1
标题：机器人碰撞检测方法研究进展
作者：林义忠;谢震鹏
摘要：随着机器人应用与发展，机器人的工作环境变得更复杂，人机协作更加密切，安全也成为其重要指标之一。为了避免机器人发生碰撞或减少碰撞带来的损失，围绕非接触式和接触式两类碰撞检测方法和安全防护技术，综述国内外机器人碰撞检测方法。给出了当前机器人安全防护的碰撞检测方法的研究进展以及应用情况，分析各种方法的优点和缺点，并对协作机器人的安全防护技术进行了展望。
关键词：机器人;碰撞检测;安全防护
作者单位：广西大学机械工程学院
基金项目：国家自然科学基金资助项目（61963005）
引文格式：林义忠,谢震鹏.机器人碰撞检测方法研究进展[J].机电工程技术,2023,52(11):1-4+99.
2
标题：微流控系统中压电泵及其应用的研究进展
作者：齐振翔;接勐;马腾飞;
摘要：微流控系统作为微机电系统的一个重要分支，被广泛应用于微尺度环境下的航空航天、生物医疗、化学检测等领域。压电泵作为微流控系统的“心脏”，负责为微流控系统提供动力，体现了微流控系统的发展水平。压电泵将驱动部件、工作部件和控制部件集为一体，有效减少传统泵类中由于不同部件在运动过程中产生的能量损耗，具有体积小、结构简单、能耗低等特点。介绍了近年来国内外关于压电泵的研究成果，并根据压电泵的相关结构、工作模式等方面进行分类、归纳、总结，分析目前压电泵发展过程中存在的主要问题，并从多方面讨论压电泵的性能优化研究，对其潜在的应用前景及发展趋势进行展望，给开展压电泵技术研究提供一定参考。
关键词：压电泵;截止阀;腔体;压电振子;压电叠堆
作者单位：吉林化工学院信息与控制工程学院;吉林化工学院机电工程学院
引文格式：齐振翔,接勐,马腾飞.微流控系统中压电泵及其应用的研究进展[J].机电工程技术,2023,52(11):5-10+22.
3
标题：基于软开关技术的DC/DC变换器电磁干扰抑制研究现状及发展趋势
作者：江心怡;陈泓霖
摘要：各类电力电子元器件构成的开关电源已成为电子设备中重要的干扰源，需要有效抑制开关电源的电磁干扰。抑制电磁干扰产生与传输路径是其中的关键。考虑到DC/DC变换器是开关电源中的基本电路模型，从软开关技术出发，从解析DC/DC变换器的电磁兼容原理出发，分析其存在的问题。为有效抑制DC/DC变换器带来的电磁干扰，详细介绍了基于软开关技术且具有典型代表意义的电磁兼容抑制措施，以及其他有效的抑制措施。最后总结分析了软开关技术的发展过程，并对软开关技术在电磁干扰抑制上的探索进行了展望，有助于理解DC/DC变换器电磁兼容相关原理，更好地进行电磁兼容相关设计，提升DC/DC变换器及开关电源的抗电磁干扰能力。
关键词：DC/DC变换器;电磁干扰;抑制;PFC;缓冲电路;同步整流
作者单位：国网福建省电力有限公司龙岩供电公司
引文格式：江心怡,陈泓霖.基于软开关技术的DC/DC变换器电磁干扰抑制研究现状及发展趋势[J].机电工程技术,2023,52(11):11-17.
4
标题：虚拟仿真技术在大学化学教学中的应用综述
作者：李伟;杨博
摘要：虚拟仿真实验是我国现代教学改革的重要方向之一，该技术不受时空限制，无污染，可在一定程度上解决传统化学化工类专业理论与实践相脱节、实验教学中的安全隐患等突出问题。对化学类虚拟仿真实验的原理、方法和教学过程应用进行了探讨，着重介绍了国内高校的虚拟仿真技术的应用现状和特点，在此基础上对虚拟仿真技术的发展趋势进行了展望，为后续的研究做参考。
关键词：虚拟仿真;化学教学;现状;展望
作者单位：西藏大学生态环境学院
基金项目：西藏自治区高等教育教学改革研究项目（JG2021-25）；中央支持地方高校专项资金（藏财预指[2021] 01；[2022] 01；[2023] 01）
引文格式：李伟,杨博.虚拟仿真技术在大学化学教学中的应用综述[J].机电工程技术,2023,52(11):18-22.
5
标题：基于深度学习的人体动作识别算法
作者：江励;周鹏飞;汤健华
摘要：针对现有的基于3D卷积神经网络的人体动作识别算法存在实时性较差、训练时间长、计算复杂度高等问题，提出了一种新的人体动作识别算法，采用高精度Transformer风格的骨干网络，并融合时序移位模块和轻量级注意力机制。该算法通过骨干网络CoTNeXt对上下文信息进行挖掘并进行自注意力学习，从而有效地增强动作特征。时序移位模块可以充分提取动作时序信息，而融合注意力机制可以通过增加正则化项来进一步抑制不显著的特征，从而突出显著动作特征。实验结果表明，该算法在Jester数据集和Kinetics-400数据集上的识别准确率分别达到了97.42%和75.94%，与现有的大多数人体动作识别算法相比，该算法在准确性和实时性方面表现更好。
关键词：人体动作识别;深度学习;时序移位模块;注意力机制
作者单位：五邑大学智能制造学部
基金项目：广东省区域联合基金项目（2019A1515110258）;五邑大学青年创新团队项目（2018td02）
引文格式：江励,周鹏飞,汤健华.基于深度学习的人体动作识别算法[J].机电工程技术,2023,52(11):23-27+80.
6
标题：基于PointNet改进的无序工件点云配准算法
作者：梁艳阳;叶达游;周集华;黄子健;孙伟霖;石峰;王琼瑶;曹梓涵;何春燕
摘要：在无序工件抓取场景中，待抓取的工件处于散乱、堆叠的状态，抓取难度较大，传统配准算法精度不高。针对工件存在堆叠和点云数据含有噪声的场景下，无序工件点云配准的准确性不高的问题，研究提出基于PointNet改进的三维点云配准算法对无序工件进行位姿估计。算法用于模板点云和目标点云的特征提取和匹配，并结合ICP算法求解无序工件的位姿参数，最后通过迭代方式提高点云配准精度。采用结构光相机作为点云数据采集设备，以多种不同形状的工业零件作为配准对象，将采集得到的场景点云数据进行点云配准。实验制作并使用无序工件数据集（WorkpiecesDataSet）训练并测试点云配准网络的性能。实验表明，提出的网络模型（i-SAM）在点云配准任务中具有较小的旋转和平移误差，点云模型数据的误差为（0.783,0.011），场景点云数据的配准误差为（1.269,0.016）。与主流算法相比，对含有噪声和不完整的点云具有较强的鲁棒性。
关键词：三维点云;无序工件;点云配准;位姿估计
作者单位：五邑大学智能制造学部
基金项目：国家自然科学基金资助项目（51905384）
引文格式：梁艳阳,叶达游,周集华,等.基于PointNet改进的无序工件点云配准算法[J].机电工程技术,2023,52(11):28-31+70.
7
标题：融合二维压缩感知和同步混沌流密码的医学图像加密算法
作者：叶柏君;林卓胜;吴小娜;邓景良;曾慧曲
摘要：提出了一种基于二维压缩感知和同步混沌流密码的医学图像加密算法。首先，通过离散小波变换将明文图像转换为稀疏图像。然后通过迭代同步混沌流密码系统生成3个混沌序列，使用其中2个序列构造出测量矩阵对稀疏图像进行测量；第3个序列构造用于加密的伪随机序列。最后，通过对测量后的图像进行量化处理后再进行加密操作得到密文图像。实验结果表明，所提算法能够实现对CT图像、MRI图像、B超图像以及X光图像等医学图像的压缩和加密，在能够有效实现数据量减少的同时具有良好的加密性能。在与均匀量化函数及Sigmoid量化函数不同压缩比的比较中，采用Tanh量化函数的重构图像具有更稳定的峰值信噪比变化。同时，所提算法能抵御剪切攻击和噪声攻击，表现出较好的鲁棒性。
关键词：压缩感知;同步混沌流密码;Tanh量化函数;医学图像加密
作者单位：五邑大学智能制造学部
基金项目：国家自然科学基金资助项目（61901304）
引文格式：叶柏君,林卓胜,吴小娜等.融合二维压缩感知和同步混沌流密码的医学图像加密算法[J].机电工程技术,2023,52(11):32-37+60.
8
标题：用于多目标双层优化的嵌套遗传算法——以混装线规划为例
作者：张炜;王丽娟;彭精立;
摘要：多目标优化问题（Multi-objective Optimization Problem,MOP）是针对两个或多个冲突目标的决策问题。传统的解决方案的顺序优化方法只能找到单个问题的最优解，很难获得整体最优解；而归一化方法以加权和的形式简化了复合冲突目标函数，但权重是高度主观的，且会牺牲一些目标，因而都难以得到理想的结果。MOP的目标是协调和合并所有目标。为此提出了一个多目标双层优化模型。通过两级层次优化机制建立了两个相互关联的目标之间的协调模型。针对双层规划模型，提出了一种双层嵌套遗传算法及其相应的编码策略。以一个混合模型焊装生产线的平衡和排序问题为例，将所提算法和传统归一化方法、顺序优化方法进行对比，证明了所提出的多目标双层优化模型的可行性和有效性。
关键词：多目标优化;双层规划;混装线平衡;混装线排序
作者单位：厦门城市职业学院智能制造学院
基金项目：厦门市自然科学基金项目（3502Z20227432）;福建省教育厅中青年教师教育科研项目（JAS22316）;厦门城市职业学院高层次人才科研启动费资助项目（G2Q2022-7,G3R2022-8）
引文格式：张炜,王丽娟,彭精立.用于多目标双层优化的嵌套遗传算法——以混装线规划为例[J].机电工程技术,2023,52(11):38-42.
9
标题：基于改进蚁群算法的光伏阵列组件选配方法
作者：张新娟;刘向勇;李依璟;张黎
摘要：太阳能发电采用光伏阵列将太阳能转化为电能，光伏阵列是由若干性能一致或相近的光伏组件串、并联而成。光伏组件间存在天然的不一致性，工作过程中会产生失配损失。失配的大小取决于光伏电池性能参数的离散性，且随着使用时间推移，失配将会不断累积，导致光伏组建性能不断衰减，甚至功能失效。光伏组件和光伏阵列装配工艺控制是消除光伏组件间不一致性的重要手段。结合最大功率选配法和伏安特性曲线选配法，提出一种基于带约束的改进蚁群算法智能选配方法，将光伏组件最大功率作为选配依据，将综合偏差衡量值作为约束条件。利用MATLAB软件进行蚁群寻优过程仿真实验，该方法能够相对准确地装配出性能一致性的光伏组件，且在寻优过程中并没有陷入局部最优困局，能在短时间内寻到较优解，收敛速率较快，且算法鲁棒性较高，寻优过程较稳定。
关键词：光伏阵列;光伏组件;计算机辅助选配;选配质量;蚁群算法
作者单位：中山市技师学院;广东电网有限责任公司中山供电局
基金项目：广东省省级教学研究课题（KT2020028）;中山市重大科技专项课题（2022A1019）
引文格式：张新娟,刘向勇,李依璟等.基于改进蚁群算法的光伏阵列组件选配方法[J].机电工程技术,2023,52(11):43-46.
