DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2021. 11. 001
王振民，李栩延，唐嘉健，等. 高效埋弧焊工艺及设备的研究进展［J］. 机电工程技术，2021，50（11）：1-8.
摘要：埋弧焊具有自动化程度高、焊接质量稳定、生产效率高、无弧光、烟尘少等优点，在制造业中得到广泛应用。在埋弧焊过程，电弧在焊剂覆盖的区域里燃烧，难以直接观察到焊接工艺过程，影响了埋弧焊工艺研究的深入。首先分析了国内外在埋弧焊熔滴过渡方面的研究进展，确认渣壁过渡是埋弧焊熔滴的主导过渡形态；在此基础上，分析了影响埋弧焊焊缝成形的主要因素，进一步总结分析国内外关于埋弧焊电流波形控制方面的研究成果，并探讨焊接电流波形对焊缝成形及质量的影响规律；最后，从控制技术与功率变换技术两大方面深入探讨了埋弧焊焊接电源的国内外发展状况。数字化控制技术的普及和基于第三代宽禁带半导体器件SiC MOSFET的功率变换技术的进步将进一步推动埋弧焊工艺及设备向高频化、绿色化和高效化方向发展。
关键词：埋弧焊；熔滴过渡；电流波形；焊接电源
结束语：（1）埋弧焊的熔滴过渡方式与焊接电流、极性密切相关。小电流（500 A）直流焊接时，熔滴过渡方式主要为非轴向滴状过渡；大电流（600 A及以上） 直流焊接时，熔滴过渡方式主要是渣壁过渡；大电流交流焊接时，在电极为正的周期内，熔滴过渡方式为“鞭尾”状渣壁过渡，电极为负的周期内，熔滴以爆炸方式过渡。（2）焊接电流波形是影响埋弧焊焊缝成形的重要因素。脉冲电流可细化熔池晶粒，提高焊缝的力学性能；利用交流方波波形可以抑制磁偏吹、减少气孔率、改善焊缝成形；高频脉冲有利于增加熔透深度，减少焊缝气孔。（3）数字化控制技术以及基于第三代宽禁带 SiCMOSFET的高频功率变换技术的进步，推动了大功率埋弧焊焊接电源向模块化、大功率化、高效化和绿色化方向发展，有利于进一步提升埋弧焊焊接效率和工艺质量。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2021. 11. 002
杨圳威，刘军山. 裂纹长度对纳米裂纹应变传感器灵敏度的影响［J］. 机电工程技术，2021，50（11）：9-11.
摘要：高灵敏度是纳米裂纹应变传感器相比传统的金属应变片最突出的特点，也是研究人员最关注的性能参数。裂纹长度对纳米裂纹应变传感器的灵敏度有很大影响，但相关研究鲜有报道。阐述了裂纹长度与纳米裂纹应变传感器灵敏度之间的关系，利用光刻工艺制作金属纳米裂纹的方法分别制作了裂纹长度为500μm和5 000 μm两种不同裂纹长度的纳米裂纹应变传感器，并通过材料试验机、数字万用表等设备组成的测试装置完成拉伸测试实验，探究了裂纹长度与传感器灵敏度的关系。结果表明，裂纹长度为5000 μm的传感器量程为0~0.33%，满量程时的应变灵敏系数值为3 933，裂纹长度为500 μm的传感器量程为0~0.04%，满量程时的应变灵敏系数值为2100。然而，当这两种传感器承受的应变范围均为0~0.04%时，裂纹长度为500 μm的传感器的应变灵敏系数大于裂纹长度为5000 μm的传感器。因此，可以得出结论：裂纹长度越长，传感器量程越大，满量程时应变灵敏系数值越大，但是在相同的应变范围内短裂纹传感器的应变灵敏系数值更大。
关键词：纳米裂纹；应变传感器；裂纹长度；灵敏度
结束语：目前鲜有对裂纹长度与纳米裂纹应变传感器灵敏度关系的研究，本文针对这一问题展开了相应的探索与研究，设计并制作了裂纹长度分别为 500 μm 和 5 000 μm两种具有不同裂纹长度的纳米裂纹应变传感器，并通过拉伸实验对这两种纳米裂纹应变传感器的量程和灵敏度分别进行了测试。实验结果表明较长裂纹长度对应的纳米裂纹应变传感器具有更大的量程和更高的满量程灵敏度，但是在相同应变范围内较短裂纹长度对应的纳米裂纹应变传感器具有更高的灵敏度。这说明裂纹长度对于纳米裂纹应变传感器的量程和灵敏度有很大影响，这一结论也为纳米裂纹应变传感器的设计、制造与使用提供相关参考。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2021. 11. 003
莫迪威，张春良，王文龙，等. 基于Labview的图像采集与应变场测量系统开发研究［J］. 机电工程技术，2021，50（11）：12-16.
摘要：介绍基于Labview编写的上位机系统，其中包括自动对焦系统与全场位移检测系统基本原理，以及系统软件与硬件设备的主要结构与工作过程。在该软件系统中集成了实时位移场监测、应变场检测、数据记录、参数调节、对焦、截取ROI、相机位置控制等功能。控制系统中，以Labview编写的上位机作为主控，Arduino作为下位机，驱动步进电机带动三轴移动平台进行相机位置的控制。全场位移检测系统采用Labview的模板匹配函数获取位移场，并转换成应变场，同时记录数据进行分析。应用该系统进行隐裂牙的微小变形检测，以期检测出牙齿裂纹，并进行连续拍摄实验测试系统的稳定性。试验结果表明，系统具有方便控制以及高精度的特点，且工作时性能稳定可靠，值得在实际工程运用中进行推广。
关键词：非接触测量；数字图像相关检测；应变场检测；Labview；监测系统
结束语：本文基于Labview平台搭建了相机定位的控制系统以及图像采集分析获取位移场的一体化位移场检测系统。通过控制系统可以方便地对变形物体表面进行对焦控制，以及通过模拟测试实验分析，对散斑图施加可控变形因素与实际匹配结果进行对比分析。最后应用本系统对受载的隐裂牙样品进行了检测，通过其应变场图可清晰观察到牙齿样品的裂纹线，为隐裂牙检测提供了一个检测思路。并对静止实物进行多次连续拍摄获取位移场的分析，证明了本文中的应变场检测系统的精度及可靠性，值得在工业运用上进行推广使用，提高工作效率。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2021. 11. 004
陈家新，何乔. 基于VB对AutoCAD二次开发的电机模型自动绘制系统［J］. 机电工程技术，2021，50（11）：17-20.
摘要：电机模型绘制是永磁电机设计过程中的一个关键环节。永磁电机在设计时，需要经常调整一些尺寸，若手动在AutoCAD中绘制电机模型，则非常耗费时间且容易出错。针对永磁电机模型在绘制过程中效率低下的问题，考虑运用参数化的思想，开发一套系统实现模型自动绘制。而采用AutoCAD内置的开发工具进行二次开发，又会带来使用不方便和拓展性差的问题。使用Visu?al Basic语言对AutoCAD进行二次开发，针对一款永磁同步电机实现了参数化绘图，并能调整优化参数，自动批量化地绘制。绘制好的电机模型均以DXF格式保存在指定的文件夹内，为后续的电机优化提供了大量的样本。绘制系统界面简洁、操作方便、自动化程度高，为以后电机产品的设计提供了思路。
关键词：永磁电机；Visual Basic；AutoCAD；参数化
结束语：本文介绍了一种使用 VB 对 AutoCAD 进行二次开发的方法，并将该方法运用到永磁电机优化中电机模型绘制的过程中。以实验室设计的60系列电机为例，开发了一套针对该电机的自动化绘制系统。该系统不仅能参数化绘制永磁电机的模型，还内置了优化参数调整的功能，可针对优化参数的调整绘制大量的电机模型，相比于手动绘制，大幅提高了电机优化的效率。经验证，该系统在几分钟内即可以绘制一套覆盖大部分设计方案的电机模型，为后续电机的优化提供了很大的便利，实现了电机设计图纸的参数化和自动化。由于VB 语言的简单易学、开发周期低的特点，可以将该方法推广到其他电机的设计中。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2021. 11. 005
陈铭俊，印四华. 基于GSA-AGRU的挤压机能耗预测［J］. 机电工程技术，2021，50（11）：21-25.
摘要：在铝型材的生产过程中，挤压机是核心的生产机器，其能耗占铝型材生产能耗的60%以上。针对当前挤压机能耗预测精度低和预测速度慢的问题，提出基于引力搜索优化的注意力机制门控循环单位网络模型（GSA-AGRU）用于预测挤压机的能耗，首先构建注意力机制的门控循环单位网络模型 （AGRU），然后加入引力搜索算法 （GSA） 优化该网络的权重，最后得到最优的GSA-AGRU 预测模型。利用某铝型材企业的挤压机生产能耗数据进行实验，结果表明GSA-AGRU 模型相比于传统的 GRU、LSTM、BP和AGRU模型具有更高的预测精度和更快的预测速度。
关键词：门控循环单位；能耗预测；挤压机；注意力机制；引力搜索算法
结束语：针对挤压机生产的能耗预测精度低、预测速度慢的问题，提出了一种基于GSA优化的注意力机制GRU神经网络的能耗预测模型。为了验证GSA-AGRU递归神经网络模型的性能，使用了与能耗相关的挤压机历史数据训练和测试了GSA-GRU神经网络、GRU神经网络、LSTM神 经网络和BP4种模型。实验表明 ，所提出的GSA-GRU神经网络，在模型准确性、泛化能力、预测速度方面优于其他模型，且具有工程应用价值。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2021. 11. 006
刘冠喜，张永顺. 基于HJI理论的双半球胶囊机器人姿态非线性控制方法［J］. 机电工程技术，2021，50（11）：26-29.
摘要：考虑到自主研发的双半球胶囊机器人系统不确定性以及外界扰动等非线性特征问题，提出了一种基于Hamilton-Jacobi不等式（HJI）理论的双半球胶囊机器人滑模鲁棒非线性控制策略。通过拉格朗日动力学原理建立双半球胶囊机器人被动模态的动力学模型，并将Hamilton-Jacobi不等式理论应用于设计滑模鲁棒的控制律来确保控制系统的稳定性。此外，通过Lyapunov方程验证了该双半球胶囊机器人基于HJI理论的滑模鲁棒控制系统的有效性，并对所设计的控制器进行了仿真实验，仿真和实验结果表明所设计的控制策略能有效地抑制外部干扰对控制误差的影响，提高了双半球胶囊机器人系统的控制精度。
关键词：双半球胶囊机器人；拉格朗日动力学；HJI理论；滑模鲁棒控制
结束语：本文对存在系统不确定性以及外界复合干扰的双半球胶囊机器人的姿态控制进行了深入研究。为了提高其控制性能，提出了一种基于 HJI 理论非线性控制方法，该方法通过将Hamilton-Jacobi不等式理论应用于设计的控制律中，降低了外界干扰及系统不确定性对双半球胶囊机器人的影响，实现了双半球胶囊机器人的精确姿态控制。同时，利用Lyapunov稳定性原理证明了该方法的适用性，并在MATLAB-Simulink环境下对控制算法进行了仿真。此外，利用该方法在实际的离体猪肠中进行了实验，实验结果表明，本文提出的HJI理论非线性控制方法跟踪精度高，对双半球胶囊机器人系统的模型不确定性和外界干扰具有良好的鲁棒性。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2021. 11. 007
黄俊熙，肖曙红. 振动工况下滚动轴承保持架稳定性分析［J］. 机电工程技术，2021，50（11）：30-32.
摘要：由于枪钻主轴具有自身结构细长、刚性差的特点，在钻削时会产生颤振，从而对枪钻主轴轴承产生一个径向的振动。为了探究振动对轴承保持架稳定性的影响，利用ADAMS软件建立了该轴承的动力学仿真模型，利用ADAMS自带的CMD语言编写宏代码以快速添加接触约束。主要研究了振动工况参数和轴承结构参数对保持架打滑率和保持架质心涡动速度偏差比的影响。仿真结果表明：随着振动频率或振动幅值的增大，保持架的打滑率和保持架质心涡动速度偏差比也会随之增大，保持架稳定性降低；随着轴承沟曲率系数的增大，保持架的打滑率和保持架质心涡动速度偏差比先减少后增大，保持架的稳定性先增大后减少。
关键词：保持架；稳定性；动力学
结束语：本文利用ADAMS 软件建立了枪钻主轴轴承的动力学仿真模型，研究了轴承在振动工况下，不同振动幅值和振动频率对轴承保持架的影响，得出如下结论。（1）在其他条件不变的情况下，随着振动幅值或者振动频率的增加，保持架的打滑率和速度偏差比也会随之增大，轴承保持架的稳定性就越弱。（2）在其他条件不变的情况下，随着轴承沟道曲率半径系数的增大，保持架的打滑率和速度偏差比先降低后升高，轴承保持架的稳定性先增大后减少。（3）为了使枪钻主轴轴承保持架在运动时尽可能平稳，需要为枪钻主轴添加减振结构，以降低轴承所受到的振动频率和振动幅值。（4）其他条件不变的情况下，在给定范围的内外沟道曲率半径系数中，会存在一个最优的内外沟道曲率半径系数组合，使得轴承保持架的稳定性相对最佳。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2021. 11. 008
梅志恒，刘淑杰，邓威威. 基于ANSYS的航空发动机涡轮叶片有限元仿真［J］. 机电工程技术，2021，50（11）：33-36.
摘要：针对航空发动机涡轮叶片服役时工况恶劣，难以测量其应力、应变的现状，通过分析涡轮叶片工作时的物理场环境，利用CFX对叶片流场进行气动分析，在此基础之上，通过ANSYS Workbench进行叶片典型工况下气、热、固多场耦合仿真计算，得到涡轮叶片叶身部分在典型工况下的应力、应变及形变云图，最后将仿真结果与理论计算及叶片实际工作情况进行对比，证明仿真结果具有一定的准确性，其结果可为航空发动机涡轮叶片的结构设计及寿命预测提供数据参考。
关键词：ANSYS；多场耦合仿真；涡轮叶片；有限元仿真
结束语：本文通过分析叶片工作时的物理场环境，利用有限元技术，借助ANSYS软件实现了涡轮叶片、叶身的气、热、固多场耦合仿真，获得了叶身在典型工况下的整体应力、应变及形变云图，分布情况符合理论计算规律，真实反映了叶片在某工况下的受力状况，此结果可为叶片结构设计及寿命预测提供数据支撑。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2021. 11. 009
赖柏豪，宋健，张永康. 海工八角形桩腿选区电磁感应模块式精确焊前预热方法的研究［J］. 机电工程技术，2021，50（11）：37-43.
摘要：桩腿是自升自航式风电安装船重要承载结构。在焊接预热过程中，海工八边形桩腿由于其结构的复杂性容易产生冷却速率不一致，从而导致焊接变形现象。提出八角形桩腿选区电磁感应焊前精确预热技术，并基于电磁-热耦合仿真方法研究模拟了恒电流、线性电流、优化线性电流3种不同的感应电流加载方式对温度场的影响。结果表明：不同的电流加载方式下，围板和导向板正反面温度场均不同。在导向板基底电流为165 A，围板基底电流为92 A，电流加载频率为10 kHz时，通过优化线性电流加载幅度，加热22 min时，在焊缝两侧75 mm范围内，正面温度为154.8～181 ℃，反面温度为150～180.6 ℃，围板在焊缝两侧100mm的范围内，正面温度为112.4～150.6 ℃，反面温度为106.2～151.2 ℃，桩腿围板和导向板正反两面温度均满足精确选区预热的温度场要求且较为均匀。该研究对后续八边形桩腿焊接制造工艺具有重要的理论指导价值。
关键词：自航自升风电安装船；八角形桩腿；电磁感应；选区预热；线性加载
结束语：本文研究制订了八角形桩腿焊前预热的最低预热温度和层间温度，设计了一种选区电磁感应焊前精确预热模块，使用COMSOL建立了八角形桩腿和预热模块的电磁-热耦合数值模型。研究模拟了恒电流、线性电流、优化线性电流3种不同的感应电流加载方式对温度场的影响。优化的线性电流加载方式是先线性增加电流值，达到峰值后线性减小电流值，该加载方法得到的温度场满足精确选区预热的温度场要求，并且较均匀，对实际生产工艺参数的调整有良好的借鉴意义。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2021. 11. 010
何梓亮，李扬，周博俊，等. 基于货运车辆车载GPS大数据的道路超速率计算与分析［J］. 机电工程技术，2021，50（11）：44-47.
摘要：在我国交通事故统计中，人为失误导致的交通事故占90%，超速行为的危险性已引起各界重视。尤其大型货物运输车辆，其重量大，制动性能较差，该类车辆超速导致的交通事故通常比较严重。对货物运输平台提供的车辆行驶相关数据（包括GPS定位数据、时间数据、速度数据） 进行处理和分析。通过OSMnx在Open Street Map下载广东地图数据并处理，运用隐马尔科夫模型对原始GPS定位数据进行地图匹配，对车辆行驶数据进行LSTM时间序列建模和学习训练，将训练好的网络用于各个路段车辆超速的预测。结果表明，该方法能够很好地拟合超速率的变化趋势，物流平台可以根据预测结果对司机进行提醒，对减少驾驶员的超速行为和保障安全行驶具有重要意义。
关键词：交通安全；超速；地图匹配；LSTM神经网络；时间序列预测
结束语：本文采用货运平台提供的驾驶员自然驾驶数据，实现了对货运车定位数据的轨迹匹配，并针对两条最具代表性的路段的行驶数据进行LSTM时间序列建模，避免了RNN 循环神经网络梯度消失的问题。最后，对路段的超速驾驶危险性进行预测，采用均方根误差评价测试集的准确性。结果表明，该模型在两个路段的超速率趋势拟合中均有不俗表现。本文的研究方法为物流运输平台提供了理论参考，其他路段亦可仿照本文方法建模预测道路的危险性，建立一个超速行驶危险性网络。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2021. 11. 011
杨烨，沈奕，林伟浩. 车载无源驱动液晶显示器件的交叉效应机理分析及其改善对策［J］. 机电工程技术，2021，50（11）：48-53.
