标题：基于卷积对抗自编码网络的轴承早期故障检测方法
作者：陈祝云;焦健;纪传鹏;许维冬;贺毅;万海洋;
摘要：传统的统计学习建模方法通常依赖于人工特征提取，然而在多变工况下，传统方法往往难以准确捕捉早期故障微弱信息。为解决早期故障检测在提升设备可靠性和降低维护成本方面的关键问题，提出一种基于卷积对抗自编码网络的轴承早期故障检测方法。通过构建卷积自编码网络，实现了对原始信号的故障信息学习；采用编码-解码结构，提高了网络的特征学习能力和训练效率。在对卷积自编码网络的改进中进一步引入了跳跃连接，增强了其对复杂特征的学习能力。通过引入对抗训练策略，实现了样本重构能力和故障信息的增强。将输入数据与重构样本之间的重构损失定义为健康指标，并结合频谱分析实现了轴承的早期故障检测。所提出的方法在全寿命轴承退化实验台数据上得到了验证。通过仅采用少量健康状态的正常样本进行无监督训练，训练完成后成功应用于轴承的故障检测。结果表明：所提出的健康指标及检测方法在轴承健康阶段表现出优异的平稳性，而在退化阶段具备良好的单调性。该方法能够有效捕捉轴承早期故障的微弱信息，为设备可靠性提升提供了可靠的检测手段。
关键词：自编码网络;对抗学习;故障诊断;健康指标;轴承
作者单位：华南理工大学机械与汽车工程学院;鹏城实验室;华南理工大学吴贤铭智能工程学院;华南理工大学未来技术学院;
引文格式：陈祝云,焦健,纪传鹏,等.基于卷积对抗自编码网络的轴承早期故障检测方法[J].机电工程技术,2024,53(02):1-7.
标题：CWNT时频尺度多步噪声抑制的轴承故障诊断
作者：徐坤;刘征;朱维超;任万凯;蔡木霞;
摘要：实际工况中的轴承信号常带有不同程度的噪声干扰，不利于识别轴承的健康状态，且严重影响其故障诊断的稳定性。针对噪声信号的处理难题，提出了一种CWNT时频尺度多步噪声抑制的轴承故障诊断方法。通过不同时频尺度分解，利用连续小波变换（CWT）的带通特性，可变长度时窗截取变换定位含噪信号的集中波形；从全局感受野对故障信号滤波，深层卷积非线性提取时频图像特征；在通道维度增加注意力机制，加权归一化权重至每个通道的特征，拟合通道间的复杂关联，以此达到多步噪声抑制的诊断效果。为验证所提诊断方法，向凯斯西储大学轴承数据集（CWRU）添加功率比为4.987%、12.538%、31.650%的高斯白噪声，诊断得到验证集准确率分别为97.384%、96.701%、95.407%。结果表明，CWNT方法具有较强的抗噪能力，能够提高噪声背景下故障诊断的准确性。
关键词：故障诊断;连续小波变换;注意力机制;高斯白噪声
作者单位：南京工业大学机械与动力工程学院;
引文格式：徐坤,刘征,朱维超,等.CWNT时频尺度多步噪声抑制的轴承故障诊断[J].机电工程技术,2024,53(02):8-12.
标题：基于DBO-ELM模型的隔振橡胶疲劳寿命预测
作者：秦武;李春归;潘兵兵;李骏;胡建泰;葛平政;刘霏霏;
摘要：车辆隔振橡胶通常受到频率和振幅随时间变化的动态载荷作用，需要建立不同应变比下橡胶疲劳寿命的高精度预测模型。基于蜣螂优化算法（DBO）和极限学习机（ELM）模型，提出一种考虑不同应变比下隔振橡胶疲劳寿命的预测方法。基于隔振橡胶试样单轴加载疲劳试验，得到不同应变比载荷下试样疲劳寿命；以应变幅值、应变均值与应变比为输入变量，将橡胶疲劳寿命作为输出变量，利用DBO算法优化ELM模型中的输入层权值和隐含层偏置，建立橡胶试样疲劳寿命预测DBO-ELM模型。对比分析所提出的DBO-ELM模型、机器学习模型和幂函数模型下隔振橡胶预测寿命的精度。结果表明：基于DBO-ELM模型的预测结果与试验结果吻合最好，能够显著提高橡胶疲劳寿命预测的精度，验证了DBO-ELM橡胶疲劳寿命预测模型的有效性。
关键词：隔振橡胶;应变比;疲劳寿命预测;极限学习机;蜣螂算法
作者单位：华东交通大学机电与车辆工程学院;建新赵氏科技有限公司;江西交通职业技术学院;
引文格式：秦武,李春归,潘兵兵,等.基于DBO-ELM模型的隔振橡胶疲劳寿命预测[J].机电工程技术,2024,53(02):13-19.