10
标题：液罐车内弹性挡板对液体晃动的响应分析
作者：徐凯;王琼瑶;林国勉
摘要：液罐车作为石油等危险化学品的主要运输工具，在转向行驶过程中，由于罐体内液体晃动产生的附加力和力矩，相比较于传统的运输固体货物的货车，液罐车更容易发生侧翻事故，因此，研究抑制罐内液体的晃动具有重要的意义。在传统刚性防波板的基础上研究了弹性防波板对液体晃动的抑制作用，采用OpenFOAM等软件建立了液体-弹性防波板耦合作用下的液体晃动模型。研究了在充液比为50%下，液罐车在受到斜坡阶跃加速度激励时，弹性防波板的相对长度（H/R，防波板的高度与罐体半径的比值）和厚度对液体晃动的影响。研究结果表明：弹性防波板的几何参数对液罐车的液体载荷转移量、横向晃动力和侧倾力矩均有明显的影响；弹性防波板具有很好的抑制液体晃动的作用，从而减小有液体晃动产生的作用在罐体上的附加力和力矩，进而提高液罐车的安全稳定的运行。
关键词：液罐车;液体晃动;弹性挡板;流固耦合
作者单位：五邑大学智能制造学部
基金项目：国家自然科学基金青年基金项目（51905384）
引文格式：徐凯,王琼瑶,林国勉.液罐车内弹性挡板对液体晃动的响应分析[J].机电工程技术,2023,52(11):47-51.
11
标题：单相中频逆变器中的双分数阶重复控制策略
作者：王晓雷;张臣;郭飞亚;
摘要：当360～800 Hz单相变频逆变器调频时，输出频率大范围变化会使得系统采样频率与输出频率比值可能不为整数。传统重复控制器此时无法精确跟踪输入信号，输出存在较大的静差，最终会导致系统输出的电能质量变差。为此采用了一种基于有限脉冲响应（FIR）滤波器的分数阶重复控制的控制策略，该策略既能实现分数延迟也能应用到相位超前设计上，利用分数阶相位超前解决了控制系统相位超前校正精度不高的问题。给出了控制系统的结构对其进行了理论分析，也给出了控制器的设计思路。最后，在MATLAB/Simulink工具中搭建了仿真模型，将重复控制与双分数阶重复控制两种控制方案做了对比，结果表明：双分数阶重复控制系统输出稳态误差更小，输出波形质量更好。
关键词：变频逆变器;分数阶重复控制;分数延迟;分数阶相位超前
作者单位：中原工学院电子信息学院
引文格式：王晓雷,张臣,郭飞亚.单相中频逆变器中的双分数阶重复控制策略[J].机电工程技术,2023,52(11):52-55+129.
12
标题：基于逻辑门的新型多主访问RS485总线方案
作者：林云策;朱浩然;包志舟;
摘要：针对现有多主访问485总线技术有使用局限的问题，为扩展其使用范围，研究一款新型的多主访问RS485总线技术。首先总结了目前典型多主访问485总线技术的优缺点，其次分析485总线技术的关键问题，提出空闲帧听机制和多主竞争机制是多主访问总线技术的关键。然后利用RS485通信芯片的高阻态特点结合少量的与非门设计了冲突检测电路，并设计相应的软件算法。最后在MATLAB Simulink平台对本方案进行了验证，设置了多节点并发和多节点错时发两种工况进行仿真，结果表明该方案存在节点发起通信请求两个通信字节时间后，必定有节点进行有效通信。该方案对总线空闲侦听无采用定时器，冲突检测电路只需额外增加3个与非门和1个三级管，填补了现有方案的空白，为多主访问485总线技术的扩展应用提供了新方案。
关键词：RS-485总线;多主访问;可靠性;冲突检测
作者单位：温州大学电气与电子工程学院;温州大学乐清工业研究院;浙江人民电器有限公司
基金项目：国家自然科学基金资助项目（52077158）
引文格式：林云策,朱浩然,包志舟.基于逻辑门的新型多主访问RS485总线方案[J].机电工程技术,2023,52(11):56-60.
13
标题：聚甲基丙烯酸甲酯对二硫化钼拉伸应变控制及拉曼光谱研究
作者：丘育辉;陈伟权;邓壬癸;刘一颉;何梓锋;常雨;李沭浩;Ivan S.Babichuk;杨建;
摘要：自石墨烯问世以来，二维过渡金属硫化物二硫化钼（MoS_2）成为了科研人员的关注热点。MoS_2在其原子厚度下具有独特的光学、电学和机械性能，是制造柔性电子器件的理想材料。在机械性能方面，MoS_2可以承受较大的应变，比传统的半导体材料高出了许多。研究中常使用聚二甲基硅氧烷（PDMS）直接作为单层MoS_2的柔性衬底，但由于它们之间的范德华力十分微弱，柔性衬底在拉伸和弯曲过程中，单层MoS_2会发生较大的滑移，对柔性衬底施加的应变不能有效地传递到二维MoS_2的晶格上，导致应变传递效率低下。为提高MoS_2应变传递效率，提出了将聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）旋涂在单层MoS_2上对其进行封装的方法，使PM‐MA与单层MoS_2形成强的相互作用力。结果表明，对PMMA进行多次应变控制时，传递到MoS_2的应变都相同，证实了MoS_2在应变过程中不会发生滑移。采用化学气相沉积法（CVD）制备MoS_2，并用聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）转移到柔性衬底上。通过对柔性衬底施加应变控制，研究单层MoS_2在PMMA上应变传递时的拉曼光谱，探究PMMA对MoS_2的应变控制，证实MoS_2应变传递的有效性。
关键词：二硫化钼;化学气相沉积法;拉曼光谱;应变;PMMA
作者单位：五邑大学智能制造学部;乌克兰国家科学院半导体物理研究所
引文格式：丘育辉,陈伟权,邓壬癸等.聚甲基丙烯酸甲酯对二硫化钼拉伸应变控制及拉曼光谱研究[J].机电工程技术,2023,52(11):61-64.
14
标题：基于ALNS算法的机场客舱清洁人员调度研究
作者：林宇鹏;毛宁;徐国宁;陈庆新;区乐颖;
摘要：我国机场目前主要采用人工方式调度客舱清洁人员，效率低下，时常发生任务拖期现象。针对客舱清洁人员日常调度问题，考虑客舱清洁任务的服务时间窗、多需求同时服务等约束，以最小化总运营成本为目标包含延误成本和资源转移成本，建立混合整数规划模型。设计了一种结合贪婪算法生成初始解的自适应大规模领域搜索算法，采用多种移除算法和修复算法进行邻域搜索，并利用时间快速更新机制加速求解，用模拟退火算法接受邻域解。数值实验结果与Gurobi优化求解结果比较，表明本文算法在所有实验算例中大部分都优于或等于Gurobi求解结果，并都能在较短的时间内找到较为满意的可行解，从而验证了本文算法的求解质量和求解效率。
关键词：客舱清洁;混合整数规划;自适应大规模邻域搜索;Gurobi
作者单位：广东工业大学机电工程学院;广东机场白云信息科技有限公司
引文格式：林宇鹏,毛宁,徐国宁等.基于ALNS算法的机场客舱清洁人员调度研究[J].机电工程技术,2023,52(11):65-70.
15
标题：基于约束规划的资源受限并行机调度研究
作者：陈伟嘉;刘建军;钟宏扬;曾创锋;
摘要：针对多品种小批量生产调度等具有多层决策变量、多维度约束特点的资源受限并行机调度问题，结合问题特性与Cplex中的CP Optimizer优化引擎对于复杂约束的强大表达能力，建立了基于数量约束关联多层决策变量的CP模型与基于映射关系关联多层决策变量的CP模型。两者的主要区别是，前者使用的决策变量较少但两组决策变量之间具有一定的独立性，可能会牺牲一定的求解效率但能够更灵活地搜索解空间；后者使用的决策变量较多但本质上两类变量通过映射关系一一对应，可以更高效地利用约束规划中的约束传播技术。通过对家电企业发泡车间的实际订单数据进行求解，实验结果表明两种模型在不同特征的输入数据下，各有优劣，并分析了输入数据特征与模型选择的规律，验证了两种模型求解此类问题的可行性与有效性。
关键词：并行机调度;资源受限;约束规划;Cplex
作者单位：广东工业大学机电工程学院;佛山职业技术学院
引文格式：陈伟嘉,刘建军,钟宏扬等.基于约束规划的资源受限并行机调度研究[J].机电工程技术,2023,52(11):71-75+164.
16
标题：地震激励下大型储罐内液体晃动响应分析
作者：梁俊杰;王琼瑶;林国勉;徐凯;
摘要：大型立式储罐容易受到地震激励影响，储罐中储液的剧烈晃动会对储罐壁面造成巨大冲击，这可能会导致储罐损坏和储液泄漏等问题。为了优化储罐的防晃结构，建立了充液储罐的模型，提出并研究了不同宽度和高度的挡板设置方案以提高储罐的防晃性能。对不同挡板结构对储液晃动响应的研究结果表明，挡板均有显著的阻尼效应，挡板的添加确实限制了晃动的幅度，但同时，这将限制动能与重力势能之间的转化，从而导致动态晃动力的增加。对晃动波高、壁面压力及关键点冲击应力的模拟结果分析显示，当挡板高度与自由表面高度之比为0.72～0.83，挡板宽度与储罐半径之比为0.49时，防晃效果最佳。对于高于挡板的部件，挡板可以在不增加应力峰值的情况下缓慢稳定应力波动。对于低于挡板的部件，挡板可以快速稳定应力波动，但应力峰值也会显著增加。
关键词：大型立式储罐;防晃结构;地震响应
作者单位：五邑大学智能制造学部
引文格式：梁俊杰,王琼瑶,林国勉等.地震激励下大型储罐内液体晃动响应分析[J].机电工程技术,2023,52(11):76-80.
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标题：离子液体掺杂左旋聚乳酸薄膜的制备及压电性能研究
作者：朱惠煜;杨建;何梓峰;刘一颉;陈伟权;李沭浩;常雨;Ivan S.Babichuk;
摘要：聚L-乳酸（PLLA）不仅具有透明、柔软、绿色来源、可再生、可生物降解以及生物兼容等特点，还具有一定的剪切压电性能，是运动测量、健康监测、人机交互等领域的热点材料。然而左旋聚乳酸的压电性能较聚偏四氟乙烯（PVDF）弱。为进一步提升左旋聚乳酸薄膜的压电性能，通过少量掺杂（1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐）离子液体（IL）和后处理工艺制备了一种压电性能增强的左旋聚乳酸薄膜。采用X射线衍射、拉曼光谱、力学测试仪等设备详细研究了掺杂不同质量比IL (0%、0.25%、1%、4%)的PLLA薄膜在不同退火工艺下的结晶性能和压电特性。结果表明，PLLA薄膜的压电性能随着离子液体浓度的增加和退火时间的增加而增加；4%IL掺杂且退火2 h的PLLA/IL复合薄膜的电压响应信号达到0.64 V，是纯PLLA薄膜对照组电压响应峰值信号的2倍。因此，通过往PLLA薄膜合理掺杂IL和适当退火处理能够获得高压电性能的左旋聚乳酸薄膜。
关键词：左旋聚乳酸;离子液体;退火时长;压电性能
作者单位：五邑大学智能制造学部
引文格式：朱惠煜,杨建,何梓峰等.离子液体掺杂左旋聚乳酸薄膜的制备及压电性能研究[J].机电工程技术,2023,52(11):81-84.
18
标题：基于有限元法的镍铝青铜切削机理分析
作者：李鹏;施展;侯晨智;
摘要：复杂曲面切削加工过程复杂，涉及许多现象。加工复杂曲面时常采用铣削方式。考虑热力耦合研究了复杂曲面切削过程的切削机理。为了更直观地分析复杂曲面的切削机理，建立了镍铝青铜二维直角切削的有限元仿真模型，研究切削过程中切削力的变化情况，以及切削过程中切屑的产生机理。从工艺参数和刀具几何参数两个方面分析直角切削过程中切削力的变化规律。仿真结果表明:切削力随切削速度的增加而缓慢减小，随切削速度的增加而增加，随着刀具前角的增加而减小。切削过程中，在第一变形区材料的应力最大，当应力值突破极限值时会产生切屑。及时清除切屑可以维持加工精度。
关键词：热力耦合;切削力;有限元仿真;复杂曲面
作者单位：大连交通大学机械工程学院
引文格式：李鹏,施展,侯晨智.基于有限元法的镍铝青铜切削机理分析[J].机电工程技术,2023,52(11):85-87+142.