摘要：主要针对无源驱动的TN、STN液晶显示器的交叉效应问题做进一步的研究，分析当前业内改善交叉效应的常用方法及其不足，通过分析基于像素点阵所等效的阻容低通滤波网络对驱动波形的影响，得出交叉效应在平均电压法下依然无法消除的原因，确定线路电阻与液晶电容所构成的低通滤波网络使得驱动波形发生指数衰减，从而导致驱动波形出现了变形，因而使其有效电压出现差异，这种差异导致了交叉效应的出现。为了解决这种原因导致的交叉效应，提出了多种实用改善对策，主要包括降低像素电容，降低ITO薄膜的方阻，通过薄膜电极图形的线路设计优化降低引线电阻以及提高线路的电阻均匀性。验证结果表明，通过优化ITO薄膜的方阻以及采用薄膜电极图形线路设计优化来降低引线的电阻是合适有效的方法，这些方法可以有针对性地改善由于驱动波形发生指数衰减导致的交叉效应现象，提高了产品显示效果，最终达成满足车载应用的高阶需求。
关键词：液晶显示器件；无源驱动；交叉效应；阻容网络模型
结束语：本文针对应用于车载领域的无源驱动TN/STN液晶显示器件，在其结构、驱动、工作原理的基础上，对其存在的交叉效应问题做了深层次分析，指出在平均电压法下，每一帧的波形都包含1个选择时间片和N-1个非选时间片，其中 N-1 个时间片内，其驱动电压会在 V0 /b 和-V0 /b间跳跃，并形成了总数为n的电压上升沿和下降沿，其中n是由同列其他像素的显示状态决定的。在液晶电容与引线线路构成的低通滤波网路导致衰减的情况下，电压的上升、下降沿会出现畸变，这种畸变导致了整帧波形的均方根有效电压出现变化，这种变化是由数量n所决定的，而n决定于同列其他像素的显示状态。因此，该像素的显示也就受到了同列其他像素的显示状态的影响，最终导致产生了交叉效应现象。为了进一步解决由该原因导致的交叉效应，本文提出了几种对策，主要包括降低像素电容，降低ITO薄膜的方阻，通过图形的优化设计降低引线的电阻，减少低通滤波网络的衰减作用以及提高线路的电阻均匀性等。通过系列对比验证可知，合理选择ITO薄膜的方阻值以及通过优化像素电极的引线设计为两种更加合理有效的方法，优化像素电极的引线设计可以通过合理调节不同引线的宽度来实现，并可结合叉分设计与跳线设计等方法，降低引线阻抗，以进一步遏制交叉效应，更好地提高无源驱动液晶显示器件 TN/STN LCD 在车载领域应用的显示效果，使得此类液晶显示器件可以进一步满足一些高端用户需求。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2021. 11. 012
王东辉，张仕海，胡子宇，等. 海上平台外壁面爬壁除锈机器人结构设计［J］. 机电工程技术，2021，50（11）：54-58.
摘要：针对海上平台人工除锈作业所存在的作业效率低、风险高、劳动强度大等方面问题，设计了一种可代替人工作业的爬壁除锈机器人结构。根据海上平台实际工况，对机器人吸附方式及爬行方式分析后，确定了机器人爬行运动方案。以机器人爬行运动原理为依据，完成了机器人前后腿组机构、作业臂机构、旋转驱动机构3个部分的结构设计；为防止机器人出现失稳情况，针对机器人实际作业工况进行了3种常见失稳状态下的稳定性分析，计算出机器人稳定吸附于平台壁面所需电磁吸附力参数，进而得出了选用的电磁铁吸力所能满足的实际工况范围。所研究设计的爬壁机器人具有结构紧凑、驱动灵活、吸附可靠等特点，为海上平台外壁面除锈作业提供了技术方案。
关键词：海上平台；爬壁机器人；结构设计；稳定性分析
结束语：24.5 N，能可靠地吸附于壁面。（1）本文对爬壁机器人几种典型吸附和位移方式进行了探讨，指出了各自的特点及应用场合。以此基础针对海上平台现场的工况特点，创新地提出了应用于海上平台作业的爬壁机器人运动方案和结构。（2）考虑到机器人实际运行工况，作出了静态受力与稳定性分析，得出了爬壁机器人所能满足的实际工况范围。（3）本文所研究设计的爬壁机器人结构紧凑，吸附可靠，通过灵活的驱动方式实现了爬壁机器人的吸附、爬行及作业，为海上平台外壁面除锈作业提供了技术方案。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2021. 11. 013
欧阳惠卿，舒文华，李杨，等.三维机器视觉在自动扶梯乘客危险行为识别与预警的应用［J］.机电工程技术，2021，50（11）：59-62.
摘要：为了降低因为乘客危险行为导致的自动扶梯安全事故/伤人事件，基于三维视觉和人工智能技术，提出了一种自动扶梯乘客危险行为识别和预警技术，并详细介绍了该系统主要硬件和现场布置方案。为了对该系统进行科学评价，还提出了准确率、查全率、误报率、响应时间等综合性能评价指标，并分别在实际现场和实验室模拟条件下对该系统进行了大量的测试，测试结果表明，所构建的系统在不同光照、不同客流强度环境下，均能有效识别自动扶梯乘客携带婴儿车、摔倒、逆行、出入口逗留、出入口拥堵、探头等多种危险行为。
关键词：自动扶梯；乘客行为；三维视觉
结束语：本文介绍了一种基于三维视觉与人工智能相结合的、自动扶梯和自动人行道乘客危险行为识别与预警技术。该方法通过三维视觉对人体进行精确的测量，基于人体的深度信息和彩色信息，结合人体姿态的语义分析和深度学习，能对人的行为做出精确的识别和判断。现场和实验室测试结果表明，本文介绍的方法具有很高的识别准确度和很好的环境适应能力，将为提高自动扶梯和自动人行道的事故预防能力和应急能力、降低电梯事故/伤人事件概率提供新的有效解决方案。对于新技术的应用，还需要思考以下问题：一方面，新技术的应用如何融合自动扶梯的整体安全。自动扶梯属于特种设备，其安全性是产品生产和使用中最重要的关注点。基于机器视觉和人工智能技术，为乘客危险行为识别和实现自动扶梯自主管理提供了新的思路和解决方案，但是也应思考新技术的应用带来新的风险，包括新技术的可靠性、信息的安全、科技伦理等。另一方面，自动扶梯本身的设计（包括标准）如何适应新的技术发展。基于机器视觉和人工智能技术，为乘客危险行为识别和实现自动扶梯自主管理提供了新的解决方案，但是紧急情况下的停梯会产生新的风险，可以引入“缓停”的策略，既可以在紧急情况下及时制停扶梯，又可以避免过大的减速度，造成其他乘客摔倒。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2021. 11. 014
严楠，陈罡，金超超，等. 四通件机器人打磨抛光方案设计与工艺研究［J］. 机电工程技术，2021，50（11）：63-65.
摘要：针对工业机器人对四通件打磨抛光的特点和工作过程，提出了一种利用工业机器人对五金产品进行打磨抛光方案，研究了机器人力控原理及打磨抛光相关工艺。采用Solidworks建立虚拟样机，设计机器人夹手和定位工装，构建机器人的五金四通件测试平台，研究其打磨测试参数及打磨效果。结果表明，采用240#的砂带进行打磨，砂带转速变化范围1 000～1 250 r/min，发泡轮硬度为30，砂带机的发泡轮的硬度为40，能够较好地实现本产品的打磨抛光，该方法为相关产品的打磨抛光实际应用提供了理论指导和数据参考，有助于提高生产效率，提高企业经济效益。
关键词：机器人；五金产品；打磨抛光工艺
结束语：本次实验针对四通件设计了打磨抛光方案，研究并分析了其打磨工艺，根据打磨抛光实验得到结论如下。（1）砂带转速太高，会造成过磨过抛，致使表面质量下降；转速太低，会减慢加工效率。实验中，在其他打磨环境相同的情况下，砂带转速的变化范围为1 000～1 250r/min，性能良好，打磨效果满足要求。 （2）根据实际打磨效果，可以实现四通件打磨的位置可达。验证了所选机器人及打磨方案的合理性，整个机器人研磨抛光实验平台结构稳定，验证了工艺的合理性，测试效果良好。（3）该打磨抛光设备可满足多批次、大批量生产模式，柔性化程度高，自动化程度高，打磨效率高，稳定性可靠，减少用人及相关设备维护成本，可提高企业经济效益，并可为相关产品的实际应用提供理论指导。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2021. 11. 015
薛俊俊，陈双. 基于深度学习的路面不平度等级识别研究［J］. 机电工程技术，2021，50（11）：66-69.
摘要：准确的路面激励信息对汽车行驶安全性和乘坐舒适性有重要影响。针对目前路面不平度等级识别算法存在复杂和准确率低等问题，提出了一种注意力门控循环单元（BiGRU-Attention）网络和车辆振动响应的路面不平度等级识别算法。首先，通过滤波白噪声法建立随机输入路面模型，1/4车辆振动模型平顺性仿真实验获取车辆振动响应信号，选择滑动窗口为1 s截取样本构造数据集；然后，通过BiGRU网络学习样本信号的深层次信息，Attention机制优化时刻特征对辨识结果的贡献率比重，快速准确地识别出路面不平度等级；最后通过消融实验实现算法的验证。实验结果表明，基于BiGRU-Attention路面不平度等级识别算法的准确率可达96.9%，相比基础模型有1%～3%的提升。该算法能够准确识别路面不平度等级，为车辆动力学控制提供有力的理论依据。
关键词：反向分析；路面不平度等级辨识；深度学习；门控循环单元；注意力机制
结束语：本文建立了基于BiGRU-Attention路面不平度等级识别模型，考虑了BiGRU单元时刻的注意力贡献率，提高算法的特征表示能力。路面不平度等级识别模型在 1/4车辆振动模型平顺性仿真实验构造的车辆振动响应数据集上，识别率高达96.9%，识别结果可靠。在消融实验中，该模型的辨识效果优于其他基础模型。因此，本文提出的基于BiGRU-Attention路面不平度等级识别模型能够准确识别路面不平度等级，为汽车动力学控制的参数调整提供有效的依据，具有较高的工程应用价值。今后的研究工作要结合大量的实车实验构建更加完善的数据集，使得路面不平度等级识别模型涉及的路面情况更丰富，减少识别结果的误差。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2021. 11. 016
亓新伟，白倩，陈梓梁. 热处理消除纯铜车削残余应力实验分析［J］. 机电工程技术，2021，50（11）：70-73.
摘要：在大尺寸弱刚性构件的加工过程中，车削引入的残余应力是导致加工变形的一个重要因素，因此有必要对残余应力进行消除。采用热处理方法可以有效消除车削残余应力，针对纯铜材料通过端面车削制备车削试样，并开展热处理实验，采用基于电子散斑干涉的钻孔法测量了热处理前后的车削残余应力，分析了不同保温温度和保温时间对残余应力释放的影响，同时利用奥林巴斯显微镜和显微维氏硬度计表征了不同热处理参数下亚表面微观组织和硬度的变化，发现在保温温度400 ℃时车削残余应力明显降低，最大残余应力释放率达到75%以上，有效消除了车削残余应力，并且亚表面会发生再结晶现象，加工硬化层会发生明显软化。
关键词：车削残余应力；热处理；微观组织；硬度；纯铜
结束语：本文通过开展热处理实验，测量了不同热处理参数下纯铜车削加工残余应力的变化，分析了不同保温温度和保温时间对车削残余应力释放的影响。在一定保温时间下，随温度升高，残余应力明显降低，在400 ℃下保温120 min时车削表层残余应力降低至±50 MPa 内，最大残余应力释放率达到75%以上，可以有效消除纯铜车削残余应力，随保温时间延长，残余应力没有明显降低，相比之下，温度对残余应力释放的影响更大。通过奥林巴斯显微镜和维氏硬度计表征了不同热处理参数下纯铜亚表面微观组织和硬度梯度变化，车削表面的加工硬化层在热处理中发生软化，保温温度在400 ℃下的再结晶比 300 ℃时更明显，硬度下降也更明显，且随保温时间增长，表层晶粒尺寸和硬度没有明显变化。从实验中可以看出热处理消除车削残余应力的同时，也影响了亚表面微观组织和硬度的变化。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2021. 11. 017
邵明坤，汤振，江浪，等. 电连接器接触件断裂失效分析［J］. 机电工程技术，2021，50（11）：74-77.
摘要：电连接器是电气传输系统的基础元器件之一，接触件作为连接器的核心零件，其接触性能的可靠性关乎整个设备、乃至整个系统的稳定运行。对某型号电连接器接触件出现的断裂现象进行失效分析，建立了接触件的理论数学模型，进行理论推导计算，并利用 Abaqus 有限元仿真软件对电连接器进行仿真分析。通过对比接触件机械寿命试验结果，发现单个接触件弹力理论计算值为 5.58 N，仿真分析结果为 5.547 N，与 5.75~5.85 N 的弹力试验结果高度一致。此外接触件最大弯曲应力理论计算值为1 083 MPa，与仿真结果1 116 MPa也较为相近，该弯曲应力已十分接近材料的极限应力，存在一定的断裂风险。因此采用理论计算、仿真分析等手段对接触件力学结构进行定量分析，降低产品失效风险，将大大提高电连接器的研发效率，对电连接器设计具有重要的指导意义。
关键词：连接器；接触件；仿真
结束语：本文从材料、工艺、装配等方面对电连接器接触件断裂影响进行了定性分析，排除了疲劳损伤的可能，基本判定为接触件力学强度失效。本文随后建立了接触件的超静定数学模型，通过理论力学计算推导，得出单个接触件在受到0.8 mm向下的位移载荷作用下，弹性回复力为5.58 N，最大弯曲应力为1 083 MPa，超过材料的屈服极限，存在一定的失效风险。同时利用Abaqus有限元仿真软件对接触件2维仿真模型进行力学仿真分析，更加直观地观察到接触件在整个过程中内部各个位置受力、应力、应变的变化情况。其中接触件弹力为5.547 N，内弯角处最大Mises等效应力为1 116 MPa，超出材料的屈服极限，将发生塑性变形。接触件最大拉应力为917.5 MPa，在接触件外弯角偏下侧区域，最大拉应力略小于材料的拉伸强度，无安全裕量，存在一定的断裂失效风险，断裂将在接触件外弯角偏下区域沿y轴方向发生。接触件仿真分析结果与理论计算情况高度一致。最后通过对接触件进行机械寿命试验，电连接器经过300次机械寿命试验后总弹力在11.5~11.7 N之间，单个接触件平均弹力为5.75~5.85 N，进一步验证了理论与仿真分析结果的正确性。因此通过理论分析与有限元仿真对连接器进行定量分析，早期发现结构设计缺陷，可大大缩短了研发周期，对电连接器结构设计具有积极的指导意义。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2021. 11. 018
周惠芳. 计及不确定因素的配电网静态电压稳定性研究［J］. 机电工程技术，2021，50（11）：78-81.
摘要：传统的配电网潮流计算大多采用分布式电源（Distributed Generation，DG）出力和配网接入负荷参数确定的方式来研究配电网静态电压稳定性。然而，分布式电源的出力具有间歇不确定性，负荷也具有随机不确定性，传统的潮流计算方法显然存在较大的局限。在传统潮流计算的基础上，介绍了模糊数理论，在此基础上将DG出力和负荷接入用模糊参数表示，并利用牛顿-拉夫逊法计算模糊潮流，在模糊参数的系统约束下构建模糊配网静态电压稳定指标VSI，并以此进行实例仿真，分析和判断DG接入容量、位置以及负荷容量波动对静态电压稳定性的影响。
关键词：分布式电源；模糊潮流计算；静态电压稳定性
结束语：本文引入模糊数学理论，采用梯形模糊数描述负荷、DG 出力的不确定性。提出根据分布式电源 （DG）和负荷的概率模型来建立随机模糊模型，并利用牛顿-拉夫逊法计算模糊潮流，将计算所得的模糊参数带入在模糊参数的系统约束下构建的模糊配网静态电压稳定指标VSI，在仿真中分别改变DG的接入容量和位置以及负荷的大小计算相应的VSI，以此来判断DG的容量和位置以及负荷变化对系统的静态电压稳定性的影响。仿真结果表明，随着 DG 接入容量的增大，静态电压稳定性指标也随之增加，系统的稳定性得到改善。不论是在主馈线还是引出馈线上接入DG，越靠近当前馈线首端的接入点，VSI的变化量越小。DG的接入，使得原系统节点电压被抬高，可能令某些节点严重越限，造成不良后果。负荷容量的增大会降低静态电压的稳定性。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2021. 11. 019
万长东，陈昱丞，裴显卜，等. 动力电池有限元计算过程中的网格控制研究［J］. 机电工程技术，2021，50（11）：82-84.
