并测量得到各阶模态频率下的对应振型。结果表明，所利用的模态测试实验与分析方法及所使用测试仪器能识别和确定高速五轴联动加工中心主轴箱的固有频率、振型等机械结构动态特性的参数信息，可为高速五轴联动加工中心结构设计及优化提供实验数据支撑。
关键词： 五轴加工中心;主轴箱;模态测试;频率响应函数;模态频率
作者单位： 广东省科学院智能制造研究所;广东省现代控制技术重点实验室;
引文格式： 廖菲,郭伟科,黄栋,等.高速五轴联动加工中心主轴箱模态测试分析研究[J].机电工程技术,2024,53(11):161-164+181.
36
标题: 基于LabVIEW技术的数控教学机设计与开发
作者： 王文萍;蔡成钢;
摘要： 根据智能制造教学需要，开发设计了一款新型数控教学机，包括结构设计与控制系统设计。运用SolidWorks完成基本元件参数化建模、整体装配，进行运动仿真分析。采用“PC+控制器”方案，开发基于LabVIEW的两轴运动控制系统。上位机采用LabVIEW软件编写控制程序与用户交互界面，以传统逐点比较法的插补算法原理为基础，提出一种基于LabVIEW的两轴联动直线插补方法，每段轨迹采用一个脉冲当量的双轴联动进行速度与位移合成，计算x、y轴脉冲总量与脉冲频率可获得一个数组发送至下位机，LabVIEW解析屏幕输入G代码，驱动末端执行机构运行预定轨迹。该控制系统人机界面友好、操作简单、开发周期短，可实时采集数据便于后续数据处理分析。调试运行结果证明，设计与教学需求相符，包含了多学科知识交叉融合，增强了学生工程意识与综合实践能力。
关键词： 数控教学;LabVIEW;建模;插补算法;运动仿真
作者单位： 广州城市理工学院机械工程学院/机器人工程学院;
引文格式： 王文萍,蔡成钢.基于LabVIEW技术的数控教学机设计与开发[J].机电工程技术,2024,53(11):165-170.
37
标题: 基于五轴数控磨削整体硬质合金断屑钻头方法研究
作者： 黄鹤鹏;郑君民;姜秋宇;马瑞堂;王遵涵;杜少华;
摘要： 为解决整体硬质合金钻头钻削过程中形成长切屑导致断屑困难的问题，提出了一种新型整体硬质合金断屑钻头的五轴数控磨削算法。构建断屑钻头螺旋槽及端面切削刃线的参数化数学模型，并解析砂轮在加工过程中的位姿。通过建立坐标系和定义关键参数，结合磨削工艺的几何约束条件，精确求解了砂轮在棒料坐标系下的位置和方向。采用VERICUT仿真软件进行了加工仿真实验。结果表明，应用新型加工方法的断屑钻头其定心钻尖半角误差可被控制到0.3°，螺旋角等参数同样达到预期的精度要求，从而证实了其实用性和准确性。本方法为断屑钻头的加工提供了理论支持。
关键词： 断屑钻头;螺旋槽;端面切削刃;砂轮位姿
作者单位： 大连交通大学机械工程学院;
引文格式： 黄鹤鹏,郑君民,姜秋宇,等.基于五轴数控磨削整体硬质合金断屑钻头方法研究[J].机电工程技术,2024,53(11):171-175.
38
标题: 复杂薄壁配合件加工及其夹具改进
作者： 梁锐;钟燕春;符锡成;
摘要： 由于薄壁零件的尺寸和形状特殊，数控车床装夹薄壁工件和加工时，可能会出现零件受力变形或被破坏，影响加工质量，特别是在加工复杂薄壁配合件时，出现的变形将会使配合件无法装配。为更好地装夹薄壁配合件，研究了薄壁工件的特征因素和夹具的设计准则，针对加工过程中的常见问题，提出了对夹具进行了设计和改进的方法。仿真和实际加工结果表明，得到的加工工件比原来的精度提高了0.05～0.10 mm，证明了在加工过程中，只要正确地对复杂薄壁配合件进行加工工艺的分析和制定，然后再根据不同的薄壁配合件对夹具进行设计和改进，确实可以有助于提高零件加工的质量和生产效率，从而达到解决薄壁工件装夹难、加工次品多的问题。
关键词： 薄壁配合件;加工工艺;夹具改进
作者单位： 湛江科技学院智能制造学院;
引文格式： 梁锐,钟燕春,符锡成.复杂薄壁配合件加工及其夹具改进[J].机电工程技术,2024,53(11):176-181.
39
标题: 大型光伏电站集电线路电压选择探讨
作者： 任立;刘洋;唐俊;何垒;杜炳海;
摘要： 目前大型光伏电站集电线路电压等级通常为35 kV，但随着国内大型光伏基地项目持续推进，光伏电站容量不断增大，以35 kV作为集电线路将逐渐成为制约光伏发电技术的瓶颈，有必要对大型光伏电站集电线路采用66 kV电压等级的可行性进行探讨。若集电线路选用35 kV电压等级，集电线路回路多，主变压器台数和升压站设备也要增加；若集电线路选用66 kV电压等级，则可以有效减少集电线路回路和主变压器台数，节省集电线路电缆，简化电气主接线。据此，以某400 MW大型地面光伏电站为例，分别对35 kV和66 kV电压等级集电线路进行技术经济性比较，并对66 kV高压电缆及相关电气设备调研，提出随着66 kV光伏升压变压器和66 kV高压电缆制造技术的不断成熟和应用，容量在400 MW以上的大型光伏电站集电线路电压等级可以考虑采用66kV。但综合考虑目前技术经济因素，仍推荐采用35 kV电压等级。
关键词： 大型光伏电站;集电线路;35 kV;66 kV
作者单位： 西南电力设计院有限公司;
引文格式： 任立,刘洋,唐俊,等.大型光伏电站集电线路电压选择探讨[J].机电工程技术,2024,53(11):182-185.