19
标题：精密结构件用铅黄铜的性能研究
作者：梁梦媛;靳磊;凌真;肖平;
摘要：精密结构件的材料常为铅黄铜，但国产铅黄铜存在加工易变形、表面粗糙、刀具损耗大等问题，造成国内市场缺口。通过金相、拉伸、氨熏和加工验证试验，对比了不同产地材料在金相组织、残余内应力和力学性能方面存在的差异，分析总结了性能良好的铅黄铜材料特点，优化了铅黄铜残余内应力检测方法，修正了早期铅黄铜加工性能的评估经验数据，为材料的改进和选用提供了方向。结果表明：精密结构件用铅黄铜的加工性能与其金相组织、残余内应力和力学性能有关，为保证加工性能优良，其铅相应该均匀弥散且平均尺寸不超过15μm，抗拉强度与伸长率之比应介于15～35 MPa/%之间；铅黄铜的残余内应力，采用氨熏实验法加裂纹显示剂的方法可清晰检测，在270℃保温4 h可有效消除残余内应力。
关键词：国产铅黄铜;精密结构件;铅相;残余内应力;力学性能
作者单位：飞亚达精密科技股份有限公司;深圳市飞亚达科技发展有限公司
基金项目：深圳市技术攻关面上项目（20210726173510001）
引文格式：梁梦媛,靳磊,凌真等.精密结构件用铅黄铜的性能研究[J].机电工程技术,2023,52(11):88-90+133.
20
标题：基于工业物联网的鼓风曝气设备远程监控系统
作者：杨楚歆;李禄达;梁华轩;麦丽菊;沈大财;
摘要：随着工业物联网相关设备和技术的快速发展，基于工业物联网搭建的远程监控系统在越来越多的工业场景得到应用。以鼓风曝气设备为研究对象，结合多个仿真软件和开源平台搭建了一套基于工业物联网的鼓风曝气设备远程监控系统。该系统鼓风曝气设备的数据采集模块，连接设备与云服务器的中间模块，云服务器模块与物联网云平台模块4个模块组成。数据采集模块通过将变频器和传感器数据传输到PLC （可编程逻辑控制器）实现，使用仿真软件ModSim32进行数据模拟风量、温度、压力、噪声等数据；中间模块采用开源网关平台Neuron实现智能网关的相关功能；云服务器模块采用开源MQTT云服务器EMQX；物联网云平台模块使用开源工具Node-RED开发，包括设备控制、数据可视化、历史数据查询和故障报警记录等功能。通过实验研究，最终实现了从鼓风曝气设备到工业物联网云平台的数据交互，为传统的鼓风曝气设备进行数字化和信息化改造提供了切实可行的方案。
关键词：工业物联网;鼓风曝气;MQTT;智能网关
作者单位：广东省机械研究所有限公司
基金项目：2022年度广东省科技创新战略专题资金（省属科研机构稳定性支持）项目（粤科资字【2023】19号）
引文格式：杨楚歆,李禄达,梁华轩等.基于工业物联网的鼓风曝气设备远程监控系统[J].机电工程技术,2023,52(11):91-95.
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标题：基于冷端优化的二次循环冷却核电汽轮机选型研究
作者：初广宇;冉志超;
摘要：以某核电站机组工程为例，系统分析影响核电站机组二次循环冷却系统汽轮机主要因素，提出核电站机组二次循环冷却系统汽轮机选型优化路径，在冷端优化理论指导下设计汽轮机选型方案，通过分析确定核电站机组二次循环冷却系统汽轮机选型最佳方案。结果显示四排六汽多背压方案为最佳汽轮机选型方案，相对于三缸四排汽方案而言经济效益更高，符合二次循环冷却核电汽轮机选型需求。由分析结果可知，汽轮机选型是核电站机组工程重点项目之一，在核电站机组二次循环冷却系统汽轮机选型过程中立足实际情况，基于冷端优化进行设计，并通过技术经济评价选择最佳核电机组汽轮机选型方案，可在一定程度上保证汽轮机组安全、稳定、灵活运行，促进核电站机组二次循环冷却系统优化发展。
关键词：冷端优化;二次循环;汽轮机;核电
作者单位：中核辽宁核电有限公司;中核霞浦核电有限公司
引文格式：初广宇,冉志超.基于冷端优化的二次循环冷却核电汽轮机选型研究[J].机电工程技术,2023,52(11):96-99.
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标题：基于NX MCD虚拟调试的三轴桁架搬运机械手设计
作者：丁云鹏;冯国铜;李克强;赵洪锋;薛迎春;王勇;
摘要：以虚拟调试技术为手段完实现了桁架搬运机械手机械和电气部分的数字化并行设计。首先对产品功能进行分析，然后利用西门子NX软件的机电一体化化概念设计模块（Mechatronics Concept Designer,MCD）完成了桁架机械手的机械设计、运动仿真环境的搭建，利用西门子博途TIA软件完成了运动控制PLC程序的编制以及人机交互界面的设计，然后通过NX MCD与TIA软件的联合仿真实现了桁架机械手的虚拟调试，最后根据合适的零部件选型完成了设备的详细设计，从而实现了在数字化环境中桁架机械手的整体设计，为后续的样机试制提供了依据。该方法通过虚拟调试的手段，将机械结构设计与电气程序设计在数字化环境下完成同步开发和设备验证，相较传统的设备开发模式缩短了产品的开发周期，为机械装备开发企业提供了借鉴。
关键词：NX MCD;虚拟调试;机械手
作者单位：苏州工业职业技术学院精密制造工程系;宁德时代新能源科技股份有限公司;苏州麻雀智能科技有限公司
"基金项目：江苏省高校自然科学基金面上项目（23KJD460007）;;
江苏高校青蓝工程优秀青年骨干教师（2021）;;
江苏省高校“青蓝工程”优秀教学团队（202219QL006）;;
江苏省职业教育智能制造装备技术技艺技能传承创新平台（2023MSGZS001）"
引文格式：丁云鹏,冯国铜,李克强,等.基于NX MCD虚拟调试的三轴桁架搬运机械手设计[J].机电工程技术,2023,52(11):100-103+151.
23
标题：基于幽门螺旋杆菌检测的自动封闭袋设计
作者：丘永亮;邱腾雄;黄艳丽;林聚豪;陈敦信;
摘要：介绍了幽门螺旋杆菌检测自动封闭袋的设计。首先，介绍幽门螺旋杆菌与多种疾病的密切相关性及其检测方法，指出常用的呼气检测法存在的问题。提出幽门螺旋杆菌检测自动封闭袋的设计的的作用和优点，接着对幽门螺旋杆菌检测自动封闭袋结构组成中的吹气管、橡胶密封环、通气杆、袋体、粘接环等5部分的结构进行详细的介绍。从而明晰自动封闭袋的设计原理，即由自动封闭袋的袋体在吹入气体压力的作用下拉动通气杆，使得通气杆前端部连接的橡胶密封环在拉力的作用下堵住通气杆进气口，实现袋体的自动封闭。最后，对自动封闭袋进行测试验证，验证结果表明应用自动封闭袋进行检测的准确性为100%。最后，介绍幽门螺旋杆菌检测自动封闭袋的应用，以及未来发展前景。
关键词：幽门螺旋杆菌;自动封闭袋;检测
作者单位：广东工贸职业技术学院;香港大学
"基金项目：2022年广东省科技创新战略专项资金项目（pdjh2022a0817）;;
2021广东省普通高校特色创新类项目（2021KTSCX206）;;
广东工贸职业技术学院产学研合作协同育人重点项目（2021-CXY-12）"
引文格式：丘永亮,邱腾雄,黄艳丽,等.基于幽门螺旋杆菌检测的自动封闭袋设计[J].机电工程技术,2023,52(11):104-106.
24
标题：智能物流搬运机器人设计
作者：吴丽丽;黄海燕;孙文骏;
摘要：为了解决物流行业物料种类繁多，分拣、搬运、摆放精准度、可靠性不高，路径规划单一等问题，自主设计并制作了一款新型智能物流搬运机器人。该机器人以STM32F407为主控制器，选用4个37GB-545B自带编码器的直流减速电机作为输出动力，控制麦克纳姆轮旋转，从而带动底盘及其上端部件移动；陀螺仪检测机器人运动姿态和位置，为运动、机械手模块的动作提供反馈信息；通过对搬运物料的结构分析，基于SolidWorks三维软件设计多自由度机械手，机械手的手爪部分采用可拆卸式设计，满足不同物料需求，机械手的4个舵机相配合可以实现全方位抓取物料；视觉模块实现二维码读取搬运任物，识别物料的颜色和不同颜色色环及色环圆心；电源模块为各模块提供所需要的直流电源。设计的机器人通过多次调试和优化，能实现全程自主运行，无差错地完成二维码识别、物料颜色识别和物料的抓取，实现精准定位和出色的完成物料的精准摆放。
关键词：物流搬运机器人;STM32F407;视觉模块;机械手
作者单位：浙江广厦建设职业技术大学智能制造学院
"基金项目：精品在线开放课程建设（2021BkJP13）;;
浙江省高校国内访问学者教师专业发展项目（FX2022154）"
引文格式：吴丽丽,黄海燕,孙文骏.智能物流搬运机器人设计[J].机电工程技术,2023,52(11):107-112.
25
标题：基于触觉传感的蛇形搜救机器人的设计与开发
作者：刘健;王增增;李帅;王若楠;刘文君;刘子铭;田景润;
摘要：将机器人应用于灾后救援领域可以在提高搜救效率的同时降低对救援人员的安全威胁，为了解决目前搜救机器人灵活性不足、不能适应复杂路况等问题，设计了一款新型的蛇形搜救机器人。该机器人依据蛇的身体结构进行机械设计，并借助蛇形机器人运动模型等基础知识，通过MATLAB和PyCharm编程软件进行设计。首先，建立了该机器人的运动模型；其次，对该机器人的机械结构进行了介绍；然后，建立了控制系统并提出了相应的移动控制策略；最后，通过实验来测试该机器人的移动能力以及信息采集效果。结果表明：机器人可以借助触觉传感以及有效的运动步态实现了适应灾后复杂地形的功能要求。与传统的搜救机器人相比，该机器人具有适应能力强，搜救范围广和系统可靠性高等特点，且其可以为幸存者输送救援物资以提高营救成功率。
关键词：蛇形机器人;机械设计;灾后救援;运动模型;触觉传感
作者单位：天津工业大学工程教学实习训练中心;天津工业大学软件学院;天津工业大学经济与管理学院;天津工业大学计算机科学与技术学院
基金项目：天津市大学生创新训练计划项目（202210058057）
引文格式：刘健,王增增,李帅,等.基于触觉传感的蛇形搜救机器人的设计与开发[J].机电工程技术,2023,52(11):113-116.