摘要：电动汽车是未来新能源汽车发展的重要方向。动力电池是非常重要的电动汽车核心部件，动力电池承受着一定的约束和载荷，要满足足够的强度和振动特性。动力电池采用有限元分析方法进行模态与静力计算，其网格大小设置为50 mm、15 mm、10 mm、5 mm，结果显示网格尺寸对计算结果有着重要影响。因此，通过对动力电池进行自由模态计算结果来控制全局网格尺寸，通过静强度计算结果来控制局部网格尺寸，结合模态结果与静力计算结果选择全局网格尺寸10 mm，局部细化网格尺寸为1 mm，这样的网格划分得到的结果与5 mm网格尺寸计算结果相差不大，同时该电池包结构满足强度及振动特性。
关键词：电动汽车；电池包；网格尺寸；有限元
结束语：本文通过上述计算与分析，得到以下结论：有限元模型的网格尺寸对计算结果有较大影响；有限元模型网格尺寸对网格数量影响极大，即影响着求解时间；模态计算结果反应了模型整体刚度，网格大则刚度大，频率高；静力计算结果反映了局部结构刚度，局部应力集中位置可以加细网格尺寸；结合模态与静力计算，来进行网格控制，可以取得良好的计算结果。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2021. 11. 020
崔亚飞，罗辉，秦龙，等. 基于改进Cascade Faster R-CNN的铝型材表面缺陷识别研究［J］. 机电工程技术，2021，50（11）：85-90.
摘要：在铝型材实际生产过程中，由于碰撞、加工温度、压力等原因，可能导致铝型材产生擦花、脏点、喷流等数种表面缺陷，缺陷目标较小，长宽大，传统目标检测算法的准确率较低，严重影响铝型材的美观和质量。在Faster R-CNN网络的基础上，引入了多阶段模型训练方法使部分无缺陷样本生成对抗样本，用ResNeXt105网络代替原始VGG16网络提取图像特征，设计了CascadeFaster R-CNN 的网络结构，采用 FPN 提取多尺度特征图并进行特征图融合。实验结果表明，在 2 722 张图像测试集上，FasterR-CNN模型准确率为62.7%，网络模型测试准确率达到81.4%，提高了18.7%。故相比于其他网络模型，改进后的Cascade FasterR-CNN的模型具有更强的特征提取能力和泛化能力，为类似小目标检测提高了技术参考。
关键词：Cascade Faster R-CNN；铝型材；缺陷识别
结束语：本文在传统的目标检测框架 Faster R-CNN 的基础上，提出一种改进的CascadeFaster R-CNN来实现对铝型材目标检测的识别与定位。经过实验验证可以得出，该算法主要有以下优点：（1）迭代训练充分利用无缺陷样本，增强模型的泛化能力；（2）相比于 ResNeXt101 和ResNet，ResNeXt152具有强大的特征提取能力；（3）基于FPN的多尺度特征网络进一步提升准确率；（4）级联CascadeFaster R-CNN网络逐阶训练，可以更好地抑制假阳性，减少过拟合问题。本文提出地改进的CascadeFast?er R-CNN相较于传统网络模型具有较高的正确率，为类似小目标缺陷检测领域提供了技术参考。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2021. 11. 021
郑进辉，许冠，毛卫东，等. 基于Geomaic Design X 软件的逆向工程研究［J］. 机电工程技术，2021，50（11）：91-95.
摘要：逆向工程是产品不断迭代开发的常见方式，也在制造业中广泛存在。目前已出现了很多的逆向设计软件，如 NX1847、Pro_E、Imageware、Copy CAD、RapidForm 等都可以用来进行逆向工程设计，但是相对于曲面和尺寸太小又很难实现快速拾取，需要人为的不断调整才能保证产品逆向数据的精度要求，从而导致逆向的效率不高；提出了一个新的逆向工程设计软件— GeomagicDesign X逆向工程软件，研究表明Geomagic Design X软件相比于其他三维设计软件，具有非常明显的优势，如强大的截面轮廓线提取能力，可以根据STL面片数据自动拟合出曲面，同时也支持多种STL数据的特征识别指令，同时支持与其他软件的交互转换，实现不同软件间的交互使用。相对于其他研究成果，主要突出在Geomagic Design X 软件在逆向工程设计中的便利性，阐述了该软件是如何进行产品的逆向设计，提高设计效率。
关键词：逆向工程；三维扫描仪；点云处理；产品设计
结束语：基于Geomagic Design X 软件的逆向工程设计，相对比于其他逆向工程软件，其拥有简洁的界面和强大的功能指令，具备了其他软件所不具备的点云、面片处理、领域划分等功能模块，利用该软件进行产品的逆向工程设计，可以有效提高产品逆向设计的设计周期，以及缩短设计师学习软件的学习周期，对逆向工程领域来说是软件升级的一个契机，能够促进相关软件进行相互学习。本文详细阐述了整个产品的逆向过程，一方面对扫描过程以及产品的点云处理进行了一个清晰的划分；另一方面展示了Geomagic Design X 软件应用于产品逆向工程的便利性；研究结果表明，Geomagic Design X在产品的逆向设计中，能够高效率地缩短逆向周期，在参数化设计的同时也促进逆向设计的思路简单化，这是其他软件所无法达到的，针对逆向工程领域，Geomagic DesignX 是一款专业和高效的逆向工程设计软件，对常规软件相关指令功能的迭代是一个非常有的促进作用，对于逆向工程的产品开发来说也是增加了一种新的尝试，对相关领域的发展具有重要的作用。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2021. 11. 022
王鸣宇，陈博，吴东锋，等. 应急电源车售后维修服务系统的设计与实现［J］. 机电工程技术，2021，50（11）：96-99.
摘要：应急电源车因其快速灵活的移动特性，广泛用于抢险救灾、紧急和突发事件处理、军事和民航等领域的供电保障应急场景。为了解决企业在电源车售后服务方式、服务效率、服务意识等方面的滞后问题，结合信息技术的快速发展，提出一种基于微信服务公众号和Web客户端的电源车售后维修服务系统。该系统运用PHP编程技术，采用ThinkPHP + SQLServer + Redis + Jquery技术框架进行设计，针对客户、售后工程师、售后管理等对象，实现从客户报修、客服派单、工程师接单、维修服务到客户评价、维保记录等电源车售后全链条服务的信息化管理。该系统的实际应用获得了客户的广泛认同，客户满意度得到提高，企业服务质量和效益得到快速增长，对其他类型应急救援车辆售后维修的开发与应用有着重要的参考价值。
关键词：电源车；售后维修；服务系统
结束语：电源车技术发展的同质化现象导致企业在售后维修服务方面的创新成为提升企业核心竞争力的途径之一。本文介绍了应急电源车售后维修服务系统的研发、应用以及取得的成效，对于在智能制造和智能服务大力发展的背景下的特种车辆生产企业，尤其是产量多、客户数量大、产品销售分布广的企业，本系统具有良好的推广应用价值。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2021. 11. 023
王君毅，林守金，王柱，等. YKH200数控弧齿锥齿轮铣齿机设计与分析［J］. 机电工程技术，2021，50（11）：100-105.
摘要：针对传统机械型铣齿机结构复杂、传动链长、精度差、速度低，无法满足高速、高精度齿轮加工要求的状况，设计了
YKH200数控弧齿锥齿轮铣齿机及迈雷特H218i型数控系统，分析该机关键部件结构，采用有限元方法对数控弧齿锥齿轮铣齿机进行静/动态特性仿真分析，并对关键件立柱进行了拓扑结构优化。结果表明：优化后立柱的静刚度与前2阶固有频率比优化前均有所提高，质量减少7.32%。实践证明，该铣齿机采用常规速度切削加工齿轮时，性能稳定，工作可靠。但高速切削加工齿轮时，某些高速切削的工况仍有可能发生共振情况，需进一步提高整机刚度或采用其他方法进行抑振。为进一步提高整机刚度，实现机床在更高切削速度加工齿轮提供参考依据。
关键词：弧齿锥齿轮；铣齿机；有限元分析；设计；仿真分析
结束语：（1）本文对YK200数控弧齿锥齿轮铣齿机进行了结构设计，较详细的分析了X / Y / Z / B / C五轴进给系统、刀具箱、工件箱等五大总成的结构。（2）采用有限元方法对数控弧齿锥齿轮铣齿机进行静/动态特性仿真分析，结果表明，该铣齿机在常规速度进行齿轮加工具有较好的稳定性。（3）对关键大件立柱进行了结构优化，仿真结果表明，优化后的立柱相比优化前静刚度、1阶、2阶固有频率均有所提高，质量减少7.32%。（4）投产运行结果表明该铣齿机工作稳定。（5）本文可为改进设计，进一步提高整机刚度，实现机床更高速的齿轮加工提供参考依据。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2021. 11. 024
洪超宇，张炎生. 基于某体育场用户突增下4G移动系统应急优化方案设计［J］. 机电工程技术，2021，50（11）：106-108.
摘要：在5G普及之前，4G依旧是移动通信网络的主力军。进行应急优化的体育场占地65 799 m2，最多可以容纳6万余人，是当地举办体育比赛和大型活动的主要承担者。当进行活动时，人流量有激增的现象，面对着巨大的信息冲击，需要保障此区域的通信。目前会影响信号质量的问题主要有基站的容量问题和同频干扰问题。该方案主要方法是实地调查并记录体育场周围的室外基站和体育场的室内分布系统，分析是否有容量不足和干扰的现象；再运用测试机对此体育场周围进行信号路测，通过测试机测得的数据直观反映信号不良的区域，结合信号分布分析原因，再进行方案设计。为使用户获得的下行速率不低于2 Mb/s，优化的方案包括改造室内分布系统和派遣应急通信车进行下行容量的支持，并使体育场周围的RSRP值维持在-75 dBm，SINR值不低于15 dB，使得室内可以进行中等速率的通信业务，室外可以进行较高速率的通信业务。
关键词：应急通信；大型场馆；工程设计
结束语：以估算最大用户下行容量的方式，来对所应急优化区域进行分析，分析的内容包括室外基站数量及分布以及室内分布系统的情况。对于市中心的大型场馆，首先要考虑其周围的室外基站分布，其附近的通信设施较为完善，如果再增设基站会引起信号的重叠覆盖，从而引起同频干扰的现象发生，所以最佳的方案还是对室内分布系统进行改造。此外，可以加派应急通信车补充下行用户容量。对于一些处在郊区的大型场馆，周边的通信设施较为缺乏，首先考虑增设基站，保持成本投入与用户使用信号质量的动态平衡，其次才是优化室内分布系统。在普及5G之前，要把4G的应急优化系统完善，为 5G的发展铺好道路。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2021. 11. 025
陈钰龙，苏开华，吴磊. 基于最佳温度分布的均热板矩形微通道优化［J］. 机电工程技术，2021，50（11）：109-112.
摘要：矩形微通道已广泛用于均热板中，并且已有大量研究对微通道进行优化。为了对矩形微通道的尺寸进行优化，选择微通道的温度分布标准偏差作为标准。首先，根据Navier–Stokes方程推导了矩形微通道的平均流速公式，然后，又推导了微通道的壁面温度分布公式，最后采用多项式拟合的方式对平均流速公式进行简化，得出微通道的温度分布标准偏差。数值研究表明，宽长比越大，温度分布越好。仅当宽度与深度的比率满足接触角的函数时，可以获得在微通道的纵向上的最佳温度分布。为均热板矩形微通道的尺寸优化提供了一定的理论计算依据，提出了以微通道的温度分布标准偏差最小作为优化的方向。
关键词：矩形微通道；平均流速；温度分布
结束语：用数值研究的方法来优化微通道的长度方向上的温度分布均匀性。通过稳定的不可压缩的Navier-Stokes方程，并经过多项式函数的拟合简化平均速度模型。在恒定热通量的条件下获得了微通道长度向上温度分布的函数，得出温度的标准偏差。经过数值研究，发现宽度与长度之比越大，温度分布均匀性就会越好，深度与宽度的一半之比满足接触角的函数时，可以得到最佳的温度分布。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2021. 11. 026
毕鹏远. 一种基于Conv-LSTM的滚动轴承故障诊断方法［J］. 机电工程技术，2021，50（11）：113-115.
摘要：针对轴承传统的故障诊断方法存在辨别故障类型难和预处理步骤多的问题，提出一种基于Conv-LSTM(卷积长短期记忆网络)的模型。该模型以Conv-LSTM单元模块作为处理层，能自识别和自处理故障特征信息；同时该模型可直接处理切片后的原始信号，通过Conv-LSTM模型的分类结果并结合标签可诊断出滚动轴承的故障类型。对SKF6205型轴承进行实验，实验结果表明相对于LSTM，基于Conv-LSTM的诊断模型具有更好的分类效果和更高的分类准确率，且在迭代过程中准确率在0.96以上，可作为诊断滚动轴承故障类型的一种方法。
关键词：Conv-LSTM；轴承；故障诊断；分类
结束语：本文提出一种基于 Conv-LSTM 单元的故障诊断模型，过该模型的分类结果并结合标签可诊断出滚动轴承不同的故障类型；此外，该模型能直接处理原始信号且不需要复杂的数据预处理步骤。相比于庄雨璇等[8]的LSTM 方法，基于 Conv-LSTM 单元的模型分类效果更好，分类准确率更高，因此更适合作为区分滚动轴承故障类型的一种诊断方法。但单独的Conv-LSTM难以胜任更高层次的深度学习，因此需要结合其他的深度学习神经网络进行组合研究，如卷积神经网络、GRU 等。此外，针对滚动轴承故障程度的诊断方法可做进一步探究。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2021. 11. 027
徐平凡，肖文勋，徐鸣利，等. 应用于SMT生产的高精度支撑夹具设计［J］. 机电工程技术，2021，50（11）：116-118.
摘要：传统贴片机 （SMT） 在更换贴装产品时，需人工进行布置顶针，费力耗时，且易使布针位置偏差而造成芯片损坏和报废。针对该问题，设计了一种新型支撑顶针夹具，包括固定座、高精度撑机构、弹性机构、固定座垫块和底座等。通过在支撑顶针的下方独立式弹簧控制顶针高度，电路板上的高低元器件均可良好地支撑，提升贴装品质。该设备已应用到实际生产中，通过对比改造前后的数据发现，布置顶针的PIN图从30 min降低到3～5 min，次品率从8‰～10‰大幅度下降至3‰，各项技术指标较好。
关键词：贴片机；高精度夹具；支撑顶针；独立式弹簧
结束语：设计了一种新型支撑顶针夹具，包括固定座、设于固定座内的多个支撑顶针、分别对应设于支撑顶针下方的多个弹性件、设于固定座的下方的垫块和设于垫块的下方的底座。通过在支撑顶针的下方单独设置弹簧，通过独立式弹簧控制顶针高度，电路板上的高低元器件均可良好支撑，不会损伤元器件，可以提升贴装品质。整个设备除了补充物料外，无需人工介入，有效降低了工人的劳动强度，各部件也不易出现错位和偏移等问题，能有效提高生产效率和保证产品质量。经过实际应用，效果明显。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2021. 11. 028
杨浩，王强，孙汇宇，等. 全方位废旧轮胎胎体打磨机结构设计［J］. 机电工程技术，2021，50（11）：119-121.
摘要：轮胎打磨机是轮胎翻新的核心设备，主要负责对废旧胎体进行全方面的打磨，其打磨好坏会直接影响到翻新轮胎的质量。为了有效实现废旧轮胎全方位高效均匀打磨，利用液压传动及UG软件仿真技术，进行了全方位废旧轮胎胎体打磨机结构设计，其中在轮胎夹紧装置处实现了创新，借鉴伞骨张合原理实现对轮胎大小的调节。相比传动打磨机构，设计产品可实现胎体、胎面与胎肩全方位匀速均匀打磨，可有效提高胎体打磨质量和打磨效率，大大减少工人的工作强度，为轮胎翻新企业胎体打磨技术提升和设备创新提供一定的参考。
关键词：轮胎翻新；全方位；轮胎打磨机；液压传动
结束语：废旧轮胎翻新是一项产业链化的工程，需要每个方面的技术人员包括政府的相关部门人员的政策支持[12]共同构建成为一个良性发展的产业，对于翻新轮胎，我国的需求量很大，因此在提高翻新技术的前提下，创新提高新型的翻新设备也是必不可少的。与现有轮胎打磨机相比，本文设计的一种全方位废旧工程轮胎打磨机，采用全液压驱动，使得打磨速度可调且可匀速、稳定打磨，还可以对胎面、胎肩、胎侧同时进行打磨，打磨方位全面，打磨平整、光滑，打磨厚度均匀，安全系数高。设备操作简便，打磨精度高，打磨后的橡胶粉末还能够自动落入防护罩内被回收，减少了环境污染和对操作工人的身体健康损伤。希望此项废旧轮胎翻新打磨机可以对轮胎翻新企业有所帮助，也希望相关的技术人员可以积极投入到我国轮胎翻新行业中去，为实现资源的合理再利用，以及保护环境献出自己的一份力量。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2021. 11. 029
玄春朋. 电控电路中的“节点”配线［J］. 机电工程技术，2021，50（11）：122-124.