40
标题: 大电流KYN28型高压开关柜改善温升解决方法
作者： 吴锦虹;余伙庆;
摘要： 为解决大电流KYN28型高压开关柜温升发热问题，分析了该开关柜的温升发热机理，确定了主回路内阻、接触电阻、感应电阻3个发热源，并计算了发热的总功率。采用增大配电柜两侧散热面积、增大配电柜通风口面积、强制对流风冷、柜体内风道设计改进等措施，平衡发热功率，使散热功率大于发热的总功率。在实验室使用HZDL-WS-6300/12全自动温升试验系统进行测量，在符合标准规定的环境下，测得温升下降约10%，得到明显改善，总体结果基本符合预期。证明所提措施可以解决温升问题，并认为解决温升问题时需要结合设备运行，实时监视温升情况，以确保设备运行安全。
关键词： KYN28;高压开关柜;温升;散热
作者单位： 汕头职业技术学院先进制造学院;广东正诚电气科技有限公司;
引文格式： 吴锦虹,余伙庆.大电流KYN28型高压开关柜改善温升解决方法[J].机电工程技术,2024,53(11):186-192.
41
标题: 地震载荷作用下风力发电塔响应分析
作者： 柳柏魁;王鑫;
摘要： 地震激励严重威胁风力发电塔正常稳定运行。以某风力发电塔为对象，研究风力发电塔在2种实测自然波和1种人工波激励作用下的地震响应，并探究在不同地震波维数对风电塔响应的影响。结果表明：在风电塔门洞附近容易出现应力集中。而风电塔的最大应力出现在塔筒顶部，其最大应力不超过160 MPa，小于风电塔的屈服强度345 MPa。在3种地震波作用下，风电塔的位移最大值出现在塔筒顶部，而且X方向的最大位移均不超过0.1 m （桨叶位于X方向上），远小于桨叶与塔架之间的距离1.02 m。X方向的地震波对风电塔塔顶的应力有显著影响，这与叶片和机舱集中质量所在方向有关；地震波维数的变化对塔筒顶部位移的影响较小；水平方向地震波对弯矩影响较为显著，竖向的地震波影响弯矩可以忽略不计。
关键词： 风力发电塔;地震波维数;地震响应
作者单位： 漳州职业技术学院智能制造学院;辽宁工程技术大学机械工程学院;
引文格式： 柳柏魁,王鑫.地震载荷作用下风力发电塔响应分析[J].机电工程技术,2024,53(11):193-196+227.
42
标题: 光储充换放一体化充电站设计策略
作者： 李浩;胥朝涛;涂刚;强英杰;
摘要： 为满足快速增长的新能源汽车的充电需求和响应国家策略，建设光储充换放一体化充电站迫在眉睫。研究了充电桩、换电站、车辆到电网（V2G）、光伏和储能等充电站的重要组成部分，介绍了充电站的充电策略，并基于实际案例，提出了基于快充、慢充和超充3种充电速度下不同配置的6个设计方案，从经济性、施工难度、施工周期、充电站形象等多方面展开对比分析，认为充电终端数量多、功率调配灵活、经济性适中且施工方便的设计方案为充电站的最优设计方案。所提设计方案及比对方式可供后期充电站的设计做参考，对加快充电站的布局具有重大意义。
关键词： 充电桩;V2G;光储充;换电站
作者单位： 中海油石化工程有限公司;中海石油炼化有限责任公司;中海油销售河北有限公司;
引文格式： 李浩,胥朝涛,涂刚,等.光储充换放一体化充电站设计策略[J].机电工程技术,2024,53(11):197-200+206.
43
标题: ZW32-12型永磁机构真空断路器设计与仿真
作者： 林勤旭;乔大明;余伟淳;陈泽桐;
摘要： 分析了ZW32-12型柱上真空断路器及永磁机构的基本结构以及主要设计参数，重点研究柱上真空断路器机械特性参数的选择及对策，研究永磁机构的设计难点。针对部分在网运行永磁机构柱上真空断路器发生“偷跳”造成缺相运行的缺陷，认为大部分原因是断路器每相剩余保持力裕度不大，即设计的永磁机构合闸保持力不够大而造成的。考虑到钕铁硼材料受环境温度影响会使户外柱上断路器的机械特性产生变化，优化工厂内测试的柱上真空断路器主要参数设计，预留适当裕度以应对户外柱上断路器的运行使用环境需求，结合工作经验提出强调零件设计图纸质量的重要性，研究从设计源头上解决问题，确保永磁机构合闸保持力，确保柱上真空断路器良好的机械特性参数，提高永磁机构柱上真空断路器的运行可靠性。
关键词： 柱上断路器;永磁机构;偷跳;合闸保持力;机械特性
作者单位： 广东正超电气有限公司;
引文格式： 林勤旭,乔大明,余伟淳,等.ZW32-12型永磁机构真空断路器设计与仿真[J].机电工程技术,2024,53(11):201-206.
44
标题: 基于DSP的声学检测系统设计
作者： 韩威;熊志金;王子豪;
摘要： 声学检测是通过感知和分析待测物的声音信号，进行待测物品质、状态、缺陷等信息无损辨识的技术，具有成本低、非接触式检测等优点。当前的声学检测系统一般是针对检测目标，实现特定的声音采集和识别功能，从而完成特定的检测任务，通用性不足。设计了一套基于数字信号处理DSP的声学检测系统，包含声学采集模块和声学分析软件，具有声学数据收集、显示、分析以及声学检测功能，能按无线或有线方式传输声学数据，可满足声音采集和分析需要分离的情况，适用于广泛的检测场景。该系统还允许使用者设计声学分析模型库，然后可在声学分析软件界面从库中灵活选用合适的声学模型集成至检测程序，以执行检测任务。通过对声学检测系统的声音采集、显示和声学检测等主要功能进行测试，验证了该系统的有效性。
关键词： 声学检测;声学分析;声音采集;DSP
作者单位： 广州铁路职业技术学院电气工程学院;
引文格式： 韩威,熊志金,王子豪.基于DSP的声学检测系统设计[J].机电工程技术,2024,53(11):207-210.