26
标题：基于柔索长度偏差的踝关节康复机器人训练模式优化
作者：唐小强;张化平;刘杰;周阳;把翠芳;
摘要：根据踝关节运动特点并综合柔索牵引踝关节康复机器人柔索长度偏差，对踝关节康复机器人训练模式进行优化。分析了踝关节背屈/跖屈、内翻/外翻、内旋/外旋运动机理和运动范围，并运用正弦函数表达踝关节背屈/跖屈、内翻/外翻、内旋/外旋运动；根据机器人空间构型，建立了柔索牵引踝关节康复机器人的柔索运动学模型，经分析，柔索4的长度变化范围为-35～+180 mm，柔索1～柔索3变化范围相同，为-5～+60 mm；柔索4的长度变化范围是柔索1～柔索3的3倍。针对康复训练过程中4根牵引柔索长度变化偏差过大的问题，重新对背屈/跖屈、内翻/外翻、内旋/外旋运动的正弦函数表达式进行分析，经讨论，有8种康复训练模式满足踝关节康复训练要求；以四根柔索长度变化偏差最小为优化边界，通过仿真分析，获得了柔索牵引踝关节康复机器的最优训练模式，优化后的训练模式4根柔索长度变化偏差相比于初始训练模式缩小了30%。
关键词：踝关节运动特点;运动范围;正弦函数;柔索牵引;运动模式;最优训练模式
作者单位：兰州石化职业技术大学机械工程学院
"基金项目：甘肃省教育厅高校教师创新基金项目（2021A-223）;;
国家大学生创新创业训练计划项目（202216209008）"
引文格式：唐小强,张化平,刘杰,等.基于柔索长度偏差的踝关节康复机器人训练模式优化[J].机电工程技术,2023,52(11):117-119+159.
27
标题：基于组合赋权的配送机器人软件易用性评估
作者：黄文财;钟远生;朱晓鹏;蒋美玲;
摘要：针对当前配送机器人软件易用性评估指标和评估方法缺乏的问题，提出一种基于组合赋权的配送机器人软件易用性评估方法，结合配送机器人软、硬件，以用户体验水平为中心，构建机器人软件的可辨识性、易访问性、易学性、用户差错防御性、易操作性、用户界面舒适性、易理解性等易用性指标；运用主观赋权法基于专家经验和知识保证评估的合理性，应用客观赋权法基于客观数据计算权重，确保评估的科学性，同时采用组合赋权法克服主客观单一赋权的局限性，又综合考虑主客观赋权法的科学性和合理性。最后，将该方法应用于某实验室配送机器人软件上，结果为8.766，对应等级R4，表明该软件综合评价等级为良好，满足用户对配送机器人软件的易用性要求，且该结果与预案评审结果一致，验证了该方法在易用性评估中的有效性和适用性。
关键词：配送机器人软件;软件易用性评估;主客观赋权法;组合赋权
作者单位：广东产品质量监督检验研究院;国家市场监管重点实验室(智能机器人安全);广州赛特智能科技有限公司
基金项目：国家市场监督管理总局科技计划项目（2022MK095）
引文格式：黄文财,钟远生,朱晓鹏,等.基于组合赋权的配送机器人软件易用性评估[J].机电工程技术,2023,52(11):120-122+155.
28
标题：多品种智能移动终端柔性制造多层次建模及优化
作者：李晓涛;李朝晖;赵松涛;侯吉良;张杨志;陈瑞婷;
摘要：针对智能移动终端多品种变批量生产模式造成的产线切换频繁、设备负荷不均衡等问题，以瓶颈工序贴片机为研究对象，分析贴装工艺路径机理，提出一种贴装顺序动态调整策略，构建以贴装路径最短为目标的数学模型，利用遗传算法得到全局最优解，缩短贴头运行距离；通过智能移动终端产品加工过程关联特征，提出一种相似度计算的产品成组策略，建立以切换次数及时间最小化为目标的多品种聚类组合模型，使得同一组合内所有相似产品无需换线，减少产线切换损失；在多品种聚类成组基础上将不同组别产品合理分配至各产线上，构建以实际加工时间最小且各产线节拍保持一致为目标的车间均衡调度模型，减少空闲等待时间。通过构建“单台设备贴装路径-产线多品种切换-车间多产线均衡”多层次模型，优化贴装工艺路径，单批次产品加工过程中贴头运行距离缩短了1 539.65 mm，产线切换时间缩短了50%，各产线实际加工时间与理想节拍相差不超过1 s。
关键词：柔性制造;多层次建模;贴装路径优化;多品种切换;产线均衡
作者单位：广东省智能机器人研究院
基金项目：第六批广东省“珠江人才计划”引进创新创业团队项目（2016ZT06D189）
引文格式：李晓涛,李朝晖,赵松涛,等.多品种智能移动终端柔性制造多层次建模及优化[J].机电工程技术,2023,52(11):123-129.
29
标题：基于PLC与工业机器人的码垛工作站控制系统设计
作者：张俊;刘天宋;陈义伟;李超;
摘要：结合车间的码垛工艺，提高码垛的效率，设计了一种基于PLC与工业机器人的码垛工作站控制系统。该系统以ABB工业机器人和西门子S7-200 smart为控制核心，采用以太网通信，结合威纶通触摸屏技术、变频器技术设计了码垛工业机器人的控制系统，该系统能自动完成物料准备、机器人自动拾取工具、取物料、码垛、送料等功能。系统设计完毕后在某电子设备厂进行码垛测试，原厂两班制8人、24 h连续生产情况下，受限于员工技术，产能存在±8%波动，同时受限于员工身体疲劳状况，码垛出错率为3～5%。测试结果表明，所设计系统的码垛准确率达99%，生产线中实现了自动码垛。实际应用证明，该控制系统投入生产后，效率明显提高，人力成本降低，准确率率提高，在码垛行业具有广阔的应用前景。
关键词：工业机器人;PLC;触摸屏;码垛
作者单位：江苏联合职业技术学院常州刘国钧分院
"基金项目：江苏省教育科学“十三五”规划课题（C-b/2020/03/03）;;
江苏联合职业技术学院课题（B/2020/10/061）;;
江苏高校“青蓝工程”资助项目;;
常州市科技计划项目应用基础研究计划（CJ20209033）"
引文格式：张俊,刘天宋,陈义伟,等.基于PLC与工业机器人的码垛工作站控制系统设计[J].机电工程技术,2023,52(11):130-133.
30
标题：PLC脉冲输出控制功能及其应用
作者：刘英会;岳伟利;张宗彩;
摘要：PLC在机电设备控制上具有广阔的市场，为正确利用其指令输出实现控制功能，对欧姆龙PLC脉冲输出控制的特点进行了分析，对脉冲输出控制端子的分配、模式的选择、内部特殊继电器的利用以及脉冲输出所用到的几种指令进行了详细的介绍，并且采用单独模式和连续模式两种控制方法介绍了脉冲输出控制功能的应用方法。在应用实例中首先对PLC脉冲输出端口，脉冲输出方式进行设置，并在编程软件中使用对应的脉冲输出端口及特殊功能继电器区域，结合基本逻辑指令完成对梯形图指令的编写，并对程序中所用到的参数意义等进行了具体的阐述。通过对脉冲输出控制功能知识的介绍及在具体实例中的应用帮助使用者快速掌握欧姆龙PLC的脉冲输出控制功能，正确利用其进行精准的运动控制。
关键词：PLC;脉冲输出;CP1H
作者单位：朔州职业技术学院;中煤平朔发展集团有限公司;西北工业大学机电学院
引文格式：刘英会,岳伟利,张宗彩.PLC脉冲输出控制功能及其应用[J].机电工程技术,2023,52(11):134-137.
31
标题：基于PLC的全自动三维平板织机控制系统研制
作者：汪林俊1,2,3林富生1,2,3宋志峰1,2,3余联庆1
摘要：针对目前国内纺织行业快速发展，与国防军工等众多行业融合却缺少成型的生产设备问题，研制一种基于PLC的全自动三维平板织机。通过对现有织机的分析学习，对全自动三维平板织机进行总体方案设计，确定其工作流程，重点解决织机无法满足较多种织物的设计需求、无法实现高效自动化生产、后期维护困难等问题。在控制系统硬件方面，确定气动控制的方案、电气控制的设计与选型、PLC和HMI传感器型号的选取、控制柜的设计；在软件方面，在MagicWorks PLC V2.22中进行主控制器的逻辑编程，使用EasyBuilder Pro进行HMI设计，实现人机交互。结果表明：整台设备能够实现角联锁织物及其他类似织物织造工艺的全自动，织物废弃率为5%～10%，效率可达到150 mm/h，满足生产要求。
关键词： 全自动三维平板织机;HMI;PLC;控制系统;
作者单位：1. 武汉纺织大学机械工程与自动化学院2. 三维纺织湖北省工程研究中心3. 湖北省数字化纺织装备重点实验室
引文格式：汪林俊,林富生,宋志峰等.基于PLC的全自动三维平板织机控制系统研制[J].机电工程技术,2023,52(11):138-142.
32
标题：基于PLC控制的叉车油箱全自动上料装置设计
作者：沈姣;汪军;
摘要：随着机器人技术的迅猛发展，叉车车架的组焊也越来越多地采用自动化、智能化的生产方式。油箱作为叉车车架的重要组成部件之一，其传统的生产方式是人工将前道工序焊接好的油箱翻转过来，再将油箱搬运到机器人抓取的位置，等待机器人将其搬运到焊接模具上进行组焊。不同于传统的人工搬运组焊生产模式，综合考虑PLC控制器和搬运机器人控制灵活、可靠性高、体积小、质量轻、维修方便、操作简单的特点，基于三菱Q系列PLC控制器设计了一套叉车油箱全自动上料装置。该装置结构设计可靠，生产布局合理，制作工艺简单，整体质量轻量化，维护成本低，可以自主完成叉车油箱的远程输送、组焊前快速翻转和整体组焊前的精确定位，实现叉车油箱上料的无人化，减轻人工劳动强度，保证后续焊接质量，提高叉车车架焊接生产线的工作效率。
关键词：叉车车架;焊接;油箱;自动化;上料装置;PLC控制
作者单位：江苏省特种设备安全监督检验研究院无锡分院
引文格式：沈姣,汪军.基于PLC控制的叉车油箱全自动上料装置设计[J].机电工程技术,2023,52(11):143-146+173.
33
标题：基于PLC系统的平面移动式立体车库设计与实现
作者：李芹芹;陈苏;张继红;
摘要：平面移动式立体车库以其独特的优势，成为改善立体车库行业发展停滞不前现状的有力突破口。基于伸缩梳齿式平面移动式立体车库，从建筑平面布置、立体车库结构及工作原理、控制系统的硬件设计及选型、基于PLC控制程序的二次软件开发设计等方面进行论证分析，寻求最优方案，并应用于某一大型立体停车库工程中。结果表明：该控制系统功能良好，各程序块的功能满足既定要求，试运行阶段故障率低于市场水平。存取车效率与理论计算值接近。所设计的车库满足建设用地及目标客户的使用需求。
关键词：平面移动;控制系统;PLC;存取车效率
作者单位：中南建筑设计院股份有限公司
引文格式：李芹芹,陈苏,张继红.基于PLC系统的平面移动式立体车库设计与实现[J].机电工程技术,2023,52(11):147-151.
34
标题：全套管柱自动化集成控制系统开发与应用
作者：吴枝国;税理中;盛益;薛程;
摘要：针对我国石油钻井技术向自动化、智能化方向发展，但缺少与其相匹配的自动化、智能化的管柱处理系统的问题，对管柱处理自动化的核心部分集成控制系统进行开发。该系统采用星形网络拓扑结构的设备通信方式以及独立备用通信系统，实现采用双机双控的方式实时显示和控制的目的。设计了全套管柱自动化集成控制系统的3个重要组成结构，即视频监控系统、安全互锁以及钻台面AI智能监控。将该系统应用于某8 000 m钻机现场。结果表明：该系统能够对钻台面各管柱自动化处理设备的待机状态和运动情况进行实时监测，具有对人员进入安全红区进行预警识别，实时监测井队现场的火苗烟雾、人员是否佩戴安全帽、吸烟、人脸及跟踪等20多项功能，自动化和智能化程度更高。配合司钻房“一键式操作”控制配套的管柱自动化处理装置实现下套管等过程中管柱传送和搬运、起下钻以及直接驱动和控制，进而实现钻进的目的；该控制系统各项技术指标均满足现场作业要求。
关键词：管柱处理;集成控制;自动化;安全设计
作者单位：中石化华东石油工程有限公司
引文格式：吴枝国,税理中,盛益等.全套管柱自动化集成控制系统开发与应用[J].机电工程技术,2023,52(11):152-155.