摘要：在电机具体接线中，常需要考虑所用到的电机及电器的具体位置、安装地点和走线布局。如分布在不同地点的电器端子的连接；电路中照明、信号指示、限位器、按钮开关如何和电控盘连接；如果电路中出现单芯硬线和多芯软线，如何对接；在电路完成后，判断接线是否多接、少接和错接；在电机常规继电器接线中，尝试运用电工学中电路节点定义，提出一种新的接线方法，通过对电控电路原理图中进行节点及结点的标注，按照电路中电流参考方向，确定电器的位置，确定导线的走向，借用数学中线段端点连接最少法则，保证导线接线数量，对电机接线实现定位、定向、定量分析，从而解决了上述问题。
关键词：节点；端子排；接线规则
结束语：本文运用节点法进行配线，是将电控线路的配线难度，下放到了每一个节点内。运用节点分析，不但可清晰知道节点内需要几根导线相连，而且可知道哪两个结点先连。只要保证了每一个节点内的接线正确，就能实现整个电路接线正确，真正做到不多接、不少接、不错接。通过这种方法，无论对多复杂的电路，只要做到节点分布清晰，接口清楚，接线思路明确，就能实现对电路准确而迅捷地完成配线。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2021. 11. 030
罗爱玲，景运革. 有限元法在扭转杆计算中的应用［J］. 机电工程技术，2021，50（11）：125-128.
摘要：使用弹性力学解决扭转问题实际上就是求解偏微分方程组，很难得到解析解，有时甚至得不到解析解。为了克服弹性力学解决扭转问题的缺陷，采用有限元法来解决扭转问题，首先以三节点的三角形单元划分网格，并对应力函数进行插值，构造了可用于描述各个子域的场函数。然后利用最小余能原理推导出了扭转问题的泛函，通过求解泛函极值，得到了单元刚度矩阵，最后用Matlab编写了对应的程序用于模拟有限元计算过程。数值算例表明，随着网格的细化，数值解越来越精确，只要网格划分得当，有限元的解能够较好地逼近解析解。
关键词：扭转；应力函数；有限元法；三角形单元
结束语：本文对有限元方法计算扭转杆截面上的切应力以及杆件的抗扭刚度的优点进行总结，并将对扭转杆复杂计算进行深入研究。（1）应力函数的使用很大程度上减小了求解偏微分方程组的难度，尤其是在划分网格时减少了总自由度的数量，使得总体刚度矩阵的维数减小了一半，提高了计算效率。（2） 相比于翘曲函数法，应力函数法的边界条件更为简单，有利于约束条件的引入。（3）对于抗扭刚度的求解，直接令单位扭转角为1，求出应力函数后直接对其进行积分，此方法比翘曲函数法的积分公式简单一些，结果也非常精确。（4）本文提出的有限元法仅仅是对扭转杆中一个简单的截面进行分析，但是在实际应用中截面往往是复杂的，因此，如何提高算法的计算效率是将来继续深入研究的问题。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2021. 11. 031
张仕愿. EMCO数控车削中心刀塔故障分析［J］. 机电工程技术，2021，50（11）：129-132.
摘要：数控刀塔是数控车削中心的重要部件，因使用过程中碰撞、长时间使用造成刀塔与轴心及刀塔端面与Z轴导轨的位置精度超差，直接影响了机床的加工精度。使用定心百分表调整刀塔精度会出现轴心与导轨的平行度合格，但刀塔端面与Z轴导轨垂直度超差的问题。介绍EMCO车削中心刀塔的位置精度对加工精度的影响，分析了调整车削中心刀塔的位置精度方法，主要阐述了创新使用的双轴套环检测刀塔精度的方法。实际维修证明：使用双轴套环检测方法维修刀塔的精度，能保证车削中心上动力头轴心与导轨的平行度保持在 （0.005～0.01）/100 mm，刀塔端面与Z轴导轨的垂直度在 （0.005～0.01）/100 mm，能让机床的加工精度接近出厂的加工精度，并有快速、简单、精度高的特点，解决了进口机床维修不便、维修费高的问题。
关键词：刀塔；车削中心；双轴套环；维修
结束语：数控车削中心刀塔是重要部件，刀塔的相对位置精度直接影响加工的精度，维修需要厂家使用专用的检测设备来维修，进口机床的维修费用往往很高。根据车削中心铣削加工时刀具与工件的关系研究出来的双轴套环的检测方法，不需要购买专业的维修设备，只需要准备高精度的铣刀柄及不同尺寸的套环，使用套环检测可以直接检测出轴心与导轨的平行度及刀塔端面与Z轴导轨垂直度，经过实际维修证明，这种方法维修方法能保证刀塔维修后的加工精度达0.005～0.015 mm，并有快速简单的特点。解决了进口车铣复合机床刀塔维修难、维修
贵的问题。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2021. 11. 032
高瑞进. 非接触减小板材跳动抑制高速轧机振动装置的研究［J］. 机电工程技术，2021，50（11）：133-136.
摘要：基于轧制理论、流体力学理论、机械振动理论等基本理论知识，对板材跳动引起高速轧机振动原理进行了分析，提出了板
材跳动是导致轧机振动的原因之一；采用三维建模方法进行抑制高速轧机振动装置的结构设计，实现非接触减小板材跳动目的，同时避免板材接触划伤；然后通过抑制高速轧机振动装置的振动测试实验获取高速轧机振动相关数据，在同一坐标系内分别绘制出安装抑制高速轧机振动装置前后的上工作辊垂振位移曲线和上支承辊垂振位移曲线，并通过曲线进行轧机振动数据对比分析，实验结果表明，该抑制高速轧机振动装置能够减小板材跳动，抑制高速轧机振动，从而提高板材质量。
关键词：非接触；板材跳动；抑制；轧机振动
结束语：本文对板材跳动引起高速轧机振动原理进行了分析，提出了板材跳动是导致轧机振动的原因之一；采用三维建模方法进行抑制高速轧机振动装置的结构设计，实现非接触减小板材跳动目的，同时避免板材接触划伤；然后通过抑制高速轧机振动装置的振动测试实验获取高速轧机振动相关数据，在同一坐标系内分别绘制出安装抑制高速轧机振动装置前后的上工作辊垂振位移曲线和上支承辊垂振位移曲线，并通过曲线进行轧机振动数据对比分析，实验结果表明，本文的抑制高速轧机振动装置对抑制高速轧机振动具有良好的效果。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2021. 11. 033
宋翔，马文超，李海涵. 车载燃料电池的故障诊断系统设计［J］. 机电工程技术，2021，50（11）：137-140.
摘要：为确保燃料电池驱动系统的安全性和可靠性，提出一种车载燃料电池的故障诊断系统设计。根据燃料电池工作原理，确定系统的功能需求和总体框架，主要组成包括信号调理模块、CAN数据通讯模块、数据采集模块、集成控制器模块等。基于CAN通讯方案，对系统内的通讯节点和传感节点进行了硬件设计，其核心控制器为STM系列单片机。在软件控制设计方面，可通过UC/OS-III系统完成多任务同步执行和不同任务的同步性。该系统集成性良好，稳定性高，可实现良好的社会效益和经济效益。
关键词：控制系统；燃料电池；单片机；通讯
结束语：燃料电池驱动系统是国家重点扶持的科研方向，燃料电池安全性和可靠性的提升对于相关产业的发展有着重要的推动作用。由于电料电池相比其他电池的易燃易爆性更为显著，因氢燃料泄露发生火灾甚至爆炸的概率更高。本系统内的通讯节点和传感节点能够有效地监测不同的类型的故障信号。通过对车载燃料电池故障诊断系统的设计与研究，可有效地确保氢燃料动力源的温度、压力等参数处于正常的范围，能够显著改善汽车运行状态，提升驾驶的安全性与舒适性。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2021. 11. 034
赵萌，林蔚然，杨忠昌，等. 自动化车窗玻璃升降器的研究与设计［J］. 机电工程技术，2021，50（11）：141-143.
摘要：以车门设计为中心，讨论了玻璃升降机结构的部分设计，介绍了升降机的结构设计和模拟仿真。车门系统是实现门窗调节器车门附件、车窗升降器等汽车车窗玻璃升降相关的汽车附件。玻璃托架通过玻璃升降器上下移动，放置在门玻璃托架的导槽或导轨上。目前，有两种常见的玻璃升降器上下移动，叉臂驱动和绳轮驱动。后者可以适应曲率较高的散热器上的玻璃运动，还有手摇式操作两种操作方式。在车门的设计和布置上，正确选择和配置门窗升降机、窗口升降台是让机器轻便可靠的关键。
关键词：玻璃升降器；汽车车门系统；仿真
结束语：本文利用 WEY VV9 车身研发中心所提供的车门玻璃升降系统数模，结合该公司车门玻璃升降器实车的使用现状，在设计开发之初就利用Creo软件进行分析，然后对该款玻璃升降器系统的关键零部件设计布置进行了动力学、静力学仿真分析研究。最终对仿真及试验分析结果进行了科学严谨的归纳总结，得到了单导轨绳轮式电动玻璃升降器的布置及设计要点分析规范[6-8]，对升降器的运动平顺性有了一个更加完整而深刻的认识，从而能够进一步有效地缩短产品的设计周期，提高了产品的竞争力。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2021. 11. 035
邝智炜，李漾，曹克成. 基于物联网技术的家用智能普拉提床的开发［J］. 机电工程技术，2021，50（11）：144-147.
摘要：由于全球新冠疫情蔓延，世界各地普拉提工作室面临关闭停业，普拉提爱好者没有机会到工作室如常锻炼，为了让全球普拉提爱好者能够在疫情封闭期间依然保持普拉提运动锻炼，全球普拉提工作室、普拉提床品牌都需要开展在线教学和锻炼活动，因此急需家用普拉提床设备。详细描述了家用智能普拉提床的硬件、软件和云平台的设计与实现，应用传感器技术、物联网技术、云计算技术提出一种适用于全球范围的商业化解决方案，打造家用在线普拉提练习环境。
关键词：普拉提床；物联网；传感器
结束语：本文详细描述了家用普拉提床的硬件、软件、云平台设计思路和实现，可用于商业化家用在线普拉提练习，除了应对全球新冠疫情带来的线下普拉提工作室关闭现状，也为未来开展大规模线上锻炼普拉提提供了可行性的方向。希望通过家用在线普拉提整体解决方案，为全球每个家庭提供完善而有趣的普拉提练习环境，锻炼每个人的身体和心智，让新冠疫情带来的阴霾尽快消散。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2021. 11. 036
黄俊，陈博，吴东锋，等. 应急电源车运行状态远程在线监测管理系统［J］. 机电工程技术，2021，50（11）：148-152.
摘要：移动电源车已成为电力系统中保供电应急预案的重要组成。为了适应电力系统数字化转型和智能化管理的发展，保证电源车安全可靠运行，实现运维指导，需要对电源车的运行状态进行远程实时监测和综合管理。结合电源车结构、技术规范标准、应急处理功能定位等方面特点和需求，设计了一套应急电源车运行状态远程在线监测管理系统。系统从车载端、云服务器端和用户端出发，基于分布式架构，分为车况监测系统、数据通讯系统和车辆运维管理调度系统。通过实例应用，系统在监测电源车发电机组、底盘车、运行环境等在线运行状态监测管理方面运行效果稳定可靠。该系统对其他类型应急救援车辆的监测系统的开发与应用有着重要的参考价值。
关键词：电源车；应急车辆；状态监测
结束语：应急电源车是在专用货车底盘上集成柴油发电机组车厢的专用车辆，因其优越的移动性能，在电力系统保供电应急预案中有重要的应用前景。为保障应急电源车的安全使用和可靠服务，适应电网企业的数字化、智能化升级转型战略，有必要开发设计应急电源车运行状态的远程在线监测管理系统。本系统利用传感器与物联网技术，将应急电源车的车辆底盘数据、车载发电机组运行参数、车辆环境信息等进行实时、集中、统一管理。远程在线实时监测可供用户快速了解车辆健康状况和实时运行动态，并且协助用户和厂家制定科学合理的运维计划，保障车辆安全运行，对故障及时响应，缩短故障恢复时间。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2021. 11. 037
余杰先，燕伟. 基于旋量理论的四足机器人运动学分析［J］. 机电工程技术，2021，50（11）：153-156.
摘要：在调研分析当前足式机器人的研究进展的基础上，提出一种基于旋量理论的四足机器人运动学建模方法。运用旋量理论建立其运动学模型，建立各个关节的速度螺旋后根据罗德里格斯公式推导出该四足机器人的正运动学显式解析解，运用空间几何方法推导出该四足机器人的逆运动学显式解析解。最后运用专业多体动力学仿真软件Adams对所设计的四足机器人进行运动学仿真分析，验证了运动学理论推导的正确性及改四足机器人设计的合理性。提出四足机器人运动学算法的显式解析解，特别适用于对四足机器人控制有实时性要求的应用场景，为足式机器人的实时控制打下坚实的算法基础。该四足机器人运动学算法对后续的四足机器人甚至足式机器人的动力学、轨迹规划、步态规划研究都具有重要的参考意义。
关键词：旋量理论；足式机器人；运动学；仿真
结束语：本文通过利用旋量理论建立四足机器人的运动学模型，并由各个关节的速度螺旋运用罗德里格斯公式（Ro?driguez formula） 推导出该四足机器人的正运动学的显式解析解，逆运动学的显式解析解则是通过空间几何法进行推导。最后将四足机器人在Adams中进行仿真，通过对比分析机器人运动仿真，验证了本文运动学算法推导的理论正确性以及机器人机构设计的合理性。旋量理论在并联及混联机构的运动学分析有明显的优势，能大大减少数学模型的坐标系定义，有利于简化正逆运动学的求解。而运动学显式解析解能够满足式机器人控制系统对实时性的要求。本文提出的基于旋量理论的四足机器人运动学分析对四足机器人乃至足式机器人的实时控制、动力学、轨迹规划、步态规划等方面的研究都具有重要的参考意义。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2021. 11. 038
廉迎战，王伟，向德志，等. 涂装智能数字化工厂方案的研制［J］. 机电工程技术，2021，50（11）：157-160.
摘要：数字化工厂作为将制造技术与数字技术、智能技术和新一代信息技术融合的技术，给制造业带来新的模式、技术、理念和应用，展现出未来制造业发展和制造技术发展的新前景。随着装备涂装对效率和稳定性要求的不断提高，涂装智能化的重要性日益增加。通过对涂装智能数字化工厂方案进行研究，通过对涂装智能数字化工厂总体设计，分析数字化工厂各组成部分，为涂装智能数字化工厂提供一种可以提高涂料利用率和实现节能环保的可行性方案，实现涂装产品的智能制造，有效提高企业的设计、研发和生产等方面的能力。
关键词：涂装；智能数字工厂；自动生产线
结束语：涂装智能数字化工厂制造平台具有以下特点。（1）具有“一核心”：该方案的核心就是智能工厂“大数据”为核心。 基于各个模块开放的软、硬件接口，获取智能工厂实时“大数据”，采取共用“数据仓库”的方式，建立智能工厂“大数据”集成平台，为“四化”的实现提供支撑[14]。（2）具有“四化”：装备自动化、工艺数字化、过程可视化、决策智能化。 ① 装备自动化：涂装生产线的设备都是采用智能控制器、智能传感器、工业机器人、自动输送线、AGV小车等装备，所有装备都具有智能控制、自动控制的能力，并且具有工业互联网的接口，为设备互联提供基础条件[15]。②工艺数字化：设计过程采用数字化工具和技术平台，通过无纸化传递，提高设计效率。同时，通过三维技术识别干涉，减少设计过程中存在的质量问题。 ③过程可视化：涂装生产过程都利用可视化的系统进行监控，操作人员可以方便观察现场方式的一切情况。 ④决策智能化：构建企业生产过程大数据分析能力，使“数据”转化为“洞察”，再由洞察产生行动，不仅要从技术上提升洞察分析能力，也要从组织、管控、能力角度同步提升，真正实现“感知—洞察—评估—响应”闭环的顺利运作与循环提升。通过在涂装车间采用自动智能喷涂，可以提升效率、稳定质量，消除污染工位作业、提高涂料利用率和实现节能环保的价值。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2021. 11. 039
雷斌，郑洪波，李明俊，等. 新型纸盒自动送料拆盒装置设计［J］. 机电工程技术，2021，50（11）：161-165.
摘要：针对包装行业待包装纸盒人工送料开盖过程中存在人工成本高、工作效率低、劳动强度大等问题，对工艺流程和现场布局进行分析，研究了一套可以自动送料、自动拆盖的自动送料拆盖装置。运用Soildworks建立设备的三维模型，主要包括送料和拆盒两部分组成；电气控制采用可编程逻辑控制器 （PLC） 作为控制系统，设计了该控制系统的框架，确立了控制系统的硬件组成，基于三菱GXworks软件编写了该装置自动送料、自动拆盖的程序，完成了人机界面的组态。研究结果表明，所设计的装置结构合理、功能完善、性能稳定，提高了操作的便捷性与生产的安全性，生产效率得到了提高，降低了工人重复劳动的强度。
关键词：自动送料机；控制系统；可编程逻辑控制器；人机界面
结束语：随着产品纸盒包装的需求日益增大，利用自动控制技术改造传统手工包装行业，对提高生产设备的自动化及企业的生产效率是一种有效的方法。本装置针对包装行业纸盒人工送料开盖过程中人工成本高、工作效率低、劳动强度大等一系列问题进行工艺整合优化，本文利用 PLC、触摸屏等技术设计出自动送料开盖装置，实际生产数据表明，新设备性能稳定，操作简捷，大大提高了生产效率，所有指标均达到了设备及工艺要求。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2021. 11. 040
汤梓日，王文华. 汽车远光灯智能避让执行机构系统的研究［J］. 机电工程技术，2021，50（11）：166-170.