标题：基于RepNet的自闭症健康监测方法研究
作者：郭莹莹;何嫕琦;周俊耀;谢佳意;张晓宇;廖建源;吴羽庭;温晓红;张春良;
摘要：自闭症谱系障碍（ASD）患者在社交互动、语言交流和兴趣等方面表现出正常行为的偏差。随着自闭症患者数量的增加，迫切需要在早期进行自闭症筛查，以尽早提供专业治疗。目前自闭症筛查主要仰赖家长填写调查问卷和医疗专业人员进行人工观察和评估，这种方式效率较低且需要耗费较长的时间。机器算法在自闭症筛查领域的应用尚未得到广泛采纳。为提高筛查效率和准确性，探讨机器视觉算法RepNet在识别自闭症患者重复动作方面的有效性，使用RepNet算法分析包含重复性和非重复性动作的视频，评估Repnet的准确性；通过分析包含自闭症患儿重复动作的视频，评估RepNet在自闭症重复性动作筛查中的准确性和匹配性。结果表明：RepNet在检测自闭症患者的重复行为方面表现出极高的有效性和准确性。
关键词：自闭症谱系障碍;人机交互;RepNet算法;机器视觉;重复性动作监测
作者单位：广州大学机械与电气工程学院;广州大学教育学院;
引文格式：郭莹莹,何嫕琦,周俊耀,等.基于RepNet的自闭症健康监测方法研究[J].机电工程技术,2024,53(02):20-23.
标题：基于半监督学习Informer算法的工业机器人故障诊断方法
作者：宋俊杰;陈翀;王涛;程良伦;
摘要：在工业领域中，六轴机器人的故障监测数据难以收集大量的故障标签数据。传统的智能诊断方法通常依赖于大规模有标签数据的监督学习，但这在实际应用中存在局限。在解决这一问题的同时，针对单一模型特征提取能力不足、分类性能差的问题，结合半监督学习机制与Informer在处理时序数据的优势，提出一种基于半监督学习和概率稀疏注意力的Informer网络架构，实现对少量有标签数据和大量未标签数据的深度学习，以实现对设备故障的精准诊断。对多组真实环境下采集的工业六轴机器人试验数据进行验证，并与CNN、LSTM、GRU 3种深度学习网络对不同故障程度的辨识能力进行比较。结果表明，在无标签数据为100%组的对比实验中所提出方法的故障诊断准确率达到了90%，同时具有更高的分类准确率和更快的收敛速度；在10%标签数据的条件下所提出方法可实现的诊断准确率达到89.7%。
关键词：深度学习;故障诊断;半监督学习;无标签数据;工业机器人
作者单位：广东工业大学广东省信息物理融合重点实验室;
引文格式：宋俊杰,陈翀,王涛,等.基于半监督学习Informer算法的工业机器人故障诊断方法[J].机电工程技术,2024,53(02):24-28.