35
标题：基于仿生设计的四足类壁虎机器人
作者：帖轩正;李秋宇;严洁;杨潇;周鹏;骆佼;
摘要：设计了一种基于仿生设计的四足类壁虎仿生机器人。在分析壁虎步态的基础上，建立一种以连杆为基础结构的机械结构，并通过模块化设计思想以及仿生学原理进行仿真计算。以板块、连杆机构组成的机械骨架与电控部分协调配合，从而达到对角步态及S形运动的仿真效果。通过分析计算，获得该机器人的步态规律以及预估运动速度，通过实验验证了该设计的可行性。该仿生机器人具有结构简单、体型小、质量轻、控制容易等优点，有较广的应用范围，如工厂巡逻、管道气体泄漏检测、野外监测等。
关键词：四足机器人;机械结构;类壁虎仿生;仿真设计
作者单位：上海工程技术大学艺术设计学院;上海工程技术大学机械与汽车工程学院
基金项目：上海市大学生创新训练项目（Cs22011011）
引文格式：帖轩正,李秋宇,严洁等.基于仿生设计的四足类壁虎机器人[J].机电工程技术,2023,52(11):156-159.
36
标题：基于机器视觉通信线缆接口检测
作者：范金生;马善农;周显恩;
摘要：近年来机器视觉在智能化领域逐渐火热，目前已经广泛应用于各种智能化制造过程中。为解决受周边环境影响运行产生的抖动问题，以及产线上的相机拍摄光线不足出现噪声明显的问题，提出一种基于机器视觉的图像增强算法，使用基于双边滤波的图像增强算法突出图片的特点，利用灰度分布、阈值切割和均值滤波等方法，对抓取的图像进行处理，实验结果表明，通过改进算法处理后的图像效果有显著提高。同时，针对传统通信线缆接口检测产线工作台机动性差而导致机台间无法交替使用的问题，提出一种灵活的安装方法，该安装方法能够在各机台间交替稳定使用。
关键词：机器视觉;图像增强;阈值分割;图像处理
作者单位：东华理工大学机械与电子工程学院;吉安市电子信息研究院
基金项目：国家自然科学基金资助项目（62163004）
引文格式：范金生,马善农,周显恩.基于机器视觉通信线缆接口检测[J].机电工程技术,2023,52(11):160-164.
37
标题：大跨度中厚板边缘视觉识别与打磨引导研究
作者：吴立华;申启访;黄冠成;陈新度;
摘要：中厚板切割自由边打磨质量影响后续焊接等工艺性能，机器人打磨的高效一致性能很好地保证后续工艺要求，对大跨度中厚板的边缘打磨提出了视觉图像识别引导的方法。首先对随机尺寸或形状大跨度中厚板进行远视场全局图像采集，利用基于HED融合算法的全局图像边缘稳定识别，然后基于全局边缘路径引导，对局部近视场边缘3D点云图像采集分析并提取边缘点集，最后根据工艺进行参数调整后进行定位引导动态打磨去毛刺测试。结果表明：打磨深度和打磨宽度均符合打磨要求，并且局部的点云检测可以有效进行边缘异物实时检测，避免设备异常碰撞损坏。对于难以精准定位大跨度大重量甚至自由边不规则的多类型中厚板的机器人打磨，以上方法可以极大提高打磨效率以及保证边缘打磨效果的一致性，极好地满足后续焊接工艺的需求。
关键词：中厚板;机器人打磨;三维视觉;深度学习
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
"基金项目：广东省基础与应用基础研究基金项目（2021A1515110035）;;
广东省普通高校重点科研平台项目（2020CJPT008）"
引文格式：吴立华,申启访,黄冠成等.大跨度中厚板边缘视觉识别与打磨引导研究[J].机电工程技术,2023,52(11):165-169.
38
标题：基于机器视觉的工业机器人工件分拣系统
作者：蒋智蓓;崔亚飞;秦龙;
摘要：工业机器人在工业生产中的应用越来越广泛，但机器人缺乏感知能力，所以它还没有达到工业自动化的水平。随着机器视觉的发展，新兴技术已被应用于工业机器人，以提高生产效率。在智能改进中，机器视觉起着至关重要的作用。设计了一种基于机器视觉工业机器人的工件分拣系统。该系统通过相机在工件上进行图像采集，拍摄工件图像；然后，通过相机标定，获得三维空间中物体的几何信息，以重建和识别物体；之后，通过采用Canny算法获取工件边缘信息，进行工件的图像预处理，为后续图像处理做铺垫；提出结合概率霍夫变换和弗里曼链码算法，对工件进行图像形状识别；计算工件中心空间坐标，指导机器人完成分拣工作。实验结果表明，该分选系统能够实现快速工件识别，从而满足分拣的要求。
关键词：工业机器人;机器视觉;工件分拣
作者单位：永州职业技术学院
基金项目：湖南省自然科学基金资助项目（2022JJ60081）
引文格式：蒋智蓓,崔亚飞,秦龙.基于机器视觉的工业机器人工件分拣系统[J].机电工程技术,2023,52(11):170-173.
39
标题：基于深度相机与激光雷达数据融合SLAM方法研究
作者：吴耀威;吴自然;赵宇博;缪宏圣;
摘要：移动机器人的安全运行依赖于可靠的地图构建，现有的同步定位和地图构建（SLAM）方法通常使用相机或者激光雷达构建地图。然而使用单线激光雷达无法检测低于扫描平面的障碍物，使用深度相机虽然能获取三维空间障碍物信息，但由于相机视场过小等限制导致数据中可用信息过少。针对上述单一传感器SLAM方案中存在的缺点。提出一种单线激光雷达与深度相机数据融合的SLAM方法。首先对深度相机数据进行预处理，然后标定出深度相机与激光雷达传感器的外参矩阵，之后利用得到的传感器外参矩阵将深度相机点云数据转换至激光雷达坐标系进行数据融合，最后将融合后的激光雷达扫描数据输入GMapping算法构建二维占据栅格地图。通过搭建Gazebo仿真环境验证所提出的融合方法的可行性与有效性，仿真实验结果表明该方法能够有效融合相机与激光雷达信息，检测地面微小障碍物，建立更加完善的占用栅格地图。
关键词：传感器数据融合;SLAM;激光雷达;深度相机
作者单位：温州大学电气与电子工程学院;温州大学乐清工业研究院
基金项目：温州市攻关项目（ZG2020049）
引文格式：吴耀威,吴自然,赵宇博等.基于深度相机与激光雷达数据融合SLAM方法研究[J].机电工程技术,2023,52(11):174-179.
40
标题：基于机器视觉的流控元件气密性检测设备的研发
作者：施敏;邹建华;卢伟健;伍建桦;
摘要：流控元件出厂前必须通过气密性检测。将传统的机械设备与机器视觉相结合，实现流控元件气密性视觉检测设备的研发，该设备具有多工位同时检测、水缸自动进排水、元件自动上下料、自动加压、自动采集图像等功能。定制的智能视觉检测系统可以手动设置相机参数、更改检测范围、自定义图像算法的关键参数值等。视觉检测系统先通过相机连续抓取图像，再对图像进行预处理，气泡特征分析，获取元件在水中承压时因泄露产生的气泡图像，再与气泡特征库数据进行比对，最终输出检测结果，同时将后台数据自动添加至气泡特征库。该设备在工厂已稳定运行运行一段时间，能识别出直径小于0.1 mm的气泡，通过实验测试结果表明，机器视觉代替人工检测，具有检测效率高、检测成本低、自动化程度高等特点，能有效避免人工检测时出现的误检和漏检情况，可在流控元件生产厂家推广应用。
关键词：流控元件;气密性;视觉检测;图像处理;气泡
作者单位：广东顺德西安交通大学研究院
基金项目：2020年佛山市产业领域科技攻关专项（2020001006827）
引文格式：施敏,邹建华,卢伟健等.基于机器视觉的流控元件气密性检测设备的研发[J].机电工程技术,2023,52(11):180-182+236.
41
标题：基于机器视觉的鸽子种蛋识别技术与装置
作者：冯燕柱;蔡肯;宋安亮;林钦永;铁风莲;
摘要：针对鸽子种蛋人工挑选效率低、主观性大的问题，研究了基于机器视觉的鸽子种蛋识别技术并设计出鸽子种蛋识别装置。采用工业相机完成鸽子种蛋图像的采集，运用灰度化、二值化等算法提取了所采集的鸽子种蛋图像中鸽子蛋区域以获得鸽子蛋的蛋重和蛋形指数信息。分析了鸽子蛋受精特征的特点，对鸽子种蛋区域图像进行灰度转换、二值化和形态学膨胀处理以获得包含受精特征的区域，提出了利用绿色通道图像增强受精特征的方法，获取红、绿、蓝三通道的受精特征区域图像，将红色通道受精特征区域图像与其余两通道图像对比获得受精特征，再结合受精特征的区域大小进行受精判断。实验结果表明该方法能够识别鸽子蛋的受精特征，综合蛋重、蛋形指数和受精情况3项数据进行种蛋挑选。
关键词：机器视觉;鸽子种蛋;自动识别
作者单位：仲恺农业工程学院自动化学院
引文格式：冯燕柱,蔡肯,宋安亮等.基于机器视觉的鸽子种蛋识别技术与装置[J].机电工程技术,2023,52(11):183-185+212.
42
标题：基于Jetson Nano的视觉识别搬运智能车
作者：李鑫;王树强;李猛;吴磊;张天翼;
摘要：介绍一种具有SLAM建图以及视觉识别功能的智能车。传统的AGV智能车通过有预设参照介质进行固定路径的运动，无法自动避障及重新规划路径，自动化程度较低，柔性较差，且存在安全隐患。为提升传统AGV智能车的自动化程度，去除了传统AGV车的巡线系统，增设了激光雷达与深度相机，通过激光雷达与深度相机的协作实现SLAM建图、路径自动规划与物体识别等功能。通过Ubuntu系统，调用功能包，向主控下达指令，Jetson Nano主控在接收到指令后，将指令下达至各电路模块，开启激光雷达和深度相机驱动。激光雷达将周围环境信息反馈到主控，由ROS系统生成实时二维地图，可自动规划路径到达指定位置。深度相机辅助定位物体，通过Open CV平台确定物体摆放姿态，并将信息传入主控系统。主控通过电机驱动来控制机械臂完成对物体的抓取工作。整个过程可在ROS机器人系统内置的RVIZ三维可视化平台中完成并监控。通过进行实地测试，智能车在完成SLAM建图，自动路径规划及识别物体并抓取这一流程上的成功率接近80%，初步掌握了该智能车正常工作的参数。
关键词：SLAM建图;视觉识别;自动驾驶;路径规划;自动避障
作者单位：沈阳化工大学机械与动力工程学院
引文格式：李鑫,王树强,李猛等.基于Jetson Nano的视觉识别搬运智能车[J].机电工程技术,2023,52(11):186-190.