摘要：针对滥用汽车远光灯极易造成交通事以及车灯智能控制的问题，提出一种基于光敏传感器探测与识别车灯进而控制其照射方向的执行机构，设计该执行机构的电路硬件和软件控制逻辑，研究参与控制车灯照射方向的微机系统、机构原理，从而使照明系统智能化，具有可控的照射方向、可控的照射距离；在执行机构控制中以STM32、AC1003为基础，开发其智能控制算法以及提高通讯效率，实现具有较强可移植性的控制逻辑、以及快速的远光灯智能避让执行机构；最终实现具有较好实用价值的智能化汽车远光灯的执行机构、照明装置及其控制系统。测试结果表明，基于该执行机构的智能避让系统，车灯控制角度误差在7.7%以 内，数据通讯的频率从20次/s提高到42次/s，提高了智能执行机构的速度。
关键词：远光灯；智能避让；执行机构；控制系统
结束语：本文对汽车远光灯的智能避让和照明系统进行了阐述，介绍参与车灯照射方向控制的微机系统、机构原理、应用领域及未来的发展趋势；继而提出了一种控制车灯照射方向的执行机构，以及该执行机构的电路硬件与软件控制逻辑，实现了远光灯的智能避让，并分析了控制系统在不同工况下的可用性，得出了具有一定实用价值的智能化汽车远光灯的执行机构、照明装置及其控制机构。测试结果表明，在本文所测的转角中，70 m范围内车灯的控制角度误差在7.7%以内，数据通讯的频率从20 次/s提高到42 次/s，提高了智能执行机构的速度。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2021. 11. 041
费叶琦，周徐孝，齐加胜，等. 基于树莓派和云平台的平移窗智能语音控制系统设计［J］. 机电工程技术，2021，50（11）：171-174.
摘要：针对市场上各类户型的通风问题及智能窗功能不够完善、选用灵活度不高的缺陷，提出了智能整窗的设计理念。设计了具有基于树莓派及云平台的语音识别、风雨检测、异物防夹、防盗报警等功能于一体，可进行集群管理的智能窗系统。该装置通过对环境因素（如风、雨、温度等）的有效检测和远程调控，实现主体的家居功能并以此拓展应用，具有良好的用户交互体验。该智能窗控制系统功能可集成于传统已有窗户上，且能够做到多平移窗间的联合控制。与市场上传统的智能窗控制系统相比，该智能窗具有安全性更强、功能集成度更高等优势，并且简单实用、易于操作、可扩展性强，具有更好的投放价值。
关键词：智能窗；树莓派；云平台；多传感器融合应用；人机交互
结束语：本智能平移窗的控制系统是基于树莓派和分布式理念，借助云平台的相应服务进行的设计。设计中把功能强大的树莓派作为控制终端，可进行智能语音控制，并通过雨滴传感器、风速传感器、人体红外传感器等信息采集装置采集数据，由感知系统、语音交互等多个模块协调工作，利用云平台灵活的数据服务，实现智能窗户的开合大小控制。另外，通过可视化界面修改配置、传感器简易接口插入的方式来实现感知模块的灵活配置。通过实际运行效果说明，该智能窗户具有运行稳定、可扩展性高、搭建简单、成本低廉等优势，具有广阔的市场前景。本设计的智能窗可加入智能家居物联网平台，与物联网平台拥有的第三方产品联合，实现室内温湿度调控等功能[12]，同时对于酒店、办公楼、高级公寓等高端商务物业，完善通风系统智能化也有一定启发作用，如扩大执行端集群，由统一网关和注册中心控制，实现整幢或数幢公寓楼的智能集群控制。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2021. 11. 042
张艳华，李嘉鹏. 仿手形机械手的设计仿真及实物验证［J］. 机电工程技术，2021，50（11）：175-178.
摘要：仿生机械手是现代工程作业的重要工具，在装备制造、石油勘探、高空架设等诸多行业可代替人类完成重要的工作。在对人类手掌进行数据采集的基础上，以手骨为连杆，以筋为驱动，设计了一款仿人手形状机械手。利用SolidWorks完成建模组装，并使用运动算例进行仿手形机械手的运动仿真，再利用SolidWorks里Simulation插件对食指进行有限元分析，从而得到最优的设计方案。最后结合3D打印技术将设计数据转化为实际可行的ABS材料仿手形机械手模型。该机械手由连杆机构组成，具有和人手相似的外形和尺寸，通过5个二次原动机（舵机）带动各手指机构完成手指的屈伸运动，可实现“爱你”“OK”等手势动作。结果表明，机械手设计合理，能运动灵活且可完成各种动作，满足设计要求，食指最大可钩住约20 N的重物。
关键词： 机械手；仿手形；SolidWorks；运动仿真；有限元分析；3D打印
结束语：本文主要研究了仿人手机械手的机械结构设计，制作和运动仿真，详细内容如下。（1）通过研究和分析人手的骨骼分布和生理结构特征，对机械手进行数据采集和运动方案设计，使用Solid?Works进行三维建模以及运动仿真和有限元分析，完成了仿手形机械手的设计。仿真结果显示，机械手可以完成各种动作，ABS材料制作的食指可承受约20 N的重物。（2）通过3D打印技术打印出大部分部件，制作出仿人手机械手实物，经过实物验证，机械手可以完成设计的手势动作。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2021. 11. 043
杨晨，李伟. 基于Arduino开发板的智能垃圾桶设计［J］. 机电工程技术，2021，50（11）：179-182.
摘要：基于Arduino开发板，主要对智能垃圾桶的“行走模块”“红外感应自动开盖模块”和“自动封口模块”进行设计。该设计涉及到单片机和部分传感器的基本原理及应用，不仅可以实现通过红外感应动作的“自动开盖”功能，而且可以实现“多个地点召唤”和“自动封口”的功能。该设计可以实现在特定路线和红外遥控的辅助之下到达预定地点，并且可以完成“收垃圾”的工作，这是一次将智能垃圾桶、智能小车和封口机三者结合的设计，使智能垃圾桶具有功能多、应用广等特点。
关键词： Arduino；智能垃圾桶；传感器；封口机
结束语：本文主要对智能垃圾桶的 3 大模块“行走模块”、“红外感应自动开盖模块”和“自动封口模块”进行设计。此设计涉及到单片机和部分传感器的基本原理了解及应用，不仅可以实现通过红外感应动作的“自动开盖”功能，而且可以实现“多个地点召唤”和“自动封口”的功能。该设计可以实现3个模块的所有功能，并且可以将3个模块结合起来。可以实现在特定路线和红外遥控的辅助之下到达预定地点，并且可以完成“收垃圾”的工作。工作过程中可以通过红外避障传感器的“感应”，实现盖子的“开和关”。在原点可以通过红外遥控控制步进电机和丝杆机构实现垃圾袋的封口。经过现场模拟实验，垃圾桶完成了预期的“自动开盖”“多个地点召唤”和“自动封口”功能。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2021. 11. 044
谢亚楠，骆佼，陈德龙，等. 一种远程控制智能防坠楼窗户设计［J］. 机电工程技术，2021，50（11）：183-188.
摘要：针对传统窗户和现有的智能窗户进行分析，设计了一种远程控制智能防坠楼窗户，包括基本窗体、电动控制中心、电磁锁、压力传感器、雨滴传感器、烟雾传感器、温湿度传感器等作为系统的信号收集与处理源。电动控制中心通过电机控制窗户左右平移开合，电机作用使窗户停止；通过压力传感器和电磁锁的控制使安全防护网张开；结合App控制窗户开合及环境信息反馈；按下紧急按钮有警示灯光并自动报警。这些对于高空防坠楼、提高生活品质等都有重要意义。
关键词：智能窗户；防坠楼；远程控制；智能开关；紧急按钮；自动报警
结束语：物联网与家居的结合是时代发展的趋势，本远程控制智能防坠楼窗户利用扭簧本身速度极快的优势和防护网结合，应用在防坠楼窗户领域，通过用雨滴传感器、WiFi模块、烟雾传感器、电机、传动装置等赋予窗户智能，窗户通过接受外部信息，检测是否下雨，执行自动开关窗功能以及 App 信息反馈等。结构简单、成本低廉、安全性强，有较强的通用性和可操作性，经试验验证，能够及时根据环境的变化自动开关窗户，App也会实时传输、接收数据。并且能够有效降低意外坠楼的事件发生。在遇到紧急危险情况下，紧急按钮也能及时报警。对于高层防坠楼、提高生活品质和安全保障等方面都有着重要意义。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2021. 11. 045
郑秀宏，黄高祥，施天宇，等. 附加轴式机械手的开发设计与分析［J］. 机电工程技术，2021，50（11）：189-191.
摘要：以一种附加轴式新型机械手装置为研究对象，主要用于物料快速抓取。新型机械手安装在工业机器人末端执行器法兰盘上，具有模块化强、安装便捷、动作灵敏、小空间活动自由度高等优点。通过对机械手关键部件旋转臂、连接座结构的开发设计与分析，找到轻量化目标部位，进行轻量化结构改进设计，进一步稳固整机在最大水平位姿的动态性能。所提出的机械手开发设计与分析思路，可以为工业机器人的产业化应用提供有效参考。
关键词：机械手；轻量化设计；结构改进
结束语：附加轴式机械手，区别于常规机械手布局，通过机械手内置伺服电机+减速机组合，构成一个附加轴式抓取模块，直接安装在工业机器人末端法兰盘上，具备模块化、便捷安装等优势。同时，多了1个运动轴的工业机器人，动作的灵活性、空间的协作能力提升明显，小空间作业优势尤其明显。然而，附加轴式机械手因比常规机械手结构多了伺服电机、减速机，整机的动态性能无形中受到了影响，特别是最大水平位姿的动态性能，故为保障其动态性能的稳定性，需要对机械手关键部件进行轻量化处理。通过对关键部件旋转臂、连接座的有限元静力学分析求解，找到轻量化目标部位，经过结构迭代设计，多次校核，结合改进前后的参数变化，结果表明该方法有效可行。本文为机械手关键部件的设计、结构参数轻量化分析及改进提供了一种较为有效的参考。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2021. 11. 046
林毅贞. 一种自动擦拭电动升降黑板的优化设计［J］. 机电工程技术，2021，50（11）：192-195.
摘要：手动升降黑板推拉时易失去平衡，手动擦除粉笔字时费时费力，且污染环境，为了解决这些问题，提出了一种电动升降黑板的优化设计方案。介绍了电动升降黑板的总体设计原理，通过对传动机构的结构设计，电动机的选择，以及带传动、链传动、行程开关等重点机构的详细分析与计算，对传动组件进行了创新设计；通过对齿轮传动、伸缩机构等分析应用，对清洁组件进行了结构设计及原理分析，从而设计出一种具有自动擦除功能的电动升降黑板，具有灵活、平稳的特点，能够自动控制板面的升降，具有全自动擦拭板面和收集粉笔灰等功能，为课堂教学带来极大的方便，具有较好的使用价值和发展前景。
关键词：电动；升降黑板；自动擦除；创新设计
结束语：本升降黑板的创新设计具有如下的优点。（1）通过电动机、带传动、链传动等牵引组件，可使黑板自动上升及下降，并且在行程开关的控制下，保证黑板运动平稳、安全可靠。 （2）通过设置的清洁组件，可以使黑板在上下移动的过程中即可对黑板表面进行自动擦拭，同时，清洁组件内部的齿条齿轮传动、锥齿轮传动、带传动等实现了清洁布左右移动，保证了擦拭之后的黑板干净程度。（3）通过设置的清洁盒，可以使擦拭之后的粉尘同时留在清洁盒内，避免了粉尘随意散落，有效地保护了教职人员和学生的身体健康。（4）利用机电一体化技术原理设计传动部分和清洁组件，自动化程度高，可以满足自动升降黑板和自动擦除板面的需要，为课堂教学带来极大的方便。该设计可以根据教师上课的需要，灵活使用黑板及清洁组件，既解决了手动升降黑板时受力不均失去平衡的问题，又解决了手动擦除粉笔字时费时费力及污染环境等问题，效率高，操作安全可靠。另外，该设备是在已经获得国家专利“一种可以自动擦黑板的移动黑板[13]”基础上进一步创新和完善，功能更齐全，有较好的使用价值和发展前景。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2021. 11. 047
叶娜. 基于OpenCV的数码管字符识别［J］. 机电工程技术，2021，50（11）：196-198.
摘要：为实现摄像机采集的电梯主板数码管字符图像的识别，研究一种针对数码管字符图像自动识别的方法。数码管图像经过预处理，包括图像灰度化、图像降噪、图像二值化等，并对图像进行字符定位和分割，最后采用穿线识别法对字符进行识别，可有效提高电梯故障识别率。实验结果表明，穿线识别法对数码管字符识别正确率高、效率高、实时性好。
关键词：图像处理；字符识别；穿线识别法；OpenCV
结束语：本文通过利用C++编程语言和OpenCV实现对七段数码管式电梯主板故障信息字符的自动识别，具有较高的识别正确率和识别速度，同时识别的实时性较好。将这一方法应用于电梯故障码图像采集识别系统中，能大大提高电梯的安全运行系数，具有较好的市场前景。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2021. 11. 048
李红强. 基于VR技术的数控加工人员职业能力训练系统设计与实现［J］. 机电工程技术，2021，50（11）：199-203.
摘要：为解决数控加工人员的职业能力提升难题，设计了一种基于VR技术的职业能力训练系统。选取COMET职业能力模型作为系统构建的理论依据，运用3Dmax进行三维虚拟人物和工作环境建模，通过unity3D平台打包Android的APK实现与Pico VR外部交互设备兼容，通过Pico操作手柄、3D视觉头显设备与系统搭建的三维虚拟车间进行互动操作，实现真实工作场所、人物及工作任务的计算机仿真过程。学习者沉浸到虚拟工作场景中参与工作，通过人机互动方式能直观地了解企业实际工作情况，从而提高学习者的从业经验。
关键词：职业能力；数控加工；虚拟现实；unity3D引擎；人机交互
结束语：本文所介绍的基于 VR 技术的数控加工人员职业能力训练系统已经开发完毕，并在笔者的工作单位开始使用。本系统不仅具有一定市场应用前景，而且为提升我国数控加工从业人员的素质和技能提供了一种有效解决方案，有力地解决数控加工专业人才教学过程中难以科学有效地测量学生职业能力的难题。同时本系统的开发思路也可以为职业院校从事职业能力研究的教育工作者提供参考和借鉴，未来可以开发模具制造、工业机器人等专业的实训考核软件平台。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2021. 11. 049
张彬，宋翔，张朋. 基于单片机控制的车辆状态监测系统设计［J］. 机电工程技术，2021，50（11）：204-207.
摘要：为进一步提升车辆驾驶的安全性和可控性，基于单片机对一种车辆状态监测系统进行了设计与研究。针对目前车辆自诊断系统的功能，对状态监测系统进行了功能设计，确定了系统通讯方案。以STM32系列单片机为核心，协同CAN总线传输模块、定位模块、远程数据通讯模块以及数据采集模块进行工作。在硬件设计方面，供电模块选用TPS系列的稳压器，GPS定位模块选用
TG621S-BD为主控器。在软件设计方面，采用MySQL 数据库进行数据库设计和资源管理，通过Java Web实现云数据交互。
关键词：单片机；控制系统；CAN传输；模块设计；数据库
结束语：时代的进步带来更多的便利条件，车辆的数量逐年但越来越多的汽车保有量给社会带来较大的压力，管理部门以及车主都希望能够实时掌握车辆信息，改善行车的安全性和稳定性。根据用户对车辆自身信息和位置信息的需求，本文设计的车辆状态监测系统可有效地补充车辆自诊断系统的基本功能，通过硬件设计，提升系统的性价比。云端技术给用户带来巨大的方便，可在云服务器中完成车辆监测数据的处理与管理，大大提升了系统的性能。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2021. 11. 050
李致莹，陈洁仪，邝贺贤，等. 智能浇灌系统的设计与实现［J］. 机电工程技术，2021，50（11）：208-211.
摘要：针对长期外出无法及时照看作物的情况，借鉴现有的智能浇灌系统的优势，以STM322F103C8T6单片机为主控制器设计并实现了一种可以自动定时浇灌的家用智能浇灌系统。系统同时搭载水压系统、定时系统、环境温湿度和土壤湿度传感器进行参数的采集和感知，采用WiFi方式进行通信。另外，基于Android智能平台设计并实现了App移动用户端，具有操作界面简单、使用方便的特点，可以实现实时监测、显示与记录植物和种子状态，并可以进行温度、湿度、天气和风向的实时获取，还可以在无人照看或长期外出的情况下实现自动定时浇灌功能。经过测试，系统硬件结构简单、安装便捷、运行成本低且易于实现，软件安全便捷、操作简单。
关键词：自动浇灌装置；定时；单片机；Android；传感器
结束语：目前，农田自动灌溉系统大多是大面积的适用范围，而本文所设计的系统则是适用于家庭的装置，不需要过大的占地面积，也不需要复杂的操作，用户可以轻松上手、简单操作，从而使得人们的生活水平越来越高。进而，本系统可采用自动化的浇灌设置，省去每日手动操作的烦恼，只需要第一次将装置安插在需要浇灌的植物中心，不管是出水量，还是出水时间，出水方式，都采用自动可控的方式进行设置让植物得到充足的水分。用户只需在手机上安装简易的App就可以实现远程操控，便可以维护好一小片属于自己的后花园，更不会因出差或繁忙工作无法及时照管，导致植物枯萎。这样不但节省人力和时间，还便于根据自己的喜好和工作安排进行智能化的浇灌。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2021. 11. 051
廖新明，凌斌，王永亮. 光学防抖马达弹片组自动组装设备设计［J］. 机电工程技术，2021，50（11）：212-214.
