标题：超冗余机器人控制技术发展现状与展望

作者：李佳轩;田溢汕;余洁;卢新建;赵永杰;

摘要：超冗余机器人由于大量自由度和复杂的结构使其具有远超传统机器人的灵活性，但也使它的控制系统的设计变得繁复而困难。随着超冗余机器人在各领域中广泛投入应用，对超冗余机器人控制技术的发展现状予以总结和讨论显得更为必要。因此对超冗余机器人控制系统的架构及控制算法的研究现状进行了总结。首先，依次介绍超冗余机器人控制系统的硬件部分和软件部分，分析其基本架构与主要功能模块，并探讨开放式控制系统的设计方法。随后，简要介绍了超冗余机器人控制算法方面研究面临的主要难点，列举并简述当前用于超冗余机器人控制的常用算法，并对各自的效果进行分析。最后，对超冗余机器人控制系统的未来进行展望，提出超冗余机器人控制技术的发展方向，主要是数学模型建立方法的改进、开放式软硬件控制系统的开发和控制算法的创新等。

关键词：超冗余机器人;控制系统;开放式控制;模块化设计;控制算法

作者单位：汕头大学工学院;广东省智行机器人科技有限公司;

引文格式：李佳轩，田溢汕，余洁，等.超冗余机器人控制技术发展现状与展望［J］.机电工程技术，2023，52（02）：1-5.

 

 

标题：固定翼无人机续航技术研究进展

作者：艾春南;胡连信;赵田田;刘紫怡;王泽峰;

摘要：长续航是实现固定翼无人机作业范围广、飞行高度高、飞行速度快等特性的重要保障，在提升其总体性能方面有着重要应用价值。主要从氢燃料、太阳能和激光3种供能方式，以及气动性布局和上升气流利用的两种不同的节能方式，对固定翼无人机长续航的影响，及在其基础上的使用成本、环境影响、能量转换和续航能力4个方面的综合发展情况进行了概述。同时对比分析以上5种方式，在固定翼无人机续航能力提升方面进行了论述。由此提出固定翼无人机应在利用清洁能源的基础上，使用新型轻薄气流感知材料，从而觉察外部气流，减轻自身重量，降低不必要的能量消耗，改善其续航能力的方案。最后，对未来固定翼无人机续航能力提升的发展方向进行了总结和展望。

关键词：固定翼无人机;氢燃料电池;太阳能电池;激光供能;上升气流;长续航

作者单位：湖州师范学院-湖州市水域机器人技术重点实验室;湖州师范学院信息工程学院;

引文格式：艾春南，胡连信，赵田田，等.固定翼无人机续航技术研究进展［J］.机电工程技术，2023，52（02）：6-11.

 

 

标题：基于瞬态温度场的桥塞段温度压力变化规律研究

作者：窦益华;李贞贞;郑杰;李家辉;徐子凡;

摘要：在工程实际应用中发现，桥塞坐封后，由于地层因素和人为操作，上下端流体的温度和压力会产生变化，使桥塞的坐封失效。其中，二级桥塞受影响失效比例最大。因此，二级桥塞坐封后的段塞区内流体状态参数的获取及相关影响因素的分析对工程应用十分重要，然而国内外学者对注采井筒温度压力场研究颇多，还未涉及针对桥塞坐封方面的温度压力场变化的研究。因此，基于瞬态温度场模型，结合流体状态方程，运用MATLAB软件编程，计算得段塞区温度和压力随时间及井深变化的关系。针对井下5 km处二级桥塞进行计算，设初始温度60℃，结果显示：（1）随着时间推移，井筒回温使段塞区温度升高，压力随之升高，20 h后变化趋势停止，即当井筒温度与地层相等时，温度和压力上升趋势停止；（2）进入稳态后，段塞区深度对其压力及温度有影响，且温度压力随深度的增大而呈正比例增加；（3）进入稳态后，段塞区间隔距离对段塞区温度及压力无影响。计算结果可为工程实际应用提供一定参考价值。

关键词：瞬态;温度压力场;桥塞段塞区;二级桥塞

作者单位：西安石油大学机械工程学院;西安市高难度复杂油气井完整性评价重点实验室;常州三拓焊接设备有限公司;平凉市东诚机械制造有限责任公司;西安特种设备检验检测院;

引文格式：窦益华，李贞贞，郑杰，等.基于瞬态温度场的桥塞段温度压力变化规律研究［J］.机电工程技术，2023，52（02）：12-15.

 

 

标题：绝缘衬底的电流体喷印高分辨率微米电极研究

作者：佀萌;刘畅;张洁;戴恒震;

摘要：基于电流体动力学喷射理论，建立了集控制、运动和成像于一体的电流体喷印设备。由函数发生器和高压放大器为打印提供正负交变电场，以银导电墨水为打印材料，通过空气压缩机、调压阀和喷头将打印材料喷出，并采用交流供电的策略，进行了绝缘衬底上微米级的图案化银电极打印成型研究。探索高绝缘玻璃基板上电流体喷射打印过程的机理，利用控制变量法明确了电压、打印速度和工作距离3个关键打印参量对银电极打印成型特征的影响法则。结果表明：银电极的尺寸与工作距离成正比，与电压、打印速度成反比。在此研发基础上，在5 mm的厚绝缘玻璃衬底上成功打印并制备了分辨率为70μm的银电极阵列结构和复杂图形，打印结构边缘清晰可见、表面平整平滑，显示出电流体喷射打印方法能够在毫米级别绝缘衬底上对微米级别结构进行高质高效按需生产。

关键词：绝缘衬底;电流体喷印;银电极;交流电压

作者单位：大连理工大学光电工程与仪器科学学院;

引文格式：佀萌，刘畅，张洁，等.绝缘衬底的电流体喷印高分辨率微米电极研究［J］.机电工程技术，2023，52（02）：16-19.

 

 

标题：线型静电纺丝泰勒锥自组织成形影响分析

作者：邢升;周海迎;黄俊杰;

摘要：采用一种自制线型自由液面静电纺丝装置考察聚合物溶液浓度、工作电压、喷头转速及电极丝直径4个工艺参数对聚合物泰勒锥成形及其线密度的影响，应用响应面法设计实验方案，同时建立工艺参数与聚合物泰勒锥尺寸间的数学模型，量化响应与输入间的关系。实验中泰勒锥平均尺寸为0.327～0.797 mm，相对标准偏差为8.19%～14.31%，平均线密度为0.583～0.237 pcs/mm。研究结果表明：一定条件下PVDF泰勒锥平均直径随着聚合物溶液浓度、工作电压的增加而减小，随着电极丝直径的增加而增大，受喷头转速影响较小；并得出上述4个因素对泰勒锥平均直径的影响由大到小依次排序为：电极丝直径、溶液浓度、工作电压、喷头转速。

关键词：静电纺丝;PVDF;泰勒锥成形;响应面法

作者单位：东华理工大学机械与电子工程学院;

引文格式：邢升，周海迎，黄俊杰.线型静电纺丝泰勒锥自组织成形影响分析［J］.机电工程技术，2023，52（02）：20-25.

 

 

标题：一种用于核酸即时检测的全集成微流控芯片

作者：杨馥瑞;吴梦希;刘军山;

摘要：针对病原体的核酸即时检测需求，设计了一种集核酸提取和扩增功能于一体的微流控芯片，利用一次性注射器驱动芯片上的液体流动，借助紫外线验钞笔便可用肉眼直接读出核酸检测结果。芯片分为提取区、混合区和扩增区，在提取区设计了裂解池和清洗池，利用磁珠法完成核酸提取；在混合区设计了洗脱池、扩增试剂池和方波型混合器，用于核酸的洗脱以及与扩增试剂的混合；在扩增区，为了实现多靶标检测，一共设计了16个扩增反应池，采用一种滑动式芯片结构，实现各反应池之间的物理隔离。采用模拟仿真和实验，对方波混合器的混合性能进行了验证，表明其可以实现核酸洗脱液与扩增试剂的均匀混合。在微流控芯片上，利用荧光素钠溶液模拟了环介导等温扩增反应过程，证明了滑动式扩增反应池结构能够满足多靶标检测的物理隔离要求。

关键词：病原体;核酸;即时检测;微流控芯片

作者单位：大连理工大学辽宁省微纳米技术及系统重点实验室;

引文格式：杨馥瑞，吴梦希，刘军山.一种用于核酸即时检测的全集成微流控芯片［J］.机电工程技术，2023，52（02）：26-28.

 

 

标题：抽油泵系统故障分类模型及其可视化终端的搭建

作者：邢鑫;吴伟;魏航信;李博;

摘要：在石油开采行业中，及时掌握抽油泵系统的运行状态可以有效提高系统的运行效率和设备安全性。但是由于油井区域分布广泛且道路不便，所以油井的管理、维护成本高企。示功图作为抽油泵系统运行状态的直观表达，利用示功图图像作为样本构建的抽油泵系统故障分类模型是当前的主要研究方向。利用Pytorch搭建卷积神经网络模型实现示功图图像的分类，最终模型对抽油泵系统主要故障的分类准确率达97.92%。此外，处于不同区域的油井的当前运行状态通过4G模块将信息传输到由第三方开源库Kivy搭建的可视化终端进行显示。同时将该数据保存到MySQL数据库中，为后期抽油泵系统的管理和维修提供数据支撑。提出的抽油泵系统故障分类模型和可视化终端的设计方案可以有效地实现油井的实时监控、远程管理和高效维护，对后续构建智慧化油田有一定的借鉴和指导意义。

关键词：抽油泵系统;示功图;卷积神经网络;4G;Kivy

作者单位：西安石油大学机械工程学院;

引文格式：邢鑫，吴伟，魏航信，等.抽油泵系统故障分类模型及其可视化终端的搭建［J］.机电工程技术，2023，52（02）：29-33.

 

 

标题：基于Transformer模型的干辣椒等级分类方法研究

作者：邱显焱;郭士超;王俊杰;

摘要：针对生产出的干辣椒品相不一的问题，提出基于Transformer模型的干辣椒等级分类识别方法。根据干辣椒特征，确定干辣椒等级标准，包括优质干辣椒、合格干辣椒和不合格干辣椒3个等级。制备干辣椒数据集并划分为训练集和测试集。首先结合Visual Transformer (ViT)网络和分类网络，引入并改进Shifted windows Transformer (Swin Transformer)网络，使用高斯误差线性单元（GELU）做激活函数，使用自适应矩估计（Adam）做优化函数。通过加载在ImageNet数据集训练的权重进行模型初始化，表明迁移学习方式可有效提高模型特征提取能力。通过对比ViT模型和Swin Transformer模型两种模型来训练干辣椒数据集，表明Swin Transformer模型测试准确率较高。实验表明，利用迁移学习的Swin Transformer模型准确率最高，达到95.26%，这为干辣椒等级分拣问题提供了新的解决办法，同时可作为其他果蔬品相识别的参考。

关键词：干辣椒;品质分类;Transformer;迁移学习

作者单位：湖南工业大学机械工程学院;

引文格式：邱显焱，郭士超，王俊杰.基于Transformer模型的干辣椒等级分类方法研究［J］.机电工程技术，2023，52（02）：34-37.

