标题：一种石墨胶凝式水分传感器探头的电阻率试验研究

作者：谢碧洪；刘晓初；姚莉；徐乔；黄良杰；肖汉涛；

摘要：土壤水分精准检测是实现智能灌溉的关键，探头材料电阻率关系着水分传感器的检测准确度。因此，研究一种石墨胶凝式水分传感器探头的电阻率试验，分析不同石墨含量在干湿时条件下电阻率的变化情况，以期得出最优石墨含量比例的探头。结果表明：石墨胶凝复合材料探头的电阻率与其水泥基和石墨配比相关，随着石墨质量分数增加，电阻率均先逐步下降，到石墨质量分数为15%后，趋于稳定；探头材料电阻率与施加的测试电压呈负相关，测试电压越高，其值越低，在石墨质量分数低水平时更突出；用二电极法视电阻率方法检测石墨复合胶凝式探头材料电阻率可行。

关键词：石墨；胶凝复合材料；探头；水分传感器；电阻率

作者单位：罗定职业技术学院；广州大学机械与电气工程学院；

引文格式：谢碧洪，刘晓初，姚莉，等. 一种石墨胶凝式水分传感器探头的电阻率试验研究[J].机电工程技术，2023，52（12）：1-4.

 

 

标题：推流器叶片的静力学分析与应用

作者：徐乃江；石海燕；王文杰；许向阳；

摘要：目前国内相关行业对推流器的受力分析研究还处于初始阶段，缺乏较为系统且实用的计算方法。推流器叶片的设计、强度分析和工作效率计算比较复杂，一般需要用专业的CFD及FLUENT6.0软件进行数字模拟及分析，这对于一些中小企业有难度，因此提出一种简单快捷的计算方法可以用于推流器叶片的设计及制造。参照飞机螺旋桨的受力计算方法，对推流器叶片进行受力计算分析并进行优化设计应用。飞机螺旋桨叶片受力计算的方法是把螺旋桨叶片分割成若干段，再用数值解法计算出每段叶片上的作用力。推流器叶轮的工作原理与飞机螺旋桨一样，其叶片可以采用相同的计算方法算出作用力，使用有限元分析对叶片的强度进行校核，可以快速判断叶片是否安全以及如何提高叶片的强度。该方法得出的作用在叶片上的轴向力还可以用来推算流体的速度，从而定量分析推流器叶轮的推流效果，缩短推流器叶片的设计、试制过程，节省人力物力。

关键词：推流器；叶片；受力计算；数值解析法；强度校核；推流效果

作者单位：浙江丰球克瑞泵业有限公司；江苏大学流体机械工程技术研究中心；

引文格式：徐乃江，石海燕，王文杰，等. 推流器叶片的静力学分析与应用[J].机电工程技术，2023，52（12）：5-9.

 

 

标题：基于融合评价指标的k-means聚类算法的地铁车轮踏面磨耗分析

作者：易佳；陆正刚；

摘要：采用聚类思想对某地铁线路大量车轮踏面磨耗数据进行特征提取，对其磨耗特征进一步分析，针对聚类参数转换方法对不同聚类效果评价指标造成的影响开展研究，提出基于融合评价指标的k-means均值聚类方法，解决利用聚类模型确定聚类数时，主观因素对聚类效果的干扰。结果表明：以轮缘厚度、轮缘高度及轮缘综合值作为聚类特征，以融合评价指标作为最佳聚类数的选择依据，采用相应聚类特征参数的方差对其加权方法进行聚类特征变换，能得到较好的聚类效果；将地铁车轮踏面聚成5类，采用均值的方法划分出5类典型磨耗廓形，并基于不同时间节点的车轮外形数据进行计算分析，进一步验证了该聚类方法的有效性，为地铁车轮踏面经济镟修策略提供了参考。

关键词：融合评价指标；聚类分析；影响因素；车轮踏面镟修

作者单位：同济大学铁道与城市轨道交通研究院；

引文格式：易佳，陆正刚. 基于融合评价指标的k-means聚类算法的地铁车轮踏面磨耗分析[J].机电工程技术，2023，52（12）：10-14.

 

 

标题：轻型飞机翼肋支柱端与端部配件的配合强度实验

作者：曹嘉佳；王佳庆；

摘要：飞机翼肋支柱能够支撑机翼，在飞机受到强大的气流阻力时，也可以帮助缓解飞机所承受的张力和气流压缩力。因此，优化机翼支柱设计可以大大提高飞机飞行过程中可承受的压力，从而提高飞行的安全性。翼肋支柱设计最重要的部分是支柱端与端部配件之接的连接配合，支柱与端部配件使用点焊连接。设计2种不同的支柱端连接方式：实验a是将铝质支柱端通过点焊直接固定在铁板上；实验b是将支柱一端套上一个铁袖套，同样通过点焊的方式固定在铁板上。通过实验分析对比其承受力和横向弯曲挠度。结果表明：实验a的设计方案能够更好承受住压力，有更高的安全性，更加有利于对飞机机翼支柱设计的研究。

关键词：飞机支柱端；连接配合；气流阻力；点焊连接；横向弯曲挠度

作者单位：苏州工业园区职业技术学院智能制造学院；

引文格式：曹嘉佳，王佳庆. 轻型飞机翼肋支柱端与端部配件的配合强度实验[J].机电工程技术，2023，52（12）：15-18.

 

 

标题：煤矿井下采空区有毒有害气体实时在线监测系统的研究与实现

作者：李美凤；于伟家；杜世伟；贾伟伟；詹新生；

摘要：由于开采技术有限，很多老旧煤矿采空区存在大量有毒有害气体。针对以上问题，对煤矿井下采空区内遗煤赋存的复杂情况实地调研后，分析采空区有毒有害气体对该煤层复采带来的安全隐患。以某老窑为研究对象，在矿井已有光环网络的基础上，设计基于CAN总线的有毒有害气体实时在线监测系统，通过气体传感器对煤矿采空区的有毒有害气体（CO、CH_4、C_2H_4、O_2等）进行实时采集，光纤温度传感器实时监测井下温度；基于MCGS组态的上位机远程监控井下状态，搭建工业网关上传数据到煤矿的光环网，实现系统能够在井上监控室即可实时监测井下状态，并对井下有毒有害气体和煤炭自燃预警的功能。系统采集数据与人工采集数据比对结果表明：二者采集数据变化规律一致，数据误差小于5%。井下为期半年的实际运行证明了该系统能够及时反馈井下有毒有害气体和温度异常，实现提前预警的功效，为井下遗煤复采提供有力保障。

关键词：采空区；有毒有害气体；实时采集；RS485；在线监测

作者单位：徐州工业职业技术学院汽车工程学院；中国传媒大学信息与通信工程学院；

引文格式：李美凤，于伟家，杜世伟，等.煤矿井下采空区有毒有害气体实时在线监测系统的研究与实现[J].机电工程技术，2023，52（12）：19-22.

 

 

标题：基于神经网络的超声波焊接功率预测方法

作者：周俊雄；周明欧；范鹏；卢其辉；

摘要：由于超声波焊接过程具有非线性时变特征，传统的控制方法不再适用于准确控制有功功率，而神经网络算法因不依赖于具体的数学模型，可解决多变量和多目标之间映射关系的特点较适用于这种场景。因此，设计2种预测超声波焊接功率的神经网络模型，并采用实际工程中的焊接数据对其进行训练。结果表明：这2种神经网络模型对超声波金属焊接功率的预测都比较准确，二者训练验证集的损失均能下降到10~(-2)以下。对比这2个训练结果还可以发现，基于卷积神经网络的预测模型的训练验证集的损失更小，预测效果更好，模型泛化能力更强，更具鲁棒性，可作为超声波金属焊接功率控制中功率预测的首选算法。

关键词：超声波焊接；神经网络；预测

作者单位：广东省智能化锂电池制造装备企业重点实验室；广东利元亨智能装备股份有限公司；

引文格式：周俊雄，周明欧，范鹏，等. 基于神经网络的超声波焊接功率预测方法[J].机电工程技术，2023，52（12）：23-26.

 

 

标题：基于深度学习的驾驶员分心驾驶行为预警算法

作者：欧阳壮；朱天军；文浩；

摘要：安全驾驶汽车是一项复杂的任务，需要驾驶员全神贯注。为提高驾驶员的注意力，构建一套以深度学习为基础的驾驶员分心驾驶行为预警算法，该算法可以实现对驾驶员专注度全方位精确监控。在驾驶员面部疲劳检测方面，利用Dlib进行面孔关键点检测，然后通过计算眼睛和嘴巴的开合程度来判断是否闭眼或者打哈欠，并利用Perclos模型来计算驾驶员疲劳程度。在驾驶员注意力分心行为检测方面，采用卷积神经网络YOLOv5来检测驾驶员是否存在玩手机、抽烟、喝水等分心动作。实验结果表明：当驾驶员多样性分心驾驶时，该算法在驾驶员面部疲劳和驾驶员分心行为检测上具有极高的准确性，并能发出警告，有助于提高汽车驾驶安全性。

关键词：分心驾驶；卷积神经网络；预警算法

作者单位：广东省肇庆市质量计量监督检测所；肇庆学院机械和汽车工程学院；

引文格式：欧阳壮，朱天军，文浩. 基于深度学习的驾驶员分心驾驶行为预警算法[J].机电工程技术，2023，52（12）：27-30.

 

 

标题：一种双螺杆压缩机转子型线检测装置的设计

作者：程亮；薛铭轩；窦天赤；敬小宇；

摘要：双螺杆压缩机转子是空气压缩装置的核心零件，转子表面型线构成复杂、检测难度高。为此，设计一种基于多自由度电动转台与直角坐标臂联动的单探针接触式检测装置，用于转子型线检测。该装置主要由电动卡盘、分度转台、移动平台、直角坐标臂、工作台、检测探针和控制系统等组成。通过树莓派控制系统发出指令，驱动移动平台和直角坐标臂，使检测探针和转子快速移动到检测位置；控制检测探针和转子转台根据检测要求做相应的位置和姿态变换，使探针和转子接触，实现转子型线检测。所设计的装置有效解决了目前转子型线检测过程中，需要多探针固定测量而造成的机械结构复杂、安装调试繁琐、检测时间长和累积误差大等问题，能够有效降低检测人员的劳动强度，提高检测精度和效率。

关键词：空气压缩；转子型线；分度转台；探针；树莓派

作者单位：衢州学院机械工程学院；

引文格式：程亮，薛铭轩，窦天赤，等. 一种双螺杆压缩机转子型线检测装置的设计[J].机电工程技术，2023，52（12）：31-33.

 

 

标题：地物光谱仪测量中的校正方法研究

作者：柯衍航；

摘要：为测量辐射照度、辐射亮度、吸光度、透射率、反射率、CIE颜色、色温、原始光谱的谱图及数据，需对光谱仪进行波长标定、暗电流扣除标定、波形矫正、非线性矫正等一系列光谱仪定标及相关处理功能。主要总结了光谱仪的波长定标、暗电流扣除、非线性矫正、波形矫正等算法的处理。利用最小二乘法多项式拟合定标、归一化、查表法、多因子加权法、计算黑体辐射响应与理论响应的关系，通过公式的反复推导以及多次测量、反复计算所得的结果数据，集多种校正方法于一体，使波长测量精确到0.3 nm，暗电流被成功扣除，非线性拟合精确到1.029，使得波形矫正达到与理想变化趋势基本一致的结果。

关键词：波长定标；暗电流；非线性矫正；波形矫正

作者单位：泉州华中科技大学智能制造研究院；

引文格式：柯衍航. 地物光谱仪测量中的校正方法研究[J].机电工程技术，2023，52（12）：34-37.