摘要：市场上光学防抖马达弹片组的组装工程基本以人工手动组装压入为主，其作业效率低下，产品品质不稳定的情况一直存在，针对这些问题，开发设计了光学防抖马达弹片组自动组装设备。结合现阶段工业技术，采用伺服马达配合弹片组瓣料治具进行料带弹片组瓣料，同时采用精密伺服小型旋转马达配合带动专用弹片吸取治具，实现精准弹片组取料，再通过精密机械手带动多功能作业头，利用作业头上的专用弹片组组装治具进行气动精准组入弹片，设备中的排盘机构实现了弹片组料带自动上料，通过独特的弹片组装专用治具的设计，实现了光学防抖马达弹片组组装工程自动化，减少了企业成本，提升了光学防抖马达弹片组组装的品质。
关键词：光学防抖；工业技术；伺服马达；自动化
结束语：本文涉及新型光学防抖马达制造技术领域，尤其涉及一种弹片组装机，包括排盘机构、夹料机构、瓣料机构和组装台，夹料机构包括工作头、夹料驱动元件、料夹和吸料头，排盘机构用于将待组装的弹片部组料带驱动至工作头处，料夹和吸料头均设于工作头，夹料驱动元件带动工作头在排盘机构、瓣料机构和组装台之间移动，料夹用于夹取位于排盘机构的弹片部组料带，吸料头用于吸取位于瓣料机构的弹片部组单体至组装台。通过弹片组自动组装压入设备的设计开发，解决了光学防抖马达弹片组组装压入生产效率瓶颈问题，实现了光学防抖马达弹片组组装压入的自动化，为目前市场上各种相类似的压入工艺设备提供创新参考，同时也为以后更专业的相关设备研究开发作出铺垫。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2021. 11. 052
王治. 电力电缆绝缘状态在线监测研究进展［J］. 机电工程技术，2021，50（11）：215-219.
摘要：随着电力电缆在电网中的大规模应用，电缆的绝缘状态成为电网安全可靠运行的关键因素。因此，对电缆的绝缘状态进行在线监测尤为重要。电力电缆由于制作、安装及超长年限服役等原因，易出现绝缘故障及异常发热等现象。根据不同的故障原因、故障特征、故障检测方法，总结了电缆绝缘状态监测方法的研究现状，指出各类方法的优势与不足，提出进一步整合电缆绝缘监测方法，建立一套完善的电力电缆绝缘状态在线监测系统，并通过仿真、工程实际获取大数据等途径建立数据库，形成电缆绝缘故障判断模型与标准，用于现场对电力电缆绝缘状态开展在线监测，实现故障的精确诊断与定位。
关键词：电力电缆；绝缘状态；在线监测
结论与展望：近年来，对于电力电缆绝缘状态监测的研究已取得一定的成果，但仍然存在一些不足。电缆局部放电监测主要依靠各类传感器实现，传感器对局放信号采集的抗干扰性还需进一步提高。局放源的各种定位方法的有效性与精确度大都在实验室通过单一电缆模型得以验证，但是如何在复杂的电力电缆网络中识别并排除干扰信号，使得相应的方法在实际运行电缆网络的在线监测中得以应用，仍然需要进一步的研究与试验。 护层电流监测与温度监测，也是电力电缆绝缘状态监测的重要手段。护层电流主要通过电流传感器来监测，传感器的抗干扰性仍需进一步提高。随着城市化建设推进，地下电缆网络敷设结构日趋复杂化，邻近的电缆线路感应电压会对电缆护层电流的提取与计算带来更大的干扰，如何更加准确地提取与计算电缆护层电流，建立更加全面的故障类型与护层电流的对应关系，将更加完善的计算方法应用于在线监测系统中，还需要进一步的研究。DTS 可以长距离、准确、实时地监测整条电缆的温度，但其监测结果受周围环境温度、湿度的影响，需要在后续的研究及应用中解决。在后续的研究中，如何改善各种监测手段的精确度及抗干扰能力仍然是重点研究方向。除此以外，选取最优的监测方法相结合，整合形成一套完善的电力电缆在线监测系统，在工程应用中具有重要的实际意义。在线监测系统的后续研究与应用中，应该继续通过仿真或工程实际应用等途径获取大数据，建立并完善电缆绝缘故障诊断模型与标准。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2021. 11. 053
明奇，郝登运，刘春雨，等. 高铁接触网吊弦标定装备系统研究［J］. 机电工程技术，2021，50（11）：220-222.
摘要：针对高铁接触网吊弦标定施工机械化、智能化的作业要求，设计了一款吊弦标定施工装备，能够完成不同跨度吊弦安装位置的连续标定、接触网几何参数的自动测量。介绍了设备系统设计、系统组成、软件组成及外场功能试验等。试验数据表明：综合定位测距方案所有测试数据均小于±20 mm的定位精度要求，选取关键点腕臂定位器中心处接触线参数（导高和拉出值）检测数据误差均小于±5 mm，优于±10 mm的测量精度要求。
关键词：高铁接触网；吊弦标定；接触网几何参数；施工装备
结束语：本文设计的吊弦标定装备基于现场施工工艺，融合了激光、视觉、机械手和高速喷码等先进技术，实现了行走状态下吊弦安装位置的精确标定和接触线导高、拉出值等接触网相关数据的精确测量，解决了支柱零点精确识别、接触线精确定位、机械手精准跟随与测距轮精确测距等难题，可适用不同跨度的吊弦连续标定，达到了降低劳动强度、提高施工效率的设计初衷，为自动化机械进行了有效地探索。 高铁接触网户外施工环境复杂，吊弦安装又属于高空作业，利用成熟的行业经验和先进技术，实现吊弦机械化自动安装功能，保证吊弦安装后接触线几何参数满足施工验收的精度要求，可进一步提高高铁接触网施工机械化程度，降低施工人员的劳动强度，提高施工效率、施工质量，对实现接触网工程的全面自动机械化意义重大。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2021. 11. 054
杨明杰，彭京京，林舒颖. 洗手液与水混合雾化洗手的节水控制方法［J］. 机电工程技术，2021，50（11）：223-226.
摘要：高效的节水控制，是缓解水资源压力的重要措施，而日常洗手是节约水资源不可忽视的重要环节，有必要采用节水控制技术，提高水的利用率，减少水资源浪费。为此，提出了一种使用洗手液与水的混合液进行雾化洗手的节水控制方法，由微控制器检测红外感应和触摸感应传感器的信号，进而控制雾化水龙头分别工作在使用洗手液与水的混合液进行雾化的清洁模式，或是切换到清水雾化的冲洗模式。由于采用了高速雾化的出水方式，不仅做到全方位、快速地清洁手掌，而且节约了水资源，因而提高了用水效率。遵照科学洗手七步法进行的节水效果测试表明：相较普通水龙头，采用的雾化节水控制方法可以达到90.7%的节水率，节省洗手液40%，缩短12.5%的洗手时间，自动化程度高，具有良好的用户体验。
关键词：洗手；节水；雾化；控制
结束语：上述节水效果测试表明：遵照相同的科学洗手七步法，且达到相同洗手效果的前提下，采用洗手液与水混合雾化洗手的节水控制器洗手，与使用普通水龙头相比，可以达到 90.7%的节水率，同时可以节省洗手液40%。该节水控制器通过红外感应传感器和触摸感应传感器识别洗手意图，控制雾化水龙头分别工作在洗手液与水混合雾化的清洁模式，或是快速切换到清水雾化的冲洗模式。不仅使洗手过程更加人性化、自动化，而且能全方位、快速地清洁手掌，保证了洗手的洁净效果；既最大程度节约了用水，提高了用水效率，又能够节省洗手液。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2021. 11. 055
蔡永智，唐捷，危阜胜，等. 基于电气特性分析的台区拓扑变化辨识方法［J］. 机电工程技术，2021，50（11）：227-230.
摘要：低压台区拓扑关系识别是支撑配电网智能化、数字化的关键基础。当前台区相序识别多从静态识别角度研究，缺少拓扑变化识别方法，就此提出了基于电气特性分析的台区拓扑变化辨识方法。对台区每天的用电数据设置滑动窗口，首先判断每一帧滑动窗口的电流数据的拟合偏差是否超过阈值；然后在拓扑变动较大的情况下直接启动拓扑计算程序，对台区用户重新计算相序拓扑关系，而在拓扑发生小变动的场景下，启动拓扑变动辨识程序，进一步分析了拓扑变动的电气特性并提出辨识方法；最后通过算例表明所提方法可以有效发现并辨识出相序拓扑变化的用户。
关键词：低压台区；相序识别；拓扑变化；滑动窗口
结束语：本文在海量智能电表用电数据的基础上，针对以往低压台区相序拓扑变动后发现不及时，动态辨识难等缺陷，提出了基于电气特性分析的台区拓扑变化辨识方式。通过实验算例表明：（1）设置滑动窗口数据可以使拓扑变动后的用电数据及时被提取分析，提升了相序拓扑分析对用户相序拓扑变动的感知能力；（2）基于稳定拓扑的各相电表分类结果，采用先K-means聚类，再把聚类结果的每一个用户电表与母线做关联分析的方法是可避开对分散单户换相和集中多户换相两种情况的复杂讨论，使得本文所提方法更具泛化性。本文的案例分析仅是对仿真数据进行了论证，还没有就实际台区下的用电数据做验证分析，下一步将对本文方法在实际台区的表现及性能改进做进一步研究。同时，本文所提方法的应用场景仅适用于台区内部换相情况，对实际工况下的复杂运行情况还没有细分考虑，这也是下一步研究工作要改进的地方。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2021. 11. 056
巫飞彪，周博俊. 搅拌摩擦焊在新能源汽车电池下壳体焊接工艺中的应用［J］. 机电工程技术，2021，50（11）：231-235.
摘要：介绍了搅拌摩擦焊的原理及优点、电池下壳体的结构、搅拌摩擦焊系统及生产工艺流程，针对搅拌摩擦焊技术在新能源汽车电池下壳体焊接工艺中的应用，利用机器人搅拌摩擦焊对焊接工艺参数及母材连接方式进行了试验研究，得到优化后的主轴转速S、焊接速度F、下压力P及工件连接方式，提高了焊缝融合度和接头稳定性，且焊接接头的抗拉强度均能达到母材标准抗拉强度的70%以上，表明该工艺方法在焊接速度、节能环保和产品质量等方面具有一定的优势。
关键词：新能源汽车；电池下壳体；搅拌摩擦焊
结束语：本文对搅拌摩擦焊在新能源汽车电池下壳体焊接工艺中的应用进行了研究。通过机器人搅拌摩擦焊系统进行对照实验找到了优化后的主轴转速S、焊接速度F、下压力P及工件连接方式，提高焊缝融合度的同时，使得焊接接头性能稳定且抗拉强度均能达到母材抗拉标准抗拉强度的75%以上，因此，将搅拌摩擦焊应用于新能源汽车电池下壳体的焊接工艺中，在通过焊接工艺参数和连接方式优化后，产品质量、焊接速度、节能环保方面具有一定优势，能够为企业带来良好的效益，工程化应用可行，具有较高的推广应用价值。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2021. 11. 057
鲁伟，彭程，张华雷. 基于爆炸螺栓开盖的箱盖运动学分析及试验［J］. 机电工程技术，2021，50（11）：236-239.
摘要：针对发射箱箱盖可靠快速开启、安全分离、落点可控的设计要求，提出了一种利用爆炸螺栓开启分离箱盖的方案。在此基础上，结合各部件在分离过程中的受力特性，对箱盖的分离轨迹和受力情况进行模拟，对影响箱盖抛落距离的爆炸螺栓冲量进行参数化处理，通过ADAMS软件对5.0~7.0 N·s范围内的冲量变化进行连续求解，获得满足可靠安全分离判据的结果为6.0 N·s。最后设计并搭建了开盖试验平台，利用高速相机进行开盖过程拍摄，所得试验结果验证了该方案的可行性和模拟分析的合理性，为实际工程应用奠定基础。
关键词：箱盖设计；爆炸螺栓；运动模拟；开盖试验
结束语：立足于实际工程需求提出了一种利用爆炸螺栓开盖的箱盖方案，利用 ADAMS 软件对开盖过程进行了运动学仿真，利用高速相机对开盖试验中盖体运动情况进行了记录，通过仿真分析和试验结果得到以下结论。（1）该发射箱盖方案可行，盖体运动合理。（2）通过对影响箱盖抛落距离的爆炸螺栓冲量进行参数化处理，对5.0~7.0 N·s范围内的冲量变化进行连续求解，确定了满足可靠安全分离判据的结果为6.0 N·s。 （3）试验结果表明模拟分析合理，爆炸螺栓选用正确，盖体不会与周围设备发生碰撞，箱盖满足可靠快速开启、安全分离、落点可控的设计要求。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2021. 11. 058
曾杰华，梁健. 水利施工构件随动式视觉检测装置设计［J］. 机电工程技术，2021，50（11）：240-242.
摘要：对现有水利施工构件的检测方式进行深入研究，针对其只能抽检，无法实现所有工件全检的缺点，研发出一种随动式视觉检测装置，详述了其设计方案、关键结构及技术原理。装置配置有回转式物料输送及翻转系统，可实现物料稳定输送及自动翻转；配置随动式自动定位视觉检测系统，其上的视觉采集装置可同步跟随物料以相同速度一起前进，实现摄像头相对物料保持静止，并对其实施360°无死角的全方位视觉扫描检测，以便于检测工件的所有细节，避免出现漏检的情况。这样就可以精确检测施工构件的外观参数，以判断其是否合格。
关键词：水利；构件；随动式；视觉检测；设计原理
结束语：本文详细介绍了通过回转平台带动随动式视觉检测系统对施工构件进行检测的设计方案，该设计通过配置不同的传感器及控制逻辑，可以调整摄像头检测的状态，如同步静止检测、单向扫描式检测、来回扫描检测等；通过更换不同的检测装置还能对施工构件进行超声波探伤、金属检测、含水量检测等。其可塑性及互换性强，通过项目成果的进一步开发研究，本技术还可以拓展到其他的检测领域，对机械零件或产品外观等进行高速、连续、在线的检测，进一步为制造业生产线上的制造末端检测提供技术基础[12]。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2021. 11. 059
邹绍维，燕朝果，梁东江，等. 基于模糊PID控制的阴极保护恒电位仪设计［J］. 机电工程技术，2021，50（11）：243-246.
摘要：由于恒电位仪防腐涂层存在着老化、磨损等问题，常加入阴极保护措施。阴极保护恒电位仪常运用于山地的长距离埋地输油管道的检测，其所处的环境比较复杂，检测效果常受复杂环境因素影响，为克服阴极保护极化的高阶延迟性和不精确性。采用控制精度更高、抗干扰能力更强的模糊PID算法对恒电位仪系统进行设计。主要是通过预存知识库对输入量进行模糊推理，再结合模糊决策生成PID控制参数的调节量，以此实现PID控制器控制参数的自动整定及控制量调节，从而达到控制的目的，有效提升系统的控制精度和可靠性。通过模拟测试验证，模糊PID控制相对于传统PID控制对系统的输出量调控更加稳定。
关键词：恒电位仪；模糊PID控制； PID控制；阴极保护
结束语：本文提出基于模糊PID控制的阴极保护恒电位仪设计，克服阴极保护极化的高阶延迟性和不精确性，提供更低的超调量、更好的鲁棒性以及更高的控制精度，且能为长距离埋地输油管道提供更可靠的阴极保护效果。并且在粤西山地的油管实地测试中，运用经典的PID控 制，其系统的输出量可观测到明显的震荡，且最大超调量可达3.2%；而使用模糊PID控制时，系统的输出量一直比较平稳，系统的超调量被控制在0.8%以下。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2021. 11. 060
周启峰. 风电双分裂变压器半穿越状态下的绕组热点研究与优化［J］. 机电工程技术，2021，50（11）：247-250.