45
标题: 基于改进YOLOv8的铁路异物侵限检测方法
作者： 陈伟迅;柯旭能;孟思明;
摘要： 快速、准确地从监控影像中检测侵入铁路的异物对保障列车运行安全具有重要意义。针对列车运行过程中出现的小型目标和与背景相似度较高的物体难以被准确识别的问题，提出一种改进的YOLOv8算法，可快速、准确地检测铁路图像中的侵限。首先，在Backbone网络主干层引入CBAM注意力机制，提高轨道异物特征提取速度，令模型更加关注于图像中的关键特征，同时抑制不相关的铁路背景信息。其次，针对模型中CIoU损失函数在宽高比上的模糊定义问题，将EIOU损失函数替代原有的损失函数，最小化目标框与锚盒的宽度和高度之差，提高边界框回归的精度的同时加快模型的收敛。最后利用分组卷积对传统目标检测头进行优化，在不损耗模型精度的情况下提高模型的效率，令模型在实际应用中具有更好的性能。实验结果表明，改进的YOLOv8算法在数据集上的mAP值达到96.2%，在检测精度上达到较高的水准，证明该模型在现实生活中具有应用价值。
关键词： 异物侵限检测;深度学习;目标检测;YOLOv8算法;CBAM注意力机制;EIoU;RepConv
作者单位： 广州铁路职业技术学院信息工程学院;
引文格式： 陈伟迅,柯旭能,孟思明.基于改进YOLOv8的铁路异物侵限检测方法[J].机电工程技术,2024,53(11):211-214.
46
标题: 基于改进ISTA算法的高速列车轴箱轴承故障诊断方法研究
作者： 宁善平;赵晨;武文星;
摘要： 针对振动信号中包含瞬时冲击成分、背景噪声、谐波成分等多种重叠特性难以有效识别这一问题，提出了一种改进ISTA算法的高速列车轴箱轴承故障诊断方法。首先对原始信号采用相关滤波法获取与振动故障信号最优的小波原子，构建了稀疏表示的过完备字典。然后，针对ISTA在强噪声背景下重构单个的Laplace小波会出现严重畸变，修正阈值收缩函数，改善了稀疏表示系数的稀疏性，提高了故障振动信号的重构能力。最后，仿真信号和实验表明：改进后ISTA算法在信号重构方面清晰还原了原始信号，很好地抑制了背景噪声，同时在故障特征提取方面有更优的特征提取能力，包络分析中故障特征频率成分也得到了较好的增强，有效实现了轴承外圈的故障诊断，对高速列车轴箱轴承的故障诊断有一定的实际意义。
关键词： 轴承;稀疏表示;Laplace小波原子;改进ISTA算法;故障诊断
作者单位： 广东交通职业技术学院轨道交通学院;
引文格式： 宁善平,赵晨,武文星.基于改进ISTA算法的高速列车轴箱轴承故障诊断方法研究[J].机电工程技术,2024,53(11):215-219.
47
标题: 嵌入式传感器结合机器学习的振动模式分类方法
作者： 李佳俊;钱嵩橙;李林行;
摘要： 开发一种结合STM32L432KC微控制器和LIS3DH加速度传感器的振动数据智能分析方法，用以诊断机械设备故障。通过频域滤波技术优化信号处理，并采用随机森林算法进行故障模式的识别与分类，该方法显著提升了振动模式检测的准确性和效率。实验结果证明，该方法能够有效区分不同振动模式，并表现出较高的识别准确率，体现了嵌入式系统与机器学习算法相结合在异常振动检测中的优越性，对预防工业安全事故和降低维护成本具有显著意义。此外，该研究还探讨了振动信号处理和模式分类的技术细节，包括信号采集、预处理、特征提取与分类算法的选择和优化，旨在提供一种高效、准确的故障诊断工具。该研究成果不仅为机械故障诊断提供了一种新的技术手段，也为未来嵌入式系统在工业应用中的研究提供了新的思路和方向。
关键词： 嵌入式;模式识别;机器学习;随机森林算法;故障诊断
作者单位： 电子科技大学自动化工程学院;电子科技大学成都学院行知学院;四川轻化工大学计算机科学与工程学院;
引文格式： 李佳俊,钱嵩橙,李林行.嵌入式传感器结合机器学习的振动模式分类方法[J].机电工程技术,2024,53(11):220-223.
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标题: 基于Halcon的晶圆芯片的缺陷检测技术研究
作者： 李霂;任齐;
摘要： 随着人工智能产业的爆发，Ai芯片的需求未来五年有较大的增长率，在生产晶圆芯片的过程中，为了实现提升晶圆芯片的产能和良品率控制，引入机器视觉技术对晶圆芯片的缺陷检测进行了研究，提出了一种基于Halcon的晶圆芯片缺陷检测方法。包括硬件和软件两大部分，硬件部分包括工业相机和光源，软件部分包括Halcon相机标定，傅里叶变换从空域到频域的变换、缺陷提取、阈值分割、连通域分析、噪声过滤、计算结果。通过此方法对芯片表面可能存在的2种缺陷类型（裂纹、脏污）样品芯片进行测试，实验结果表明：针对裂纹的缺陷检测准确率高达98%，针对脏污的缺陷检测准确率高达97%，同时此方法的检测响应速度快，稳定性高，对于芯片表面的微小变化和光线干扰的抗干扰能力强，是一种可行的晶圆芯片缺陷检测方法。
关键词： 机器视觉;Halcon;缺陷检测;晶圆芯片
作者单位： 广州应用科技学院人工智能与电气工程学院;
引文格式： 李霂,任齐.基于Halcon的晶圆芯片的缺陷检测技术研究[J].机电工程技术,2024,53(11):224-227.