 

 

标题：基于粒子群算法的点云特征拼合方法

作者：束怡；翟欢乐；

摘要：采用粒子群算法对基于零件原有平面、直线或点特征的点云拼合方法进行了优化，并以发动机右半轴支架为例，验证了其拼合速度与精度，能够很好用于点云数据处理。逆向设计过程中，常需要将不同方位下测得的点云换算到同一个坐标系下完成拼合。对点云特征进行分析，确定坐标变换关系，点云的约束特征是否能拼合的判断方法是这些约束特征是否可以定义唯一的坐标系来表达三维空间；针对特征的参数偏差和空间距离偏差分别建立适应度函数；通过粒子群算法进行参数法及距离法数学模型的计算，设定适应度允许值为0.1，参数法5次均能在10 s内完成收敛，而距离法收敛性较差；通过参数法与距离法的组合，形成了一种基于粒子群算法的点云特征拼合方法，设定适应度允许值为0.01，参数法与组合法收敛速度相当，但组合法得到的拼合点云重合度较好，而参数法则存在错缝。因此，所提出的拼合方法具有更高的收敛速度及拼合精度，能为后期三维模型重建奠定良好基础。

关键词：点云拼合；几何特征；粒子群算法；逆向工程

作者单位：江苏航空职业技术学院工程学院；

引文格式：束怡，翟欢乐. 基于粒子群算法的点云特征拼合方法[J].机电工程技术，2023，52（12）：38-41.

 

 

标题：轨道区段占用检测系统的NB-IoT网络通信节点设计

作者：陈子聪；熊志金；

摘要：针对轨道区段占用检测系统的网络通信需求，研发一种高效可靠的基于阿里云平台的窄带物联网（Narrow Band Internet of Things, NB-IoT）网络通信节点。利用光纤光栅传感器、超声波探头等设备采集轨道区段的列车占用信息和钢轨裂缝探伤检测信息，通过基于移远BC260Y模组所设计的NB-IoT无线通信节点将数据上传到阿里云平台进行数据记录。通过上位机和App程序，用户可以实时查看轨道区段的占用检测信息和钢轨的损伤情况。所设计的NB-IoT网络通信节点主要包含4个方面，分别为NB-IoT模块电路、串口通信模块电路、USIM接口模块电路和电源模块电路。不同于传统的“两跳”方案，所设计的NB-IoT网络通信节点无需中间网关设备，具备广泛的覆盖范围、低终端功耗以及高成本效益等特点，可有效提升高铁轨道区段占用检测的网络通信效率和可靠性。

关键词：NB-IoT；网络通信节点；阿里云平台；轨道区段占用检测系统

作者单位：广州铁路职业技术学院电气工程学院；

引文格式：陈子聪，熊志金. 轨道区段占用检测系统的NB-IoT网络通信节点设计[J].机电工程技术，2023，52（12）：42-45.

 

 

标题：基于层次分析法的电梯制造企业质量信用评价

作者：郭晋；王葵；代清友；张胜；

摘要：根据我国电梯制造企业质量信用评价的特点，建立电梯制造企业质量信用评价方法。按照目标、要素指标和具体指标3个层次，结合企业质量信用相关国家标准和电梯行业的特点，建立电梯制造企业质量信用评价指标体系。设计指标之间重要程度调查表，采用德尔菲法，对要素层2个指标、履行质量承诺能力8个指标以及兑现质量承诺表现6个指标分别进行两两重要程度比较和打分，经过多轮的专家征询，形成调研结果。根据德尔菲法得到的打分结果，采用层次分析法构建比较矩阵，计算得到各个指标的权重值。结合前述研究成果，形成一套科学、合理、实用性强的电梯制造企业质量信用评价方法，促进电梯制造企业质量提升，推动电梯行业高质量发展。

关键词：电梯制造企业；层次分析法；质量信用

作者单位：广东省特种设备检测研究院；

引文格式：郭晋，王葵，代清友，等. 基于层次分析法的电梯制造企业质量信用评价[J].机电工程技术，2023，52（12）：46-48.

 

 

标题：空间相机滤光片组件设计与动力学分析

作者：时英钟；门树东；李朝辉；黄斌；

摘要：为了实现多种光路通道控制用于某探月工程项目中的空间相机，设计滤光片组件。为保证空间相机安装在整机后能承受运输与火箭升空中苛刻的力学环境，需要对滤光片组件进行详细设计并进行力学评估，使其既有足够的抗力学刚度又可释放自由度，对传递到安装基板的能量进行衰减，实现在受到振动载荷时滤光片不会失效。通过有限元分析，检验滤光片组件面对模拟运输与火箭发射时产生的随机振动的响应，评估其抗力学能力是否满足设计指标的要求。结果表明：整机1阶模态达到216.71 Hz，在输入的功率谱密度下，光轴方向产生的响应放大倍数为5.1，非光轴方向低于2倍，最大的放大峰值未对滤光片产生结构性破坏，验证了所设计的滤光片组件结构能够适应运输与火箭发射时的力学环境。

关键词：滤光片；空间相机；有限元分析；功率谱密度；振动响应

作者单位：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所；

引文格式：时英钟，门树东，李朝辉，等. 空间相机滤光片组件设计与动力学分析[J].机电工程技术，2023，52（12）：49-52.

 

 

标题：基于多种连接器集成的自动对接组合连接系统研究

作者：陈浪涛；刘立；吴赛；何印武；孙启帆；

摘要：随着连接器在航天、核电等行业应用不断推广，相关大型设备多为多功能集成设备，其内部涉及多种信号、介质的传递，需要多种类型的连接器来实现其信号的传递。多连接器的单独连接对自动化设备的要求高，多个连接器依次安装对接的时间成本高，对接不畅也会导致故障，造成经济损失。同时，连接器的人工插拔在安全性与效率上已无法满足使用工况，尤其涉及高压流体、大电流连接设备的工作环境。针对电连接器的不足，基于连接器集成技术提出组合连接系统的概念；从组合连接系统的意义与设计出发，简述了该系统的优点、功能、原理及关键技术；提出了该系统的结构件、电连接器、流体连接器设计方法，并进行了试验验证。提供了一种新型的连接器集成方案，并搭建了具体产品，对连接器集成自动对接的未来发展方向提供了思路与参考。

关键词：组合连接系统；集成；设计

作者单位：杭州航天电子技术有限公司；

引文格式：陈浪涛，刘立，吴赛，等. 基于多种连接器集成的自动对接组合连接系统研究[J].机电工程技术，2023，52（12）：53-57.

 

 

标题：主轴锥孔复合加工技术的研究

作者：鲁晓；卢勇；史生宇；

摘要：从企业的实际应用出发，针对主轴生产过程中锥孔加工的问题，提出复合加工机床的设计思路以及优化的锥孔加工工艺。在分析常用主轴锥孔加工工艺的基础上，研究主轴锥孔复合机床的设计。利用有限元分析，从不同的机床结构中得出优化的复合机床结构，结果表明优化后的机床结构满足锥孔加工的受力需求。通过机床配套数控系统功能分析以及工装夹具的应用，对机床数控加工中的工艺路径进行优化，提升主轴锥孔复合机床加工主轴的性能，特别是提升了锥孔的加工精度。用圆度仪检测锥孔误差，误差小于0.002 mm，满足加工要求。结果表明：利用有限元分析能提高机床结构的受力性能；通过分析数控系统的功能，可以优化锥孔的加工工艺，为其他相关轴类零件加工设备的设计以及加工工艺的设计提供参考。

关键词：主轴加工；锥孔加工工艺；数控编程

作者单位：广州市敏嘉制造技术有限公司；广东科贸职业学院信息学院；华南理工大学机械与汽车工程学院；

引文格式：鲁晓，卢勇，史生宇. 主轴锥孔复合加工技术的研究[J].机电工程技术，2023，52（12）：58-62.

 

 

标题：应用立式加工中心小批量插削盘形凸轮内孔平键槽的加工工艺

作者：成振洋；张勇；何冰强；

摘要：针对盘形凸轮内孔平键槽是直角连接形状难以在立式加工中心进行铣削的加工难题，基于传统加工工艺采用插床插削、拉床拉削或电火花线切割机电加工成型的加工原理基础，提出应用立式加工中心机床小批量插削盘形凸轮内孔平键槽的新加工工艺。利用立式加工中心机床主轴定向功能，同时设计一把适用于加工中心机床刀柄且结构符合加工平键槽形状的插刀，并通过数控手工编程编写加工程序，将插刀安装在机床主轴上固定方向进行上下往复进给运动插削键槽长度及径向进给运动插削键槽深度，实现利用立式加工中心小批量插削内孔平键槽的加工工艺。结果表明：所提出的方法可使内孔平键槽的尺寸精度达到JS9公差等级、表面粗糙度达到3.2μm，符合零件图纸要求，并且加工时长可控制在60 s以内；与传统加工工艺相比，所提工艺可以减少盘形凸轮零件加工工序，直接在立式加工中心上进行铣削凸轮、内孔及插削内孔平键槽，提高了零件的生产效率并降低了零件多工序加工的累积装夹误差。该方法及插刀设计结构可为开展类似内孔平键槽零件加工工艺研究提供参考。

关键词：立式加工中心；内孔平键槽；插削；插刀；加工工艺

作者单位：广州市轻工技师学院；广东机电职业技术学院；

引文格式：成振洋，张勇，何冰强. 应用立式加工中心小批量插削盘形凸轮内孔平键槽的加工工艺[J]. 机电工程技术，2023，52（12）：63-66.

 

 

标题：SiC_f/SiC超声振动辅助车削加工装置的刀柄设计与实验

作者：徐胜利；王园园；刘即元；

摘要：针对SiC_f/SiC陶瓷基复合材料难加工问题，开展超声振动辅助车削刀柄设计与实验研究。通过理论计算并结合材料特性、刀具结构等分析，分别设计频率为20、30、33 kHz车削刀柄的变幅杆、换能器，通过有限元模态分析及刀柄检测，验证设计的合理性；针对超声车削刀柄开展加工测试实验，如频率检测、振幅检测、表面粗糙度检测，并进行样件车削加工。结果表明：采用超声振动辅助车刀可以对SiC_f/SiC陶瓷基复合材料进行加工，合理的参数频率为33 kHz，振幅为3μm，可有效降低切削力和切削热，能够改善材料的可加工性，解决SiC_f/SiC陶瓷基复合材料难加工问题。目前该设计已经在航空SiC_f/SiC陶瓷基复合材料加工领域首次成功地实现了工程化应用，并且还可以进一步推广到更广泛的领域。

关键词：SiC_f/SiC；超声振动辅助车削；刀柄；变幅杆

作者单位：西安超克能超声技术研究院有限公司；中国航发动力股份有限公司；

引文格式：徐胜利，王园园，刘即元. SiCf /SiC超声振动辅助车削加工装置的刀柄设计与实验[J]. 机电工程技术，2023，52（12）：67-72.