摘要：通过运用Magnet和ANSYS Fluent仿真软件对SCSFB11-7400/35风电干式双分裂变压器在半穿越状态下的漏磁场分布、绕组负载损耗和温度场进行仿真和优化，同时通过温升试验验证仿真结果的准确性，最终确定绕组最热点的位置和大小。研究的前提条件主要包括变压器的型号和参数、运行模式、最热点限制、换热器功率、冷却液温和冷却风量要求等方面。研究发现，双分裂变压器在半穿越状态下的最热点温度在低压下绕组的上部、辐向绕组厚度约2/3（由内往外）处，以及可以适当调整低压导电箔材厚度或/和低压绕组的匝数分布来解决半穿越状态下低压绕组电流分配不均所造成的损耗集中问题，从而改善低压绕组内部最热点温度，满足变压器可靠和安全运行的要求。为风电干式双分裂变压器的最热点确定提供了研究方法和途径，也可以为风电干式双分裂变压器的深入研究应用和现场运行维护提供了依据和指导。
关键词：海上风电 ；双分裂变压器；半穿越绕组热点；温度场仿真
结束语：本文以应用于海上风力发电6 MW平台的树脂浇注干式双分裂变压器SCSFB11-7400/35为例，通过运用Mag?net和Ansys Fluent软件仿真和温升试验验证，研究了风电双分裂变压器半穿越状态下的绕组热点问题，结论如下： （1）风电双分裂变压器在半穿越状态下的最热点温度在低压绕组 2 的上部、辐向绕组厚度约 2/3 （由内往外）处；（2）可以适当调整低压导体箔材的厚度或/和低压绕组的匝数布置来改变半穿越状态下电流分配不均所造成的损耗集中问题，从而改善绕组内部最热点温度；（3）温升试验时PT100探头的布置位置对确定最热点温度非常重要，需要结合温度场仿真结果进行科学布置。本文研究结果为海上风电双分裂变压器的最热点确定提供了研究方法和途径，为海上风电双分裂变压器的深入研究应用和现场运行维护提供了依据和指导。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2021. 11. 061
蔡玮，叶惠文，王勇雄. 沙角C电厂点检移动APP设计与开发［J］. 机电工程技术，2021，50（11）：251-254.
摘要：针对某电厂设备点检管理系统使用发展的情况，分析了点检系统移动终端App发展的趋势，设计和开发了一套适合电厂当前工作要求的基于安卓智能手机系统的App作为实际点检工作移动处理终端，不仅能够实现常规点检机要求的上传下载点检工作流程，还实现了在线情况下实时获取个人点检工作进行处理的功能。设计的App使用安卓系统自带的SQLite数据库建立了移动终端本机数据库，用于实现离线设备数据浏览和分析，设计了个人关注参数用于随时随地查看自动下载在移动终端本机的个人关注参数数据曲线进行对比分析。实际运行结果表明，该系统使用方便，信息获取便捷，可实时在线处理工作，显著提高了相关人员点检工作执行和设备缺陷处理的效率。
关键词：点检；移动App应用；实时工作辅助
结束语：本文基于某电厂设备点检管理系统的使用实际情况设计和开发了了点检移动App，提升了点检工作的执行效率，在实际工作中使用效果良好。从管理的角度来看，系统实现设备信息随时看，及时对设备信息的掌握 ，预知预控，使设备管理更加系统化、智能化，通过智能手机实现设备管理，可以有效的改善现有设备管理系统的使用效果[12]。用户只要将系统App安装在随身携带的手机上，即可完成日常点检工作和已发现的缺陷处理工作。相比原有的专用点检设备，本系统在成本上可大幅降低，每套的成本可以下降60%以上，使得点检工作的信息化覆盖成本大幅降低，为提高点检效率及提高设备状态提供了方法和条件。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2021. 11. 062
李辉. 基于PLC的电梯安全保护控制系统设计［J］. 机电工程技术，2021，50（11）：255-257.
摘要：随着我国社会经济的不断发展，城市建设也日新月异，尤其是高层建筑不断增加，电梯的安全问题也引起了人们的关注。高层建筑电梯故障常导致剪切、挤压等事故，对乘坐电梯的人员安全具有很大的威胁。以现有的电梯安全监控系统的改造为研究对象，设计一套具有轿厢意外移动保护功能的控制系统。分析了电梯安全保护系统的研究现状，并总结电梯轿厢意外移动的原因与电梯实际使用情况，设计了一套基于PLC的安全保护控制器。对安全控制系统总体方案的设计以及软件与硬件结构的设计做了简要介绍，最后对电梯保护控制系统的功能与应用效果进行了试验性测试，测试结果显示系统达到了设计目标，对于电梯意外移动的保护具有重要意义。
关键词：电梯；意外移动；控制系统；PLC；安全保护
结束语：电梯的意外移动对人民的生命财产安全构成了一个非常重大的安全问题，为了提高电梯的安全性能，从源头出发，增加设计一套电梯意外移动控制保护系统具有十分重要的意义。以现有电梯系统升级改造为研究对象，设计一套具有轿厢意外移动保护与控制的系统。首先介绍了控制系统的总体结构设计，该系统以PLC为控制核心，分别从保护系统软件与硬件两方面对该系统进行了介绍，列举了PLC控制器的工作原理图，最后实现了对电梯意外移动的控制保护。解决了电梯轿厢意外移动安全保护问题，可以为电梯意外移动保护控制系统的设计与建立提供良好参考。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2021. 11. 063
浦敏. 基于半导体温差发电的隧道应急照明和疏散救援技术［J］. 机电工程技术，2021，50（11）：258-260.
摘要：传统的应急照明通常需要由大型发电机供电，由于应急发电机主要由内燃机发电，如果照明系统出现问题，发电机将无法及时启动，当紧急情况发生时，应急照明系统无法正常工作，导致许多不必要的事故发生，另一方面，随着负载的增加，发电机供电电压也会降低，从而引起电压波动，波动大会影响设备并损坏设备。针对隧道烟气特征速度计算不准确、影响测算可用安全疏散时间的问题，基于半导体温差发电提出隧道应急照明和疏散救援技术。采用非稳态模型模拟火源，构建隧道火灾烟气蔓延模型，利用半导体温差发电跟踪应急照明最大功率点，得到发电组件的输出功率。根据动态追踪结果，实时求出当量长度值，更新空间拥挤度，以此确定疏散救援路径。实验结果表明，当距离疏散点最远的位置（500 m处）时，测试得到的4种隧道工况的可用安全疏散时间分别高出必需时间175.29 s、89.21 s、145.6 s和195.46 s，满足安全疏散和救援要求。
关键词：半导体；温差发电；隧道应急照明；疏散救援
结束语：综上所述，本文基于半导体温差发电对隧道应急照明和疏散救援技术进行了研究，实验结果表明该技术的可用安全疏散时间大于必需时间，满足安全疏散要求。本文研究选取了列车中部发生火灾的相关工况为主要研究对象，其他位置的研究涉及的内容较少，因此存在一定局限性。未来应该更加系统地对列车头部和尾部的相关工况进行研究，总结更多疏散特征，并将其应用于紧急疏散救援中，以提高模型的适用性。希望本文研究能够为后续研究提供依据。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2021. 11. 064
陈义，朱珊珊. 全面屏触控显示模组防漏光技术研究［J］. 机电工程技术，2021，50（11）：261-264.
摘要：智能终端全面屏显示模组在追求超窄边框极致屏占比过程中容易产生漏光现象，传统的显示模组精密加工技术、加工装备及材料技术都难以快速解决。针对此问题，对全面屏显示模组制造全过程中可能造成漏光的问题进行系统性分析，初步确定了全面屏显示模组的精密加工工艺技术、精密加工设备及制造过程等几个重要关键点。选用最优解的涂布胶水，采用二道胶的精密涂布技术，结合单孔、双孔偏贴对位技术、背光组装对位技术，确保精密涂胶宽度控制在0.35 mm以内。同时通过CCD视觉系统及算法构建了不同的产品定位模型数据库，并采用高精度的五轴连动加工方式，辅以高性能运动控制器及五轴运动算法、多重坐标系换算的五轴插补运动、圆心偏移检测、边缘超出检测等，控制复杂三维空间轨迹，实现了空间直线、圆、椭圆等轨迹密封的360°位加工，实现±5 μm的全自动、多角度、非接触式、多工位、准确度达99%以上、最快速度1 500 mm/s的喷胶施胶控制技术，最小喷胶量控制在2 nL以内。通过员工技能岗位的培训，结合高分辨率的CCD识别系统、高精度的测高系统、EMS产品追溯系统等技术，实现对产品的信息化、智能化、高效化的检测，并最终实现了全面屏显示模组超窄边框的高效率、高良率的制造工艺技术，从而实现了防漏光的效果。
关键词：液晶显示模组；全面屏模组；防漏光技术
结束语：本文通过对全面屏显示模组的精密加工工艺及精密加工设备的研制深入分析及反复实验验证，并通过选用最优解的涂布胶水，采用二道胶的精密涂布技术，结合单孔、双孔偏贴对位技术、背光组装对位技术，确保精密涂胶宽度控制在0.35 mm以内，同时通过CCD视觉系统及算法构建了不同的产品定位模型数据库，并采用高精度的五轴连动加工方式，辅以高性能运动控制器及五轴运动算法，多重坐标系换算的五轴插补运动，圆心偏移检测，边缘超出检测，控制复杂三维空间轨迹，实现了空间直线、圆、椭圆等轨迹密封的360°加工，实现±5 μm 的全自动、多角度、非接触式、多工位、准确度达99%以上、最快速度1 500 mm/s的喷胶施胶控制技术，最小喷胶量控制在2 nL以内，以及通过员工技能岗位的培训，给合高分辨率的CCD识别系统、高精度的测高系统、EMS产品追溯系统等技术，实现对产品的信息化、智能化、高效化的检测，并最终实现了全面屏显示模组超窄边框的高效率、高良率的制造工艺技术，从而实现了防漏光的效果。因此，本文在全面屏显示模组精密加工过程中提炼出的精密涂布技术的优化、精密贴合的数据库的建立、胶水的选型、精密涂布的设备的改造及员工技能岗位的培训，在全面屏显示模组精密加工过程中提高效率、产品良率及防止漏光性具有一定的参考意义。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2021. 11. 065
吴海雄，孙殿坤. 主变中性点智能诊断监控功能设计与实现［J］. 机电工程技术，2021，50（11）：265-268.
摘要：随着电力系统不断发展，网架不断完善，主变的数量也随之增多，对主变接地中性点的运行监控要求也越来越高，单纯使用人工监控已经不再满足调度人员日常的工作要求，而开发主变中性点智能诊断监控模块可以有效提高调度人员的工作效率，也能减少调度人员在日常工作中的失误。为解决电力系统中某220 kV变电站可能出现无中性点接地问题，并且避免再次出现220 kV变电站无中性点接地运行，研究了如何利用调度自动化系统遥信功能对主变中性点地刀位置变化进行监视，并且对中性点地刀位置变化与该站正常方式需配置的中性点地刀数量进行比较，若出现异常变化时，则触发智能告警条件。调度员可及时发现并第一时间掌握电网设备接地系统情况，后续可及时跟进处理，确保该站的220 kV或110 kV供电片区不会出现无中性点接地，防止该片区电网在短路时出现无零序阻抗以及片区供电的相关问题。
关键词：中性点接地；自动化系统遥信功能；零序阻抗
结束语：为了针对某局出现的某 220 kV 变电站正常运行的220 kV 主变变高中性点 223 000 接地刀闸出现自动分开，该站220 kV系统长达11 h无接地系统，严重影响该片区电网的零序阻抗的情况，研究利用调度自动化系统遥信功能对主变中性点地刀位置变化进行监视，并对中性点地刀位置变化与该站正常方式需配置的中性点地刀数量进行比较，若变化出现异常时发出智能告警，调度员可及时掌握电网设备接地系统情况，并及时跟进处理，确保该站的220 kV或110 kV供电片区不会出现无中性点接地。通过软件的开发和部署，并且设置了告警报文和告警声作为手段，及时提醒工作人员有异常状态存在。该方法可有效预防系统接地系统出现故障和人工处理不及时所引起的问题。该项目通过对故障问题进行精准处理，能有效提升相关工作人员的工作效率并减少工作人员工作中的失误，使工作人员更高效率地完成工作任务。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2021. 11. 066
苏烨琳，王小海，陈善飞，等. 汽车一体式门环精度提升［J］. 机电工程技术，2021，50（11）：269-272.
摘要：汽车一体式热成型门环具有轻量化、强度高、碰撞性能好等优点，但由于零件体积大，定位复杂，模具状态匹配难度大，从而导致一体式门环成型精度差，局部易变形，控制难度大，难以达到生产所需制造精度的要求，目前国内自主品牌车型尚无量产门环。通过某款新车型研发试制，对汽车一体式门环尺寸精度提升进行了系统研究，采用迭代回弹补偿模具型面、调试模具保压间隙、门环定位基准优化和铰链安装面公差偏置等尺寸精度控制措施，并分别在试制阶段和预量产阶段用门环检具检测了6台样品。结果表明，采用精度控制措施后，门环总体制造精度合格率从试制阶段的87.75%提升至预量产阶段的95.90%。
关键词：一体式门环；尺寸精度；热成型；精度控制
结束语：本文通过某款新车型的研发试制，对汽车一体式门环精度提升进行研究，通过 CAE 分析和生产现场相结合，采用了多种精度控制策略，并分别在试制阶段和预量产阶段用门环检具检测了 6 台份精度数据。结果表明，采用精度控制措施后，门环总体制造精度合格率从试制阶段的87.75%提升至预量产阶段的95.90%，精度稳定性大幅提高，达到量产精度合格率要求。研究表明，多次迭代回弹补偿模具型面、反复调试模具保压间隙、门环检具及门环夹具基准优化、铰链安装面公差偏置等措施对一体式门环精度具有明显的提升作用。本文的研究有效解决了汽车一体式门环精度差、稳定性不足的问题，为后续车型采用一体式门环设计提供了一定的参考价值。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2021. 11. 067
刘银芳，冯其，尤国英. 基于VB的核电柴油发电机组轴系扭振计算软件研制［J］. 机电工程技术，2021，50（11）：273-277.
摘要：研究了柴油发电机组轴系扭转振动的基本理论及其特性，分别采用霍尔茨法、解析法对自由振动和强迫振动进行计算。编制了基于VB6.0的柴油发电机组轴系扭振计算分析软件，该软件可对计算模型中总质量数不超过100、带有弹性联轴器和减震器及发电机的复杂轴系进行自由振动和强迫振动计算，并给出了应用实例。结果表明，所研制的软件界面友好、功能强大、操作简便，具有较高的工程应用价值。
关键词：轴系；扭转振动；Visual Basic；解析法
结束语：本文基于霍尔茨法和解析法[7]，利用计算机编程语言 Visual Basic，研制了核电柴油发电机组轴系[8]扭转振动计算软件，该软件可以对柴油发电机组进行自由振动计算和强迫振动计算，并且配有高效的集中参数建模及修改模块。通过对相关实例进行计算分析，结果表明，该软件具有专业性强，界面友好，简单高效的特点，能够满足核电柴油发电机组轴系扭振分析的要求，对提高扭振分析效率和柴油发电机组运行的安全性具有实际意义和广阔的应用前景[8]。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2021. 11. 068
赵金亮，谢小波. MAN主机涡轮增压器排气叶片损伤故障原因分析［J］. 机电工程技术，2021，50（11）：278-281.