43
标题：基于机器人与视觉的激光雷达芯片组装设备技术研究
作者：梁华轩;冼业荣;沈大财;阮毅;杨楚歆;麦丽菊;
摘要：芯片组装属于激光雷达生产的关键工艺。结合企业的实际生产及工艺需求，针对激光雷达组装涉及到的节拍与质量环节，设计一种激光雷达组装、点胶及视觉检测的设备，用以取代目前人工作业。针对企业实际生产过程中的痛点难点，对生产工艺流程进行分解模拟，确定设备的运动机构、视觉及自动化方案。多轴机器人和电缸用于上下料、芯片组装及点胶，视觉进行机器人引导与产品检测。C#语言开发的上位机取代传统的工业触摸屏作为整个设备的控制中枢，PLC完成逻辑动作的控制，最终完成芯片组装及检测设备的开发。人机交互合理，柔性化程序较高，上位机可接收生产系统下发的工单，无需人员值守即可投入生产，可有效减少生产人员，提高激光雷达的生产节拍及工艺质量，具有较高的实用性和借鉴意义。
关键词：激光雷达;C#;机器人;S7-1200;信息技术
作者单位：广东省机械研究所有限公司
基金项目：2022年度广东省科技创新战略专项资金（省属科研机构稳定性支持）项目（粤科资字【2023】19号）
引文格式：梁华轩,冼业荣,沈大财等.基于机器人与视觉的激光雷达芯片组装设备技术研究[J].机电工程技术,2023,52(11):191-197+203.
44
标题：图腾柱无桥PFC的同步整流优化控制
作者：王传奇;陈威;林振权;
摘要：由于图腾柱无桥PFC电路的电流采样电路存在相位滞后，普通的单阈值电流比较方案不能正确检测电感电流的过零点，这引起了同步整流管的误关断，从而导致在断续导电模式下电感电流发生反灌。针对上述问题，提出了一种可变正负阈值电流比较策略。首先分析了导致电感电流检测不准确的原因；其次分析了在不同控制模式下电感电流产生反灌的过程，在此基础上给出了电流过零比较阈值的选取方法；通过仿真和实验验证了所提方法的有效性，相比于普通单阈值电流比较策略，通过改变电感电流过零点的比较策略优化了高频开关管的控制效果。结果表明该方法使电路的效率提升了3.7%，功率因数增加了6%，反向电感电流在输入电压20°相位时减小了77.8%。该方法可以有效抑制图腾柱无桥PFC电路运行在断续导电模式时电感电流的反灌，为研究新型的控制方法提供参考。
关键词：图腾柱PFC;反向续流;过零比较策略;数字控制
作者单位：温州大学电气与电子工程学院;温州大学乐清工业研究院
基金项目：温州市重大科技专项（ZG2021026）
引文格式：王传奇,陈威,林振权.图腾柱无桥PFC的同步整流优化控制[J].机电工程技术,2023,52(11):198-203.
45
标题：考虑电动汽车用户决策行为的电价型需求响应模型
作者：罗敏;杨景旭;周尚礼;赖雨辰;向睿;郭杨运;
摘要：为进一步挖掘电动汽车的需求响应潜力，提出考虑电动汽车用户决策行为的电价型需求响应模型。首先，分析用户参与电价型需求响应决策行为，用户在电价的引导下可以通过转移充电时段、调整充电时长等方式参与响应。其次，基于用户的消费者心理建立用户充电时间转移概率模型。然后，提出用户可调节充电时长的概念，建立用户充电时长调整概率模型。最后，通过仿真算例分析不同电价场景下充电站负荷的变化情况，研究用户对电价的敏感性。仿真结果表明，用户能够结合自身出行需求以及充电价的情况合理调整自己的充电时段和充电时长，具有较大的调节潜力。同时，用户的充电行为对充电价很敏感，在一定的峰谷电价差下能够很好地引导用户错峰充电，但是当峰谷电价差过大时，容易在谷时段形成新的充电高峰，进而导致充电设施紧缺。因此，电网侧可根据用户对充电价的敏感性设置合理的电价来充分挖掘用户的响应潜力。
关键词：电动汽车;充电站;电价;需求响应;用户
作者单位：南方电网数字电网研究院有限公司新型电力系统数字技术联合实验室
基金项目：中国南方电网有限责任公司科技项目（670000KK52210036）
引文格式：罗敏,杨景旭,周尚礼等.考虑电动汽车用户决策行为的电价型需求响应模型[J].机电工程技术,2023,52(11):204-208+255.
46
标题：基于SCADA数据风电机组发电性能评价研究
作者：王昊天;姬梓程;
摘要：从发电机组运行的数据声场角度出发，建立风电机组发电性能评价体系，从功率曲线、风性能、发电量数据、时间利用率4个角度，开展风电机组的性能评估，分析机组的可靠性、偏航性能、变桨性能指标，监测风电机组的运行状态。根据风电机组的SCADA数据，明确风电机组性能评价的流程，建立评估模型，最终取得风电机组发电性能状态指标。最终结果表明，功率曲线值保证值在95%以上，偏差角度平均值在-4.2°左右，限电实际电力占比在10%左右，时间利用率为58.2%左右。因此，风电机组的发电性能有待提升，存在保证值偏低、误差品行角度较高、发电量损失较大、时间利用率较低问题，需要对硬件进行检修，避免风电机组高频故障问题，确保风电机组各项发电性能指标符合要求。
关键词：SCADA数据;风电机组;发电性能;功率曲线
作者单位：华能环县新能源有限公司
引文格式：王昊天,姬梓程.基于SCADA数据风电机组发电性能评价研究[J].机电工程技术,2023,52(11):209-212.
47
标题：多工艺阶段柔性生产系统规划建模仿真研究
作者：杨小佳;林若波;
摘要：在定制化装备制造车间中，为了满足各种加工需求，会配置多种加工设备，并采用工艺导向布局，形成多个工艺阶段的柔性生产系统。企业在此类生产系统的建设规划中，面临着制造系统构成元素复杂性高、零件加工过程的工艺需求与可选设备柔性度大、加工过程随机返工带来的设备需求负荷波动性大等难题。为了解决生产系统建设规划难题，基于工厂仿真软件Plant Simulation，构建一类包括粗加工、热处理、精加工与装配工序的多工艺阶段柔性车间生产系统规划仿真平台。该平台实现了参数化产能平衡的功能，并在各工序阶段中内嵌了多种调度规则、多维度的性能指标与统计分析图表。实验结果表明该仿真平台能够有效分析各工序阶段产能均衡性与车间整体性能，帮助企业有效开展建设规划决策。
关键词：柔性生产系统;仿真规划;产能均衡;多工艺阶段
作者单位：揭阳职业技术学院机电工程系
"基金项目：广东省普通高校青年创新人才项目（2020KQNCX241）;;
揭阳职业技术学院科学研究项目（2020JYCKZ03）"
引文格式：杨小佳,林若波.多工艺阶段柔性生产系统规划建模仿真研究[J].机电工程技术,2023,52(11):213-217.
48
标题：AutoCAD在数控工程训练中的实践应用
作者：加有维;栗茂林;张育林;李党超;张铭;
摘要：在电火花线切割、激光切割以及加工中心等数控实践教学中，缺少实践经历和设计经验的低年级学生，容易出现课程进度缓慢或无法达到预期实习效果等问题。充分利用AutoCAD在二维图形设计上的优势，可提升学生在数控实践操作中的参与感和成就感。在线切割和激光切割实践教学中，利用网络检索感兴趣的图片，将图片导入图形设计，采用描图获得图形轮廓，最后加入自己的创意设计，为线切割和激光切割实践加工快速获得二维设计加工图。在加工中心实践教学中，将前期设计的二维矢量图作为草图导入三维造型软件中，再经过特征应用，进一步完成三维造型设计，为加工中心实践操作提供三维造型设计图。在数控加工的实践应用中，充分利用AutoCAD的设计功能，极大地增加了学生对实践操作的兴趣，提升了实践操作的学习效率，取得了很好的教学效果。
关键词：AutoCAD;数控工程训练;电火花线切割;加工中心
作者单位：西安交通大学实践教学中心(工程坊)
基金项目：2021年西安交通大学本科实验实践与创新创业教育教学改革研究专项项目（21SJZX46）
引文格式：加有维,栗茂林,张育林等.AutoCAD在数控工程训练中的实践应用[J].机电工程技术,2023,52(11):218-221.
49
标题：改进的粒子群模糊PID算法在温控系统中的应用
作者：谢竹逵;冯可;
摘要：针对细胞培养箱如何更好温控的难题，提出一种新的控制算法。该算法在粒子群模糊PID的基础上，将粒子群算法的惯性因子进行非线性余弦递减改进、学习因子根据迭代次数进行正弦形式的变化，将改进的粒子群算法对模糊控制器中的比例因子进行优化，去缓解模糊控制依赖专家经验的问题。并通过MATLAB/Simulink对改进粒子群模糊PID控制算法仿真，对比PID、模糊PID的温控效果，改进粒子群模糊PID的调节时间短、超调量小、抗干扰能力强，说明对细胞培养箱的温度控制具有明显的改善效果。
关键词：细胞培养箱;模糊PID控制;粒子群算法
作者单位：江西理工大学电气工程与自动化学院
引文格式：谢竹逵,冯可.改进的粒子群模糊PID算法在温控系统中的应用[J].机电工程技术,2023,52(11):222-225.
50
标题：基于数据驱动的进给系统跟随误差预测
作者：李海洲;谢丽军;周梦洁;黄冠文;杨杰;
摘要：近年来，随着信息技术的发展，智能制造成为了未来制造业发展的必然趋势，而数字孪生作为实现智能的关键使能技术，也越来越受到重视。其应用潜力也得到越来越多的关注。在数控机床领域，速度、加速度与数控机床进给系统的跟随误差密切相关，同时间隙、摩擦等因素对跟随误差的影响也不容忽视，需要对数控机床伺服系统的跟随误差进行建模分析。目前，传统的基于数学模型的建模方法难以完全表征数控机床伺服系统实际的物理特性，而机电联合仿真的建模方法计算过程复杂且计算量过大。为此，基于数字孪生技术对私服系统跟随误差进行建模预测，根据跟随误差预测结果对进给系统的孪生模型进行修正，构建了进给系统的高保真数字孪生模型，为进给系统提供了前馈误差补偿参考。
关键词：数字孪生;跟随误差;神经网络;进给系统
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
引文格式：李海洲,谢丽军,周梦洁等.基于数据驱动的进给系统跟随误差预测[J].机电工程技术,2023,52(11):226-231.
51
标题：Triz理论在滚动轴承故障诊断中的应用
作者：李云龙;熊鹏伟;李志农;
摘要：运用Triz创新理论致力于解决滚动轴承故障诊断准确率不高问题，根据创新方法的系统功能分析、系统因果分析和系统资源分析三大分析方法，列举负面功能，寻找根本原因，识别可用资源，确定问题突破点。首先，应用Triz理论的系统裁剪、物-场模型及标准解、技术矛盾和物理矛盾工具为解决滚动轴承故障诊断问题提供8个创新方法。随后，使用九屏幕法确定资源方案和使用尺度-时间-成本算子讨论极限条件下的解决方法。接着，分析达到理想化最终解的障碍是设备智能化程度低，数据采集和处理能力不足，缺少先进的故障预测和诊断技术，同时探讨不出现这种原因的条件。最后利用评价方法对方案的经济性、可行性和可靠性综合评价，提出了一种解决滚动轴承故障诊断问题的方法，具有重要的实际应用价值。
关键词：滚动轴承;Triz;故障诊断;创新方法
作者单位：南昌航空大学无损检测技术教育部重点实验室
"基金项目：科技部创新方法工作专项项目（2019IM010100）;;
江西省高等学校教学改革研究课题（JXJX-21-8-31）;;
江西省研究生优质课程"
引文格式：李云龙,熊鹏伟,李志农.Triz理论在滚动轴承故障诊断中的应用[J].机电工程技术,2023,52(11):232-236.