标题：基于机器学习的刀具磨损状态智能预测方法研究
作者：梁璐娜;魏建安;袁雅阁;吴国阳;徐军;
摘要：以刀具为研究载体，运用人工智能和智能优化等先进技术，成功实现了刀具磨损状态的智能预测。研究重点在于建立有效的刀具磨损状态预测方法，全面解析刀具磨损机理、形式及磨钝标准等关键信息。同时，构建了自采刀具磨损状态监测平台，以便收集并处理相关数据。在数据处理过程中，采用小波滤噪和EMD-Shannon能量熵进行特征筛选，构建出特征空间数据集，为后续构建预测模型提供坚实的数据基础。结合支持向量机分类算法和智能优化算法，构建出刀具磨损状态的智能预测框架。此框架不仅提高了预测精度，也为维护人员提供了强有力的工具，利于更好地进行刀具磨损状态的预测和维护工作。为增强实际应用价值，将所取得的成果整合至基于MATLAB GUI的刀具磨损状态智能监测原型系统，以图形界面方式呈现预测结果，使用户直观地了解和掌握刀具的磨损状态。结果表明，该方法具有高精度，刀具磨损状态的识别精度可达84%，为相关领域提供了可靠的技术支持。
关键词：刀具磨损;智能监测系统;特征选择;智能优化算法;支持向量机
作者单位：贵州大学机械工程学院;
引文格式：梁璐娜,魏建安,袁雅阁,等.基于机器学习的刀具磨损状态智能预测方法研究[J].机电工程技术,2024,53(02):29-34+123.
标题：基于频谱遮罩的玻璃量器图像处理与围线检测方法
作者：蔡永洪;马婷婷;杨叶花;
摘要：针对玻璃量器示值围线在边缘检测时存在噪点多的问题，研究了基于围线频谱分布特征的频域遮罩预处理技术和基于图像水平投影灰度的围线检测方法。具体分析了目标特征频谱，建立了遮罩模型和传递函数，讨论了函数参数对遮罩处理结果的影响，并根据空间域上玻璃量器围线与瓶体在灰度特征取向上的不同，提出了利用水平投影灰度的变化速率检测前半围线与后半围线的峰谷差大小的方法。通过比较边缘检测法与投影灰度法检测围线的结果，得出以下结论：频域遮罩处理能够有效地模糊和削弱玻璃量器与其他干扰信号，同时较好地保留围线边缘而不损失围线谷峰差大小，大大降低了后续图像处理的难度；投影灰度法能够有效检测出围线上边缘最高点和下边缘最低点，该方法对频域遮罩处理具有较强的鲁棒性。
关键词：玻璃量器;图像处理;频域;遮罩图像;围线检测
作者单位：广州计量检测技术研究院;
引文格式：蔡永洪,马婷婷,杨叶花.基于频谱遮罩的玻璃量器图像处理与围线检测方法[J].机电工程技术,2024,53(02):35-38+88.
标题：车载储氢气瓶气密性试验关键参数研究
作者：郭晋;张耕;谭粤;李蔚;林浩俊;胡昆;周池楼;
摘要：车载储氢气瓶作为氢气的重要载体，必须根据相关标准和技术规范进行型式试验，其中，气密性试验是检验车载储氢气瓶泄漏情况的重要环节。虽然国内外颁布的相关标准对气密性试验关键试验参数提出的不同程度的要求，但现行标准对部分试验参数并未提出定量的要求，且缺乏理论依据和数据支撑。基于数值仿真模型，结合试验结果进行验证，分析气瓶气密性试验过程的流场分布特性，结合气密性试验表征参量，研究关键试验参数对气瓶气密性试验结果的影响并获得试验参数优化值。结果表明：（1）随着增压速率的增大，气瓶的压降时间整体呈现出逐渐增加的趋势，且当增压速率大于3 MPa/min时增加幅度尤为明显；（2）随着保压时间的增加，气瓶的压差百分比和压降时间呈现先增加，并在保压时间大于90 s时不再发生变化；（3）当充装温度越低，气瓶气密性试验结果越准确；（4）当试验介质氮气和氦气的比例相近时，气瓶的压降时间和压差百分比最小。
关键词：车载储氢气瓶;气密性试验;数值仿真;数学模型;参数优化
作者单位：浙江大学;广东省特种设备检测研究院;华南理工大学;
引文格式：郭晋,张耕,谭粤,等.车载储氢气瓶气密性试验关键参数研究[J].机电工程技术,2024,53(02):39-43+98.