 

 

标题：基于深度学习的螺纹钢焊牌机器人3D视觉计数和定位方法

作者：吴立华；白洁；康国坡；黄冠成；

摘要：为解决因螺纹钢截面形状不标准、发蓝、发黑，长短不一而导致无法用传统视觉方法计数和定位的问题，对基于深度学习的螺纹钢焊牌机器人视觉计数和定位方法进行了研究，并开发了螺纹钢自动化焊牌系统。提出基于Faster R-CNN的图像识别算法并对棒材进行目标检测。对数据集进行随机旋转、翻转、噪点、模糊、颜色变换等图像处理实现数据增强使数据集扩充32倍，再进行训练；建立机器人和三维相机的坐标模型，计算出图像像素坐标系转换到机器人工具坐标系的转换矩阵。通过多组图片拼接解决不平整导致的遮挡问题，使用加入采集图像时的位姿作为判定参数的改进SURF算法实现图像准确拼接；输入拼接的图片进行推理，统计棒材的支数并获取中心区域的一支棒材像素坐标，通过三维相机的映射关系获得其三维坐标，发送到机器人控制器作为焊牌位置。结果表明：所提方法可以完成整捆螺纹钢棒材的准确识别计数和机器人定位焊牌，焊牌位置准确，焊接质量稳固。

关键词：工业机器人；三维视觉；深度学习；计数；定位

作者单位：广东开放大学(广东理工职业学院)；广东工业大学机电工程学院；

引文格式：吴立华，白洁，康国坡，等. 基于深度学习的螺纹钢焊牌机器人3D视觉计数和定位方法[J]. 机电工程技术，2023，52（12）：73-76.

 

标题：基于工业机器人的物料分拣系统设计

作者：高志远；晏芙蓉；李耀贵；李家学；黎川；

摘要：在物料的分拣过程中，传统手动分拣方式不仅效率低下，而且存在巨大的安全隐患，受不同物料种类、形状、质量等因素的影响，其分拣方式也存在着一定的局限性。为解决以上问题，提出基于工业机器人的物料分拣系统。以工业机器人为基础，详细地介绍工业机器人物料分拣系统的工作原理和组成，并从分拣系统的硬件和软件两个方面进行研究，以此对硬件、软件的组成和功能进行分析和选型，进而完成工业机器人物料分拣系统的设计。以苹果为分拣对象，对比人工分拣和分拣系统分拣。结果表明：所设计的分拣系统能够充分利用工业机器人的高效性、准确性和高速性，在短时间内完成不同大小苹果的分拣任务，分拣效率和错误率远低于手工分拣，验证了该分拣系统的正确性和可靠性。

关键词：工业机器人；分拣系统；设计；效率

作者单位：广东理工学院智能制造学院；武汉光谷职业学院智能制造学院；

引文格式：高志远，晏芙蓉，李耀贵，等. 基于工业机器人的物料分拣系统设计[J].机电工程技术，2023，52（12）：77-79.

 

 

标题：机械陀螺仪式双足机器人机械设计及优化分析

作者：吴海青；何满塘；张小强；

摘要：为了研究轮腿式双足机器人在行走过程中的平衡状态，以机械陀螺仪为研究对象，设计了一种机械陀螺仪式的平衡机器人。根据低速飞轮的惯性原理，结合高速“陀螺仪效应”，利用Creo建立双足机器人的三维模型；基于创成式优化设计理论，在ANSYS平台对模型进行仿真分析；在保证机器人整体强度和刚度的前提下，对设计结构进行轻量化优化；将优化结果进行对比分析。结果表明：在规定条件下，可以将机器人的整体质量降低55.7%，在实现结构轻量化的同时保证了机器人的运动特性。利用ADAMS软件对带有机械陀螺仪的足式机构进行了动力学仿真，仿真结果验证了设计的正确性。

关键词：轮腿式；双足机器人；机械陀螺仪；创成式优化设计

作者单位：太原工业学院机械工程系；

引文格式：吴海青，何满塘，张小强. 机械陀螺仪式双足机器人机械设计及优化分析[J].机电工程技术，2023，52（12）：80-85.

 

 

标题：智能辅助行走器结构和控制研究

作者：徐亚芬；张华；喻凌峰；马国栋；李媛媛；罗柠锋；

摘要：针对患者进行康复训练时需要他人辅助、占用他人时间、耗费他人体力等问题，设计一种新型智能辅助行走器。从患者能够安全、独立地进行康复训练，并在康复训练和休息代步之间存在的问题出发进行设计。利用SolidWorks针对康复训练设计训练模块，针对休息需求设计座椅折叠模块，针对代步需求设计移动模块；通过电机驱动完成训练、座椅折叠、代步等功能，并运用SolidWorks Simulation验证各结构的可靠性。针对智能辅助功能设计控制模块，监控器械位置、监测握力刹车系统；设计紧急通信模块，保障患者遇到紧急情况时的安全。该设计能满足下肢功能障碍患者实现安全、独立地康复训练，及在康复训练过程中随时根据意愿进行休息或代步的需求，弥补轮椅代步方式和外骨骼辅助行走方式的不足。

关键词：下肢康复训练；智能行走器；STM32

作者单位：广东科技学院机电工程学院；

引文格式：徐亚芬，张华，喻凌峰，等. 智能辅助行走器结构和控制研究[J].机电工程技术，2023，52（12）：86-91.

 

 

标题：基于模块化设计的储能电池模组生产线

作者：孟燕菲；邓礼兵；陈健豪；何志强；尹东海；秦立宇；

摘要：储能电池模组生产过程中存在焊接质量不稳定造成爆孔、虚焊等缺陷；离散型生产模式存在工序错乱、生产效率低等问题。为提升储能电池模组的生产效率和质量，设计一条模块化的储能电池模组装配测试生产线。该产线通过倍速链线体将电芯检测、模组压装、模组焊接、模组测试4个单元进行连接集成，实现从电芯到模组成品测试自动化流水线作业。采用模块化设计，4个单元模块既能集成自动化产线，又可以作为单元模块独自运行，避免个别异常导致整线停产的情况。极柱激光清洗、复合激光焊、负压除尘等关键技术的应用，可解决电芯焊接爆孔、虚焊等问题，产品合格率提升至99.88%以上；自动化流水线作业能解决人工搬运、工序错乱等痛点，提高生产效率。实际应用表明，所提产线的生产效率比单站模式提升了3倍，减少操作人员9人，有显著的经济效益。

关键词：储能电池模组；电芯检测；极柱清洗；激光焊接

作者单位：常州博瑞电力自动化设备有限公司；

引文格式：孟燕菲，邓礼兵，陈健豪，等. 基于模块化设计的储能电池模组生产线[J].机电工程技术，2023，52（12）：92-96.

 

 

标题：基于EPSON工业机器人的加热杯垫通电检测站控制与调试

作者：师帅；颜建美；王浩强；

摘要：为提高加热杯垫通电检测的自动化水平，实现加热杯垫通电检测全流程的智能化控制，提高设备工作的可靠性、安全性、工作效率及智能化水平，降低工作人员的劳动强度，从设备结构组成、工艺流程、控制系统图、PLC程序设计、机器人程序设计、交互界面设计、运行调试等方面，介绍加热杯垫通电检测站的结构、工艺及控制系统。该系统主要采用PLC、机器人、视觉、气动控制、传感器、触摸屏、RFID等关键技术，实现对加热杯垫进行RFID信息读取与写入，对杯垫进行机器人抓取、搬运、摆放及视觉检测判断等，通过机器人与视觉系统的配合实现对杯垫放置角度的自动纠偏控制，对杯垫进行自动通电检测并判断是否合格等，最终实现通电检测站的智能化控制。

关键词：通电检测；PLC；机器人；视觉；触摸屏

作者单位：常州纺织服装职业技术学院；

引文格式：师帅，颜建美，王浩强. 基于EPSON工业机器人的加热杯垫通电检测站控制与调试[J]. 机电工程技术，2023，52（12）：97-101.

 

 

标题：物流装卸机器人运动学分析及碰撞检测研究

作者：魏鹏；

摘要：针对一种物流装卸机器人进行深入探究。根据该机器人的尺寸参数进行运动学建模，从而实现对机器人运动过程的描述。为解决逆运动学问题，提出一种基于几何法的机器人求逆方法。在基坐标系下给定末端控制点的坐标和末端控制向量的方向，根据几何条件进行各关节角的解算。结合实际控制中对稳定性的需求，进一步求逆得到伺服液压缸的伸长量与角度之间的关系，以实现稳定控制。使用MATLAB进行仿真，验证所提出的逆运动学解法的可行性，并绘制机器人的可达范围图。采用包络法对机器人进行碰撞检测。研究结果为实现机器人末端的准确控制提供了运动学依据和方法。所提出的逆解方法可行可靠且实时性强，可达空间分析与碰撞检测研究为后续结构优化和路径规划提供了坚实的基础。

关键词：五自由度机器人；运动学；工作空间；碰撞检测

作者单位：泉州华中科技大学智能制造研究院；

引文格式：魏鹏. 物流装卸机器人运动学分析及碰撞检测研究[J].机电工程技术，2023，52（12）：102-106.

 

 

标题：电饭锅投料与老化自动线的设计与实现

作者：何俊明；钟漍标；黄诚；

摘要：当今竞争激烈的市场中，提高电饭锅制造业的竞争力是至关重要的。通过高度自动化的生产线实现电饭锅的干烧老化和自动投料，减少工人数量，提高生产效率，节约成本并提高产品的可靠性和稳定性。通过主输送带确保生产过程的连贯性和高效性。通过引入振动送料盘，大幅度减少了人工操作，提高了生产线的自动化程度，降低了用人成本。通过自动电检测装置可以实时监测电饭锅的质量，确保每个产品都符合标准。基于PLC编程的可定制性，保证了生产线的稳定运行，解决了生产效率低和人为因素引起的错误率问题。结果表明：该自动化生产线方案符合现代工业生产的发展趋势，实时监测功能也为质量控制提供了重要数据，能够帮助企业及时调整生产。

关键词：电饭锅；自动投料；老化；PLC控制；提质增效

作者单位：广东水利电力职业技术学院；广东宏大欣电子科技有限公司；

引文格式：何俊明，钟漍标，黄诚. 电饭锅投料与老化自动线的设计与实现[J].机电工程技术，2023，52（12）：107-110.

 

 

标题：基于IEC 61850的数据中心智能控制系统的设计与实践

作者：李军学；霍海锋；朱帅华；

摘要：数据中心对供电可靠性、连续性要求极高，配置市电、柴油发电机、UPS不间断电源三重电源保障。当市电电源出现故障，需要切换至柴油发电机/UPS供电。由于备用电源切换前需要对工况进行严谨判断，切换过程中操作流程多，且对切换快速性要求较高，依靠运维人员手动操作很困难且容易出错。因此，需要一套全自动化、智能化的数据中心电源切换、负载自动投切系统。提出一套利用分布式的微机继电保护装置，基于IEC 61850 GOOSE协议RSTP网络冗余的数据中心智能控制系统的解决方案，实现市电与柴油发电机供电切换、母联备自投切换、负载智能投切等功能。相比于传统利用PLC或独立式的控制装置实现自动投切功能，基于IEC 61850 GOOSE协议RSTP网络冗余智能投切系统的应用，将二次硬接线改为数字化装置之间基于高速以太网的数据交换，可以极大地降低设计、施工、调试和维护难度，提高系统的运行可靠性。

关键词：IEC 61850；数据中心；智能投切系统；GOOSE；RSTP

作者单位：广州中浩控制技术有限公司；广东水利电力职业技术学院；

引文格式：李军学，霍海锋，朱帅华. 基于IEC 61850的数据中心智能控制系统的设计与实践[J]. 机电工程技术，2023，52（12）：111-114.