49
标题: 地铁车辆空调白点故障原因分析与解决措施
作者： 唐森泉;黄浩东;陈毓慧;
摘要： 广州地铁十四号线地铁车辆出现多起空调白点故障，空调系统与车辆列控系统出现通信异常，紧急逆变器烧损，客室无通风，影响了乘客乘坐的舒适性和车辆运营服务质量。根据车辆控制原理、空调系统电气原理和紧急逆变器工作原理，综合多方面原理调查分析空调白点的故障原因，经过排查锁定了故障源为空调控制器内部板件故障。为彻底解决空调白点故障的再次出现，进一步通过控制器内部板件检测分析、现场测试分析、EMC测试分析、控制器返场测试分析，锁定了控制器内部故障的根本原因是核心电源板缺少抗干扰防护功能。针对电源板的设计缺陷，提出了软件、硬件等方面的解决措施。经过实践验证，采取的措施合理且有效，解决了紧急逆变器烧损和空调白点问题，降低了空调系统故障率，保障了乘客乘坐的舒适性和车辆运营服务质量。
关键词： 车辆;空调系统;故障分析;解决措施
作者单位： 广州地铁集团有限公司运营事业总部;
引文格式： 唐森泉,黄浩东,陈毓慧.地铁车辆空调白点故障原因分析与解决措施[J].机电工程技术,2024,53(11):228-232+258.
50
标题: 基于离散S变换和改进深度残差网络的轴承故障诊断
作者： 白金光;张大明;孙洋;唐鑫;陈忠;
摘要： 为了提高滚动轴承故障诊断的准确率，提出基于离散S变换和改进深度残差网络的轴承故障诊断方法。首先，对采集到的滚动轴承数据进行二维特征挖掘；分别用时域重组（TDR），小波变换（CWT）和离散S (Stockwell)变换制作出图片数据集，充分地提取蕴含在振动数据中的时域和频域特征。其次，使用多种神经网络，如Resnet残差网络、VGG网络、AlexNet网络等多种卷积网络对图片数据进行训练，训练中采用小批量梯度下降算法。最后，通过对变载和变速的公开数据集进行不同网络不同预处理方法的训练，并计算模型在测试集的准确率和标准差指标。结果表明，基于离散S变换和改进深度残差网络的轴承故障诊断方法有着更高的识别精度和更好的鲁棒性，训练效果明显优于其他训练方法。证明了该方法在滚动轴承故障诊断中的有效性。
关键词： 轴承诊断;深度卷积神经网络;离散Stockwell变换;深度残差网络
作者单位： 深圳地铁建设集团有限公司;日立电梯(广州)自动扶梯有限公司;华南理工大学机械与汽车工程学院;
引文格式： 白金光,张大明,孙洋,等.基于离散S变换和改进深度残差网络的轴承故障诊断[J].机电工程技术,2024,53(11):233-239.
51
标题: 基于INGO优化LSSVM的矿用变压器故障诊断方法
作者： 俎少杰;张宗瑞;
摘要： 为了提高矿用变压器的诊断精度，提出了一种改进的北方苍鹰优化算法（INGO）优化最小二乘支持向量机（LSSVM）的变压器故障诊断模型。首先，利用核主成分分析对获取的变压器故障数据进行降维处理，降低无效特征的影响；然后，运用Logistic混沌映射、柯西变异、随机差分扰动的策略改进传统的北方苍鹰算法，提高其优化能力，并与北方苍鹰优化算法（NGO）和粒子群优化算法（PSO）进行性能对比，证明其收敛速度和求解准确率有所提升；最后，采用INGO对解集内的相关超参数进行寻优处理，提高LSSVM的分类精度，并将经过KPCA处理的故障数据输入到INGO-LSSVM诊断模型中进行故障诊断仿真研究，仿真结果表明INGO-LSSVM模型准确率达到了94.17%，相比于NGO-LSSVM和PSO-LSSVM模型提高了7.5%和11.67%，证明所提方法可以有效提高变压器诊断性能。
关键词： 矿用变压器;故障诊断;核主成分分析;北方苍鹰算法;最小二乘支持向量机
作者单位： 潞安化工集团王庄煤矿;辽宁工程技术大学;
引文格式： 俎少杰,张宗瑞.基于INGO优化LSSVM的矿用变压器故障诊断方法[J].机电工程技术,2024,53(11):240-244+305.
52
标题: 基于有限元仿真的海上风机支撑结构动力学分析
作者： 邹荔兵;田振亚;吴坤林;李俊威;崔璨;刘芬;
摘要： 海上风电动力学仿真分析是风机支撑结构的关键技术之一，风机支撑结构频率对环境条件及风机参数具有高度敏感性，精确地进行海上风电动力学模态分析，是保证后期海上风机投运后，不会突破风机允许频率范围，产生共振的关键。基于ANSYS有限元仿真计算软件，建立了风机支撑结构-岩土非线性耦合模型，研究了机舱惯性矩、塔筒高度、水深等参数对结构固有频率的影响。结果表明：机舱质量惯性矩对风机支撑结构一阶固有频率影响约3.4%；不同水深条件下，塔筒高度增高2.84 m，风机支撑结构一阶固有频率减少3.48%～3.88%；减少6 m水深，风机支撑结构一阶固有频率增加0.19%～0.56%。针对典型的砂土和风化岩地质，研究了机舱质量惯性矩、轮毂高度、水深等参数动力学敏感性，对类似地质场址条件下，海上风机支撑结构的动力学优化设计具有一定的借鉴意义。
关键词： 海上风电导管架基础;模态分析;塔筒高度;水深
作者单位： 明阳智慧能源集团股份公司;
引文格式： 邹荔兵,田振亚,吴坤林,等.基于有限元仿真的海上风机支撑结构动力学分析[J].机电工程技术,2024,53(11):245-249.