标题：透明容器液面机器视觉检测方法
作者：孙晓辉;朱洪雷;蔡永洪;
摘要：机器视觉检测容器内液体体积的关键在于液面图像识别。根据目标成像特征，研究了基于液面特征和基于参考特征的透明容器液面机器视觉检测方法。通过图像实例与成像机理分析发现，利用液面灰度特征和边缘特征的液面检测方法受液面形态和成像质量的影响较大，而利用外部参照物折射成像出现分离带的液面检测方法在工业相机平视液面时亦容易导致检测失败，且自上而下的搜索方式存在检测误差大的问题。为了提高检测稳定性，提出了一种基于外部参考成像特征的液面检测新方法。该方法基于透明容器影响参照物成像的规律作为检测原理，通过检测参照物的行间梯度，利用液面处梯度最大的特征，自下而上搜索和识别液面。新检测方法不仅增强了液面识别的鲁棒性，还提高了液面检测的准确性。
关键词：机器视觉;液面检测;图像识别;灰度;梯度
作者单位：广州工程技术职业学院;广州计量检测技术研究院;
引文格式：孙晓辉,朱洪雷,蔡永洪.透明容器液面机器视觉检测方法[J].机电工程技术,2024,53(02):44-46.
标题：Ⅲ型扣件弹条静力学和动力学性能分析
作者：陈金明;杨秀龙;孙涛;杨德坚;
摘要：扣件系统是用于固定轨道系统中钢轨和轨下结构的组件，弹条是扣件组件中的重要零部件。弹簧钢材料通过特定加工工艺制成弹条，弹条安装使用时通过自身结构上的弯曲和扭曲变形产生的扣压力，将钢轨紧紧扣压在轨枕之上，能够保证钢轨之间正常的轨距和轨道的平顺性，同时弹条能够减弱车辆行驶产生的冲击能量，达到减振的作用。对地铁用Ⅲ型扣件弹条的静力学和动力学参数对其力学性能的影响展开研究，通过金属材料拉伸方法测得牌号为60Si2Mn弹簧钢的基本物理参数，建立弹条有限元模型，计算在正常安装情况下的弹条结构的受力分布情况，结果表明地铁用Ⅲ型扣件弹条所受的最大应力出现在后拱小圆弧内侧，这与实际测试结果比较吻合。根据弹条静态时应力分布情况，分析了弹条发生振动时在自由和受约束两种不同状态下与外界环境发生共振的特点，分析结果表明弹条在受约束情况下发生共振的频率会比自由状态时提高，以所建立的弹跳模型为例，共振频率出现在461、829、1 260和1 620 Hz附近。因此在外界因素影响程度加深时，轮轨作用产生的高频振动可能引起弹条发生剧烈共振，从而诱发弹条过早发生断裂，降低其使用寿命。
关键词：扣件系统;Ⅲ型弹条;弹塑性;固有频率
作者单位：广州计量检测技术研究院;
引文格式：陈金明,杨秀龙,孙涛,等.Ⅲ型扣件弹条静力学和动力学性能分析[J].机电工程技术,2024,53(02):47-50+115.
标题：智能机器人在检验检测实验室的应用研究综述
作者：蒋美玲;唐力华;钟远生;
摘要：样品在检验检测过程中均涉及接收、标识、领样、流转等复杂环节与流程，需消耗大量人力和物力。智能机器人及其管理系统的应用有助于实验室提升检验检测效率、节约管理成本。分析了智能机器人在检验检测实验室的应用需求和发展前景，阐述了样品流转配送机器人、自动化仓储机器人等智能机器人在检验检测实验室的应用现状，概括了机器人定位、感知、规划、人机交互等关键技术，总结了检验检测实验室用智能机器人存在问题和挑战，提出了构建生产企业+高校/研究院所+实验室的联合研究开发团队，开展实验室需求痛点分析和关键技术难题攻关，形成“产学研用”深度融合发展的思路，加速智能机器人在检验检测实验室的应用推广，为智能机器人产业发展提供参考。
关键词：检验检测实验室;智能机器人;管理系统;样品流转;自主作业
作者单位：广州赛特智能科技有限公司;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);
引文格式：蒋美玲,唐力华,钟远生.智能机器人在检验检测实验室的应用研究综述[J].机电工程技术,2024,53(02):51-55.