 

 

标题：基于双目视觉定位的机械臂智能抓取控制研究

作者：陈晗彬；

摘要：随着科技的发展，机械臂开始往更加智能化、自动化的方向发展，单单依靠传统的通过示教器执行单一指令的机械臂已远远不能满足各类复杂的生产和服务。为了让机械臂更加智能化和科技化，通过赋予其双目视觉感知模块和智能控制系统，对机械臂智能抓取控制进行研究。采用HSR-Co605协作机械臂，基于双目视觉相机在ROS系统进行仿真建模、运动规划、障碍物规避等试验；在复杂环境下实现了机器人双目视觉模块自主识别定位物体，同时对周围障碍物进行避障规划，实现机械臂自主运动规划及智能抓取操作。在不同场景下进行了智能抓取试验，并对其试验结果进行了分析，为后续机械臂能更好地适应复杂的工作环境以及产业化发展提供参考。

关键词：双目视觉；六轴机械臂；模拟仿真；运动规划；视觉抓取

作者单位：福建省特种设备检验研究院国家特种机器人产品质量检验检测中心(福建)；

引文格式：陈晗彬. 基于双目视觉定位的机械臂智能抓取控制研究[J].机电工程技术，2023，52（12）：115-119.

 

 

标题：高柔性高节拍下行李箱盖自动装配方案设计

作者：张博；刘立东；任素云；黄冠；程玉良；

摘要：在白车身生产过程中，行李箱盖的装配和质量控制一直是通过装配技工人工手动完成，在高柔性高节拍生产线上，往往需要投入大量的装配和返修人员以满足质量要求。因此，在高节拍高柔性前提下设计李箱盖自动装配方案，实现乘用车行李箱盖的全自动装配、调整方案，节省大量装配返修人员，同时使装配质量可控。通过AGV实现行李箱盖的自动配送、双层料库系统、视觉引导抓件、最佳匹配自动装配系统、柔性自动拧紧系统，实现行李箱盖的高节拍高柔性下的自动装配。经过方案研讨、系统搭建、设备安装调试和应用测试，验证了该方案能稳定、高效应用于乘用车批量生产中的行李箱盖自动装配工艺，有效解决人工手动装配低效率、装配质量不稳定等问题，装配精度可达到0.5 mm，合格率达到95%以上。

关键词：行李箱盖；自动装配；高节拍高柔性

作者单位：一汽-大众汽车有限公司佛山分公司；

引文格式：张博，刘立东，任素云，等. 高柔性高节拍下行李箱盖自动装配方案设计[J].机电工程技术，2023，52（12）：120-123.

 

 

标题：基于物联网技术的污水处理站远程智能控制系统设计

作者：张长强；

摘要：农村污水处理站点分散，运行和人工值守成本较高，很难实现经济运行，使用物联网控制技术和现代智能优化算法可以减少运营成本，提高运营效率，实现远程无人值守和在线运维等功能。该控制系统是根据PLC控制下的设备和工艺要求相结合而设计的，以完成底层信号采集和设备控制为基础。在满足达标排放的前提下，基于结合物联网控制模块、现代智能算法等进行融合设计。分析了主要设备间的组合和功能情况，物联网终端设备的使用方法和场景，智能算法的分析步骤以及算法将历史数据分析转换为趋势判断中的一种方法，满足农村污水处理工艺的控制过程。结合远程物联网终端模块，数据传输，实现远程在线操控和远程维护，在实际工程中将现代智能算法融入到控制系统，优化跟踪了系统加药等方面的控制，保证农村污水处理站在无人值守的条件下稳定运行，提高了加药过程效率，节省了成本，在工程应用终端具有一定价值。

关键词：无人值守；物联网终端；智能算法；远程控制；污水处理

作者单位：广东省广业装备制造集团有限公司；

引文格式：张长强. 基于物联网技术的污水处理站远程智能控制系统设计[J].机电工程技术，2023，52（12）：124-127.

 

 

标题：基于SIMOTION D425的毛箔机直接张力控制系统

作者：万筱剑；万昭莹；刘星宇；

摘要：为提高毛箔机张力控制的精度以及稳定性，以铜箔张力和线速度为控制目标，提出基于SIMOTION D425的直接张力控制系统。以阴极辊控制电机作为速度基准电机，保持铜箔线速度恒定，以收卷控制电机作为张力产生的主动控制单元，张力传感器作为张力反馈元件，构成直接张力闭环，保持铜箔张力恒定。分析了张力闭环的原理，并以恒张力为控制目标，建立了闭环控制模型。在此基础上，推导了张力积分分离的PID算法，以此来消除静差，实现更精确的张力控制。结果表明：所提系统不但实现了传感器数据采样、卷径计算和锥度调节，控制伺服驱动的输出，而且实现了铜箔收卷张力闭环控制，转速波动为0.34%，张力波动为1.75%，为毛箔机的张力控制提供了可靠的解决方案。

关键词：铜箔；张力闭环控制；卷径计算；锥度调节

作者单位：深圳市唯川科技有限公司；周口师范学院；

引文格式：万筱剑，万昭莹，刘星宇. 基于SIMOTION D425的毛箔机直接张力控制系统[J].机电工程技术，2023，52（12）：128-131.

 

 

标题：后焊PCM自动生产线的设计与开发

作者：梁振锋；王海涛；吴丰礼；陈天航；庞伟；陈湘尹；甄玉珠；饶峰；

摘要：针对PCM板制造系统中生产效率底下，导致产能受限，质量下降的问题，以实际生产为导向，研究设计一种后焊PCM自动生产线设备。结合高度自动化和先进制造技术，优化PCM板生产中PCB与FPC的焊接与后处理流程，能显著提高生产效率并降低成本。该设备包括PCB、FPC分板机和后焊装置在内的完整生产线。在生产过程中，分板机完成原材料的铣板冲切后，产品经自动焊锡和点胶、UV固化、扫码、烧录与下料完成后处理。为确保线体的质量监控，引入CCD摄像系统进行PCM板二维码的识别，验证结果表明该系统具有高度的准确性和稳定性。与传统生产方式相比，该自动生产线生产效率提高约40%，同时在保证产品质量的前提下降低了约30%的生产成本，为PCM板的大规模生产提供了高效的技术方案。

关键词：PCM制造；分板机；焊接；摄像识别

作者单位：广东拓斯达科技股份有限公司；武汉久同智能科技有限公司；东莞市东莞理工科技创新研究院；东莞理工学院机械工程学院；

引文格式：梁振锋，王海涛，吴丰礼，等. 后焊PCM自动生产线的设计与开发[J].机电工程技术，2023，52（12）：132-136.

 

 

标题：轨道交通车站环控风机在线监测系统开发及应用

作者：王启锋；彭恒义；仲聪；郭将；薛慧；

摘要：为了保障轨道交通车站环控风机设备的使用安全，降低设备的故障率，减少安全事故的发生，对城市轨道交通车站环控风机的在线监测系统进行了开发和应用。针对地铁线路中的风机，分析了风机在线监测的重要性，主要从传感器的选择与布置、数据采集模块、分析软件等方面进行描述，构建一套完整的风机智能预警及故障诊断系统。系统采用了3层模块化结构，由现地传感器层、中间数据采集层及上位机数据储存分析层组成，可以实现对风机的振动、温度及风压等运行状态的实时监测和健康分析诊断。工作人员可以有效地了解被监测风机的实时状态，根据其实时运行状态预测被环控风机设备的未来运行状态、故障率和处理时间，从而有效地提高地铁运营安全的可靠性和稳定性。

关键词：环控风机设备；诊断预警；健康评估；状态监测

作者单位：欣皓创展信息技术有限公司；

引文格式：王启锋，彭恒义，仲聪，等. 轨道交通车站环控风机在线监测系统开发及应用[J]. 机电工程技术，2023，52（12）：137-141.

 

 

标题：一种注塑机械手堆叠算法及其运动控制策略

作者：余杰先；张中华；陈凌玲；李久林；温舒然；

摘要：传统的注塑机行业中，注塑机锁模产品成型后，由人工伸手进模内抓取产品，这不仅效率低，而且风险高，容易造成工人误伤。尽管随着工业机器人的发展，一种可应用于注塑机自动抓取的机械臂控制系统应运而生，其快速的加减速速度曲线规划可以将注塑模内产品的抓取周期缩短至2 s，大量应用于手机壳、塑料片的抓取，极大改善了生产安全和效率问题。然而随着行业的不断发展，注塑机产品工艺流程复杂度不断提高，当前的机械手从注塑机中取出产品都是按固定的点位投放，这就还需要工人手动将产品按指定排列方式进行堆放。因此，提出一种用于注塑机的机械手的堆叠算法，并规划了在机械手中实现该算法的运动控制策略。这种算法可以控制机械手以期望的排列方式自动将成品整齐排列，从而提高生产效率，并且使生产过程更加安全，更加智能化。

关键词：注塑机械手；驱控一体；堆叠算法；提前加减速算法

作者单位：珠海格力智能装备有限公司；

引文格式：余杰先，张中华，陈凌玲，等. 一种注塑机械手堆叠算法及其运动控制策略[J].机电工程技术，2023，52（12）：142-145.

 

 

标题：基于ARM Cortex-M3内核的嵌入式运动控制箱的设计与实现

作者：严成武；韩宇；

摘要：通过研究现有运动控制方案，发现常见的运动控制解决方案都要用到运动控制卡，成本较高，体积较大，不适合控制精度要求不太高、成本要求较高的运动控制场景。从ARM Cortex-M3为内核的32位微控制器、光电隔离接口电路、PWM信号调制、供电电源、软件设计5个方面进行设计，调试并实现一套具有更高性价比的嵌入式运动控制箱。该嵌入式微控制器经光电隔离接口电路读取外部数字化输入信号，经过嵌入式微控制器CPU处理，输出数字化信号和调制PWM信号，经光电隔离接口电路隔离转换，以控制伺服电机和外部其他设备。该运动控制箱成本低、功能强大、体积小，适用于对成本要求较高、对运动精度和难度要求不太高的场合。实际应用表明，该运动控制箱可实现4通道PWM输出、20通道的数字输入和16通道的数字输出，性能良好，性价比高，效果良好。

关键词：ARM Cortex-M3；嵌入式；运动控制；PWM；高性价比

作者单位：深圳技师学院；

引文格式：严成武，韩宇. 基于ARM Cortex-M3内核的嵌入式运动控制箱的设计与实现[J].机电工程技术，2023，52（12）：146-149.

 

 

标题：基于离散元的对辊式破碎机破碎仿真分析

作者：杨琴；刘道修；

摘要：为研究对辊式破碎机工作性能，通过商用离散元仿真软件EDEM建立了对辊式破碎机破碎仿真模型，结合Tavares破碎模型对不同排料口间隙下的破碎机工作情况进行分析，将对辊式破碎机破碎过程可视化，同时分析散体物料的碎后粒度分布情况。结果表明：随着对辊式破碎机辊缝间隙的减小，同一筛分粒度所对应的矿石负累计产率越大，即破碎后的矿石越细小；同时还发现随着对辊式破碎机辊缝间隙的减小，矿石破碎程度增加的速率在变缓，辊缝间隙2 mm与辊缝间隙4 mm下的矿石碎后负累计产率分布基本一致，这说明辊缝间隙减小至一定阶段时，对辊破碎机的碎后产品粒度分布基本一致；对破碎仿真碎后产品粒度分析发现，可以使用Rosin-Rammlar粒度分布函数对对辊式破碎机破碎仿真碎后产品粒度进行描述，且拟合程度较好。

关键词：对辊式破碎机；离散元法；破碎仿真；Tavares模型

作者单位：江西应用技术职业学院；江西理工大学；

引文格式：杨琴，刘道修. 基于离散元的对辊式破碎机破碎仿真分析[J].机电工程技术，2023，52（12）：150-153.