53
标题: 基于MCGS的液力变扭箱数据采集系统
作者： 刘珩;张文瑾;沈丽;
摘要： 液力变扭箱是一种应用于工矿汽车的液力装置，它通过液体的动能实现能量的传递，拥有恒功率特性。此设备以柴油机作为输入动力源，进而驱动汽车运行。在投入使用之前，液力变扭箱必须经过严格的性能测试和输出特性评估。这些测试涵盖了输入与输出的转速、转矩、功率以及效率等关键参数。只有当液力变扭箱的输出特性满足设计要求时，才能确保其正常且有效地运行。介绍了一种基于MCGS的液力变扭箱数据采集系统。该系统采用PCL-818L数据采集板卡，并结合组态王MCGS软件，实现了对液力变扭箱输出特性参数的精准检测。通过该系统，可以生成数据采集窗口和实时曲线窗口，使得用户能够直观地判断液力变扭箱的输出特性是否符合设计要求。该系统具有测试精度高，操作方便、可视化程度强等优点，具有一定的实用价值。
关键词： 液力变扭箱;MCGS组态软件;数据采集
作者单位： 苏州高等职业技术学校;
引文格式： 刘珩,张文瑾,沈丽.基于MCGS的液力变扭箱数据采集系统[J].机电工程技术,2024,53(11):250-253.
54
标题: 双平行四边形联动护理床的设计与分析
作者： 赵凯杰;罗义;肖军胜;黄伟;刘怀粤;
摘要： 针对具有自理能力的独居老人上下床困难的问题，设计了一款具有一键式抬背屈腿功能的助老护理床。设计了一种双平行四边形机构的联动结构，并应用解析法与欧拉公式得出了靠背机构的角速度和角加速度与电动推杆的运动关系，利用MATLAB绘制了靠背机构在电动推杆以8 mm/s匀速运动时的速度趋势，即靠背抬角角度在0°～54°区间，角速度、角加速度变化十分光滑平稳，没有突变情况；从54°～73°极限位置区间，变化略大，但运动曲线光滑，没有明显突变和断点，表明助老护理床没有较大冲击。在Adams中进行了运动验证，得出其启动、稳定运行、停止时均无突变情况。并在ANSYS中进行了安全稳定性分析，得出其Q235结构下厚度结构强度合理。最后实物样机试验结构验证老人床完全可以轻松躺立切换，为今后进一步开发打下了基础。
关键词： 护理床;平行四边形机构;角速度;运动学仿真;有限元分析
作者单位： 深圳市湘聚实业有限公司;中南林业科技大学;
引文格式： 赵凯杰,罗义,肖军胜,等.双平行四边形联动护理床的设计与分析[J].机电工程技术,2024,53(11):254-258.
55
标题: 中东地区特大型港务工程1600 t龙门吊整体提升安装方案研究
作者： 李辉;王毅;胡小林;曹颜;王元辉;阮心;
摘要： 某国际综合港务设施项目1 600 t龙门吊整机自重6 701 t，主梁梁底标高113.5 m，采用液压整体提升方式进行安装，为了确保提升过程的安全与顺利，对液压提升塔架的布置方案以及整体提升安装方案进行了研究，根据1 600 t龙门吊的提升总质量确定了刚性腿侧2副提升塔架，柔性腿侧1副提升塔架的布置方案，并分别为提升塔架和龙门吊主梁设计了缆风系统，用于加强提升塔架及主梁提升过程中的稳定性。1 600 t整体提升安装方案包含7个步骤，分别为试提升；下小车安装；刚性腿M1段安装；柔性腿J1段安装；刚、柔性腿拖带铰链安装；主梁不间断提升和司机室安装，过程中需使用自行式模块化运输车用于构件的转运和就位，并配备1台600 t履带吊和1台300 t履带吊用于刚、柔性腿的拖带合拢。
关键词： 龙门吊;塔架;整体提升
作者单位： 中国电建集团山东电力建设有限公司;
引文格式： 李辉,王毅,胡小林,等.中东地区特大型港务工程1600 t龙门吊整体提升安装方案研究[J].机电工程技术,2024,53(11):259-264.
56
标题: 基于模拟工况的电梯变频器试验装置的设计与实现
作者： 赖立;佘昆;王葵;
摘要： 针对电梯变频器相关试验方法和试验设备缺乏的问题，开发了一款电梯变频器试验装置，对电梯变频器相关性能进行试验研究。该试验装置包括试验曳引机、加载系统、电能质量分析仪和三相功率分析仪，变频器的一端连接电网，一端连接试验曳引机，电梯曳引机的轮轴输出端和加载系统机械连接，电能质量分析仪安装在电网和变频器输入端之间，三相功率分析仪安装在变频器和试验曳引机之间。试验过程中，通过调整加载系统使变频器输出不同的功率，模拟变频器各个不同的工况，采用电能质量分析仪和三相功率分析仪分别读取变频器输入端和输出端的电参数，完成变频器性能指标的测试。试验结果表明，试验人员可以在实验室内采用试验装置完成电梯变频器在各种不同工况下的试验，被测试电梯变频器的功率因数较低、谐波含量高，建议电梯变频器相关厂家采取相关措施提升产品性能。
关键词： 电梯;变频器;试验装置;效率;电能质量
作者单位： 广东省特种设备检测研究院惠州检测院;广东省特种设备检测研究院;
引文格式： 赖立,佘昆,王葵.基于模拟工况的电梯变频器试验装置的设计与实现[J].机电工程技术,2024,53(11):265-268.