 

 

标题：纳秒脉冲激光在Q235表面污染漆层的清洗工艺研究

作者：招观荣;雷泽勇;邓健;黄灿裕;

摘要：为研究纳秒脉冲激光清洗在Q235钢表面污染漆层的清洗效果，探究激光工艺参数对去污效果的影响。在对样品预处理后均匀喷涂一层50μm厚的丙烯酸树脂漆并在其表面均匀涂上一层1 g/L的硝酸钴，采用纳秒脉冲激光器在不同的工艺参数下对样品进行除漆试验。采用3D电子显微镜、扫描电镜对样品表面进行二维形貌观察以及进行能谱仪EDS分析。结果表明：纳秒脉冲激光能有效去除样品表面污染层，随着激光能量密度的升高、激光扫描速度的降低以及清洗速度的降低，表面污染漆层去除得更为彻底。在激光能量密度为4.445 J/cm~2，激光扫描速度为3 000 mm/s，清洗速度为10 mm/s时，清洗效果较优。激光清洗通过选取合适的工艺参数，不仅可去除表面污染漆层，还能在很大程度上不损伤基材。

关键词：激光清洗;Q235钢;纳秒脉冲激光;表面形貌

作者单位：南华大学机械工程学院;

引文格式：招观荣，雷泽勇，邓健，等.纳秒脉冲激光在Q235表面污染漆层的清洗工艺研究［J］.机电工程技术，2023，52（02）：38-41.

 

 

标题：基于STM32的5段式S型交流伺服电机控制方法

作者：夏侯命栋;张雄杰;王鲍;李东;叶煜力;冯丽;

摘要：在传统的加减速算法中，由于起点和终点的加速度不连续，易造成电机在运转过程中存在着冲击噪声和抖动现象。因此为实现交流伺服电机运行平稳，减少运行过程中的抖动和噪声，以及提高系统运行效率，减少系统运算量，提出了5段式S型加减速控制算法。同时将该S型控制算法改进后运用到STM32单片机上，以设计小型化、低成本的伺服控制器。采用位移和速度数组遍历查询的方式进行程序的设计，可实现电机速度、位移可调的加速启动、匀速运行和减速停止。为验证该控制器的可行性，将其运用到矿石分选实验平台上进行实际运行测试，利用上位机软件进行实时速度图像采集并对采集的图像进行分析。结果表明：该控制器可在较短时间内完成速度表计算和扫描，从实验平台上采集的图像中可以分析出运行过程中速度过渡较为平滑，电机运行平稳。

关键词：伺服电机;5段式S型加减速;STM32

作者单位：东华理工大学核资源与环境国家重点实验室;东华理工大学核技术应用教育部工程研究中心;

引文格式：夏侯命栋，张雄杰，王鲍，等.基于STM32的五段式S型交流伺服电机控制方法［J］.机电工程技术，2023，52（02）：42-46.

 

 

标题：基于改进拟牛顿法的柔性直流系统潮流算法

作者：邹建凯;韦延方;

摘要：针对目前柔性直流输电系统潮流算法存在的雅可比矩阵求解困难、算法效率低等问题，提出了一种基于改进拟牛顿法的交直流系统潮流算法，使用Broyden方法更新每次迭代过程中的雅可比矩阵，避免了雅可比矩阵的重复形成，减少了单步迭代的计算量，同时使用三阶牛顿法的迭代形式，提升了算法的收敛阶数，有效地避免了因拟牛顿法收敛阶数过低而造成的迭代次数增加问题，使得其计算效率相较于传统牛顿法与Broyden方法更有优势。最后，对不同规模的柔性直流输电系统进行潮流计算仿真分析，从交直流潮流结果、控制方式、算法效率、重负荷下的算法性能等方面进行对比分析，结果表明：提出的算法适用于多种算例情况，且具有与传统牛顿法相同的精确性，同时其算法效率相较于传统牛顿法得到了显著的提升，平均计算时间缩减率可以达到26.712%。

关键词：柔性直流输电;Broyden方法;改进拟牛顿法;交直流系统;潮流计算

作者单位：河南理工大学电气工程与自动化学院;

引文格式：邹建凯，韦延方.基于改进拟牛顿法的柔性直流系统潮流算法［J］.机电工程技术，2023，52（02）：47-50.

 

 

标题：基于IAEFA-LSSVM的煤与瓦斯突出预测的新方法

作者：杨超;管智峰;刘雨竹;李鹏杰;齐冀;

摘要：为了在发生数据缺失和异常的情况下完成煤与瓦斯突出预测，提出基于IAEFA-LSSVM的煤与瓦斯突出预测的新方法。在缺失数据时，利用皮尔逊相关系数实时完成缺失数据的填充；当出现数据异常时，使用Pauta准则处理数据异常值；在人工电场算法初始化阶段引入透镜成像学习策略，实现初始种群多样性和个体质量的提升，采用正余弦算法改进人工电场算法最优解位置，从而提高人工电场算法的寻优能力。建立改进人工电场算法优化最小二乘支持向量机模型，并采用皮尔逊相关系数和Pauta准则完成数据实时缺失和数据异常的处理，预测结果的灵敏度为100%，准确度为97.5%。实验结果表明，该模型能够在数据缺失和数据异常情况下实时完成煤与瓦斯突出预测，可作为一种新的煤与瓦斯突出预测模型。

关键词：瓦斯突出;透镜成像学习;正余弦算法;人工电场算法;最小二乘支持向量机

作者单位：中煤张家口煤矿机械有限责任公司;辽宁工程技术大学;潞安化工集团李村煤矿;

引文格式：杨超，管智峰，刘雨竹，等.基于IAEFA-LSSVM的煤与瓦斯突出预测的新方法［J］.机电工程技术，2023，52（02）：51-54.

 

 

标题：基于离散元法的研磨参数优化及仿真研究

作者：吴德意;胡成武;孙晓;谢元斌;于柳;雷张文;

摘要：卧式砂磨机在研磨时，被磨物料在分散盘与研磨内筒之间的间隙之间运动，通过与研磨介质、分散盘、研磨内筒之间产生高速的碰撞、挤压从而产生破碎。基于离散元法对砂磨机的研磨破碎颗粒过程进行数值仿真，讨论分散盘转速以及研磨介质球大小对破碎效率的影响，并进行正交试验和极差分析。经分析表明：转速对研磨破碎效果更大，随着转速上升，颗粒破碎效果也随之上升，但当转速达到一定的值后，其提升效果将不再明显；选用了几种不同的研磨介质球粒径，当粒径为4.5 mm时的表现最优。考虑到系统的稳定性以及加工成本，经过交叉试验得出最优参数为选取4.5 mm氧化锆珠球、分散盘转速600 r/min，为提高卧式砂磨机生产效率提出一定的参考依据。关键词：卧式砂磨机;破碎;颗粒替换;黏结模型

作者单位：湖南工业大学机械工程学院;株洲欧华科技有限公司;株洲国创轨道科技有限公司;

引文格式：吴德意，胡成武，孙晓，等.基于离散元法的研磨参数优化及仿真研究［J］.机电工程技术，2023，52（02）：55-58.

 

 

标题：HXD1型电力机车牵引变流器风机振动测试分析

作者：丁杰;

摘要：针对现场反馈电力机车牵引变流器内部的斩波器风机出现振动过大、异音和轴承掉粉等问题，开展线路运行的振动测试，与GB/T 21563-2018相比，从时域和频域角度分析牵引变流器柜脚、风机安装座和风机轴承等部位的振动特性。研究结果表明：标准推荐频率范围内的振动测试有效值低于标准值，考虑中高频振动分量时，大多数测点的横向振动测试有效值均超过标准值。接触器的冲击对附近设备及车体振动峰值影响很大，导致冲击峰值高于标准值。振动冲击环境恶劣，且斩波器风机的安装支架固有频率低于换热器风机，是斩波器风机振动失效的主要原因。实际线路的振动测试分析可为电力机车车载设备的减隔振设计提供数据基础。

关键词：电力机车;牵引变流器;风机;振动;冲击

作者单位：湖南文理学院机械工程学院;湖南文理学院国际学院;

引文格式：丁杰.HXD1型电力机车牵引变流器风机振动测试分析［J］.机电工程技术，2023，52（02）：59-62.

 

 

标题：基于FLUENT的高压精细雾化喷嘴特性研究

作者：张嘉丽;李浩;梁文宏;

摘要：醋酸纤维丝束是目前卷烟过滤嘴的重要原材料，生产工艺中进行高温雾化处理能显著提升丝束物理特性，其工作温度一般集中在65～90℃之间，对高压精细雾化喷嘴的内流场特性进行研究，重点研究了不同温度对雾化压力的影响，利用FLUENT软件对喷嘴的流场以及不同温度下喷嘴内流场进行了数值模拟。根据流场的状态，仿真为瞬态模拟，其仿真结果表明，高压精细雾化喷嘴在旋流室内形成绕中心旋转的涡旋运动，且不断向前运动，直至到喷嘴出口高速喷出；不同温度下其压力与黏温特性相关，在60℃以下，基本接近水的黏性系数变化趋势，但在60℃时出现了拐点，出口压力受黏温特性影响更加明显，出口压力呈指数形式下降。

关键词：精细雾化;不同温度介质;速度场;压力场

作者单位：西安工业大学机电工程学院;

引文格式：张嘉丽，李浩，梁文宏.基于FLUENT的高压精细雾化喷嘴特性研究［J］.机电工程技术，2023，52（02）：63-67.

 

 

标题：新能源汽车冷却泵控制系统研究

作者：韩煜娴;娄平;文凯;杨佩琦;朱昊;

摘要：电池和电机系统冷却泵是保障新能源汽车安全行驶的重要设备。为了提高电池组的使用寿命、增强电动机性能、提高能源利用率，基于嵌入式处理器设计了新能源汽车电池组冷却泵自适应控制系统。系统的硬件部分采用MC9S12XEQ512芯片为核心，包括AD采集模块、CAN通信模块、测温模块以及直流电机驱动模块等。软件部分选择了基于模糊PID的智能控制策略，构建了理论控制模型，讨论了输入变量和输出变量论域的确定及其模糊化处理、隶属函数的确定、模糊规则设计和输出的解模糊处理。基于C语言实现了控制算法，给出了部分控制代码。使用Matlab软件建立仿真模型，观察比较得到的曲线波形，分析不同参数如K_i、K_p、K_d等对曲线的影响。最后调试了参数，使其达到最佳控制效果。

关键词：新能源汽车;冷却泵:自适应控制

作者单位：福特汽车南京研究院有限公司;南京工程学院信息与通信工程学院;

引文格式：韩煜娴，娄平，文凯，等.新能源汽车冷却泵控制系统研究［J］.机电工程技术，2023，52（02）：68-71.