 

 

标题：进给系统机电耦合仿真建模与误差影响规律分析

作者：李海洲；谢丽军；周梦洁；柏明剑；朱润平；庞伟；

摘要：由于各种原因引起的复杂机电耦合现象对机床进给系统的动态精度有着重要的影响。进给系统作为加工中心的重要组成部分，其动态特性会直接影响到加工中心的加工质量和效率，因此对于加工中心进给系统动态性能的要求也越来越高。为了研究进给系统机电耦合作用下的动态特性，同时对滚珠丝杠进给系统进行动力学建模与三环伺服控制系统建模，对进给系统动态响应误差影响规律进行分析。首先利用Simulink仿真工具建立进给系统的动力学仿真模型；接着在所构建的机电联合Simulink仿真模型中，综合考虑了系统三环控制参数、丝杠间隙、速度、加速度等因素对系统跟随误差的影响；最后通过所搭建的单轴伺服进给系统实验平台进行了验证，明确了速度、加速度与跟随误差的相关性。

关键词：Simulink；进给系统；机电耦合；跟随误差

作者单位：东莞稳控自动化技术有限公司；中国航空工业集团成都飞机设计研究所；东莞理工学院；东莞市东莞理工科技创新研究院；

引文格式：李海洲，谢丽军，周梦洁，等. 进给系统机电耦合仿真建模与误差影响规律分析[J]. 机电工程技术，2023，52（12）：154-158.

 

 

标题：基于ANSYS有限元分析的水下潜标电子舱散热系统研究

作者：聂嵩；陈赓；刘浩；林航；郭飒君；

摘要：水下电子舱内部电子元器件多且结构紧凑，而密闭的空间环境导致其空气对流散热失效。针对圆柱形类型水下电子舱出现的散热问题，设计了一种轻量化、高效的散热结构。利用ANSYS有限元软件对不同导热面宽度和接触面尺寸的散热结构在空气中的散热性能进行了仿真，仿真结果证明散热结构的散热效能与材料导热面大小和热源接触面大小有关，且随着尺寸的等额增大降温幅度会减小。综合散热性能和轻量化考虑得到了散热结构最优尺寸，在此基础上进行了海水环境下电子舱散热性能的仿真和实验室试验，有限元仿真结果和实验室实测结果基本吻合，表明在空气中调试和在海水中工作时，优化的散热结构均能够有效散热，电子舱工作能够在正常温度范围内，保证了电子舱工作的稳定性和可靠性。

关键词：水下电子舱；散热系统；ANSYS有限元仿真；稳态热

作者单位：中国船舶第七一五研究所；

引文格式：聂嵩，陈赓，刘浩，等. 基于ANSYS有限元分析的水下潜标电子舱散热系统研究[J]. 机电工程技术，2023，52（12）：159-162.

 

 

标题：机械密封中Ω形和U形波纹管的疲劳寿命分析

作者：李乾坤；李学旺；赵春雨；向勇；刘宝龙；

摘要：针对机械密封中的波纹管疲劳失效引起机械设备故障的问题，以Ω形和U形波纹管为研究分析对象，采用SolidWorks建立三维模型，用Ansys软件进行有限元静力学计算仿真，结合Miner疲劳损伤原理，对两种波纹管在不同预应力下的等效应力和疲劳寿命进行分析比对。结果表明：随着预应力的增加，两种波纹管的等效应力增加，疲劳寿命降低；波纹管的波峰和波谷位置都为应力集中位置；在相同预应力下，Ω形波纹管波峰处等效应力大于波谷处，U形波纹管波谷处的等效应力大于波峰处，U形波纹管易发生疲劳失效的结点数要比Ω形波纹管的多，更容易发生疲劳失效，Ω形波纹管的整体疲劳寿命大于U形波纹管。仿真分析结合Miner疲劳损伤原理所得结论可为预测波纹管的失效和波纹管优化设计提供理论依据。

关键词：波纹管；Miner疲劳损伤；等效应力；疲劳寿命

作者单位：明阳智慧能源集团股份有限公司；

引文格式：李乾坤，李学旺，赵春雨，等. 机械密封中Ω形和U形波纹管疲劳寿命分析[J]. 机电工程技术，2023，52（12）：163-166.

 

 

标题：基于表面外推法的结构热点应力计算方法研究

作者：许波；赵春雨；柳胜举；黄文杰；秦瑞冰；

摘要：为获得准确的结构热点应力，确保风电机组部件疲劳寿命的可靠性，建立不同网格尺寸、单元类型的有限元模型，研究了网格精度、单元类型、外推方法对焊接接头结构热点应力计算结果的影响。结果表明：结构热点应力随着网格尺寸细化呈现出先增大后减小的趋势，在网格尺寸为0.33t (t为板厚)时达到峰值。四面体单元模型的计算结果保守且受网格尺寸的影响更为显著，并且对网格精度有较高要求。不同网格精度的四面体模型运用两种外推法计算结果最大相差13.56%；六面体单元模型运用两种外推法计算结果相差均在10%以内。随着网格细化两种外推法的计算结果逐渐接近；当网格尺寸细化到0.2t时，六面体单元模型的结构热点应力仅相差1.87%。

关键词：表面外推法；结构热点应力；网格精度；单元类型

作者单位：明阳智慧能源集团股份有限公司；

引文格式：许波，赵春雨，柳胜举，等. 基于表面外推法的结构热点应力计算方法研究[J].机电工程技术，2023，52（12）：167-170.

 

 

标题：考虑单位供应成本的供应商选择系统

作者：辛旭；余建国；

摘要：对于同种物料的多个供应商，供应商的交货周期并不相同，受交货周期影响的安全库存和采购量也不同，因此单纯比较供应总成本并不能准确反映多个供应商之间供应成本的高低，无法准确地选中成本更低的供应商。针对该问题，首先分析供应总成本的组成，构建总成本模型，并针对交货时间将总成本模型转化成突出交货时间的形式，以单位物料的数量为准将总供应成本转化成单位供应成本，分别对总供应成本和单位供应成本进行求导确认交货时间对成本的影响，并通过实例验证将考虑交货周期的单位成本模型与传统模型的单位成本进行对比，最后根据实例分析过程设计并开发了供应商选择系统。结果表明考虑交货周期的单位成本模型与传统模型相比更能准确反映实际的供应成本，开发的系统能满足模型的运算，供应商和制造商可根据各成本组成部分的报价判断整体报价的合理性，制造商也可对比单位成本选择成本更低的供应商。

关键词：单位供应成本；供应总成本；供应商选择；供应链；管理信息系统

作者单位：江西理工大学机电工程学院；

引文格式：辛旭，余建国. 考虑单位供应成本的供应商选择系统[J].机电工程技术，2023，52（12）：171-175.

 

 

标题：基于PLC、RFID、AGV协同的智慧仓储与配送系统设计

作者：李晓涛；李朝晖；赵松涛；侯吉良；姜东升；

摘要：针对智能制造中物料需求的多样性、离散性、多变性，研究了RFID对物料品类的自动识别、PLC的人机交互与状态指示和AGV的自动导航及配送等物料自动配送相关的环节和技术特点，对实际工况、物料形态以及物料分配流程进行了分析，并以此为基础构建了用料工位、备料工位、电梯、物料检查站、AGV系统可协同的智慧仓储与配送系统，实现智能车间的生产和物流环节的配送自动化、管控透明化，解决常规人工配送系统的效率低、易出错等问题，最大程度减少计划外停机，减少送料人员3人，效率提高20.6%，错料率从0.3%降低至0.06%。以实际的包装材料配送项目为案例来构建系统，描述了包括用料工位叫料、仓库备料、自动运送、在途物料的自动防错检查、载具的回收、状态指示和请求去重等功能和相关的技术原理，具有较大的灵活性、普适性和扩展性，同样适用于生产原材料、半成品和成品的出入库和配送。

关键词：智慧仓储；PLC；RFID；AGV；AMV

作者单位：广东省智能机器人研究院；中国航发南方工业有限公司；

引文格式：李晓涛，李朝晖，赵松涛，等.基于PLC、RFID、AGV协同的智慧仓储与配送系统设计[J].机电工程技术，2023，52（12）：176-180.

 

标题：模糊Petri网和“后向树”法在陶瓷能耗稳定性中的应用

作者：王亚利；贺静；邱腾雄；孔令叶；何晋一；

摘要：在生产制造过程中，众多干扰因素会导致企业能耗损失严重，增加成本。提高能耗稳定性是复杂混合制造系统中能效优化的重要模块，在生产过程中快速、准确地找出能源不稳定性影响因素和路径对制造业节能减排具有重大意义。以高能耗中的典型陶瓷行业为例，在分析其生产流程的基础上，研究影响能耗不稳定性的主要影响因素，采用模糊Petri网和“后向树”推理法相结合的方法对能源稳定性进行建模及分析，对能源扰动进行了表示和推理，确定了其扰动的因素和传播路径。并进一步通过陶瓷企业中典型的高能耗烧成车间为例验证了所建模型的可行性和有效性。研究结果为进一步分析和优化能源系统提供参考。

关键词：陶瓷；能耗稳定性；模糊Petri网；“后向树”推理法

作者单位：广东工贸职业技术学院；广州开放大学；

引文格式：王亚利，贺静，邱腾雄，等.模糊Petri网和“后向树”法在陶瓷能耗稳定性中的应用[J].机电工程技术，2023，52（12）：181-185.

 

 

标题：面向智能移动终端关键制造过程质量建模及优化分析

作者：任炎芳；刘志培；靳晓洋；张杨志；

摘要：针对目前智能移动终端制造过程存在产品质量一致性不高、影响产品质量指标因素不明确、质量分析智能化程度不高等问题，在智能移动终端SMT产线关键工艺机理研究基础上，关联产品质量与关键工艺参数，分析产品质量影响因素。以首道印锡工序为切入点，基于改进的k-means算法对SPI检测数据记录进行聚类分析，识别样本数据异常点。针对SPI检测异常数据基于Apriori算法构建产品质量与印锡工艺参数关联模型，以最小支持度和最小置信度为判断依据，分析产生异常质量指标的重要工艺因素。在此基础上，构建质量-工艺模型反向优化刮刀速度和压力、脱模速度和距离等印锡关键工艺参数，基于粒子群算法优化求解模型，在最优质量指标输出下最佳工艺参数动态组合，结果表明，当权重系数λ=0.1时，获得最佳工艺参数组合。

关键词：智能移动终端；聚类分析；质量关联模型；工艺优化建模

作者单位：广东虹勤通讯技术有限公司；广东省智能机器人研究院；

引文格式：任炎芳，刘志培，靳晓洋，等. 面向智能移动终端关键制造过程质量建模及优化分析[J]. 机电工程技术，2023，52（12）：186-190.