57
标题: 基于智能体仿真的城市轨道车站客流评估及发车间隔优化方法
作者： 陈鹏;尹彦博;
摘要： 面对日益增长的城市出行需求，不少城市轨道交通系统都已出现因运能不足导致的车站客流拥堵现象，考虑到城市轨道客流的波动特征与随机性，实际运营中存在对列车发车间隔划分不够精细化，难以充分匹配全日客流状态等问题。针对以上问题，基于智能体仿真技术，提出了一种城市轨道车站客流评估与发车间隔优化的协同方法。通过物理建模与逻辑建模，建立车站行人仿真模型以实现车站全日进出站客流模拟；设计一种发车间隔智能决策机制，基于客流状态的实时监测反馈，完成发车间隔在时间维度上的精细化调整；最后以某地铁车站为例进行实验验证，分析结果表明：所提出的方法在发车间隔精细化调整后，使车站高峰期最大客流密度下降约21%，人均进站乘车时间缩短约10%，对于车站客流拥挤现象有较好的改善效果，有利于提升轨道系统运能均衡性与车站运营管理水平。
关键词： 城市轨道交通;智能体仿真;列车发车间隔;仿真优化
作者单位： 广州市交通规划研究院有限公司;西南交通大学交通运输与物流学院;
引文格式： 陈鹏,尹彦博.基于智能体仿真的城市轨道车站客流评估及发车间隔优化方法[J].机电工程技术,2024,53(11):269-273.
58
标题: 基于凸极弱化效应的永磁电机过载能力提升研究
作者： 李文瑞;姜璐;甘磊;杨雄;左亚军;
摘要： 随着电机转矩/功率密度不断提升，电机电磁负荷不断增加。在有限的空间内，电、磁负荷的增长往往导致严重的磁饱和问题，限制永磁电机转矩/功率及过载能力的提升。针对负载情况下的磁饱和问题，提出一种磁路优化技术，即基于反凸极效应对转子冲片设置交轴磁障，并从理论分析、仿真优化和实验验证3个维度对其进行阐述和论证。首先，从电机转矩公式和磁场分布特点出发，揭示电枢反应磁场对电机铁心磁饱和的影响规律，同时明确交轴磁障抑制负载磁饱和、提高转矩能力的作用机理。随后，对影响交轴磁障作用效果的3个重要因素进行分析，包括极槽配合、磁钢性能以及齿宽。最后，以通过实验验证该技术点的有效性，结果表明转矩和最大功率提升明显，实现电机转矩及功率密度优化。研究成果不仅在于提出一种新的转矩提升方法，也为家电、工业控制及交通运输领域的各类电机产品的过载能力及功率密度提升提供了新思路。
关键词： 反凸极;交轴磁障;磁饱和;电枢反应;永磁电机
作者单位： 比亚迪汽车工业有限公司;美的集团股份有限公司;
引文格式： 李文瑞,姜璐,甘磊,等.基于凸极弱化效应的永磁电机过载能力提升研究[J].机电工程技术,2024,53(11):274-277+295.
59
标题: 一种监测绝缘耐压测试仪设定状态防呆工具的设计与应用
作者： 张成虎;
摘要： 为了杜绝质量事故，以及由此导致的返工事件的发生，设计开发了一种监测绝缘耐压测试仪设定状态的防呆工具，其由电气控制盒、LED光检知单元和数据线组成。LED光检知单元最多有8个光敏三极管，每个光敏三极管能检测出绝缘耐压测试仪面板上对应的指示灯是否点亮，8个指示灯的检测结果，通过电气控制盒进行逻辑与运算，输出结果是数字量1或0。这个输出结果成为绝缘耐压测试仪是否具备开始工作的前提条件。从而实现了控制绝缘耐压测试仪在唯一且正确的设定情况下，才能开始工作。通过以上技术方案解决了生产过程中的质量问题，避免了人为失误，彻底消除了在错误的设定条件下，对产品进行测试的可能性；降低了对操作者的要求，无需具备经验和专业知识，便能轻松、准确地进行正确的操作；如果有异常发生时，可以通过蜂鸣器和指示灯及时提醒操作者快速处理，实现了生产现场的透明化管理，即看得见、听得见的管理，保证产品品质。
关键词： 返工;防呆;光敏三极管;逻辑与;绝缘耐压测试仪
作者单位： 华勤技术有限公司;
引文格式： 张成虎.一种监测绝缘耐压测试仪设定状态防呆工具的设计与应用[J].机电工程技术,2024,53(11):278-282.
60
标题: 基于有限元方法的汽轮机组排汽缸静刚度分析
作者： 王超军;
摘要： 鉴于汽轮机组排汽缸的刚度性能研究较少的现象，采用有限元计算与样机试验方法，对某型汽轮机组排汽缸的刚度特性进行了研究。采用CATIA三维软件建立排汽缸的力学模型，通过采用有限元的方法分别模拟计算排汽缸在受到160、360和760 kN竖直向下载荷时的变形情况，在160 kN工况时排汽缸轴承座联结位置的位移值约为3.69×10-2 mm，确定其静刚度为4.33×106 N/mm，满足机组安全运行的要求。加工出试验样机，通过液压装置在排汽口施加载荷，研究表明，在静力载荷作用下，排汽缸的位移变化主要集中在排汽口中部及后轴承座连接处，并随着载荷增加呈线性变化规律，越靠近排汽口部位变化越大；下缸后轴承座联接法兰竖直向位移是影响排汽缸静刚度的重要位置。有限元计算与试验结果基本一致，这说明在排汽缸研发过程中可以采用数值分析方法作为排汽缸设计和优化的重要手段，确保排汽缸安全可靠。
关键词： 汽轮机;排汽缸;有限元;静刚性;试验
作者单位： 广州广重企业集团有限公司汽轮机研究所;
引文格式： 王超军.基于有限元方法的汽轮机组排汽缸静刚度分析[J].机电工程技术,2024,53(11):283-286.