 

 

标题：基于LSTM模型的无袖带血压测量方法研究

作者：蒋泽宇;赵宇波;赵景波;李清福;

摘要：无袖带血压测量技术拥有广泛的应用场景，其在穿戴式设备上的应用更是为关注血压的人群提供了随时随地测量血压的可能。为了使得血压测量的算法更加适应测量对象的身体情况变化，基于Tensorflow框架搭建了一种LSTM模型，建立了与测量血压的时刻、前一次测量结果以及当次PPG波形特征深度关联的血压计算模型，并使用采集的542个个体的6 931条数据进行了有效性验证。实验表明，经10折交叉验证后，测量的收缩压和舒张压均满足AAMI标准，即平均绝对误差（MAE）小于5 mmHg，标准差（SD）小于8 mmHg，收缩压和舒张压的MAE分别为4.29 mmHg和2.68 mmHg,SD分别为6.12 mmHg和3.86 mmHg，得到了准确度较高的测量结果，对于提高高血压的知晓率，辅助诊断心血管疾病有着较高的应用价值。

关键词：PPG;LSTM;深度学习;交叉验证

作者单位：青岛理工大学信息与控制工程学院;山东产业技术研究院;

引文格式：蒋泽宇，赵宇波，赵景波，等.基于LSTM模型的无袖带血压测量方法研究［J］.机电工程技术，2023，52（02）：72-76.

 

 

标题：碳钢表面Co电镀层制备模拟样及扩散行为研究

作者：黄超;王永强;陈杨帆;邓健;方童;

摘要：为了加快核素污染金属表面速度，更快地制造模拟样品，采用电镀工艺在碳钢试片表面制备Co层。镀液配方：硫酸钴20 g/L、硼酸15 g/L、蒸馏水1 L、氯化钠10 g/L、络合剂环己酮肟(CHO)1 g/L；电镀工艺参数：镀液PH值为4.5、电流密度为1 A/dm~2、温度为50℃、电镀时间为2 h。对电镀完成的样品高温处理，加快Co在碳钢表面上的扩散，极大减少了模拟样的制作周期和制作成本。在电镀过程中通过正交试验获得电镀钴层的最佳电镀工艺。SEM测试表明优化工艺前后形貌变化明显，优化后镀层相对更加均匀、平整。EDS测试表明碳钢表面成功镀上钴金属层且镀层分布致密。通过GD-OES对元素深度剖析，对钴元素在样品内侧扩散行为进行研究，结果表明镀层与基材主元素之间发生相互渗透扩散，Co在铁相中是沿着晶界扩散且在铁相中分布是连续的。

关键词：模拟样;电镀;电沉积;热处理;渗透扩散

作者单位：南华大学机械工程学院;

引文格式：黄超，王永强，陈杨帆，等.碳钢表面Co电镀层制备模拟样及扩散行为研究［J］.机电工程技术，2023，52（02）：77-81.

 

 

标题：基于Adams的油田小修作业上下管杆装置动力学分析

作者：杨德芹;周扬理;石福兴;孙清龙;王菲;魏慧娟;

摘要：目前，油田小修作业需人工将抽油杆、油管（以下简称“管杆”）转至动力猫道上，作业频繁重复，工人劳动强度大，安全性能低。为解决此问题，设计了一种翻转式上下管杆装置，由翻转模块、夹紧模块、支撑模块、高度调节模块组成，通过摆动缸将管杆由排管架翻转至猫道上，实现对管杆的精确控制，避免了管杆因重力因素对猫道的冲击。使用Solid Works软件建立油田小修作业上下管杆装置整体的三维模型，对各模块进行了详细的结构设计，并且对摆动缸作业过程中所需力矩进行了详细的计算，使用Adams软件建立动力学仿真分析模型，对管杆的不同夹持布点和夹取方式进行了分析，并验证了液压驱动元件的选型合理性，为装置的设计提供了理论支撑。

关键词：Adams;小修作业;管杆;翻转

作者单位：山东石油化工学院机械与控制工程学院;东营市海科瑞林化工有限公司;

引文格式：杨德芹，周扬理，石福兴，等.基于Adams的油田小修作业上下管杆装置动力学分析［J］.机电工程技术，2023，52（02）：82-85.

 

 

标题：多孔铜纤维骨架复合相变材料制备及温控性能研究

作者：江浩;黄书烽;庄文玮;

摘要：相变材料储热密度大的优点在电子器件热管理系统上具备很大的应用潜力，但导热率低这一属性极大削弱了其在相变过程中的传热效率，影响了在热管理领域的应用范围。针对以上问题，以石蜡作为相变材料，通过多齿刀具加工出连续铜纤维，制备出具备高导热率的铜纤维多孔纤维骨架，再用水浴法将其嵌入石蜡相变材料内部，制备出多孔铜纤维骨架复合相变材料（MFPCM）。通过实验探究了高度为10 mm、15 mm、20 mm复合相变材料的温控性能。实验结果显示高度为10 mm、15 mm、20 mm MF-PCM的温控时间分别为505 s、615 s、724 s，根据不同应用场景选择MF-PCM高度。此外，临界温度为60℃时，在低输入功率情况下，20 mm高度的MF-PCM温控效果更显著；高输入功率时，不同高度MF-PCM温控效果相差不大，优先选择高度更低的MF-PCM以节约成本。在临界温度为90℃时，高度为20 mm的MF-PCM表现出优异的温控性能。关键词：多孔铜纤维骨架;复合相变材料;温控性能;临界温度

作者单位：东华理工大学机械与电子工程学院;东华理工大学江西省新能源工艺及装备工程技术研究中心;

引文格式：江浩，黄书烽，庄文玮.多孔铜纤维骨架复合相变材料制备及温控性能研究［J］.机电工程技术，2023，52（02）：86-89.

 

 

标题：井下涡轮发电机叶片结构参数匹配分析

作者：席文奎;贾超;孙东鑫;王科强;

摘要：针对小井眼钻井技术井下仪器稳定的供电需求，设计了一款磁耦合式井下涡轮发电机。同时对涡导轮叶片结构参数进行了设计。为提高涡轮发电机的工作性能，对涡轮发电机涡导轮叶片结构参数进行研究设计优化。采用数值模拟分析方法，建立基本模型结构参数和流域划分模型。在转速2 000 r/min、流速15 L/s情况下，通过单因素模拟实验，对叶片的单一参数进行了提取分析；通过响应曲面法基于Box-Behnken设计试验，对涡导轮叶片参数进行优化。研究分析表明：在转速和流量一定的情况下，通过单因素以及响应曲面法得到的叶片结构参数组合，其效率明显改善。关键词：井下发电机;涡导轮;单因素实验;响应曲面法;参数优化

作者单位：西安石油大学机械工程学院;

引文格式：席文奎，贾超，孙东鑫，等.井下涡轮发电机叶片结构参数匹配分析［J］.机电工程技术，2023，52（02）：90-92.

 

 

标题：基于混合优化策略的麻雀搜索算法研究

作者：易华辉;王雨璇;黄金香;宋文治;李垒;

摘要：针对传统麻雀搜索算法寻优精度低，搜索速度差的缺陷，提出了一种基于混合优化策略的麻雀搜索算法（ISSA）。首先，采用Piecewise混沌映射初始化种群的位置来增加种群的丰富性；其次，引入黄金搜索策略优化生产者的位置公式，提高算法的全局寻优能力；然后，采用自适应的优化步长控制参数，平衡个体间的全局搜索与局部开发的性能；最后，针对原算法陷入局部最优的缺陷，引入模拟退火技术以提高算法的寻优精度，降低遭遇局部最优的可能性。在此基础上，将改进算法与12个典型基准函数进行对比来评价算法的优越性。实验结果表明，改进的ISSA体现出精确性和高效性，效果更优。

关键词：麻雀搜索算法;黄金搜索;自适应惯性权重;模拟退火;局部最优

作者单位：西安工业大学兵器科学与技术学院;

引文格式：易华辉，王雨璇，黄金香，等.基于混合优化策略的麻雀搜索算法研究［J］.机电工程技术，2023，52（02）：93-97.

 

 

标题：X射线透射选矿技术在崇义县某钨矿的试验研究

作者：冯伯翰;武秀琪;张艳;

摘要：为提高钨矿资源选矿效率，某钨矿使用X射线透射智能选矿设备对原矿进行多粒级预选抛废试验。首先分析了该钨矿的矿石性质和X射线透射技术的选矿原理，根据不同种类的矿石对X射线透射率的差异建立矿石分选机制。然后基于预选抛废初试验结果对设备进行调试，保证废石与有用矿石的区分，并进行随机取样的预选抛废试验和选矿工艺流程改造。最后参考实际生产数据，对X射线透射技术的应用进行经济效益和社会效益分析。试验结果显示，原矿28～35 mm粒级，钨矿回收率达87.62%；原矿35～45 mm粒级，钨矿回收率达91.30%；原矿48～120 mm粒级，钨矿回收率达97.15%。实践表明，X射线透射选矿技术提高了钨矿的抛废率和回收率，稳定了矿石品位，减少了钨矿的浪费和人工成本，取得了良好的经济、环境效益。

关键词：X射线透射选矿技术;钨矿预选;废石抛分

作者单位：广东松山职业技术学院;

引文格式：冯伯翰，武秀琪，张艳.X射线透射选矿技术在崇义县某钨矿的试验研究［J］.机电工程技术，2023，52（02）：98-101.

 

 

标题：基于MOVES的高速公路客运交通排放特性研究

作者：李菊;何超;柏洋洋;

摘要：研究了高速公路客车污染物排放时空分布特性，为政府相关部门制定合理的交通管制措施提供理论支持，从而减轻客车排放对高速公路及周围环境造成的危害。以2021年云南省高速公路通行客车收费数据为基础，结合云南省客车技术特征、环境条件及燃油特性等参数对MOVES模型进行本土化修正，从而计算高速公路客车排放因子，结合车流量及行驶里程建立2021年云南省排放清单，并采取自下而上的方法和ArcGIS技术对排放清单进行时空分布分析。结果表明，各项污染物主要来源于客一。在时间分布上，在工作日期间客车污染物排放量在8时及18时左右出现双高峰结构，而非工作日期间，在14时到18时之间一直处于较高的排放水平；在空间分布上，污染物分布以昆明市为中心向四周扩散，离昆明市越远的地方，污染物排放分担率越小。关键词：高速公路;客车;排放清单;时空分布;MOVES模型

作者单位：西南林业大学机械与交通学院;云南省高校高原山区机动车环保与安全重点实验室;

引文格式：李菊，何超，柏洋洋.基于MOVES的高速公路客运交通排放特性研究［J］.机电工程技术，2023，52（02）：102-105.