 

 

标题：数字孪生与传感器测试技术在PVC板材装配产线的应用

作者：张德福；蔡延光；

摘要：以PVC板材装配产线工艺流程为主干线，采用数字孪生技术对整体生产线建模、仿真与实现，各个模组传动系统和模组之间传动衔接利用传感器进行信号采集，实时监控生产线运行状态，为防止外界环境对传感器静态特性和动态特性干扰，影响传感器的感测元件、转换元件和输出元件的工作的稳定性，提出采用传感器测试软件对传感器感性能进行检测反馈信息，同时采用物联网通信技术全面有效地监控生产过程中每个环节节拍和相关设备运行状态，实际应用表明该技术能对传感器特性进行有效的监控，为及时更换传感器或对环境干扰提供科学数据依据，确保设备安全良好运行，保证产品质量和提高生产效益。

关键词：数字孪生；生产线；传感器；特性；节拍

作者单位：广州理工学院智能制造与电气工程学院；

引文格式：张德福，蔡延光. 数字孪生与传感器测试技术在PVC板材装配产线的应用[J].机电工程技术，2023，52（12）：191-195.

 

 

标题：基于WebAssembly的跨平台SCADA系统设计与实现

作者：谢悦海；刘猛；唐伯培；常宝波；

摘要：设计和实现了一个数据采集与监视控制系统（SCADA），为现代工业自动化领域的SCADA系统提供一种创新的解决方案。传统SCADA系统存在安全性、响应速度慢、灵活性不足和集成困难等问题。为了解决这些问题，首先引入WebAssembly (Wasm)作为关键技术，以提供更高效、安全、可扩展的解决方案，通过将系统功能与用户界面转换为Wasm模块，实现一种能够在不同操作系统和设备上运行的SCADA系统。其次，利用WebSocket技术允许服务器和客户端之间的双向通信，以此来实现跨域通信和实时数据更新，保证数据的准确性。最后，采用QWidget设计图元控件，绘制、布局和事件处理来实现客户想要的样式和交互效果，方便客户进行快速二次开发。此外，为了验证设计的系统可行性，通过实际案例验证了所设计系统不但具有跨平台特性，而且用户可以通过标准的Web浏览器实时访问系统，无需受限于特定的操作系统或设备。客户还可以根据实际需求进行二次开发或者功能扩展，以及整合第三方设备和系统。

关键词：SCADA系统；Wasm；监督；控制；数据分析

作者单位：广州市扬新技术研究有限责任公司；

引文格式：谢悦海，刘猛，唐伯培，等．基于WebAssembly的跨平台SCADA系统设计与实现[J].机电工程技术，2023,52(12):196-200.

 

 

标题：基于神经网络深度学习算法的驾驶员疲劳驾驶检测研究

作者：肖心远；黄剑；孙潇鹏；吴朝荣；

摘要：搭建了驾驶员疲劳检测的信息采集系统，采用ARM嵌入式开发，可采集驾驶员的人脸图像、温度、心率、GPS定位等信息，并将相关信息通过Web上传模块上传到后台软件系统，通过后台处理驾驶员疲劳状态图像，得到处理结果并通过LCD屏显示。后台软件系统使用基于深度学习的疲劳驾驶检测算法，利用百度人脸识别模块实现人脸识别确定身份。利用深度学习神经网络模型YOLOv3算法检测出常规摄像头实时采集的驾驶人员人脸图像，利用特征点模型实现眼睛和嘴巴区域的分割，采用金字塔分离特征，采用了Mosaic数据图像增强，使用YawDD作为疲劳驾驶检测模型的数据集，通过循环神经网络（RNN）中的长短记忆网络算法训练模型，最终实现驾驶员疲劳度检测。

关键词：神经网络；YOLOv3算法；驾驶员；疲劳驾驶

作者单位：广东交通职业技术学院；

引文格式：肖心远，黄剑，孙潇鹏，等．基于神经网络深度学习算法的驾驶员疲劳驾驶检测研究[J].机电工程技术，2023,52(12):201-203.

 

 

标题：基于GA-BP的煤矿瓦斯监控系统“大数干扰”信号辨识

作者：陈强；刘祥洁；廖石宝；

摘要：针对瓦斯传感器数据传输过程受到强电磁信号干扰而产生误报警的问题，在实验模拟“大数”干扰的条件下，提出了基于遗传算法（GA）优化BP神经网络的煤矿瓦斯监控系统大数干扰信号辨识方法。首先根据大数干扰信号幅值变换较快的特点，确定BP神经网络的输入与输出，然后利用贝叶斯正则化的方法提高网络的泛化能力，结合遗传算法的全局搜索能力，优化网络的权值和阈值，最后建立了GA优化BP神经网络的大数干扰信号辨识模型。实验结果表明，遗传算法能够有效降低BP神经网络的训练误差，GA优化BP神经网络辨识模型和未被优化的BP神经网络相比，优化后的网络测试信号相对误差由10.003降低到6.096，且辨识后不会影响瓦斯突出信号的正常输出，能够解决煤矿井下因大数干扰信号造成传感器误报警的问题。

关键词：BP神经网络；遗传算法；贝叶斯正则化；瓦斯传感器；误报警

作者单位：江西理工大学电气工程与自动化学院；

引文格式：陈强，刘祥洁，廖石宝．基于GA-BP的煤矿瓦斯监控系统“大数干扰”信号辨识[J].机电工程技术，2023,52(12):204-206.

 

 

标题：基于激光雷达梯度滤波的道路边界检测

作者：魏荣琨；马荣；赵龙庆；周沫；魏明洋；

摘要：自动驾驶和驾驶员辅助需要对道路边界有准确可靠的感知，是车辆基于道路区域或边界信息自动导航的首要问题，也是自动驾驶汽车的重要组成部分。针对结构化、半结构化道路下无人驾驶汽车道路边缘检测存在不连续、被遮挡及易受路内障碍物干扰情况下的识别问题，通过对比分析针对道路边界所提出的激光雷达检测方法的特点与不足，选用基于梯度滤波器检测道路左右边界。其主要思路是：首先读取激光雷达3D点云数据，选取自动驾驶车辆前方感兴趣区域；之后对感兴趣区域内每一层激光雷达激光点线束通过梯度滤波器检测出道路边界点；最后使用最小二乘法对道路边界点进行拟合，最终实现道路边界的检测。并选择合适的评价标准对实验结果进行定量评价。结果表明：基于梯度滤波器的检测方法具有较好的准确性，平均准确率达到98.877%，高于其他检测方法。

关键词：自动驾驶；激光雷达；道路边界检测；梯度滤波器；最小二乘法

作者单位：西南林业大学机械与交通学院；

引文格式：魏荣琨，马荣，赵龙庆，等．基于激光雷达梯度滤波的道路边界检测[J].机电工程技术，2023,52(12):207-212.

 

 

标题：基于双激光跟踪仪的五轴联动激光机床空间精度检测

作者：徐兆华；盛辉；谷睿宇；郑致聪；张凯；

摘要：五轴联动机床的空间精度是衡量五轴联动机床性能的关键指标，针对五轴联动激光机床在空间精度检测过程中，因受限于五轴联动激光机床的空间结构特点而难以测量的问题，提出基于两台激光跟踪仪对五轴联动激光机床空间精度进行识别与测量的方法。两台跟踪仪分别记录五轴联动激光机床上下两部分运动轨迹，并将轨迹坐标提取出来，再将坐标值根据相同位置进行综合汇总提取，然后通过曲线拟合得到最终合成轨迹，最后用最小二乘法比较设定轨迹与实测拟合轨迹的差值，得到机床的空间轨迹精度。试验测试表明，相较于传统的激光干涉仪或连杆仪的测量方式，通过双激光跟踪仪标定拟合的方式可以更快速有效地得到五轴联动激光机床绕B、C轴进行RTCP联动的精度和空间轨迹精度，并且该方法具有较高的可操作性与重复性。

关键词：双激光跟踪仪；五轴联动激光机床；曲线拟合；空间精度检测

作者单位：深圳泰德激光技术股份有限公司广东省超快激光工程技术研究中心；

引文格式：徐兆华，盛辉，谷睿宇，等．基于双激光跟踪仪的五轴联动激光机床空间精度检测[J].机电工程技术，2023,52(12):213-216.

 

 

标题：超声相控阵管座角焊缝检测方法

作者：骆琦；孔傲；李雁南；王黎；蔡庆生；

摘要：介绍一种超声相控阵管座角焊缝检测方法，解决了管座角焊缝检测过程中结构回波干扰缺陷分析的问题。该方法使用双轴编码器进行扫查，其中一轴绕支管中轴线进行旋转，另一轴控制母管上的探头离支管中轴线的距离。扫查过程中探头在母管上绕支管进行移动，移动过程中，探头始终指向支管中轴线。对于每一个扫查断面，以支管的中轴线为y轴，以母管的中轴线和支管的中轴线的交点为坐标原点在当前扫查断面建立空间三维直角坐标系，分别构建当前扫查断面与管座角焊缝工件的相贯线解析方程。根据相贯线解析方程，在S扫成像图上绘制当前扫查断面与管座角焊缝工件的相贯线。通过参考相贯线，可更准确地分析管座角焊缝工件的缺陷情况，排除结构回波干扰，有效解决管座角焊缝检测过程中结构回波难以区分的难题。

关键词：超声相控阵；管座角焊缝；相贯线

作者单位：广州多浦乐电子科技股份有限公司；

引文格式：骆琦，孔傲，李雁南，等．超声相控阵管座角焊缝检测方法[J].机电工程技术，2023,52(12):217-220.

 

 

标题：一种箱式变压器柜体专用降温除尘防潮装置

作者：容毅浜；朱光羽；

摘要：针对目前箱式变压器柜体普遍存在的降温除尘防潮等需求，开发了一种箱式变压器柜体专用降温除尘防潮装置。利用密闭通风换热原理，通过风机将柜体内的热风送入水冷换热器，并将冷却后的气体送回柜内。如此循环，将柜体内空气持续降温。经理论计算和模拟实验得出安装了该装置的换热器换热效果良好。在实际安装运行一个月后，从数据监测结果中看出，该装置可以有效地把柜体温度控制在35℃左右，能够满足箱式变压器柜体降温的需求。对比其他箱式变压器柜体冷却装置，所提装置具有季节适应性好、防尘防潮效果好、结构简单、安全可靠、冷却效果好、运行成本低等优势，有着广阔的市场前景。

关键词：箱式变压器柜体；降温除尘防潮装置；水冷换热器

作者单位：广东广业投资集团有限公司；广东工业大学材料与能源学院；

引文格式：容毅浜，朱光羽．一种箱式变压器柜体专用降温除尘防潮装置[J].机电工程技术，2023,52(12):221-224.

 

 

标题：1000t轮胎式搬运机优化设计及应用

作者：刘新华；

摘要：为提升高铁40 m简支箱梁1000 t轮胎式搬运机技术水平，更好地助力我国高速铁路大跨度简支箱梁建造技术发展，分析了目前40 m简支箱梁施工应用的1000 t轮胎式搬运机的优缺点，提出了新型1000 t轮胎式搬运机的优化设计方向，介绍了设备的结构形式、采用的关键技术，并通过有限元分析及试验检测相结合的方法进行了验证，该设备在高铁40 m简支箱梁建造工程中得到成功应用，结果表明相较于以往的轮胎式搬运机，其功能更全，使用范围更广，自动化程度更高，成本更低，为今后大型起重设备的优化设计提供了理论支撑。

关键词：高铁；40m简支箱梁；轮胎式搬运机；优化设计

作者单位：中铁十一局集团汉江重工有限公司；

引文格式：刘新华．1000t轮胎式搬运机优化设计及应用[J].机电工程技术，2023,52(12):225-227.