52
标题：基于AGA-BP网络的滚动轴承故障诊断方法研究
作者：刘鹏;胡超;陈聪;刘申君;
摘要：为了提高滚动轴承故障诊断的精度，提出了自适应遗传算法优化BP神经网络故障诊断模型（Adaptive Genetic Algorithm to Optimize BP,AGA-BP）。首先，针对遗传算法易早熟收敛、易陷于局部最优解的问题，通过自动调整交叉概率和变异概率的操作对遗传算法进行改进，并用自适应遗传算法优化BP神经网络的权值和阈值。其次，利用优化的BP网络对轴承正常、内圈故障、外圈故障和滚动体故障4种工况进行故障诊断。最后，将AGA-BP网络与BP、GA-BP网络进行测试对比，验证滚动轴承诊断的有效性。结果表明：AGA-BP网络诊断精度达97.83%，能够有效且准确地对滚动轴承进行故障诊断，且其诊断精度及误差收敛均优于其他诊断模型。提出的AGA-BP诊断模型更适用于滚动轴承的故障诊断。
关键词：BP神经网络;自适应遗传算法;滚动轴承;故障诊断
作者单位：江苏航空职业技术学院航空工程学院
基金项目：2022年江苏航空职业技术学院院级重点课题资助项目（JATC22010104）
引文格式：刘鹏,胡超,陈聪等.基于AGA-BP网络的滚动轴承故障诊断方法研究[J].机电工程技术,2023,52(11):237-239+245.
53
标题：利用暂态频段信息的谐振接地系统故障选线方法
作者：王彬;赵来军;宋晓燕;杨明;孙岩洲;
摘要：利用高低频暂态信息对谐振接地系统单相接地故障选线的方法存在提取暂态信息困难、对暂态信号利用不充分、随着接地电阻增大判据阈值模糊等问题。针对提取暂态信息困难，利用了麻雀搜索算法对变分模态分解（VMD）关键参数进行优化，优化后的VMD能够准确分解线路零序电流；针对能量法中因有功分量较小，对暂态信号利用不充分，准确性不高的问题，根据低频衰减分量相似度和高频零序电荷与电压的关系，构成双重判据；针对判据阈值模糊问题，利用化后的支持向量机（SVM）分类器对判据特征量进行分类，实现选线。通过模拟不同接地电阻、不同故障合闸角3种情况下的单相接地故障仿真和现场数据验证验证了该方法可行性，通过和其他选线方法的对比，该选线方案准确率高达99.45%，优于其他方法，且选线准确度受噪声、故障合闸角等因素影响十分微弱。
关键词：谐振接地系统;故障选线;变分模态分解;麻雀搜索算法;支持向量机
作者单位：河南理工大学;河南省电力公司电力科学研究院
基金项目：国家自然科学基金资助项目（U1804143）
引文格式：王彬,赵来军,宋晓燕等.利用暂态频段信息的谐振接地系统故障选线方法[J].机电工程技术,2023,52(11):240-245.
54
标题：基于改进AIA-BP算法的煤矿供电线路故障类型识别方法
作者：王敏;魏玉琪;刘屹江泽;
摘要：为了提升煤矿电力系统中供电线路故障识别方法的准确率，提出一种基于小波变换与灰色AIA-BP的煤矿供电线路故障类型识别方法。采用小波变换分析对电力暂态信号进行故障特征提取；引入灰色关联度法对人工免疫算法（AIA）进行改进，并对BP神经网络的的权值与阈值进行了优化，建立灰色AIA-BP故障识别算法模型。仿真结果表明，灰色AIA-BP模型的识别准确率高出传统AIA-BP模型11.37%，故障识别误差率相较于单一BP神经网络模型降低了6.47%，验证了所提方案能够有效地提高供电线路的故障诊断精度；提出模型的平均识别准确率为96.81%，相较于GA-SVM模型和RBF模型提升了14.32%和21.99%，可以对供电线路故障类型进行精确识别判断。
关键词：故障识别;人工免疫算法;灰色关联;BP神经网络;小波变换
作者单位：山西潞安集团蒲县黑龙煤业有限公司;辽宁工程技术大学电气与控制工程学院
基金项目：国家自然科学基金资助项目（51974151）
引文格式：王敏,魏玉琪,刘屹江泽.基于改进AIA-BP算法的煤矿供电线路故障类型识别方法[J].机电工程技术,2023,52(11):246-250.
55
标题：基于能力培养的单片机课程设计
作者：胡发焕;郑大腾;郭猷敏;
摘要：单片机原理及应用是电控类专业的专业基础课程，实践教学是单片机课程教学过程的一个薄弱环节，常规教学方法不易提高实践教学质量。采用结合学生参加学科竞赛的需要为切入点，以单片机的直流电机闭环控制系统设计为课程设计实例，达到锻炼并提升学生专业实践能力和创新能力的目标。通过传感器获取直流电机的转速和转向；以H桥驱动电路控制直流电机的转速和转向；并通过数字PID控制程序实现对直流电机的闭环控制。课程设计实例涉及单片机编程、直流电机H桥驱动电路设计、电机转速和转向检测电路设计、电机的PWM控制方法、数字PID控制程序设计、OLED显示器的驱动等知识点。设计实例具有以提高单片机编程能力为主线，将多门电子类课程的理论知识与课程实践高度融合的特点，有利于培养大学生的实际设计能力和创新能力。
关键词：实践教学;单片机;PID控制;实验设计
作者单位：井冈山大学机电工程学院
基金项目：江西省教学改革项目（JXJG-19-9-8）
引文格式：胡发焕,郑大腾,郭猷敏.基于能力培养的单片机课程设计[J].机电工程技术,2023,52(11):251-255.
56
标题：基于纯压式灌浆的压力控制系统设计
作者：冯思维;于军;张建敏;
摘要：地铁灌浆维修施工主要用于隧道渗水处理，其基本结构为基于纯压式灌浆的泵控无回浆模式。系统的关键在于实时精确控制灌浆压力，使压力接近但不超过设定压力，从而保证高效灌浆并且避免破坏地层结构。压力的自动控制可以提高灌浆效率和可靠性。整个控制系统由主控制器、压力传感器、变频器和柱塞泵灌浆机构成。主控制器使用单片机为主控单元，对传感器数据进行分析处理，向变频器发送控制命令，完成主要控制功能。使用压力负反馈变结构PID控制策略，通过控制变频器，实现泵控灌浆流量控制，进而通过水泥砂浆的流量变化，控制管道内的压力。实时检测流量与压力之比和压力偏差，自动调整PID控制参数，达到优化控制效果的目的。引入变结构PID调节算法后，压力波动有减少，长时间运行的稳定性有提高。针对纯压式灌浆的泵控无回浆地铁隧道施工灌浆系统可以长时间稳定运行，满足现场实际施工要求。
关键词：反馈控制;泵控压力灌浆;变结构PID算法
作者单位：江汉大学
引文格式：冯思维,于军,张建敏.基于纯压式灌浆的压力控制系统设计[J].机电工程技术,2023,52(11):256-258+265.
57
标题：基于Arduino的物流多旋翼无人机设计
作者：苏吉阳;
摘要：基于对国内外物流无人机的研究发现，无人机的承重程度以及续航能力等存在缺陷，针对这一系列问题，对物流无人机进行改善，夹爪式拾取设计、起落架收放设计以及对内部空间镂空设计等优化，在减轻自身重量的同时，有效提升续航能力，采用Arduino开发板和飞控对执行飞行任务进行控制，选择型号为TYI-5008 KV400无刷电机提供升力，顶部装载有小型规格太阳能板对无人机进行辅助供电，并用大容量锂电池保证无人机长时间续航。根据以上设计和选型完成各个部位的组装以及各个系统的调试，各个模块任务均能同时进行。利用SolidWorks对主要承重零件进行力学仿真，零件选用碳纤维材料，并从上方施加500 N的力，随后利用运动分析结果，得出其应力变化、位移变化以及应变变化，均能达到预期实验效果。
关键词：物流无人机;夹爪;续航;起落架
作者单位：厦门技师学院
引文格式：苏吉阳.基于Arduino的物流多旋翼无人机设计[J].机电工程技术,2023,52(11):259-261+299.
58
标题：基于BP神经网络的航空发动机参数预测与实时告警系统设计
作者：董洋;孙景钰;李南伯;莫古云;
摘要：目前的监控与分析手段已经可以对航空发动机的不同参数进行数据监控、自动判读等操作。然而，现阶段的技术仅仅是对于到达或超过参数限制值的情况进行告警处置，对于发动机本体来说已经造成了一定影响，一些具备预测功能的技术、设备无法应用到一线生产单位。介绍一种发动机参数预测告警系统，首先基于BP神经网络对以往参数数据库进行分析学习，提取关键特征点，掌握某一阶段参数特质，建立特征模型。随后在发动机工作时通过图像识别的方式获取参数曲线，导入特征模型进行实时判读对比，结合趋势分析方法与模型计算结果预测发动机后续工作状态，实现预测风险的功能。相比于传统发动机参数监控与自动判读系统，该系统具备了时效性，在原有参数判读能力的基础上能够提前发现试车风险。
关键词：航空发动机;BP神经网络;参数预测;实时告警
作者单位：成都飞机工业(集团)有限责任公司
引文格式：董洋,孙景钰,李南伯等.基于BP神经网络的航空发动机参数预测与实时告警系统设计[J].机电工程技术,2023,52(11):262-265.
59
标题：基于柱状电弧靶的高沉积率真空多弧离子镀装备设计
作者：董小虹;卢泽坚;常玉敏;万庆海;
摘要：涡轮涡扇发动机叶片、汽轮机叶片、压铸模具、轴承等零件的耐磨和耐热性能都需要50～100μm的耐热和耐磨涂层，而目前国内真空电弧离子镀设备的沉积效率一般在4～8μm/h，无法满足一次50μm以上的涂层要求。介绍一种特殊设计的柱状电弧靶，两端连接到高电压大电流的弧电源上，通过PLC控制系统反复进行正负极输入切换改变作用在柱状阴极靶靶面的电磁场方向，使处于靶面的弧斑沿着柱状靶面作向上或向下螺旋运动，从而形成弧斑在柱状阴极靶的靶面作上下反复螺旋运动，使阴极靶面上的材料高速离化，并通过工件与炉壳之间的偏压将靶材形成的等离子体引向工件表面，形成工件表面快速循环沉积结构，使工件表面最终快速的获得厚涂层，同时极大提高了靶材利用率，从而节约成本。该装置可在复杂的零件表面快速一次性沉积形成高效率（15～20μm/h）、低成本、高性能的较厚涂层，涂层厚度可达50～100μm。该厚涂层性能能够满足飞机发动机叶片、汽轮机叶片、压铸模具、轴承等零件的耐磨和耐热性能要求。
关键词：柱状电弧靶;高沉积率;真空多弧离子镀装备
作者单位：广东世创金属科技股份有限公司
引文格式：董小虹,卢泽坚,常玉敏等.基于柱状电弧靶的高沉积率真空多弧离子镀装备设计[J].机电工程技术,2023,52(11):266-268+308.
60
标题：一种涡旋压缩机高频加热装配机构设计
作者：林秋宇;郑卓韬;王双喜;
摘要：为了解决现阶段涡旋压缩机半自动热套因过盈量与定位，导致压缩机外壳套入定子绕组时划伤外壳内壁，定子铁心变形，外壳气密性降低的问题。利用自行设计的过盈量闭环纠偏控制系统和自动装配机构配合高频加热机进行了研究。控制系统分别由PLC、六轴机械手、工控机进行控制并通过TCP/IP协议实时通信，同时结合多传感器融合的过盈量控制算法与CCD相机、光源、激光测距仪组成的视觉检测。采用机械结构进行定位、自动化装配与热膨胀纠偏，并在ANSYS Workbench仿真软件进行仿真验证，进而实现机构的整体设计，最终提高涡旋压缩机热套品质和生产效率，降低了劳动力成本，进一步提高涡旋压缩机装配的自动化程度，并在实际应用中取得良好的效果。
关键词：涡旋压缩机;热套装配机构;自动化;过盈值;热膨胀
作者单位：汕头轻工装备研究院;汕头大学工学院
引文格式：林秋宇,郑卓韬,王双喜.一种涡旋压缩机高频加热装配机构设计[J].机电工程技术,2023,52(11):269-272.