 

 

标题：激光熔覆FeCoCrNiMox高熵合金涂层的组织和电化学腐蚀行为

作者：刘弘;陈勇;周娟;张世钦;朱永刚;焦少彬;

摘要：采用同步送粉激光熔覆技术在27SiMn钢基体表面制备了FeCoCrNiMo_x高熵合金涂层，研究了Mo元素含量对FeCoCrNiMo涂层组织的影响。通过X射线衍射仪（XRD）、光学显微镜、扫描电镜（SEM）以及显微硬度计对熔覆层的微观组织结构和显微硬度进行观察和测试，且利用电化学工作站研究了熔覆层电化学腐蚀行为。研究结果表明：高熵合金涂层与基体贴合紧密，形成了良好的冶金结合。FeCoCrNiMo_(0.25)、FeCoCrNiMo_(0.5)高熵合金涂层主要由fcc相和σ相组成，涂层微观组织主要为柱状树枝晶，枝晶间富集Cr、Mo元素。FeCoCrNiMo_(0.25)高熵合金涂层在3.5%NaCl溶液呈现出明显的钝化行为，自腐蚀电流密度为7.84×10~(-7)A/cm~2，显著优于基体材料，涂层表现出优异的耐腐蚀性能。

关键词：高熵合金;耐蚀性能;涂层微观组织;交流阻抗谱

作者单位：南华大学机械工程学院;湖南省特种设备检验检测研究院湘潭分院;

引文格式：刘弘，陈勇，周娟，等.激光熔覆FeCoCrNiMo高熵合金涂层的组织和电化学腐蚀行为［J］.机电工程技术，2023，52（02）：106-108.

 

 

标题：小井眼微地震测井仪推靠装置运动特性分析与试验研究

作者：张建伟;吴伟;张晋;王金超;白保鑫;

摘要：为改善井中微地震测井仪推靠装置结构复杂难以满足小井眼测井，或在小井眼测井中运动可靠性低、推靠耦合不稳定的问题，研制一种外径60 mm，适用于127～165.1 mm井径的微地震测井仪推靠装置。依据推靠装置工作原理应用闭环矢量法建立推靠机构数学模型，利用数值分析推靠机构运动特性，研究各构件的位移、速度及加速度，通过Adams仿真软件分析推靠机构运动规律，与数值计算进行对比验证数学模型合理性。结果表明：推靠臂完全打开时间为15 s，在最小适用井径127 mm时推靠力为390 N，最大适用井径165.1 mm时推靠力为342 N，样机试验表明，推靠力试验值与理论值相差2.1%，最小推靠力达到仪器自重3倍以上，能实现井中停靠并与井壁良好耦合，验证了推靠装置的运动合理性和可靠性，为后续推靠机构优化提供理论参考。

关键词：小井眼;推靠装置;运动学分析;Adams仿真;样机试验

作者单位：西安石油大学机械工程学院;西安伊泰尔科技开发有限责任公司;

引文格式：张建伟，吴伟，张晋，等.小井眼微地震测井仪推靠装置运动特性分析与试验研究［J］.机电工程技术，2023，52（02）：109-113.

 

 

标题：负荷聚合商参与风光消纳调度策略研究

作者：庞贺元;

摘要：大量分布式电源接入电网导致配电网调度和控制难度大大增加，使电网供需平衡问题越来越严重。为了平抑电网峰谷差，提高风光等分布式电源的就地消纳率，引入另一市场主体负荷聚合商，负荷聚合商提供电网和居民交互的平台，可以充分开发负荷侧的利用价值，为电网提供需求响应资源。以一个经负荷聚合商管辖的居民社区为对象进行调度策略研究，社区中包含风光分布式电源，居民负荷中主要的聚合对象为电动汽车。负荷聚合商将居民用户进行聚合，挖掘其需求响应价值。受居民用户负荷可调度潜力的限制，在最大程度地不影响居民生活的情况下，以负荷聚合商自身收益和风光消纳率最大为目标进行多目标优化。算例仿真结果表明，所提出的风光消纳方案可以有效提高电网对风光电的消纳，缓解电网供需平衡压力。

关键词：分布式电源;平抑峰谷差;风光消纳;负荷聚合商;需求响应

作者单位：华北水利水电大学电力学院;

引文格式：庞贺元.负荷聚合商参与风光消纳调度策略研究［J］.机电工程技术，2023，52（02）：114-117.

 

 

标题：基于特征提取的车道线快速检测方法研究

作者：徐嘉雯;何超;魏明洋;张慧蒙;罗鑫;刘学渊;

摘要：车道线检测是无人驾驶车辆及车道偏离预警等系统的关键技术。针对自动驾驶车辆当前道路可行驶区域检测精度不高、环境适应性差及实时性差的问题，提出了一种基于特征提取的快速检测车道线的方法。在图像预处理阶段，首先读取视频图像，把每一帧RGB图像转为灰度图，通过Canny算子对图像的边缘轮廓进行提取，然后绘制车道线的掩码区域，并与边缘检测结果图结合，对感兴趣区域（ROI），也就是对车道线所划分的汽车当前可行驶区域进行提取。最后进行概率霍夫变换和最小二乘拟合，并将得到的直线绘制到原图像中，最终对每一帧处理后的图像进行输出。该算法在多种边缘检测方法中选用Canny算法，并针对人为选取双阈值的复杂性问题，提出了自适应调节、选取阈值的方法；运用改进的概率霍夫变换对车道线进行检测，并进行离群值的过滤，有效提高了检测精度和速度。结果表明：该算法处理每一帧图像的时长为13.9 ms，且平均准确率达到97.6%，具有较好的实时性和准确性。

关键词：自动驾驶;车道线检测;特征提取;图像处理

作者单位：西南林业大学机械与交通学院;

引文格式：徐嘉雯，何超，魏明洋，等.基于特征提取的车道线快速检测方法研究［J］.机电工程技术，2023，52（02）：118-122.

 

 

标题：一种面向肥胖人群的无袖带血压测量方法研究

作者：李清福;赵宇波;赵景波;蒋泽宇;

摘要：肥胖人群是特殊人群，通过实时检测血压，可以预防高血压，大大降低由高血压引起的各种并发症。为了解决现有算法对肥胖人群血压测量准确度不高的问题，提出一种基于Stacking集成机器学习的血压计算模型，该模型将K近邻、极端随机树、lightGBM回归模型作为初级学习器，线性回归模型作为次级学习器。通过使用长桑技术设备提取并建立PPG特征值数据集，将数据集分成非肥胖人群（BMI<25）和肥胖人群（BMI>25），并把身体质量指数（BMI）作为新的特征参数加入到模型进行训练和测试。实验结果：在非肥胖人群中，Stacking模型测量收缩压和舒张压的评价指标RMSE/MAE分别为6.611/5.410和4.368/3.242；在肥胖人群中，Stacking模型测量收缩压（SBP）和舒张压（DBP）的评价指标RMSE/MAE分别为6.394/4.979和4.350/3.233。实验结果表明，该Stacking模型对肥胖人群的血压计算精度明显高于非肥胖人群，且测量结果符合AAMI国际电子血压计标准（RMSE<8 mmHg,MAE<5 mmHg），提高了肥胖人群血压测量的准确度，可以应用到生物医学领域。

关键词：肥胖人群;PPG信号;Stacking集成模型;血压测量

作者单位：青岛理工大学信息与控制工程学院;山东产业技术研究院(青岛);

引文格式：李清福，赵宇波，赵景波，等.一种面向肥胖人群的无袖带血压测量方法研究［J］.机电工程技术，2023，52（02）：123-129.

 

 

标题：基于北斗定位的车辆防碰撞预警算法研究

作者：陈丽萍;杨洁;覃倩倩;朱文超;

摘要：为了预测碰撞事故的发生和降低碰撞事故发生的概率，提出了一种基于北斗定位的车辆防碰撞预警算法。在每辆车上安装一个亚米级的北斗定位模块和无线通信模块，将监测到的自车位置坐标和周边相邻车辆的位置坐标，分解成水平和竖直两个方向，分别用卡尔曼滤波预测算法对下一时刻车辆的速度、加速度和行驶状态进行预判断，快速选出一定发生碰撞和一定不发生碰撞的情况。若不能立即判断，则分别计算出X和Y方向加速度可变情况下的安全距离，建立并求解碰撞预测状态模型，算出X和Y两个方向同时达到安全距离的碰撞时间最小值，若此最小值比设定的阀值小，则执行报警操作。通过北斗定位模块确定车辆位置坐标，利用卡尔曼滤波算法对车辆行驶情况进行预判断并建立防碰撞预测模型，最后运用MATLAB软件进行仿真。结果表明此算法与传统的利用雷达测距的防碰撞算法相比，具有预警准确性高、可靠性高的特点，更加适应驾驶环境。

关键词：北斗定位技术;卡尔曼滤波预测;MATLAB仿真

作者单位：西南林业大学机械与交通学院;

引文格式：陈丽萍，杨洁，覃倩倩，等.基于北斗定位的车辆防碰撞预警算法研究［J］.机电工程技术，2023，52（02）：130-133.

 

 

标题：基于分数阶PID机器人自动行驶误差分析

作者：彭琳;唐德文;陈钢;

摘要：为了提高小型轮式机器人的行驶稳定性，减小自动行驶误差，提出了一种基于分数阶比例积分微分（PID）横摆角控制策略，分析了机器人自动行驶系统的动力学特征，构建了基于分数阶PID横摆角控制系统的仿真模型。在此基础上，采用MATLAB/Simulink软件对机器人运动过程进行仿真分析，获得10 m内机器人运动时速度、角加速度、位移等的响应曲线，并将其与PID控制策略下的机器人做相同运动的响应曲线进行对比分析。研究结果表明：与传统PID控制相比，采用分数阶PID控制策略的机器人在10 m的运动距离内自动行驶的质心侧偏角减小了71.4%，横摆角速度降低了23.6%，侧向偏移程度缩小了29.5%，因而，在分数阶PID控制策略下小型轮式机器人操纵稳定性得到了显著提高，为解决小型轮式机器人在自动行走领域的问题提供了思路。

关键词：分数阶PID;自动行驶;误差分析

作者单位：南华大学机械工程学院;核设施应急安全技术与装备湖南省重点实验室;

引文格式：彭琳，唐德文，陈钢.基于分数阶PID机器人自动行驶误差分析［J］.机电工程技术，2023，52（02）：134-138.

 

 

标题：基于改进YOLOv5的无人机小目标检测方法研究

作者：易华辉;宋文治;黄金香;王雨璇;丁瑞;

摘要：针对无人机航拍图像检测存在小目标检测准确率低以及检测模型计算量过大的问题，提出了一种基于改进YOLOv5的无人机小目标检测方法。首先，针对小目标存在漏检的问题，在YOLOv5的特征提取网络中引入了高效通道注意力机制（ECA）模块，提高对小目标的特征提取能力，进而提高小目标检测精度；其次，针对模型计算量大的问题，将模型中的CBL模块进行改进，把其中的普通卷积替换为Ghost卷积，减少模型参数和计算量，以便于在小型嵌入式设备部署；最后为了进一步优化和改进YOLOv5算法，采用加权损失函数，以充分学习图像特征。在DOTA数据集上进行测试，实验结果表明，改进的模型提升了小目标检测效果，其mAp为73.1%，比原算法提高了1.9%，速度达到了92 ms，可以准确地完成无人机航拍小目标检测任务，同时也满足实时性要求。

关键词：小目标检测;无人机;注意力机制;Ghost卷积;损失函数

作者单位：西安工业大学兵器科学与技术学院;

引文格式：易华辉，宋文治，黄金香，等.基于改进YOLOv5的无人机小目标检测方法研究［J］.机电工程技术，2023，52（02）：139-144.