61
标题: AirNet空管自动化系统提取三汇语音记录仪录音原理研究及模拟软件实现
作者： 张玉磊;李鑫;
摘要： 通过使用wireshark网络抓包工具进行抓包的方式，参考相关接口文档，对AirNet自动化系统提取三汇语音记录仪录音的方法原理进行研究，对AirNet自动化系统及三汇语音记录仪处理录音提取任务的全流程进行梳理，解释了整体的信号传输流程，详细阐述了各接口数据格式、数据类型、具体内容及各字段编码规则，并对实际使用中的注意事项进行了说明。同时，使用Java实现了一个模拟该请求及获取流程的软件，并阐述了该软件的技术原理及各核心功能的实现方式。通过该软件可模拟AirNet自动化系统获取三汇记录仪指定通道及时间段的全流程，同时提供了任务管理能力，用户通过该模拟软件可直接从三汇语音记录仪中提取指定通道及时间段的录音。该方法可作为现有工具的备份手段，满足快速提取三汇记录仪录音的需求。
关键词： AirNet;空管自动化系统;景象回放;Java
作者单位： 中国民用航空西南地区空中交通管理局云南分局;
引文格式： 张玉磊,李鑫.AirNet空管自动化系统提取三汇语音记录仪录音原理研究及模拟软件实现[J].机电工程技术,2024,53(11):287-290+300.
62
标题: BIM技术在供冷管网安装的应用
作者： 梁智杰;邹波;郭俊贤;黄志广;
摘要： 建筑信息模型（Building Information Modeling,BIM）技术是一种应用于工程设计、建造、管理的数据化工具。在安装工程项目中利用BIM对项目进行管理，共享信息，提高项目协调沟通效率。通过实际的安装工程项目中利用BIM对板式换热器的供冷管路进行构建并优化，展示了BIM在实际应用中的工作流程和相关的注意事项。利用其他三维建模软件对BIM中缺少的功能进行补充，从而增强BIM对实际工程的适应性。提出一些现阶段BIM在实际安装工程应用中的局限。在安装工程中利用BIM这个高度信息集成化的模型，为参与工程的各方提供一个工程信息交换和共享的平台，有利于高效推进安装工程项目。但BIM的学习成本高、缺乏管理平台和BIM软件间的兼容性严重阻碍BIM在工程领域中的应用和推广。
关键词： BIM;实际应用;管路优化;信息集成化
作者单位： 广州发展电力科技有限公司;
引文格式： 梁智杰,邹波,郭俊贤,等.BIM技术在供冷管网安装的应用[J].机电工程技术,2024,53(11):291-295.
63
标题: 双进双出辐照技术在环保型无卤低烟电线生产中的应用
作者： 周泽乔;周建;邱湘伟;熊晓泉;李楷纯;杨洪文;
摘要： 为实现增效节能的目的，在电子加速器和扫描装置不变的情况下，采用“双进双出”辐照加工技术，对现有电子辐照设备“单进单出”的束下排线方式和收放线系统进行升级改造。改造措施主要包括采用2套收放线装置、2套独立的张力储线装置、2套过线导轮系统以及与之配套的电气控制系统，并将束下装置由单线缠绕排线方式改造成双线缠绕排线方式。在此基础上，重新调整电子辐射剂量、束流强度、束下电线缠绕道次和生产牵引速度等参数，检测和验证经辐照后的无卤电线绝缘热延伸、抗张强度和断裂伸长率等机械物理指标，最终确定了最优的“双进双出”辐照交联工艺。通过数据分析，相比“单进单出”辐照技术而言，“双进双出”辐照技术在生产效率和降低能耗等方面具有显著的优势，生产效率提高了63%，能耗减少了27%～40%。这一技术的应用符合绿色环保理念，为能源节约和环境保护做出贡献。
关键词： 辐照交联;束下装置;双进双出;辐射剂量,束流强度;节能增效
作者单位： 广州南洋电缆集团有限公司;
引文格式： 周泽乔,周建,邱湘伟,等.双进双出辐照技术在环保型无卤低烟电线生产中的应用[J].机电工程技术,2024,53(11):296-300.
64
标题: 基于空气检测的吸油烟机设计与开发
作者： 康伟雄;温小华;刘宏俊;梁常叨;李红祥;
摘要： 目前厨房因燃气泄漏造成的安全事故防不胜防，同时，室内PM2.5颗粒浓度超标会危害用户的健康，为了解决这个问题，设计了一种可以检测空气质量的吸油烟机。该机基于SolidWorks三维软件进行整机的结构组成，并借助Keil C51编程软件进行电路控制系统设计。首先，阐述该机的设计原理与开发流程；其次，对该机的结构组成进行了介绍；然后介绍整机的控制系统设计；最后，通过在实验室用烟气分析仪及激光粉尘仪检测，当一氧化碳浓度大于或等于允许值30 mg/m~3或PM2.5浓度大于或等于允许值50μg/m~3时，自动开启油烟机运转，快速排出有害污染气体，直至空气质量小于或等于允许值时将自动关闭油烟机，无需人工操作。与现有技术相比，本机更具智能化，通过空气质量检测模块的作用，能够实时监控用户厨房有害气体的浓度，当有害气体超标时，由蜂鸣器发出警报，自动启动吸油烟机并加大转速排出有害气体，防止用户因有害气体中毒的现象。
关键词： 吸油烟机;燃气泄漏;PM2.5;检测模块;SolidWorks;Keil C51;实时监控
作者单位： 中山百得厨卫有限公司;
引文格式： 康伟雄,温小华,刘宏俊,等.基于空气检测的吸油烟机设计与开发[J].机电工程技术,2024,53(11):301-305.