61
标题：基于熵的量化工作系统信息加工能力方法研究
作者：潘雄;李存荣;龚静雯;余启;杨楷模;
摘要：量化信息加工能力是推动工作系统突破自身限制，吸收先进生产力的关键。通过工作研究实验，观测到信息加工的不确定性以失真事件、矛盾行为等形式广泛存在于工作系统中。高熵环境中的失真事件普遍以必要非充分关系自发地形成耗散结构。基于耗散特征和信息熵公式，设计了量化工作系统信息加工能力的工作熵简化模型。由实践应用案例，引出了改造管理环境、施加低熵影响的工作熵管理方法。结果表明，在工作熵系统已受高熵环境影响的情况下，仍可使用高阶工作熵来考证量化过程，克服管理错觉。工作熵管理方法明确了工作系统提升和适配信息加工能力的方向，有助于全体管理人员从辩证角度重新审视工作系统和管理行为，为企业融合先进生产力创造机会。
关键词：信息加工能力;工作系统;量化;工作熵;耗散结构;失真事件
作者单位：东莞艾可迅复合材料有限公司;武汉理工大学机电工程学院
基金项目：湖北省科技攻关计划（2020BAB013）
引文格式：潘雄,李存荣,龚静雯等.基于熵的量化工作系统信息加工能力方法研究[J].机电工程技术,2023,52(11):273-278+312.
62
标题：基于电器实验室用气特点的压缩空气动力系统节能改造分析
作者：丁锦华;苗本健;李赛赛;赵婧;周小猛;胥嘉良;郭向荣;
摘要：压缩空气是工业领域里一种安全环保的动力源，以压缩空气为动力的气动隔离开关相对于通用的电动或手动隔离开关，具有众多突出的优点，被广泛应用于电器实验室中。介绍了现有压缩空气动力系统的能耗情况，产生能耗的主要原因，并结合电器实验室实际情况，阐述空压机的运行方式和用气设备的用气特点，与国内空压机的负荷率对比，分析存在的漏气现象及造成漏气的原因，对比空压机联机运行和变频改造两种方式的优缺点，同时描述了空压机变频调速控制技术原理。通过调整管路压力设定值、优化运行机制、增加变频空压机联机运行等节能改造措施，降低了低压空压机的加卸载和启停频率，减少了管路压力波动范围，使压缩空气泄漏量减少了80%，空压机功耗降低了70%，取得了预期的效果。
关键词：压缩空气;空压机;气体泄漏;节能改造;变频控制;联机运行
作者单位：广东产品质量监督检验研究院;广东省标准化研究院;中国科学院深圳先进技术研究院
基金项目：广东省重点研发计划（2020B0404020003）
引文格式：丁锦华,苗本健,李赛赛等.基于电器实验室用气特点的压缩空气动力系统节能改造分析[J].机电工程技术,2023,52(11):279-282.
63
标题：基于VPN和云平台的污水处理厂无人值守管理系统的开发与应用
作者：吴楚辉1王亚东2张楚蕙2
摘要：为适应环保业务高速扩张以及环境综合治理项目对运营管理的更高要求，促进企业转型升级和提升核心竞争力，需要通过建设智慧化运营管控系统，打造信息化、智能化管理手段。通过分析污水处理厂的工艺生产流程及传统运维模式，以无人值守管理为目标，利用自动化技术、电气技术、通信技术（VPN）、软件技术、云技术、大数据分析、图像识别分析等多个技术维度融合开发软件系统实现大区域污水处理厂无人值守管理的目的。该系统降低了区域污水处理厂的运维难度及运维成本，起到较好的降本增效效果。
关键词： 无人化;智慧运营;视频巡检;集控;数据分析
作者单位：汕头市北轴广业环保有限公司；广州市扬新技术研究有限责任公司
引文格式：吴楚辉,王亚东,张楚蕙.基于VPN和云平台的污水处理厂无人值守管理系统的开发与应用[J].机电工程技术,2023,52(11):283-287+304.
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标题：基于系统工程框架的汽车电控系统可靠性方法研究与应用
作者：韩虎;李云霞;滑文山;王震华;段楠;
摘要：为解决失效模式与影响分析FMEA在汽车电控系统可靠性领域的不足问题，通过将系统工程方法思想与FMEA实践相结合的指导方法，研究了基于系统工程思维模块化的汽车电控系统可靠性分析技术，提出了一种应用于汽车电控系统FMEA分析的新方法。以满足国六排放法规的后处理柴油机颗粒捕集器DPF系统为案例进行FMEA分析，对DPF系统自顶向下进行结构逐层划分、功能逐项提取、逻辑逐条推理手段，评估DPF控制系统每条功能潜在失效模式。结果表明：对复杂抽象电控系统进行可视化结构分解及功能模块化分析，可识别出潜在的失效模式，最大程度避免汽车电控系统失效风险的发生，保障汽车电控系统可靠性与质量。采用该方法，可为汽车电控系统可靠性分析提供借鉴参考，为设计可靠性有效措施提供依据。
关键词：复杂系统;电控系统开发;FMEA;系统工程;可靠性
作者单位：潍柴动力股份有限公司
引文格式：韩虎,李云霞,滑文山等.基于系统工程框架的汽车电控系统可靠性方法研究与应用[J].机电工程技术,2023,52(11):288-292.
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标题：即时反馈的公交车下车提示系统设计
作者：何俊华;张颖卿;梁铸强;
摘要：公共交通工具的下车提示系统承担着连系乘客和司机的作用，为乘客提供表达下车需求的途径。现阶段大多数下车提示系统未能给予乘客即时的反馈，乘客无法辨别自己的下车需求是否成功传达，导致乘客重复按压下车按钮，降低按钮寿命，增加车辆能耗；或直接询问司机，影响司机开车。即时反馈下车提示系统通过车辆状态监控电路和按键信号转换电路获取公共交通工具的门状态信息和下车按钮的按压信号，根据这些信息，系统分析公交车的运行情况和乘客的下车需求。再由控制器控制信号输出电路和指示电路，驱动提示器和指示器即时给予乘客声、光信号的反馈，也持续提醒司机乘客有下车需求，避免司机遗忘。即时反馈下车提示系统具控制流程高效、稳定的特点，可给予乘客即时反馈和持续提示司机到站停车，提升司乘出行体验，减少司乘矛盾。
关键词：下车提示系统;即时反馈;公共交通工具;下车按钮;控制器
作者单位：广州通达汽车电气股份有限公司
引文格式：何俊华,张颖卿,梁铸强.即时反馈的公交车下车提示系统设计[J].机电工程技术,2023,52(11):293-295.
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标题：登机桥靠接B787机型前门的结构设计改进
作者：张伟;吴国云;张满;
摘要：现有登机桥在正常靠接B787机型的前门时，因飞机迎角传感器与登机桥左遮篷缓冲器之间的距离仅为20～30mm，在不规范的靠接操作中极易造成遮篷与飞机迎角传感器的碰撞，对靠桥操作人员的要求较高。许多机场靠接B787机型时，只靠接飞机中门，未靠接前门，极大影响旅客服务体验。根据冲量定理，提出增加靠接时间，以降低登机桥与迎角传感器发生碰撞时产生的冲击力。通过增加登机桥左侧遮篷与迎角传感器Z向的安全缓冲距离，并提出4种有效解决方案。最后从干涉风险、坠落风险、接机难度、实施难度4个方面分析比较，决定采用在接机口前沿增加100 mm过渡梁的结构设计改进方法，即能够有效消除登机桥与迎角传感器的干涉风险，也可以提升飞机服务保障质量和效率。
关键词：登机桥;迎角传感器;B787机型;结构设计;干涉风险
作者单位：深圳市机场股份有限公司
引文格式：张伟,吴国云,张满.登机桥靠接B787机型前门的结构设计改进[J].机电工程技术,2023,52(11):296-299.
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标题：基于ARIZ理论的维护终端结构优化方法
作者：吴杰;范敦坤;
摘要：基于ARIZ理论对维护终端偏斜问题做了全面分析，针对核心矛盾及相关物场资源分析获得了不同的创新设计方案，并结合实际情况对设计方案进行了工程可行性评估及验证，结果表明：ARIZ理论指出了维护终端偏斜问题的技术矛盾与物理矛盾，明确了最小问题及系统内部各种资源及相互作用关系，有助于扩展解决问题的思路；ARIZ理论提供了多种解决工程问题的工具，使用不同的处理工具可得到不同创新方案，直至得到了较理想的设计方案。在运用ARIZ创新理论解决维护终端偏斜问题中获得了5个设计方案，充分验证了ARIZ在解决创新问题上的具有系统性、完整性和高效性；ARIZ理论建立产品设计中创新思维过程模型具有普遍的适用性，为产品的创新设计与功能改进提供了一种科学的方法。
关键词：ARIZ理论;创新设计;维护终端
作者单位：广州广电运通金融电子股份有限公司
引文格式：吴杰,范敦坤.基于ARIZ理论的维护终端结构优化方法[J].机电工程技术,2023,52(11):300-304.
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标题：基于蜗轮蜗杆结构的数控机床电动推杆式防护门设计
作者：陈诗赠;胡真清;蒋修华;王有亮;贺国建;
摘要：防护门是数控机床的重要安全保护装置，针对目前数控机床防护门存在的安全隐患和自动防护门普及率不高的问题，设计开发电动推杆式防护门。根据目前主流数控机床的自动防护门特点和工作要求，运用SolidWorks进行三维结构设计，并根据该装置的实际工况，计算其关键部件（如螺杆、蜗轮蜗杆等）的工艺参数和强度校核。该数控机床防护门的电动推杆装置主要由驱动电机、减速齿轮箱组、螺杆及连接螺杆的活动装置等零部件组成。工作时，电机带动蜗杆旋转，蜗轮蜗杆的减速箱组进行减速，蜗轮带动螺杆，由旋转运动转化为直线运动的形式，从而实现数控机床防护门的开、关门动作。结果表明：该装置可有效促进自动化管理和数字化管理，大大提高了工作效率，具备安全性能良好、维修方便、制造成本低等特点，可推广应用于注塑机、折弯机、剪切机等机械装备上的防护门。
关键词：电动推杆;蜗轮蜗杆;结构设计;优化
作者单位：乔锋智能装备股份有限公司
引文格式：陈诗赠,胡真清,蒋修华等.基于蜗轮蜗杆结构的数控机床电动推杆式防护门设计[J].机电工程技术,2023,52(11):305-308.
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标题：装配式六边形污水处理装备结构的应用研究
作者：杨永红;刘悦敏;仇卓涛;
摘要：近年来，装配式污水处理设备由于其体积小、成本低、安装简便等特点成为研究热点。然而，传统市政污水处理厂采用钢砼结构，存在建设周期长、施工成本高和质量缺陷等问题。基于六边形装配式结构，结合等边折板工艺以及复合钢板防腐工艺，探讨装配式钢结构装备在污水处理项目上的应用。结果表明，在周长一定的情况下，截面形状为六边形结构的构筑物组成的模块单元容积最大。同时，分析了10种不同结构的波纹板和彩瓦板的强度，结果表明等边折板工艺结构的钢板强度更高，且折板深度和强度呈正相关关系。此外，使用热浸锌、磷酸锌和丙烯酸聚氨酯的复合防腐工艺可以使钢构装备的使用寿命达到30年以上。一定数量的六边形构筑物使用立柱组合成污水处理装备，该装配式污水处理装备已被成功应用在200 t/d的生活污水处理项目中，目前仍在稳定运行。
关键词：组合防腐工艺;六边形结构;装配式;污水处理装备
作者单位：广东省机械研究所有限公司
引文格式：杨永红,刘悦敏,仇卓涛.装配式六边形污水处理装备结构的应用研究[J].机电工程技术,2023,52(11):309-312.