 

 

标题：地下道勘测机器人的设计与制作

作者：龙佳乐;祝欢亮;陈健恒;茹道志;黄楚鑫;伍康敏;李鹏;张建民;倪素茵;吴清秀;

摘要：设计并制作一款用于城市中地下道的勘测和垃圾清理的机器人。该机器人以STM32单片机为主控芯片，用英伟达工控机进行视频传输。PC端与主控系统组成远程控制系统，PC端与4G模块通过TCP协议广域网连接，4G模块接收信息再通过串口发送到主控系统上。PC端与英伟达工控机组成远程监控系统，PC端通过TCP/IP协议局域网与英伟达工控机连接，英伟达工控机采集视频通过局域网发送给PC端，PC端接收图像并通过窗口实时显示。还基于PyQt开发了一款把远程控制和远程视频监控集成一体的上位机软件，通过上位机软件可以方便用户操作和使用机器人。经过调试，PC端与机器人成功建立通信并可以实时传回视频画面，机械臂成功实现夹取功能。能完成勘测和清理地下道的任务。

关键词：远程视频监控;TCP/IP协议;机械臂;QT

作者单位：五邑大学智能制造学部;广东彩立方科技有限公司;深圳中科银狐机器人有限公司;

引文格式：龙佳乐，祝欢亮，陈健恒，等.地下道勘测机器人的设计与制作［J］.机电工程技术，2023，52（02）：145-148.

 

 

标题：一种多关节仿生变色龙机器人设计

作者：邓君;钟耀鹏;郭鸿桢;李锐圳;谭凯元;

摘要：以变色龙为研究原型，制作一个模仿变色龙爬行、变色的四足机器人。为解决机器人爬行的问题，通过Arduino控制变色龙机器人行进，分析蜥蜴类爬行动物的步态以及结合四足机器人行进的稳定裕度，规划出一套机器人步态。基于SolidWorks软件建模，设计机器人机械结构，利用3D打印将零件打印出来，再将打印零件组装成变色龙机器人。为解决机器人的摆尾机械结构问题，通过齿轮结构，构造出傅里叶摆尾，详细地对机器人摆尾的齿轮运作原理和齿轮运动轨迹的进行数学分析；在介绍稳定裕度的同时分析机器人在各种步态情况下稳定裕度。从电路控制、结构设计、数学分析、步态模拟分析、样机试验等方面设计出一个可灵活爬行、在各方面领域有着广阔应用前景的变色龙机器人。

关键词：变色;四足机器人;多关节;齿轮摆尾;稳定裕度

作者单位：东莞理工学院机械工程学院;东莞理工学院电子工程与智能化学院;

引文格式：邓君，钟耀鹏，郭鸿桢，等.一种多关节仿生变色龙机器人设计［J］.机电工程技术，2023，52（02）：149-153.

 

 

标题：基于ADRC的无人直升机飞行控制系统设计

作者：卢艳军;刘宏斌;张晓东;

摘要：无人直升机因其可以垂直起降、定点悬停、低速飞行、前飞、后飞等特点，在民事与军事领域得到了普遍的应用。然而，无人直升机是一个具有高阶、不稳定、非线性、强耦合的非线性控制系统，对其研究仍具有巨大的挑战。以无人直升机为研究对象，基于其特点对其飞行控制技术展开研究，基于ADRC设计无人直升机飞行控制系统。针对控制器参数整定困难的问题，采用一种改进的粒子群优化遗传算法（IPSO-GA）对ADRC控制器的参数进行整定，得到更好的控制器参数。该算法集合了粒子群算法和遗传算法的优点，拥有更快的全局搜索速度。在MATLAB仿真环境中进行了数值模拟，并与优化前的ADRC控制器进行比较，仿真验证结果表明：基于IPSO-GA的ADRC控制器的控制性能优于ADRC控制器。

关键词：无人直升机;ADRC;改进的粒子群优化遗传算法

作者单位：沈阳航空航天大学自动化学院;

引文格式：卢艳军，刘宏斌，张晓东.基于ADRC的无人直升机飞行控制系统设计［J］.机电工程技术，2023，52（02）：154-158.

 

 

标题：复杂地形下无人机搭载的智能垃圾拾取机器人设计

作者：邹欣桐;王晓媛;彭辰;马一鸣;于听雨;

摘要：针对复杂地形下的垃圾拾取困难问题，设计一款智能垃圾拾取机器人。该装置通过图传设备以及SSD算法完成垃圾的识别，由Pixhawk第四代飞控系统控制无人机的飞行状态，树莓派控制动力源，从而实现二级伸缩式机械臂的拾取垃圾动作的控制以及垃圾收纳装置动作的控制。装置的重心位置由无人机、机械臂和垃圾收纳装置共同决定，应用Solidworks软件对其进行建模以及重心位置分析。结果表明，水平面上装置重心位于几何中心，不存在重心位置的偏移；垂直轴上，该装置重心位于云台正下方，可以保证飞行的平稳性和机动性。机械手作为最危险部件，利用ANSYS软件对其进行受力、变形、应变以及应力分析，该分析基于机械手与机械臂的连接面为固定面以及机械手与垃圾的接触面为受力面的边界条件。变形、应力、应变分析数据表明，机械手内部最大变形量为1.395×10~(-7)m，最大应变量为6.135 5×10~(-5)，说明该部件变形微小，可忽略不计；最大应力值为1.227 1×10~7Pa，小于部件材料的许用应力值，说明该部件工作安全可靠。

关键词：无人机;机械臂;垃圾拾取;树莓派;有限元分析

作者单位：华东理工大学机械与动力工程学院;

引文格式：邹欣桐，王晓媛，彭辰，等.复杂地形下无人机搭载的智能垃圾拾取机器人设计［J］.机电工程技术，2023，52（02）：159-162.

 

 

标题：图像数据采集及智能识别技术研究

作者：卢亚辉;张纬华;和飞飞;王帅;郝锦虎;杜玉红;

摘要：作战试验是当前部队工作的研究重点，其在数据采集、数据处理及数据识别过程中会产生大量的音视频文件及图片。对这些图像数据的分析结果表明，存在某些图片不清晰、视频数据采集不方便、数据识别结果不准确等问题。因此，为进行作战试验领域的深入研究，对这一过程中所用到的数据采集技术和数据处理识别技术进行探究和改进，从拍摄设备选型和数据采集指导两个方面对数据采集进行分析，提出了图像转化、图像二值化、图像平滑去噪、图像分割和图像边缘检测等主要图像预处理操作，并采用YOLO算法和SSD算法分别建立图像识别模型，通过对采集图像的试验获得了相关实验结果，所提方法有助于指导作战试验工作的开展，提升试验鉴定数据处理及分析能力，增强数据管理控制效能，以至极大拓展数据的利用率，提高作战工作的效率和准确度。

关键词：图像预处理;数据采集;作战试验;图像识别

作者单位：中国人民解放军63966部队;天津工业大学机械工程学院;

引文格式：卢亚辉，张纬华，和飞飞，等.图像数据采集及智能识别技术研究［J］.机电工程技术，2023，52（02）：163-167.

 

 

标题：自动垂直钻井工具控制轴阻力矩影响因素分析

作者：白儒林;孙鹏;孙龙欢;侯香港;

摘要：自动垂直钻井工具的钻井精度与其控制轴上的力矩平衡程度有关，为提高自动垂直钻井工具控制轴上的力矩平衡程度，研究了在下涡轮发电机产生的电磁力矩克服上涡轮发电机产生的电磁力矩驱动控制轴旋转的工作形式下，自动垂直钻井工具控制轴上阻力矩的影响因素。基于理论分析，建立了包括轴承摩擦力矩、盘阀摩擦力矩、电子仓表面粘滞摩擦力矩，上涡轮发电机产生的电磁力矩的控制轴阻力矩分析模型，在此基础上分析了井斜角、稳定平台与工具外壳的相对转速，工具内外钻井液压差对控制轴阻力矩的影响规律。分析结果表明，控制轴上主要阻力矩是轴承和盘阀产生的摩擦力矩；稳定平台与工具外壳的相对转速和工具内外钻井液压差对控制轴阻力矩的影响显著。研究结果可为自动垂直钻井工具稳定平台的结构设计和控制提供理论依据。

关键词：自动垂直钻井工具;稳定平台;控制轴;阻力矩分析

作者单位：西安石油大学机械工程学院;

引文格式：白儒林，孙鹏，孙龙欢，等.自动垂直钻井工具控制轴阻力矩影响因素分析［J］.机电工程技术，2023，52（02）：168-171.

 

 

标题：基于改进YOLOv5的人脸检测算法

作者：孙孚斌;朱兆优;陈思超;陈弘扬;

摘要：随着计算机视觉行业的不断发展，基于卷积神经网络的目标检测算法也受到了研究人员的重视。针对传统的YOLOv5目标检测算法中的边界框回归损失函数GIOU存在当检测框与真实框呈包含的状态时会退化到传统IOU损失函数，以及当检测框和真实框相交时在垂直和水平两个方向上存在收敛速度慢的问题，提出一种改进的YOLOv5目标检测算法。在传统YOLOv5的基准网络中添加注意力机制，然后在边界框回归损失函数中引入真实框与预测框中心的欧式距离计算预测损失，并分别计算预测框与真实框之间的纵横比作为惩罚项以达到提高回归精度以及加快收敛速度的目的，最后将改进后的YOLOv5目标检测模型应用于人脸检测进行验证。实验利用wideface人脸数据集训练，训练结果表明改进的YOLOv5目标检测算法训练中的损失只有0.013，较传统的YOLOv5目标检测算法损失减少约13.33%，准确率达到82.28%，较传统的YOLOv5目标检测算法提高2.6%。实验表明该目标检测算法能很好的应用于人脸检测中。

关键词：YOLOv5;目标检测;人脸检测;损失函数;注意力机制

作者单位：东华理工大学机械与电子工程学院;

引文格式：孙孚斌，朱兆优，陈思超，等.基于改进YOLOv5的人脸检测算法［J］.机电工程技术，2023，52（02）：172-176.