 

 

标题：传统装车臂存在问题及改进措施

作者：吴斌；宋新伟；王勇；郑元杰；潘旭冉；

摘要：为了提高装车臂的装车效率，降低劳动强度，分析了LNG装车臂的组成、工作流程、使用过程中存在的问题及原因并提出了改进措施。将各种改进措施与传统LNG装车臂技术进行有机融合，设计并生产制造了一款新型的气动助力装车臂。通过在内臂与框架之间增加一根气缸，用于推动内臂绕第一旋转接头旋转；将6台手动阀门均改为气动阀门，并将控制信号通过防爆接线箱接到批量控制器内；在延伸臂与第5旋转接头入口法兰之间增加一根弹簧平衡缸，使延伸臂在包络线范围内能够保持水平；采用快接装置代替松套法兰与槽车对接以提高连臂效率。在LNG装车站对新型的气动助力装车臂进行试运行验证，结果表明改进后的新型装车臂进行装车提高了自动化水平，使用其代替传统装车臂可以减少操作人员1名，在降低剩余操作人员劳动强度的同时将工作效率提高18%左右。

关键词：LNG；装车臂；改进措施；气动助力

作者单位：中国石化青岛液化天然气有限责任公司；连云港杰瑞自动化有限公司；

引文格式：吴斌，宋新伟，王勇，等．传统装车臂存在问题及改进措施[J].机电工程技术，2023,52(12):228-232.

 

 

标题：汽车发动机缸盖水道砂芯模射砂嘴改良与应用

作者：罗军；徐鼎川；彭奇恩；周兰菊；

摘要：针对TH型模具的镶块易磨损和缺肉问题进行了详细分析，并找出了造成不良的原因。模具的品质对制品品质具有重要影响，砂芯是一种常用于铸造过程中的模具，而模具镶块的磨损和缺肉是导致砂芯制品不良的主要原因之一。为解决这些问题，对模具射砂嘴的设计缺陷展开了技术改造，改良后的砂芯模射砂嘴提高了砂芯制造的成品率，减少了因砂芯供应不足而导致的生产率降低的问题，经过长达6个月的试用和QC质量跟踪确认，改造后的模具具有更好的耐磨损性能和更高的精度，能够生产出更高质量的砂芯制品。这不仅提高了砂芯制造的成品率，减少了发动机机缸盖废品的产生，还提高了生产效率，降低了生产成本，为企业创造了良好的经济效益。

关键词：砂芯模具；镶块；射砂嘴；磨损；缺肉；多肉

作者单位：广东省轻工业技师学院；东莞市精思融精密塑胶模具制品有限公司；广东省机械技师学院；天津电子信息职业技术学院；

引文格式：罗军，徐鼎川，彭奇恩，等．汽车发动机缸盖水道砂芯模射砂嘴改良与应用[J].机电工程技术，2023,52(12):233-236.

 

 

标题：灭火型消防无人机的地面站辅助瞄准方法

作者：宋晨晖；程子啸；

摘要：高层建筑的“烟囱效应”造成其火灾具有破坏力大、扑救难度高、火灾蔓延途径多等特点。常用灭火装备有举高高度有限、消防车通道被占、展开环境受限、展开时间较长等问题。高层建筑的灭火救援一直是世界难题，给消防救援工作带来巨大的挑战。针对高层建筑灭火救援的痛点和难点，提出灭火型消防无人机精准灭火的地面站辅助瞄准方法。根据摄像机成像原理，地面控制站可计算显示屏中实时图像各像素之间相对位置关系，从而推算物理成像平面中真实物体的相对位置关系。操作员使用地面控制站并进行点击获取视场内瞄准方向与无人机当前朝向的方位夹角；根据无人机环境感知数据计算瞄准点位与无人机实际距离；换算无人机坐标系下的位移控制量并发送指令给飞控系统。以一套组合计算流程调整无人机作业位置，实现对高层建筑火灾的精准扑灭。经实机验证使用此辅助瞄准方法后平均调整时间为15 s，有效节省作业调整时间降低操作人员工作负荷。

关键词：无人机；精准灭火；地面控制站；辅助瞄准

作者单位：广州亿航智能技术有限公司；

引文格式：宋晨晖，程子啸．灭火型消防无人机的地面站辅助瞄准方法[J].机电工程技术，2023,52(12):237-240.

 

 

标题：超声波焊接组合床网设备的设计与应用

作者：梁杰；廖善梅；谭治良；

摘要：使用传统胶粘工艺制作床网用胶量大、不环保，而现有超声波焊接无胶床网工艺自动化程度较低。为了解决此问题，分析了国内外超声波焊接床网的生产工艺，提出一种新的焊接方式，即由两组焊刀交替切换到弹簧串外侧进行焊接，克服了现有技术中使用一组焊刀反复插入弹簧串进行焊接造成的缺陷。依据该焊接方式，提出了超声波焊接组合床网设备的两种设计方案，并且分别制作了样机。试验结果显示，方案1的床网生产效率为10张/h；方案2的床网生产效率为15张/h，但出现了焊接强度不均匀的问题。通过对方案2中焊头组件的改进，有效解决了这一问题。结论认为，两种方案都具有较好的实用性，能够为企业节约成本；与现有超声波焊接床网技术相比，方案2的设备能够提高无胶床网的生产效率和质量。

关键词：无胶床网；袋装弹簧；床垫设备；超声波焊接

作者单位：广州市联柔机械设备有限公司；

引文格式：梁杰，廖善梅，谭治良．超声波焊接组合床网设备的设计与应用[J].机电工程技术，2023,52(12):241-243.

 

 

标题：基于A6控制器的三维数控弯管机控制系统设计

作者：冯德思；

摘要：三维数控弯管机是把直管根据技术要求弯制成各种三维形状。在电脑三维绘图软件广泛应用的今天，工程师设计的管子形状越来越复杂，弯管加工动作就更加复杂，对弯管加工编程技术人员的经验及技术能力要求也越来越高。传统的人工计算弯管尺寸参数和编写加工G代码的方法已经满足不了生产的需求。为了降低人力成本，利用开放式数控系统二次开发功能，通过开放式数控系统内置的基于ECMAScript的脚本语言开发软件，二次开发了控制系统，功能包括3D图纸导入、X、Y、Z三维坐标点数据输入、Y、B、C直线点和弯曲角度的相对坐标数据输入、三维图形的管形状显示、用宏程序根据图纸或输入的产品数据自动转换编译成G代码加工程序等。大幅降低了对编程及操作人员的技术能力要求，同时也提升了编程效率及操作的准确性，将开放式数控系统优势和价值发挥充分。

关键词：弯管机；三维；控制器

作者单位：中山市科力高自动化设备有限公司；

引文格式：冯德思．基于Ａ６控制器的三维数控弯管机控制系统设计[J].机电工程技术，2023,52(12):244-247.

 

 

标题：小型汽轮机结构特点及其抗摆能力分析

作者：李成；

摘要：汽轮机弹性板支撑结构与猫爪支撑结构相比，具有体积小、质量轻的成本优势，广泛应用于小型汽轮机中。为分析弹性板支撑结构汽轮机在外界载荷作用下的抗摆能力，以现场管道布置不合理导致机组受摆、冲转被迫中断的问题为例，建立有限元分析模型，通过ANSYS Workbench平台对现场问题进行分析。对比分析结果与现场实际测量数据，验证了有限元模型的正确性。采用对底盘两侧增加三角板支撑的方式有效改善机组受摆情况，使机尾往左偏移量由0.145 mm减少到0.005 mm。通过第三类边界条件分析汽轮机热态温度场，预测了热态条件下的机尾偏移量。根据分析结果对汽轮机后连接板相连的底盘部分进行加强，加强后机组各项指标正常并顺利冲转开机。结果表明，对弹性板支撑结构小型汽轮机而言，与后连接板相连的底盘区域是决定汽轮机抗摆能力的重要部位，对该部位两侧添加三角板支撑能明显提升汽轮机组的抗摆能力。

关键词：小型汽轮机；弹性板；有限元模型；底盘；抗摆

作者单位：广州广重企业集团有限公司；

引文格式：李成．小型汽轮机结构特点及其抗摆能力分析[J].机电工程技术，2023,52(12):248-251.

 

 

标题：一种核电站压水堆配套电缆及其连接组件设计

作者：姜煦；吴建湖；陈浪涛；孙启帆；姚华军；赵鸣悦；

摘要：第三代核电站大型先进压水堆的设计使用寿命为60年，受核辐照影响，压水堆配套设备无法随时进行更换，压水堆配套电缆及其组件需要满足使用寿命长、耐辐射性好、密封性好、能够在异常工况下工作等要求。而现有的电缆、连接器大多在材料和结构上存在一定限制。针对核电环境的工作要求以及现有连接器的不足，开展配套电缆及其连接组件的设计，主要包括：选用苯基硅橡胶材料作为电缆组件密封内护套材料及连接器密封材料，选用聚醚醚酮作为绝缘材料；设计了连接器插头和插座的密封结构；进行了连接器与电缆成缆端接、密封结构的设计；设计了连接器插头与插座的对接、防松结构。并对所设计的连接器和配套电缆进行了机械寿命、高温、振动、密封、异常环境、辐射老化与热老化试验，测试结果表明所设计的组件能够满足核电环境的工作要求。

关键词：压水堆；电缆；连接器；耐辐射；密封性

作者单位：杭州航天电子技术有限公司；

引文格式：姜煦，吴建湖，陈浪涛，等．一种核电站压水堆配套电缆及其连接组件设计[J].机电工程技术，2023,52(12):252-256.

 

 

标题：锂离子动力电池复合底护板球击防护试验研究

作者：黄红光；王清泉；曾勇；

摘要：以锂离子动力电池为能量载体的新能源汽车迅猛发展，改变着汽车行业格局，影响着人们的生活。然而新能源汽车安全问题问题频发，关系到人民的财产安全，引起广泛关注。锂离子电池包底部撞击是造成电池包发生热失控进而引发新能源汽车起火爆炸的主要原因。为了提高动力电池包底部防护能力，提出将汽车车身和外饰件中常见的蜂窝板复合材料设计成电池包底护板，并创造性地提出将蜂窝板与电池包箱体底部用结构胶粘接呈整体，设计试验方法，搭建球击试验平台，选择两种不同粘接强度结构胶，采用球击实验研究底护板抗撞击能力和不同结构胶粘接强度对底部球击防护的影响。实验发现蜂窝板复合材料具有良好的吸能性和抗撞击能力，对电池包底部有较好的防护。在蜂窝芯尺寸不变的条件下，蜂窝板的球击防护能力随面材层的厚度增加而变强。采用高强度结构胶的复合底护板在120 J球击变形量仅为6 mm。结构胶粘接强度越强，底护板的球击防护能力越好。

关键词：蜂窝板；结构胶；底部球击防护；锂离子电池；新能源汽车

作者单位：广汽埃安新能源汽车股份有限公司；

引文格式：黄红光，王清泉，曾勇．锂离子动力电池复合底护板球击防护试验研究[J].机电工程技术，2023,52(12):257-259.