65
标题: 基于一种摆臂传动的ATM存取款机闸门设计
作者： 饶乃家;
摘要： 为了解决ATM存取款机闸门装置成本高、传动和自锁结构复杂、可靠性不足等问题，创新设计了一款摆臂传动升降的闸门。该闸门利用曲柄滑块原理，以直流有刷电机驱动摆臂转动，摆臂末端的滚动轴承在闸门板的滑道上滚动，致使闸门在上下方向的滑套内上下移动，实现闸门的打开和关闭。通过利用曲柄具有的自锁点，匹配限位件设计，解决闸门自锁功能；通过杠杆原理，巧妙设计微动开关与压杆的位置，解决闸门的防夹手安全问题。相较于现有技术利用齿轮齿条或传送带传动、电磁铁解锁的闸门方式而言，本方案仅采用了曲柄摆臂滑块传动、曲柄自锁和杠杆防夹手，传动结构更巧妙简单，成本更低，可靠性更高。通过分析、测试验证，该结构方案稳定可靠，能满足50万次的寿命测试，为ATM存取款机的安全、高效运行提供了有力保障。
关键词： 闸门装置;ATM存取款机;防夹手机构;摆臂传动
作者单位： 深圳拓邦股份有限公司;
引文格式： 饶乃家.基于一种摆臂传动的ATM存取款机闸门设计[J].机电工程技术,2024,53(11):306-309.
66
标题: 基于PLC的行程可调气缸控制设计与测试验证
作者： 林元;江文艺;江俊毅;
摘要： 针对自动化包装设备使用短行程气缸影响前端所驱动的压合机构拆装维修，而使用长行程气缸既影响生产效率又浪费压缩空气所带来的矛盾问题，采用可编程序控制器、电磁换向阀、磁性传感器等对一个单杆带有磁环的气缸控制进行了研究，设计出一种行程可调气缸的电磁换向阀气路连接与PLC控制程序，在系统启动时先控制气缸活塞杆伸出，通过磁性传感器检测气缸活塞位置将活塞控制在预定位置静止，在工作过程中由PLC程序控制气缸以短于气缸的有效行程进行工作，停机时以全行程使气缸活塞杆完全缩回；相对于传统的自动化包装设备单行程气缸控制，既解决了使用短行程气缸影响前端驱动机构的拆装维修问题，又解决了使用长行程气缸所带来的效率低和浪费气源问题，具有高效节能的优点。
关键词： PLC;气缸;行程可调;高效节能
作者单位： 百威(佛山)啤酒有限公司;阳江喜之郎果冻制造有限公司;广东机电职业技术学院电气技术学院;
引文格式： 林元,江文艺,江俊毅.基于PLC的行程可调气缸控制设计与测试验证[J].机电工程技术,2024,53(11):310-312+323.
67
标题: 基于GSK＿IMCD的汽车发动机缸盖机加产线设计与虚拟调试
作者： 何树洋;关海;彭冬伟;杨品海;
摘要： 自动化生产线的设计需要根据加工零件的工艺要求来合理布局设备，通过综合分析零件的加工工艺、加工设备的功能、输送的方式、安全保护的实施、储料、有效负载、工件姿态的转换、定位夹紧的方式、占地面积等项目的需求，设计出符合加工工艺要求且经济实用的生产线总体方案图；同时，设计时需综合多种因素、通盘考虑、兼顾全局，不断改进、逐步优化，最大限度地发挥出生产线各组成部分的功能，使其达到实现功能最多、使用设备最少、制造成本最低、占地面积最少的高性价比目标，从而为企业提供最佳的自动化解决方案。详细介绍了联合开发的GSK＿IMCD (Intelligent Manufacturing Concept Design)智能制造概念设计的方法，以某汽车发动机缸盖机加产线的设计为例，通过IMCD机电一体化设计和虚拟调试方式验证了产线概念设计的可行性，能够有效缩短项目开发周期，并为智能产线设备的设计与改造升级提供了一种创新思路方法。
关键词：智能制造概念设计;数字孪生;虚拟调试;工业机器人
作者单位： 广州数控设备有限公司;
引文格式： 何树洋,关海,彭冬伟,等.基于GSK＿IMCD的汽车发动机缸盖机加产线设计与虚拟调试[J].机电工程技术,2024,53(11):313-318.
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标题: 一种游乐设施吊杆的动态受力研究
作者： 冯洪添;
摘要： 在进行结构设计时通常会对结构进行模型简化再计算。简化合理则计算结果与实际情况相符。但在某些情况下，简单的简化与实际情况却有明显区别。分析了一个海盗船游乐设施的吊杆实例。当杆摆到最高点接近水平状态时，若按静止梁结构来计算，则其自重产生的弯矩将很大。然而由于其随船体自由摆动，并不能这样来简单计算。直观上，它像是一根自由摆动的受拉刚性杆，并不会承受弯矩。按上述不同的简化模型对吊杆的设计产生很大的影响。通过结合机构的运动特性及结构特点，逐层分析并建立符合其动力学特征的受力模型，并结合整体受力分析及局部结构之间的相互作用和内力传递情况，分析出一种更贴近其真实受力情况的计算方法，从而得出吊杆的实际受力，为吊杆的型材截面、材质等方面的选择提供可靠的依据。从而使结构更安全和更具合理性。
关键词：摆动;吊杆;自重;动态受力
作者单位： 广东金马游乐股份有限公司;
引文格式： 冯洪添.一种游乐设施吊杆的动态受力研究[J].机电工程技术,2024,53(11):319-323.