 

 

标题：基于机器视觉的多种类标签识别方法研究

作者：朱传浩;欧阳八生;

摘要：针对目前印刷标签复杂多样难以识别和分类，以及各种缺陷造成识别准确率低的问题，提出了一种基于机器视觉的多种类标签检测方法。首先搭建由相机、镜头和光源组成的采样平台，将各种类标签采集后用作模型训练的数据集，然后利用最小外接矩形并稳健回归的方式对图像进行畸变矫正，通过Laplacian算子、高斯滤波算法、Otsu算法消除噪声产生的影响，最后建立了一个改进的CRNN+CTC网络结构模型，其中加入BN算法和Adam算法提高模型的泛化能力和收敛速度，使用双向BLSTM网络减小梯度消失或爆炸，再加入CTC损失函数实现输入数据与给定标签的对齐问题。实验结果表明，改进后的方法相较于传统分割字符算法，识别准确率提升至98.2%；相较于原CRNN+CTC算法，识别速度提升至37 ms/张，达到了工业使用需求。

关键词：多种类标签;稳健回归;机器视觉;CRNN+CTC

作者单位：南华大学机械工程学院;

引文格式：朱传浩，欧阳八生.基于机器视觉的多种类标签识别方法研究［J］.机电工程技术，2023，52（02）：177-181.

 

 

标题：一种基于视觉测量的SCARA机器人标定方法

作者：王文双;姚书杰;曾钰;谢启旋;

摘要：为提高SCARA机器人的精度，以SCARA机器人的零点标定方法为研究对象，校正因机械加工误差、装配间隙误差和零件磨损等因素造成实际臂长与设计臂长的偏差，还有因SCARA机器人的大小臂没有完全重合在一条直线上造成实际零点位置与理论位置的偏差。通过相机和图像识别技术，精确地定位出标定器上两个辅助点的位置，依据SCARA机器人的正反解和两点法标定的方法，以此标定出零点的实际位置和机器人大小臂的实际长度。所提出的SCARA机器人零点标定方法操作简单，精度较高，与一般的零点标定方法相比，该方法不需要依靠昂贵的设备，能满足大部分情况下机器人的工作要求。实验结果表明，经过标定后，机器人的位置误差在0.06 mm以内，大臂的长度误差在0.03 mm以内，小臂的长度误差在0.025 mm以内。

关键词：零点标定;机械人标定;视觉测量;SCARA机器人

作者单位：广州智能装备研究院有限公司;华南农业大学工程学院;

引文格式：王文双，姚书杰，曾钰，等.一种基于视觉测量的SCARA机器人标定方法［J］.机电工程技术，2023，52（02）：182-185.

 

 

标题：新型车载移动式气体报警器检定装置的研制

作者：张传远;张雷;王芳;苏雪莲;刘野;

摘要：部分气体报警器由于受安装位置的限制，在检定时存在不可控制的安全和环境风险，容易造成财产损失和威胁人身安全，同时由于受环境及条件的影响，还容易造成检定数据不准确。新型车载移动式气体报警器检定装置主要由移动实验室和电动手推式便携车两大部分组成，移动实验室以新能源箱式车为依托，箱体充当移动实验室的主体框架，移动实验室按照气体报警器检定规程控制好环境温湿度，移动实验室内装有实验操作台，环境温湿度控制仪，用于控制移动实验室内的环境温湿度，达到了将实验室与生产现场恶劣环境的有效隔离，形成了一个移动的实验室，移动实验室内装有能有效拆装的电动手推式检定装置，对能进入车辆的企业现场进行实验室环境检定，而对装置、罐区、多层平台等车辆无法进出的区域，通过拆装移动实验室内的电动手推式便携车后，实现轻便、灵活、自由出入的在线检定，该检定方法通过实验并给出了符合检定规程的修正值。

关键词：移动式;气体报警器;检定;安全;修正值

作者单位：阳信县商店镇人民政府;滨州市检验检测中心;滨州市特种设备检验研究院;

引文格式：张传远，张雷，王芳，等.新型车载移动式气体报警器检定装置的研制［J］.机电工程技术，2023，52（02）：186-188.

 

 

标题：基于可编程逻辑控制的东华加速器辐射监测安全联锁门禁初步设计

作者：张斌;晏婷;刘琦;

摘要：为保证人员能够安全出入东华加速器辐射区域，避免发生辐射伤害事故，根据东华加速器建设规划，通过可编程逻辑控制PLC技术和模块化方法研究了一套辐射监测安全联锁门禁方案。以西门子PLC为联锁控制器，结合上位机软件监测，在一台MIB7.5-300小型电子感应加速器的运行场所进行X、γ辐射剂量监测和安全联锁门禁的模拟实验，验证了辐射安全联锁门禁初步设计的可行性与有效性。结果表明：该方案设计的辐射剂量监测系统可测辐射剂量区间远超东华加速器各厅及其墙外辐射最高剂量率范围；安全联锁门禁测试可行；方案有效可靠。该辐射监测安全联锁门禁方案适用于东华加速器运行场所，可为东华加速器辐射安全联锁门禁的深入研究和应用提供方法基础和技术保障。

关键词：加速器;辐射监测;可编程逻辑控制;安全联锁

作者单位：东华理工大学核技术应用教育部工程研究中心/江西省新能源工艺与装备工程技术研究中心/机械与电子工程学院;中广核贝谷科技股份有限公司;

引文格式：张斌，晏婷，刘琦.基于可编程逻辑控制的东华加速器辐射监测安全联锁门禁初步设计［J］.机电工程技术，2023，52（02）：189-194.

 

 

标题：基于LabVIEW的光纤放线装置测控系统设计

作者：任鹏远;马保吉;

摘要：长距离高速光纤放线装置是光纤制导多用途飞行器地面模拟试验的重要部分，用于模拟飞行器在发射和飞行状态下光纤从线管上高速释放的状态。针对前几代放线系统复杂、效率低的问题，开发了一套基于虚拟仪器的放线测控系统。测控系统以LabVIEW为开发平台，通过DMC运动控制卡以及DAQ系列数据采集系统，配合伺服电机和传感采集装置对放线系统进行测控，通过运动控制和数据采集算法设计，能够实现模拟光纤高速释放状态，同时对光纤动态状态进行监控测量。实验结果表明，所采集的轴向力在-10～+10 N/m范围内，径向力在0～3 N/m范围内，设计的传感装置均能满足，能够稳定实现相关设计功能，且整套系统人机交互性好、自动化程度高、可操作性强，对于制导光纤研究提供了相应的依据。

关键词：光纤放线;运动控制;数据采集;虚拟仪器

作者单位：西安工业大学机电工程学院;

引文格式：任鹏远，马保吉.基于LabVIEW的光纤放线装置测控系统设计［J］.机电工程技术，2023，52（02）：195-200.

 

 

标题：鞋楦特征驱动的鞋底模型个性化定制变形

作者：章洋;黄常标;左远征;

摘要：鞋底模型变形控制是鞋类个性化定制数字化设计的关键技术之一。针对传统变形方法难以有效地实现鞋底模型个性化定制变形的问题，提出一种鞋楦模型数据驱动的分步变形策略，并基于径向基函数插值实现鞋底模型个性化定制变形的方法。在鞋楦模型与鞋底模型的特征提取和位姿匹配完成的基础上，将级放处理后的鞋底模型变形分为水平维度、竖直维度、内部区域和外部适应4个阶段变形，分别以鞋楦模型的相关特征作为驱动，利用径向基函数插值实现鞋底网格模型变形设计。算法实例表明本方法能够降低径向基函数插值稳定性依靠形状系数所带来的影响，有效实现鞋底个性化定制变形，且变形效果稳定良好。通过对比变形前后的随机采样点的间隙余量可以发现，鞋底模型内部区域较好地适应鞋楦模型曲面特征，达到个性化定制目的。

关键词：个性化定制;径向基函数插值;鞋底网格模型变形;变形策略

作者单位：华侨大学福建省特种能场制造重点实验室;华侨大学厦门市数字化视觉测量重点实验室;

引文格式：章洋，黄常标，左远征.鞋楦特征驱动的鞋底模型个性化定制变形［J］.机电工程技术，2023，52（02）：201-206.

 

 

标题：卧式电解加工机床导电轴结构设计

作者：郑雅泽;唐霖;刘世英;周嘉凯;

摘要：针对卧式电解加工机床导电轴在加工中出现发热严重、易烧蚀等问题，提出导电滑环和碳刷两种引电结构，利用软件对两种结构进行多物理场温度仿真，得到约束工况下导电轴温度分布规律，确定了一种基于碳刷引电方式的导电轴结构。通过建立基于SVM和多项式算法的温度数学模型，求解出监测点温度在约束条件下的最优解，分析工作电流、环境温度和电解液温度的影响水平，结果表明：工作电流对导电轴温度的影响水平最大，电解液温度对导电轴温度的影响水平最小。在主轴箱内设置降温结构，促进流场循环，降低导电轴温升。将主轴箱结构应用于卧式电解加工机床，开展性能测试试验，整个加工过程机床运行平稳，试验工件的成型精度可达±0.14 mm，表面粗糙度可达0.8μm，满足实际需求，验证了导电轴结构的可靠性，为工程实践提供了理论研究方法。

关键词：导电轴;温度场仿真;碳刷引电;SVM;多项式算法

作者单位：西安工业大学机电工程学院;

引文格式：郑雅泽，唐霖，刘世英，等.卧式电解加工机床导电轴结构设计［J］.机电工程技术，2023，52（02）：207-211.

 

 

标题：基于GPRS电梯限速器校验关键数据远程传输系统研究

作者：周叶平;兰清生;汪有韬;胡诚;毛锦荣;

摘要：为降低电梯检验员人员现场检验时长，提高检验人员工作效率，设计了以GPRS为通信网络的限速器校验远程数据传输系统，用以替代检验人员现场确认观察限速器校验。系统以STM32F103RBT6微处理器为主控芯片，配合4G模块EC20、霍尔接近开关搭建系统硬件平台。通过STM32定时器及霍尔接近开关实现限速器转速脉冲信号采集，采用计时法对采集的脉冲信号进行脉冲周期计算，经转速与线速度关系换算实现电梯限速器线速度的测量，然后通过4G模块EC20、MQTT协议将限速器校验速度值传输至OneNET服务器，最后借助OneNETview可视化界面实现人机交互。通过PC端登录OneNET云端，可实现实时查看限速器校验速度值。系统经过反复测试运行，系统运行速度快，易操作，能够实现限速器校验结果速度值的远程传输、存储和显示功能。

关键词：电梯;限速器;STM32;OneNET

作者单位：江西省检验检测认证总院特种设备检验检测研究院;

引文格式：周叶平，兰清生，汪有韬，等.基于GPRS电梯限速器校验关键数据远程传输系统研究［J］.机电工程技术，2023，52（02）：212-215.