摘要：MAN 16V32/40型双燃料柴油机运行中，一台主机增压器出现了剧烈震动，在主机报警关停后，现场人员对主机增压器做了一系列的检查，确认故障原因。通过对主机滑油压力、温度等参数的分析，并拆检增压器，发现故障原因主要为排气端叶片损伤，而增压器喷嘴环的坚硬积碳是废气端叶片损坏的主要因素，同时叶片长时间运行后，其强度性能下降，有疲劳损伤的可能性。通过故障现象分析，提出了改进措施，控制住造成主机叶片损伤的关键因素，保证设备稳定和人员安全。
关键词：涡轮增压器；高转速；高震动；叶片损伤；措施
结束语：通过以上措施的实施，提高了主机增压器运行的稳定性，避免增压器问题的出现。这些措施，也可以借鉴推广，对其他发动机增压器设备的运行维保起到提示作用。主机增压器是发动机设备的重要部件，其稳定及性能将极大地影响发动机设备的稳定性和性能。同时增压器在高速运转时，如果出现动平衡失效，极可能对设备乃至现场操作人员造成伤害。关注设备运行中的参数变化，分析设备问题后的影响因素，做好应对措施，就能减少设备故障，避免人身伤害。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2021. 11. 069
解紫城． 电气控制系统中继电器的误操作诊断方法分析［Ｊ］． 机电工程技术，２０２１，５０ （１１）：２８２－２８５
摘要：电气行业工作涉及的仪器较多，工作内容较复杂，在工作过程中难免会出现误操作的现象，降低电气行业工作效率。基于这 一问题，分析电气控制系统中继电器的误操作诊断方法。通过获取继电器误操作的诊断数据源，制定电气控制系统中继电器误操作的诊断流程，建立电气控制系统误操作诊断库，设置继电器误操作的闭锁诊断的提示和指令，实现电气控制系统中继电器的误操作 诊断方法的分析研究。通过对比测试对此方法的应用效果进行验证，通过电气控制系统对继电器运行速度、闭合频率的分析和计算得到继电器的两组ＫＰＣＡ数值。测试结果表明，所提方法的电器误操作诊断ＫＰＣＡ数值为6，在控制允62.34许的ＫＰＣＡ范围内，且相较于对比方法更低。
关键词：电气误操作；电气控制系统；继电器；诊断方法
结束语：随着电气控制系统在我国各领域的广泛发展，人们也逐渐认识到电气控制在日常生活中的重要性。为了提高电气控制行业的工作效率，进行了电气控制系 统中继电器误操作诊断的相关分析研究。这种方法不仅提升了工作效率，降低了电气控制机器的操作隐患，而且还提高了对继电器误操作的诊断可靠性，一定程度上减少了误操作问题的发生，排除了安全隐患，使电气控制系统可以更加平稳地运行。虽然本文对继电器的误操作诊断方法进行了一定的探讨，但还是存在一定的不足，在日后的研究中会对其进行更加深入的研究。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2021. 11. 070
周卓异，徐洪海，裘科名，等． 基于噪声信号分析的轴流风机故障诊断［Ｊ］． 机电工程技术，２０２１，５０ （１１）：２８６－２８９
摘要：噪声是风机运行过程产生的一种信号，包含了风机结构振动的信息特征，据此提出通过分析风机噪声信号来实现风机不停机 故障诊断的方法。结合风机噪声信号模型，对轴流风机轴系不对中、转子不平衡、基座松动、叶片损坏４种典型故障的Fourier频 谱特征做出了理论分析预测。通过现场检测试验，采集了电机的转速信号与风机的噪声信号，分析了风机噪声的时域波形，初步诊断该风机存在故障。再分析了轴流风机噪声信号的Fourier频谱，提取出相关故障特征频率，发现频谱中ｎ倍高次谐波比较明显， 并且其中2n倍高次谐波占主导地位，因此判断该风机故障种类为轴系不对中。经过重新校正与检修，该风机恢复正常运转。试验 及分析结果成功验证了基于噪声信号诊断轴流风机故障理论方法的可行性，对于工业领域通过噪声信号来诊断风机故障具有一定的 指导作用。
关键词：风机；噪声信号；故障诊断；频谱分析
结束语：本文分析了风机运行中辐射的噪声信号包含其结构振动信息，且声音信号采集的便利性优于振动信号的特点，提出利用噪声信号来诊断轴流风机的方法， 并分析了轴流风机转子不平衡、轴系不对中、基座松动、叶片损坏４种典型故障的噪声Fourier频谱特征， 通过现场试验采集轴流风机的噪声信号进行时域、频域分析，成功诊断出该风机的轴系不对中故障，验证了基于噪声信号分析诊断轴流风机故障理论方法的可行性，对于工业领域的各种风机不停机状态下的声学 故障检测具有一定的指导作用。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2021. 11. 071
陈铭旭． 提高海上钢结构焊接一次合格率［Ｊ］． 机电工程技术，２０２１，５０ （１１）：２９０－２９２
摘要：基于某海上采油平台维修改造过程中焊接一次合格率不高的情况，对海上现场钢结构焊接一次合格率偏低的问题展开研究， 通过因果法对可能造成焊接一次合格率不高的原因进行查找、分析，并确定造成这种问题的原因是规范标准和焊接工艺执行不到位、现场施工风速湿度对焊接结果产生了影响，针对确定的原因，采取开展焊工的标准规范和焊接工艺的教育、现场搭设防风工棚、严格控制作业湿度等一系列的应对措施。结果表明焊接一次合格率有了显著的提高，确保了施工质量和进度，对类似的作业问 题有一定的指导作用。
关键词：海上采油平台；焊接一次合格率；质量；控制
结束语：此次对焊接一次合格率不高问题的整改和解决过程，可以对海上施工项目的钢结构焊接一次合格率问题有很好的指导性，对其他施工项目也有一定的参考价值。本文针对一次焊接合格率不高的问题，从人员、材料、设备、过程、环境等几个方面利用因果法 确定可能原因，利用排除法确定实际影响因素对其他 类似问题有很强的指导意义。通过本文的研究，也深刻地说明了现场的管理、焊接标准和焊接工艺的落实 对海上钢结构的焊接质量有很大影响，对施工进度和 施工质量会产生影响。项目的现场管理作为整个施工项目的关键一环，只有做好材料验收、使用管理、环境防护、标准落实、无损检测等工作，才能保证现场 施工质量和进度都在可控状态。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2021. 11. 072
周建，李楷纯，李楷东，等． 影响ＹＴＴＷ型高性能耐火电缆提高合格率的因素［Ｊ］． 机电工程技术，２０２１，５０ （１１）：２９３－３００
摘要：高温耐火性能是ＹＴＴＷ型电缆产品在火焰燃烧条件下保持电气线路完整性的关键性指标。分析了同类型产品设计存在的缺 点，根据产品性能要求和工艺结构设计，通过对影响产品“高性能”耐火试验合格率的因素分析，明确提出了带绝缘层材料应选 用高温性能相容的合成云母包带，成缆包带层应采用具有缓冲作用且采用“无水分”的结构设计，明确了生产过程中带绝缘绕包 工艺和波纹金属护套制造的若干控制要点，提出相应改进措施。同时还提出了目前产品标准需要进一步完善带绝缘相容性的描述， 修订电缆本体铜护套完整性试验类型，增加电缆安装后金属护套完整性试验的条款。完善后的ＹＴＴＷ产品经长期生产实践表明，产 品质量合格率得到显著提升。
关键词：ＹＴＴＷ；矿物绝缘；高性能耐火电缆；控制方法
结束语：本文通过ＹＴＴＷ型高性能耐火电缆从材料选型、 “无水分析出”的结构设计、生产过程控制、产品标 准项目完善等几个因素，对产品“高性能”耐火试验 合格率的影响因素及其纠正有效措施做了详尽分析， 提出产品带绝缘应采用与芯绝缘层耐温等级一致的合成云母，成缆包带层应采用具有缓冲能力的干式无水 分材料，同时增加了电缆本体和安装后的金属护套完 整性的例行试验指标，完善了带绝缘绕包和金属护套 制造工艺。通过新的材料选型和工艺结构改进，经长期生产实践表明，ＹＴＴＷ型高性能耐火电缆的产品合 格率显著提升，降低了潜在的质量风险，取得了较高的经济效益。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2021. 11. 073
蔡思杰． 电梯门回路检测原理及检验案例分析［Ｊ］． 机电工程技术，２０２１，５０ （１１）：３０１－３０３
摘要：随着我国国民生活水平的不断提高，电梯成为人们日常生活中随处可见的设备。电梯在为人们的生活带来便利的同时，也存在诸多安全隐患。其中，电梯门回路故障就是一种常见的电梯故障，为了保障公众的生命安全，相关责任单位应当定期做好电梯门回路故障检测功能，一旦发现电梯门回路中存在故障，则应当立即切断电梯运行。重点介绍了电梯的一种典型的门回路检测逻辑电路，使用逻辑判断方法实现功能，并围绕电梯门回路检测原理介绍了门回路检测的检验方法。最后分析了一则贯通门电梯的改造案例，发现其未对改造的贯通门增加相应门回路检测功能，导致无法在该侧实现相应功能，经过重新设计电路板及程序，促使门回路检测系统能同时保证贯通门侧和正常层门侧有效，为相关实践工作提供借鉴和帮助。
关键词：电梯门回路；故障检测；原理；方法
结束语：综上，确保电梯安全运行是保障广大人民群众命财产安全的重要途径，其中电梯的门系统是非常重 要的一个安全组成。电梯门回路检测需要工作人员具备较高的责任心，在工作中认真、仔细检测。本文分析了一则贯通门侧门回路检测功能失效的案例，该案例是由于改造单位在进行新增该功能时只是简单地增加了门回路检测回路，该回路只能实现正常开关门逻 辑上的判断，并未对贯通门侧层门轿门回路进行逻辑判断，无法实现所有门回路检测功能，经过分析后，重新设计了电路板，并增加了贯通门侧的门回路检测逻辑判断功能，从而，实现了门回路检测所有功能。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2021. 11. 074
尚伟，陈宝康，刘永强． 风电工程噪声测试及控制方法分析［Ｊ］． 机电工程技术，２０２１，５０ （１１）：３０４－３０７
摘要：风电产业的迅速发展带来的噪声与环境的矛盾日益突出，噪声控制工程尤为重要，噪声测试与控制技术相辅相成。以ＮＡＳＡ模型为例介绍一种风电机组风轮噪声预测计算方法，分析整机噪声声功率级预测方法的应用条件并给出整机噪声测试方法。针对不同应用场景给出两种适用于风电机组噪声传播衰减计算方法，指出叶片气动噪声是风电机组的主要噪声源，对比采用锯齿尾缘和控 制策略降噪的优缺点，说明风电机组冷却系统噪声特点及噪声控制方法，对于风电机组噪声控制工程的应用有重要意义。
关键词：风电机组；噪声测试；噪声控
结束语：通过总结国内外学者相关文献研究和标准规范，以ＮＡＳＡ模型为例介绍了风电机组叶片气动噪声预测模型计算方法。从风电机组功率、风轮直径、叶片叶 尖速度等参数考虑给出工程快速预算方法，鉴于风电机组产品多样化，建议增加修正项经过数据修正后使用。给出了风电机组声功率级的计算方法及公称值的确定公式。从两种不同考虑角度说明噪声衰减的计算 方法。风电机组叶片噪声是风电机组的主要噪声源， 是一种宽频噪声，目前流行采用锯齿尾缘降噪，降噪 效果公认为１～３ｄＢ。冷却系统工作在不同状态产生的 噪声水平不同，对整机噪声的贡献也不同，可根据冷却风扇的功能和安装位置采取吸声降噪材料、声障、隔声房等进行噪声控制。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2021. 11. 075
卢文东，李志宏． 不锈钢板材抗拉强度检测结果不确定度的评定［Ｊ］． 机电工程技术，２０２１，５０ （１１）：３０８－３１０
摘要：金属材料的力学性能是材料性能测试的重要技术要求，在提供测量结果的同时，还应提供其测量不确定度。依据ＧＢ／Ｔ228.1-2010《金属材料拉伸试验第１部分：室温试验方法》、JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》，选用ＷＤＷ－５０Ｅ型微机控制 电子万能试验机对厚度为1.9ｍｍ、牌号为０６Cr19Ni10的不锈钢板材进行拉伸试验，并通过数学模型推导计算，对抗拉强度检测结 果不确定度进行评定，评定过程按照不确定度评定的一般要求和规律，通过对不确定度来源的分析，找出影响测量准确度的主要原因。评定结果表明，在这种试验条件下的不锈钢板材抗拉强度检测结果不确定度为0.9％ 。
关键词：金属材料；抗拉强度；不确定度；不锈钢板材
结束语：本文依据ＧＢ ／ Ｔ228.1－2010《金属材料拉伸试验 第１部分：室温试验方法》、ＪＪＦ1059.1－2012《测量 不确定度评定与表示》，通过对厚度为1.9ｍｍ的牌号 为０６Ｃｒ１９Ｎｉ１０不锈钢板材进行拉伸试验，提出并分析了不确定度来源，通过对抗拉强度检测结果不确定度 的评定，使不锈钢板材抗拉强度检测数据更接近真实结果，有利于更好地指导检测工作，使检测结果更具可信性，使笼统的不确定度评定步骤变得规范、统一，有章可循，使看似复杂深奥的不确定度评定得以优化，满足日常测量的实际需要。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2021. 11. 076
邓志华． 福建省大型游乐设施现状及分析［Ｊ］． 机电工程技术，２０２１，５０ （１１）：３１１－３１６
摘要：大型游乐设施是集娱乐性和危险性为一体的设备，基于福建省大型游乐设施被检验检测出来的安全隐患数据，详细介绍和分析了最常见的几个隐患，探索其成因以及发展趋势，总结了存在的各种问题，最后给出了详细的解决意见和建议。对大型游乐设施 的使用单位、检验机构、监察机构乃至乘客均有积极的指导作用，对保障群众生命和财产安全具有重要意义。
关键词：大型游乐设施；隐患；解决措施
结束语：本文根据福建省大型游乐设施的相关数据，结合长期从事检验工作积累的经验，对大型娱乐设施常见的安全隐患从隐患的表征、成因以及处理意见等多个方面展开了深入的分析和探讨，并总结出生产、安装、经营管理、维护保养各个环节存在的问题，提出了解决方案。今后的工作是积累更多的隐患数据，并分析隐患之间的关联性，运用新的技术手段更好地识别和消除隐患。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2021. 11. 077
郗珂立，徐凤琳． ＨＸＤ３型机车牵引风机检修中的质量提升办法［Ｊ］． 机电工程技术，２０２１，５０ （１１）：３１７－３１９
摘要：ＨＸＤ３型机车的辅助机组是机车重要的通风设备。由于初期检修能力的不足，２０１９ 年至今共出现了２３次售后问题，包括异 音或轴承固死等，给机车的检修质量和检修进度造成了很大的影响。为避免后续出现相同问题，组织技术人员和作业人员按照 ＨＸＤ３型牵引风机的检修作业流程，结合检修规程及工艺，梳理了牵引风机在检修中重要的质量项点。经现场作业人员实践后，有 效减少了牵引风机的售后问题，可为其他检修人员提供参考。
关键词：ＨＸＤ３型机车；牵引风机；作业流程；检修项点
结束语：ＨＸＤ３机车辅助机组在笔者所在车辆段自主修后， 由于现场经验不足，出现几起因辅助机组导致的机车售后问题，给生产进度及人员优化带来了较大影响。后经技术人员与检修人员剖析故障原因、请教有经验的师傅后，对现场检修的作业流程进行优化，对检修中的重要项点进行梳理与跟班写实，自改进以来，未发生辅助机组相关售后问题，现将其内容汇总，为其他检修人员提供参考。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2021. 11. 078
周铭盛． 电梯旁路装置检验探讨［Ｊ］.机电工程技术，2021，50(11):320-322
摘要：随着电梯新功能的增加，国家对检规也进行了相应的修改，在２号修改单中新增了旁路装置的检验要求，电梯旁路装置可以 有效防止人为短接层门轿门门锁装置而出现短接线未及时拆除引起的事故。介绍了旁路装置在ＴＳＧ Ｔ７００１－２００９ 及２ 号修改单中的具体设置要求，以及旁路装置实现检规中规定要求的具体实现方法及功能；并以实际检验为依据介绍了电梯检验时旁路的检验方法，特别是层门和轿门触点以及独立监测装置的检验；通过对目前多种型号电梯解读，分析了遇到的几种错误旁路装置，最后分析了一则由于独立监控信号设置未独立的案例，分析发现该缺陷是由于厂家电路设计错误导致的，为相关检验人员提供参考和借鉴。
关键词：电梯；旁路装置；检验
结束语：总之，电梯旁路装置是一项能够给电梯维修人员 的人身安全带来保障的措施，旁路装置的检验要求也 是在电梯检规的第２号修改单中新增的，检验人员在 检验时应该按照检规的２号修改单要求进行检验，现 场检验的检验员应合理分析其功能设置要求，并能够 分析几种常见错误。本文主要介绍了电梯检规第２ 号 修改单中关于旁路的要求，结合现场检验情况对旁路 检验方法进行详细说明，最后通过一则独立监控信号 设置错误的案例进行原因分析，为检验人员现场分析 旁路装置是否有效提供了参考与借鉴。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2021. 11. 079
张春喜，卢达烽，伦汉彬． 树脂浇注干式变压器新气候、环境、燃烧特性及要求分析［Ｊ］． 机电工程技术，２０２１，５０ （１１）： ３２３－３２７
摘要：针对干式变压器新标准中的气候、环境和燃烧特性新规定进行了识别，并分析评估了新规定对应试验方法对变压器产品的影 响和新要求。从产品设计、制造工艺和材料选择等３个方面分析了如何满足新特性要求并提出了相应的解决方案。根据分析结果及解决方案设计制造了一台标准中所规定最大可测容量的环氧树脂浇注干式变压器样机，并一次性通过了产品测试，结果表明所提出 的分析结果和解决方案是正确有效的，可作为对气候和环境特性有更高要求变压器的设计和制造指导。
关键词：树脂浇注；干式变压器；气候；环境；燃烧特性
结束语：本文采用对比分析的方法着重介绍了树脂浇注干式变压器的气候、环境及燃烧特性新要求，同时对新标准中变化点及其对产品的要求进行了详细说明，此 外还有针对性地提出了产品设计制造的关注点及研发措施。试制了一台标准中规定最大容量和电压的树脂 浇注干式变压器样机，一次性顺利通过了第三方权威 机构的Ｃ３Ｅ３Ｆ１测试，充分验证了分析措施的正确性 和有效性。本文未就符合Ｃ３Ｅ３Ｆ１ 要求的更多方案进 行验证，也未对比Ｃ３Ｅ３Ｆ１ 更高等级要求气候、环境 和燃烧特性方面的具体设计制造细节及其有效性实施 进一步的开发，后面将开展相关工作。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2021. 11. 080
郭伟伟．电梯门回路检测功能的检验及案例分析［J］.机电工程技术，2021,50（11）：328-331
摘要：电梯若在人为短接门锁回路的情况下运行，乘坐电梯的人员将面临严重的安全威胁，甚至造成剪切、坠落等事故；为了减少 甚至避免该类事故的发生，电梯控制系统中引入了门回路检测。门回路主要通过多个门锁触点串联构成，若是有门锁触点无法导通，电梯将立即处于停止状态，为乘客安全提供了保护。这也突出了门回路检测功能的重要性。简要阐述了电梯门回路检测的功能 及作用，分析了门回路检测的原理，重点介绍了检验中碰到的一个贯通门门回路检测电气图与现场接线不符的案例以及门回路检测功能检验注意事项，为进一步提高门回路的检验水平提供参考。
关键词：电梯层门；门回路；检测功能；检验
结束语：电梯门回路检测功能，确保能够在电梯运行状态下防止因门锁回路短接引起的安全问题。本文简要阐述了电梯门回路检测的功能及作用，分析了门回路检测的原理，重点介绍了检验中碰到的一个贯通门门回路检测电气图与现场接线不符的案例以及门回路检测功能检验注意事项，从具体检验情况来看，要求维保人员和检验人员对电梯门回路检测功能进行严格细致的检查，在监测门锁电气安全装置的过程中，也要做好电梯门系统门锁闭合检验工作，为电梯的安全运行提供保障。