 

 

标题：MD-W5040水下推进器外转子电机设计与分析

作者：毛政祥；黄诚；卢东；冯振富；周志伟；

摘要：针对水下推进器电机的性能要求，设计了一款12槽14极、250 W的MD-W5040外转子直流永磁电机，分析了其结构特点。然后在Maxwell2D中建立了电机模型，前处理后对电机的磁场磁密、输出转矩、负载损耗等进行了计算。进一步地，将损耗作为热源在Ansys Workbench的Fluent模块中对稳态负载下的电机进行了温度计算，验证了该电机设计合理性。最后对试制的电机物理样机进行了测试分析，结果表明在额定电压、电流时，电机转速3000 r/min，输出功率为258 W，扭矩为0.8 N·m，效率为78.8%，满足水下推进器对驱动电机的性能要求。目前，该电机已实现了量产。

关键词：水下推进器；外转子电机；磁密；温度场；损耗；性能测试

作者单位：江门马丁电机科技有限公司；五邑大学智能制造学部；

引文格式：毛政祥，黄诚，卢东，等． MD-W5040水下推进器外转子电机设计与分析[J].机电工程技术，2023,52(12):260-263.

 

 

标题：含分布式能源的医院配电网可靠性评估体系研究

作者：李鹏；吴湛；张诗建；

摘要：随着节能降耗相关政策和标准的不断推进，大型公立医院内新建的光伏发电项目也逐渐增多，提前对其做好可靠性评估及相应的应对有利于提升医院的用电安全。分布式能源并网后，改变了配电网传统的供电模式，给供电可靠性等带来深刻影响。对此，首先从网架结构、设备和线路故障、管理以及外界环境方面归纳了配电网可靠性影响因素；其次，综合考虑负荷点供电可靠性和系统供电可靠性两个维度，提出了含分布式能源配电网可靠性评估体系，形成较为全面、科学的评价体系；再次，在提出网络简化模型和设施停运模型后进一步提出了含分布式能源配电网可靠性评估方法与流程，具有很好的可操作性；最后，结合算例展示了提出方法的应用效果。该方法可为医院选址和提高医院用电安全风险防控能力和可靠性水平提供重要参考。

关键词：配电网；可靠性评估；分布式能源

作者单位：南方医科大学南方医院；广州南方电力集团电器有限公司；

引文格式：李鹏，吴湛，张诗建．含分布式能源的医院配电网可靠性评估体系研究[J].机电工程技术，2023,52(12):264-268.

 

 

标题：光伏发电用箱变浪涌保护器损坏原因分析及其解决策略

作者：杨利华；杨展文；袁乙专；

摘要：针对实际案例中的一次光伏发电用箱变浪涌保护器损坏情况，对其损坏原因进行了分析研究，通过现场走访、查询项目相关的技术文件和线路图纸、分析并网时对地电压波形等手段，经过模拟和计算，逐步排查并明确事故原因，并给出相应的解决措施。通过分析，在该浪涌保护器损毁案例中，由于浪涌保护器耐压极限值低于交流侧对地电压值，此时交流电不断对地短路，该光伏组件为负极接地系统，交流电压直接经过地流入负极，且逆变器无变压器隔离功能，从而造成光伏系统接地后逆变器输出电压升高达800～1 000 V，当系统电压高于最大持续工作电压1.5倍时，最终导致浪涌保护器被击穿烧毁。依照实际情况，将现场接线改造成4P防雷“3+1”模式，将电源的三相分别接浪涌保护器的三相端，三相电涌模块的输出端短接经过一片电涌模块到PE线，从而将浪涌保护器耐压提升至1188 V，其动作电压也提升至1360 V，都高于机器三相对地电压峰值1060 V，从而有效避免输出电压升高对浪涌保护器的影响。

关键词：浪涌保护器；光伏发电；箱变；损坏；解决方案；过电压

作者单位：明珠电气股份有限公司；

引文格式：杨利华，杨展文，袁乙专．光伏发电用箱变浪涌保护器损坏原因分析及其解决策略[J].机电工程技术，2023,52(12):269-272.

 

 

标题：火电锅炉末级再热器管开裂原因分析

作者：杨波；

摘要：火电锅炉受热面管开裂事件时有发生，严重影响到机组的安全运行和经济效益，对受热面管开裂原因进行分析，有助于制定针对性的预防措施，消除安全隐患，提升电厂经济效益。针对某电厂锅炉末级再热器管开裂的情况，对管子取样进行了宏观检验、断口微观分析、能谱分析、化学成分分析、拉伸性能测试、金相检验等试验，通过试验结果，结合管子服役工况，对管子开裂性质和开裂原因进行了分析。结果表明，管子材质方面，除Nb元素含量略低于标准要求外，金相组织和力学性能均符合标准要求，表明管子发生开裂与管子本身材质无关，也可排除管子超温过热的情况；管子开裂性质为疲劳开裂，导致其开裂的可能原因较多，主要从设计、制造、安装、运行4个方面进行了分析。

关键词：T91；焊接；温差；应力集中；疲劳开裂

作者单位：国能山西河曲发电有限公司；

引文格式：杨波．火电锅炉末级再热器管开裂原因分析[J].机电工程技术，2023,52(12):273-276.

 

 

标题：城市轨道交通消防供电时间完整性研究

作者：肖振鹏；柳登发；

摘要：在全国城市轨道交通快速发展，各地消防供电设计存在差异的现状下，提供一个完整的城市轨道交通消防供电设计基准方案作为参考。城市轨道交通的消防配电完整链路是从低压开关柜起始，经敷设的电缆输送电能至消防设备。针对电源、线路、消防负荷3个要素，通过对大量规范、标准及文献的研究，深入分析各专业用电设备在火灾时的持续供电时间需求，规范对消防线路的设计要求，确定消防配电线路需要达到的不同持续供电时间。在此基础上，结合国内耐火电缆的分级及试验标准现状，进行合理的电缆选型、敷设方式选择，得到一个满足规范且合理的消防供电设计基准方案。为存在差异的各地轨道交通消防供电设计提供基准参考，对保障其消防配电可靠性及合理性具有重要的参考和指导意义。

关键词：轨道交通；消防配电；火灾延续时间；电缆

作者单位：广州地铁设计研究院股份有限公司；

引文格式：肖振鹏，柳登发．城市轨道交通消防供电时间完整性研究[J].机电工程技术，2023,52(12):277-281.

 

 

标题：高压XLPE绝缘电力电缆放电因素及仿真分析

作者：章先杰；刘培镇；刘晓东；

摘要：电力电缆结构相对单一，作为城市输变电的主线路，质量安全不可忽视。66 kV及以上额定电压等级的电力电缆交联线芯绝缘屏蔽表面采用绕包半导电缓冲（阻水）带结构，再加金属护套。缓冲层与金属护套之间的间隙等参数标准中并没有明确的要求，都是各个厂家根据自己设计的工艺进行生产制造。当电力电缆缓冲层存在某种缺陷，存在悬浮电位差等，会引起缓冲层烧蚀、白斑生成等，引起电缆局部放电，严重的甚至会引起电缆击穿故障。运用工频串联谐振试验系统和局部放电试验仪，研究缓冲层不同缺陷对电力电缆的影响，结合仿真分析，分析各影响因素的权重，优化电缆工艺，提高技术水平。缓冲层与金属护套存在较大间隙接触不良时，当场强大于气隙击穿场强就会引起局部放电；缓冲层电阻高，阻碍与金属护套电气接触时，有可能会引起烧蚀放电。通过实验结合仿真分析，为电力电缆合理化设计提供建议，达到生产制造高质量水平、更安全可靠运行的电力电缆的目的。

关键词：缓冲层；电气接触；烧蚀；放电

作者单位：广州南洋电缆集团有限公司；

引文格式：章先杰，刘培镇，刘晓东．高压ＸＬＰＥ绝缘电力电缆放电因素及仿真分析[J].机电工程技术，2023,52(12):282-285.

 

 

标题：雷电间接脉冲电磁场防护及试验方法

作者：康国耀；胡伟文；陈正举；

摘要：通过对雷电危害性灾害及雷电对设备人员的损伤威胁简述，强调雷电防护的必要性和重要性。针对目前雷电防护过程中遇到的雷电间接脉冲电磁场防护参数与传统电涌保护器的优选参数不一致的问题，按照《GB 50057—2010建筑物防雷设计规范》中对电磁脉冲的耦合参数的规定要求进行分析和换算。以某车雷电间接脉冲电磁场防护要求为例，按照雷电防护分级要求，选择合适的电涌保护器安装在车辆防雷分区界面，实现对该车的脉冲电磁场防护；同时依据《GJB 8848—2016系统电磁环境效应试验方法》中电磁脉冲防护试验要求，结合该车的电涌保护器安装情况及整车参数要求，设计一种整车脉冲电磁场效应试验方法，验证了安装电涌保护器后整车的雷电间接脉冲电磁场保护效果，为后期遇到的同类雷电间接脉冲电磁场的防护设计提供科学参考。

关键词：间接电磁场；电涌保护器(SPD)；脉冲磁场效应；脉冲电场效应

作者单位：深圳市中航比特通讯技术股份有限公司；

引文格式：康国耀，胡伟文，陈正举．雷电间接脉冲电磁场防护及试验方法[J].机电工程技术，2023,52(12):286-289.

 

 

标题：1.5 kV低频真空断路器开断能力的研究与验证

作者：孙文艺；

摘要：风能是可再生新能源的重要组成部分，风力发电在全球的建设和应用呈现快速发展趋势。相比陆上风电，海上风电具备风速和风向平稳、单机装机容量大、不占用土地、适合大规模开发等优势，然而随着海上风电深远、大容量化，在远距离情况下，现有的交流工频输电损耗大、电压偏差大，电缆线路电容升压效应明显，此情况影响风电产业的发展，通过采用交流低频输电技术可解决上述中远海大容量风电输电并网问题，而低频输电主要造成断路器开断短路电流时燃弧时间长，降低断路器的开断能力，尤其是空气绝缘型断路器，燃弧时间长将对产品造成严重破坏。对1.5 kV真空断路器在20 Hz频率下对断路器开断能力的影响进行研究，设计了一款工频下分断能力100kA断路器，采用真空灭弧方式，横向磁场触头直径为100mm，通过Slade研究的有关计算公式，计算出在20Hz下断路器开断能力为63kA，再通过试验进行了验证。结果证明，新设计的1.5kV真空断路器实际开断能力可达70kA以上，高于计算的63 kA，为以后真空低频断路器设计提供参考。

关键词：1.5 kV真空断路器；低频输电；开断能力

作者单位：广东明阳电气股份有限公司；

引文格式：孙文艺. 1.5 kV低频真空断路器开断能力的研究与验证[J].机电工程技术，2023,52(12):290-295.

 

 

标题：储能系统对充电站可靠性的影响分析

作者：杨晨雨；黄春艳；江浩侠；

摘要：伴随着充电桩普及率的快速提升，受充电站的建设速度与电网的发展速度不平衡影响，充电站可靠运行的风险逐渐加大。基于储能系统自身具备实现能源自由存储及释放的特性，以及较高的可靠性，提出储能系统与充电站协同运行的方案。首先从外部和内部分别分析了影响充电站运行可靠性的主要因素；其次分析了储能系统自身的运行特性，并基于充电站对储能系统的客观要求，对电池储能、飞轮储能、超级电容器储能等不同类型储能系统与充电站的适配性展开分析；接着分析了储能系统与充电站协同运行后，储能系统在保持充电站稳定运行中的具体作用，并从多个角度详细分析了储能系统对充电站运行可靠性的有益影响；最后通过对比某充电站在新增储能系统前后的电压运行曲线，展示了储能系统与充电站协同运行下，对充电站运行稳定性的有益促进作用。

关键词：储能；充电站；可靠性；安全性；协同运行

作者单位：广州市奔流电力科技有限责任公司；

引文格式：杨晨雨，黄春艳，江浩侠．储能系统对充电站可靠性的影响分析[J].机电工程技术，2023,52(12):296-300.