 

 

标题：基于电池供电的便携式救援车的设计——以第44届世界技能大赛制造团队挑战赛产品为例

作者：刘培桐;詹志远;曾齐高;陈泳桓;

摘要：救援车是第44届世界技能大赛“制造团体挑战赛”项目竞赛产品，该项目要求团队设计和制造一个电池供电救援车，该救援车由一个操纵杆进行远程操控。根据技术图纸和控制要求，设计机械装置，通过车床、铣床、锯床、焊接等设备完成机械的各种零件加工，将各加工完成的零件与标准件进行机械组装与装置调试；设计电路系统、产品主控模板原理图、手操器原理图，选用相应的电机、舵机、型材及电子元器件，采用规范的安装及调试工艺完成救援车驱动系统回路连接安装；设计单片机控制系统原理图和控制系统I/O分配表，选取合适的导线和辅件，规范完成电子元件布局安装及电路控制回路、舵机与相应控制单元的单片机输出端进行连接调试工艺，并完成各执行部件动作功能测试。

关键词：救援车;制造团队挑战赛;设计

作者单位：深圳市龙岗职业技术学校;深圳子言科技文化有限公司;广东省机械技师学院;

引文格式：刘培桐，詹志远，曾齐高，等.基于电池供电的便携式救援车的设计［J］.机电工程技术，2023，52（02）：216-224.

 

 

标题：基于束带式包装方式的涉案卷烟证据管理装备的研制

作者：秦丽华;李健东;胡良斌;

摘要：涉案卷烟证据管理是烟草专卖行政执法部门保障办案程序和证据合法的关键一环。针对现有涉案卷烟手工清点打包和人工仓库管理存在效率低、出错率高的问题，面向涉案卷烟现场清点便捷化、打包规范化需求、入库流程化需求、库存管理可视化的目标需求，基于优化的涉案卷烟证据管理流程，研制了束带式涉案卷烟证据管理装备，该装备具有装备便携好、料带耗费少、机器能耗低、包装效率高、场景适应度广、包装效果好等优势，实现了使涉案卷烟证据管理的智能化、信息化与一体化，提升了涉烟案件管理的质量和效率。关键词：涉案卷烟;束带式包装;打包装备;经济性分析作者单位：湖南省烟草公司衡阳市公司;南华大学机械工程学院;引文格式：秦丽华，李健东，胡良斌.基于束带式包装方式的涉案卷烟证据管理装备的研制［J］.机电工程技术，2023，52（02）：225-229.

 

 

标题：胫骨内置截骨机的设计及运动学分析

作者：方童;李必文;王雨琪;尹科;

摘要：开发应用以髌骨关节面定位、在扩髓腔进行椭圆环齿截骨的胫骨内置截骨机，可有效减少截骨手术失误及切口感染，使骨折线光滑规则并简化骨外固定器结构，但胫骨髓腔狭小的服役条件导致机械式胫骨内置截骨机的机构设计与机构组合难度很大。在功能分析阶段提炼出设计难点问题，为避免创新设计的盲目性，基于发明问题的解决理论TRIZ构建了圆形环齿进给机构、进退刀机构、出收刀机构设计的矛盾冲突矩阵，在一般解中寻求出周期性作用、动态化、多用性等特定解并相应制定了具体解决方案，有效化解了矛盾冲突、提升了设计质量和效率。为考查实现椭圆进行环切的可行性，建立了立铣刀的运动方程，利用ADAMS进行了轨迹仿真，在MATLAB中进行了仿真结果分析和评价，结果表明各组合机构的运动合成可行、立铣刀轨迹误差可控。

关键词：胫骨内置截骨机;椭圆环齿截骨;机构创新设计;TRIZ理论;运动学分析

作者单位：南华大学机械工程学院;南华大学附属第一医院;

引文格式：方童，李必文，王雨琪，等．胫骨内置截骨机的设计及运动学分析［Ｊ］．机电工程技术，２０２３，５２ （０２）：２３０－２３４．

 

 

标题：一种便携式心率检测仪的设计

作者：石肖伊;王先全;赵雨倩;

摘要：心率异常是病人心血管系统出现问题的主要指标。目前大部分的健康监测设备体积大且检测准确度不高。因此，设计一种高精度、小体积、便携的心率检测仪已刻不容缓。设计了一款基于手指心率的测量仪。该测量仪由硬件电路模块和软件设计模块两部分组成。由采集电路、滤波电路、放大电路、整形电路、单片机系统、键盘电路和显示电路共同组成系统的硬件电路。系统软件包括心率信号处理、设置心率上下限和显示心率值，由主程序、显示子程序和定时器子程序共同作用实现。手指放在传感器上感应心率信号，通过硬件电路处理输入到单片机内，单片机则实现对心率信号的分析、处理，间接测量心率值，如果超过设定范围，系统将驱动蜂鸣器报警。在系统运行期间，可以观察到LED闪烁。如果闪烁均匀，则测量值准确。实验结果表明，该系统能够实时、精确地显示心率值，可靠性高并具有较强的实用性。

关键词：心率检测;光电传感器;LCD显示;指尖心率

作者单位：重庆理工大学;

引文格式：石肖伊，王先全，赵雨倩． 一种便携式心率检测仪的设计［Ｊ］． 机电工程技术，２０２３，５２ （０２）：２３５－２３９．

 

 

标题：五缸单作用钻井泵冲程与冲次合理匹配

作者：孙龙欢;白儒林;孙鹏;侯香港;

摘要：针对目前钻井泵存在质量大、排量小、易损件寿命低等问题，考虑冲程和冲次对其影响大，提出对钻井泵进行冲程与冲次合理匹配的标准方案。首先在分析五缸单作用钻井泵冲程S与冲次n对泵的活塞运动和性能参数影响的基础上，查阅国内现有数据和资料，绘制出已有五缸泵n-S型谱图，其次由型谱图的限制线确定五缸泵活塞速度nS和最大瞬时加速度n2S最大值，nS≤36,n2S≤5 000。最后讨论影响五缸泵冲程S和冲次n的因素以及泵排量的调节和正确使用五缸泵，本着“适当增加冲程，合理降低冲次”方法，提出五缸泵冲程S和冲次n的修订建议。此方法在现有泵的尺寸不变、结构保持的前提下，冲程S大的中速泵nS和冲程S小的高速泵n2S值显著降低，符合限制线规定。

关键词：五缸单作用钻井泵;冲程S;冲次n;n-S型谱图

作者单位：西安石油大学机械工程学院;

引文格式：孙龙欢，白儒林，孙鹏，等． 五缸单作用钻井泵冲程与冲次合理匹配［Ｊ］． 机电工程技术，２０２３，５２ （０２）：２４０－２４３．

 

 

标题：基于ANSYS Workbench的组合式高密度聚乙烯渠道强度仿真分析

作者：黄嘉骏;刘向东;周市林;崔鹏;

摘要：作为农田水利运输时重要的部件，渠道的强度达标是渠道正常工作的最重要标准。通过高密度聚乙烯（HDPE）力学性能试验测试了材料的基本力学性能，完成基于ANSYS Workbench的组合式HDPE渠道强度仿真，并进行了强度对比分析渠道安全可行性。首先通过力学试验得出使用HDPE材料的基本力学性能，然后运用Solid Works三维设计软件构造组合式单个渠道三维实体模型并导入ANSYS Workbench软件中，设计渠道网格划分和边界条件及载荷约束后进行仿真分析计算，得到单个渠道预制构件应力大小分布情况，导出渠道等效应力和最大应力云图，定位单个渠道构件最易破坏位置，将仿真结果与实测强度进行对比分析，得出分析结果，验证结构受力分析的正确性。

关键词：聚乙烯;渠道;强度分析;仿真

作者单位：佳木斯大学机械工程系;

引文格式：黄嘉骏，刘向东，周市林，等．基于ＡＮＳＹＳ Ｗｏｒｋｂｅｎｃｈ 的组合式高密度聚乙烯渠道强度仿真分析［Ｊ］． 机电工程技术，２０２３，５２ （０２）：２４４－２４７．

 

 

标题：基于少齿差行星齿轮减速器的低冲次齿条抽油机设计

作者：王旭;梁健伟;安斯远;赵飞鹏;王洋;

摘要：为解决低渗透油田开采时，常规游梁抽油机不易实现低冲次采油的问题，提出一种天车轮式齿条抽油机的方案设计，采取少齿差行星齿轮减速器提供大传动比，并与齿轮齿条传动相结合实现低冲次采油。传动比设计为188，在不改变泵径、冲程的基础上可使抽油机实现最低冲次1次/min。然后利用Matlab软件对比了常规游梁抽油机与天车轮式齿条抽油机的加速度曲线，并在不同的冲次和固定销轴回转半径下，分析了它们对抽油机运动特性的影响。结果表明：在冲次为1次/min时，所提天车轮式齿条抽油机悬点的最大加速度比常规游梁抽油机降低了32.5%，运动性能更好。同时，在其他条件不变的情况下，冲次越高，则所提抽油机悬点的最大速度和加速度会越大；固定销轴回转半径越大，所提抽油机的悬点位移、速度、加速度也均会增大。

关键词：低渗透油田;低冲次;少齿差;行星齿轮;天车轮;运动性能

作者单位：西安石油大学机械工程学院;

引文格式：王旭，梁健伟，安斯远，等．基于少齿差行星齿轮减速器的低冲次齿条抽油机设计［Ｊ］．机电工程技术，２０２３，５２ （０２）：２４８－２５１．

 

 

标题：基于单片机的超声波测距仪设计开发

作者：赵毅能;师文庆;

摘要：作为非接触式检测手段的重要技术，超声波测距已在传感器技术和自动化控制相结合的测距系统中发挥了关键的作用。为解决超声波测距测距精度和响应速度不理想、易受温度影响的问题，基于52单片机，采用软硬件并行研发的方式设计出一款多功能高精度超声波测距仪系统。系统由单片机模块、超声波模块、温湿度采集模块、液晶显示模块和声光报警模块等部分构成，使用C语言开发了液晶显示、超声波、温湿度检测和声光报警等模块子系统。利用STC89C52单片机驱动超声探头和温湿度传感器分别采集超声波往返时间和温湿度，并根据采集到的温度修正测距结果，提高了测距精度。所开发设备经温湿度检测功能、抗干扰能力、报警功能、测距及纠偏功能等试验，结果表明各功能满足设计需求，安全可靠、工作稳定，最远测量距离为500 cm，误差小于2 cm，满足短距离测距的要求。

关键词：超声波测距仪;单片机;温度补偿

作者单位：广东海洋大学电子与信息工程学院;

引文格式：赵毅能，师文庆． 基于单片机的超声波测距仪设计开发［Ｊ］．机电工程技术，２０２３，５２ （０２）：２５２－２５６．

 

 

标题：全旋转推靠式自动垂直钻井工具悬架机构设计

作者：孙鹏;白儒林;孙龙欢;侯香港;

摘要：自动垂直钻井工具的振动会使得工具的测量精度大大降低，工具本身也易产生疲劳强度降低、联结失效，使工具寿命降低、影响钻井的精度，并最终会影响井身质量。设计了一种用于全旋转推靠式自动垂直钻井工具的全密封悬架机构，其主要作用是连接稳定平台和外壳。同时采用动力吸振的原理设计减震机构，降低机构振幅，有效抑制振动向稳定平台传递，降低电子仓电子元件所受到的振动，提高传感器的测量精度和控制系统的控制精度，进而提高井身垂直度。所设计的悬架机构与传统的悬架机构相比较拥有更好的减振效果，并且消除了工具零件在装配时所存在的轴向间隙。采用ANSYS/Workbench对工具控制轴的强度校核结果表明：该机构控制轴所受到的轴向最大应力为140.41 MPa，满足强度要求。

关键词：自动垂直钻井工具;悬架机构;振动;动力吸振;减震机构

作者单位：西安石油大学机械工程学院;

引文格式：孙鹏，白儒林，孙龙欢，等． 全旋转推靠式自动垂直钻井工具悬架机构设计［Ｊ］． 机电工程技术，２０２３，５２ （０２）：２５７－２６０．

 

 

标题：基于YOLOv5s算法的汽车零件防错装检测系统

作者：李武波;黄利;刘兴;郭峰;

摘要：在汽车生产装配过程中，如何避免汽车零件在生产线装配时发生错漏装风险是生产过程的难题。研发了一种基于YOLOv5s算法的零件防错装检测系统以解决零件错装问题。当汽车的轮毂、前后杠、尾标等零件在安装后，通过实时提取生产线摄像头视频帧，运用YOLOv5s算法识别图片中的零件，输出零件的标识（PR号），将识别出PR号与实际生产需求PR号对比，达到汽车零件防错装效果。在轮毂零件的模型训练中，所提检测系统的精确率为98.964%，召回率为97.863%，优于人工检测。

关键词：YOLOv5s;零件识别;零件防错;汽车装配;目标检测

作者单位：一汽-大众汽车有限公司佛山分公司;

引文格式：李武波，黄利，刘兴，等． 基于ＹＯＬＯｖ５ｓ 算法的汽车零件防错装检测系统［Ｊ］． 机电工程技术，２０２３，５２ （０２）：２６１－２６４．

 

 

标题：基于OCTOPUZ的工业机器人工作站虚拟仿真

作者：康国坡;张冰洁;吴立华;毕辉;黄佳禄;

摘要：为了提高工业机器人工作站的调试效率和安全性，以工业机器人仿真装配工作站为例，提出一种基于仿真软件OCTOPUZ的工业机器人工作站与西门子可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller,PLC）联合虚拟仿真调试方法。利用SolidWorks创建了工业机器人工作站的OCTOPUZ仿真模型，并根据工作站的任务流程在PC中完成工业机器人的离线编程和PLC编程。针对工业机器人工作站仿真时存在的仿真软件OCTOPUZ与PLC信息交互的问题，采用OPC技术，把PLC作为服务器、OCTOPUZ为客户端，进行PLC与仿真软件OCTOPUZ之间控制信号的实时交互，从而完成了PLC与工业机器人工作站的虚拟仿真联合调试。通过仿真，能够提前发现并解决工作站装配过程中的工业机器人控制程序、PLC控制程序和其他机电零部件设计的问题，节约实际设备调试的成本，从而提高实际设备的调试效率和安全性。

关键词：可编程逻辑控制器;虚拟仿真;工业机器人;OCTOPUZ;OPC

作者单位：广东理工职业学院;巨轮(广州)智能装备有限公司;

引文格式：康国坡，张冰洁，吴立华，等． 基于ＯＣＴＯＰＵＺ 的工业机器人工作站虚拟仿真［Ｊ］． 机电工程技术，２０２３，５２ （０２）：２６５－２６８．

 

 

标题：高层建筑物电梯综合雷电防护技术探讨

作者：许乾波;

摘要：高层电梯综合防雷系统包括建筑物外部防雷措施和内部电梯防雷措施，由建筑物主体结构的接闪器、引下线、接地装置、电梯空间屏蔽、共用接地系统、设备屏蔽、安全隔离、等电位连接、合理布线、浪涌保护等措施构成。为了保障高层电梯在恶劣气象环境下仍能安全运行，减少电梯雷电灾害事故，结合福建省高层电梯雷击灾害的案例，在《建筑物防雷设计规范》、《建筑物电子信息系统防雷技术规范》的基础上，开展高层建筑物电梯雷击调查及防护技术研究，从源头上找出电梯可能存在的雷击风险，从电梯机房及井道的土建结构设计施工、电梯供电电源的设计施工，到电梯产品的设计、现场安装，建立一整套完善的高层建筑物电梯综合防雷设计方案，给出了雷电防护整改措施，完善电梯综合防雷系统。研究结果表明所提的高层电梯综合防雷系统更能有效提高电梯抗击雷击能力，确保了电梯在雷雨季节恶劣气象条件下仍能安全可靠运行。

关键词：智能电梯;雷击电磁脉冲;外部防雷措施;内部防雷措施;综合防雷系统

作者单位：福建省特种设备检验研究院;

引文格式：许乾波． 高层建筑物电梯综合雷电防护技术探讨［Ｊ］． 机电工程技术，２０２３，５２ （０２）：２６９－２７２．

 

 

标题：基于Plant Simulation的航空用柔性制造系统仿真优化

作者：宋文;索鸣阳;杨杏梅;张益;周子同;

摘要：针对航空发动机柔性制造单元，利用Plant Simulation仿真软件建立了制造单元设备模型，使用实际数据设置参数，分析制造单元布局、产量、设备利用率和缓存库位等生产信息。实际仿真结果表明，单元布局得到了合理优化，产量可达到优化前的2倍，模型能够准确分析出各制造单元是否存在瓶颈工序，同时分析缓存库位，给出库位需求。此外，运用D-H法建立机器人运动模型，对制造单元内机器人的几何运动开展路径优化和干涉分析等虚拟运动仿真，并建立人体模型及动作设置，开展了人机工程分析。上述仿真优化实际应用到航空用环形件柔性制造系统关键环节的设计中，缩短了航空柔性制造系统工程设计研发周期、降低成本、减小建设及生产安全风险。

关键词：机械加工;柔性制造系统;虚拟仿真;瓶颈工序;运动仿真

作者单位：中国航发西安动力控制科技有限公司;西安工业大学机电工程学院;北京航臻科技有限公司;

引文格式：宋文，索鸣阳，杨杏梅，等．基于Ｐｌａｎｔ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ 的航空用柔性制造系统仿真优化［Ｊ］．机电工程技术，２０２３，５２ （０２）：２７３－２７７．

 

 

标题：基于随机子空间法的海上风电机组模态阻尼比识别与评估

作者：何宇翔;蒋祥增;吴幸维;

摘要：海上风电机组在整机载荷计算时必须考虑整机与基础的阻尼比。但现有条件下，模态阻尼比的识别精度偏低，工程应用上，模态阻尼比测试值存在离散性，短期测试难以得到有统计意义的结果。为此提出一种针对海上风电机组的阻尼比评估方案，采用运行模态分析（Operational Modal Analysis,OMA）方法对广东沿海某风电场某型号风机进行1个月的持续测试，应用随机子空间法识别阻尼比，确定了阻尼比测试值的概率分布模型，研究了阻尼比离散程度与采样数据时间、测试样本数量、风速、湍流等因素的关系。结果发现随着采样时间的增加，置信区间上下边界均有增大的趋势，阻尼比离散程度在低风速高湍流下较大，随着风速增加而降低。给出阻尼比分布模型与95%置信区间，将阻尼比识别值置信范围降低到0.1%。所提方案降低了测试时间成本，为产品设计研发提供了具备统计意义的实测数据支持。

关键词：模态阻尼比;随机子空间法;参数估计;置信区间

作者单位：明阳智慧能源集团股份公司;

引文格式：何宇翔，蒋祥增，吴幸维．基于随机子空间法的海上风电机组模态阻尼比识别与评估［Ｊ］．机电工程技术，２０２３，５２ （０２）：２７８－２８３．

 

 

标题：轨道交通车辆专家诊断系统的分析与应用

作者：蔡龙龙;陈家福;钟星魁;

摘要：当前国内地铁车辆缺乏车辆在线状态监测、故障诊断、故障预测以及健康评估等功能，并且车辆检修采取人工方式进行，存在误检、漏检以及检查标准不统一等问题。介绍了轨道交通车辆专家诊断系统。该系统具备车辆状态实时监控和故障预测功能，系统可以实时采集MVB总线上各子系统的关键状态及故障数据信息，以及以太网总线上各子系统设备内部维护数据信息，支持根据实际需求预置相关故障诊断及状态预警算法逻辑模型，对实时获取的数据进行诊断分析，实现车辆状态预诊断功能。重点了论述专家诊断系统的总体架构以及系统功能，并对专家诊断系统的关键子系统功能进行分析。

关键词：实时监控;故障预测;专家诊断系统;轨道交通

作者单位：泉州中车唐车轨道车辆有限公司;

引文格式：蔡龙龙，陈家福，钟星魁． 轨道交通车辆专家诊断系统的分析与应用［Ｊ］． 机电工程技术，２０２３，５２ （０２）：２８４－２８７．

 

 

标题：基于NX Nastran的显微镜部件结构静力分析及优化设计

作者：周林浩;

摘要：以显微镜支架为研究对象，利用NX12.0软件Nastran模块对显微镜支架部件进行前置处理、理想化几何体、三维四面体网格划分等，生成对应的模型。采用有限元分析法研究在静力情况下支架部件的受力情况，找到结构设计优化点。通过NX Nastran仿真对显微镜支架结构建模进行验证，对显微镜支架部件结构强度和刚度进行校核，判断结构设计的可靠性。依据仿真结果对显微镜支架的优化表明，优化后最大综合应力减小3.403，最大应变位移减小0.078。在满足结构稳定性的前提下，优化后支架质量减少8.5%，满足轻量化设计需求。

关键词：显微镜;静力学分析;Nastran;优化设计

作者单位：江西凤凰光学科技有限公司;

引文格式：周林浩．基于ＮＸ Ｎａｓｔｒａｎ 的显微镜部件结构静力分析及优化设计［Ｊ］．机电工程技术，２０２３，５２ （０２）：２８８－２９１．

 

 

标题：巴特沃斯高通滤波器的优化设计与仿真实现

作者：姚林杰;王耀斌;蒋伟;

摘要：为了高效设计出性能良好并且网络参数较易选择的通用型高通滤波器，首先理论分析了压控电压源式滤波电路，在此基础上推导不同增益下的二阶高通滤波器的表达式，然后将理论推导的两个二阶高通滤波器进行分别级联，设计了两个四阶巴特沃斯高通滤波器，最后通过Multisim14.0对两个四阶巴特沃斯高通滤波器进行仿真，并用Origin2019进行数据整理。仿真实验结果表明基于不同增益下二阶高通滤波器设计的两个四阶巴特沃斯高通滤波器均具有较好的幅频特性，并且幅频特性曲线接近重合。证明所提方法可用于快速设计性能良好的高通滤波器。

关键词：高通滤波器;巴特沃斯;增益;转换函数

作者单位：株洲宏达电子股份有限公司;

引文格式：姚林杰，王耀斌，蒋伟． 巴特沃斯高通滤波器的优化设计与仿真实现［Ｊ］． 机电工程技术，２０２３，５２ （０２）：２９２－２９６．