标题：面向前列腺癌Gleason评分的深度学习方法研究现状综述
作者：李嘉;蔡定建;黄丽;杨敏;
摘要：前列腺癌是一种常见的男性疾病，严重危害着男性的身体健康。前列腺癌Gleason评分对于诊断前列腺癌及判断患者治疗后的情况，具有非常重要的意义。随着深度学习技术的快速发展，涌现出了大量基于深度学习的前列腺癌Gleason评分方法。以不同类型医学临床数据为研究对象，可将现有面向前列腺癌Gleason评分的深度学习方法归纳为面向核磁共振图像、面向活检组织病理图的前列腺癌Gleason评分方法。围绕上述研究对象，对现有面向前列腺癌Gleason评分的深度学习方法进行分析和总结，并对相关技术的发展趋势进行展望。
关键词：前列腺癌;Gleason评分;深度学习;核磁共振图像;活检组织病理图
作者单位：五邑大学智能制造学部;
引文格式：李嘉,蔡定建,黄丽,等.面向前列腺癌Gleason评分的深度学习方法研究现状综述[J].机电工程技术,2024,53(02):56-59+93.
标题：碳纤维复合材料在轨道交通的应用与展望
作者：毛德胜;白彧;周燕;韩远飞;王鑫慧;
摘要：综述了碳纤维复合材料在国内外轨道交通装备中的应用情况，探讨了轻量化材料的优势。分析了碳纤维复合材料的力学性能，与钢材等传统材料进行对比，指出其在强度、刚度、密度等方面的优势。针对碳纤维复合材料CFRP面临的技术难题进行了分析，如材料变形、抗冲击性差、电磁影响等，提出了针对性的解决方案，并重点分析碳纤维复合材料的变形及其影响因素。研究行业可应用CFRP的模块化产品并确定了应用的难点、痛点，提出了未来应用的建议。展望了碳纤维复合材料特性与轨道交通行业发展方向的契合点以及未来发展方向。研究结果为碳纤维复合材料在轨道交通领域的应用难点、痛点的攻关提供了参考及方向。
关键词：碳纤维复合材料;轨道交通;技术难题;应用展望
作者单位：青岛城市学院机电工程学院;
引文格式：毛德胜,白彧,周燕,等.碳纤维复合材料在轨道交通的应用与展望[J].机电工程技术,2024,53(02):60-63+74.
标题：多轴车辆后桥转向技术综述及展望
作者：许依凡;袁庆浩;杨柳佳;赵文涛;王旭光;徐江;张伟;
摘要：回顾了应用于多轴车辆后桥转向技术的概念与技术。随着工业的迅速发展，大马力、高承载能力的车辆得到更多的应用，由此引发较多的转向问题，以多轴车辆需求为切入点开展研究，其行驶工况复杂，要求有足够动力的同时也要求有更好的操纵灵活性和操纵稳定性。目前后桥转向技术有机械式、全液压式、电控电动式以及电控液压式等，较先进且应用较广的为电控液压式。电控液压式后桥转向系统共有3种类型：一是通过电磁阀来控制液压缸，二是利用普通电机-变量马达控制液压缸，三是伺服电机-定量马达控制液压缸。研究讨论了这些不同类型的转向系统，详细描述各种类型的优点、缺点，并探讨了未来后桥转向系统的发展趋势。通过对后桥转向系统的研究，为提高多轴车辆转向性能的优化、实现网-机-电-液一体化的发展提供科研思路，为将来实现车辆转向智能化、精准化打下坚定的基础。
关键词：后桥转向;多轴车辆;电控液压;转向系统
作者单位：山东建筑大学机电工程学院;山东新华医疗器械股份有限公司;中国重型汽车集团汽车研究院;
引文格式：许依凡,袁庆浩,杨柳佳,等.多轴车辆后桥转向技术综述及展望[J].机电工程技术,2024,53(02):64-68+141.
标题：球面-锥面特殊螺纹接头密封面能量耗散及密封性分析
作者：秦彦斌;李俊城;于洋;曹银萍;窦益华;
摘要：为从能量耗散角度研究不同井下工况对球面-锥面特殊螺纹接头密封面处密封性的影响，借助ABAQUS有限元软件建立了球面-锥面特殊螺纹接头密封面的模型-球面-平面接触模型，得出了不同切向位移载荷、不同压力和不同摩擦因数下的载荷-位移迟滞曲线的变化规律；利用密封接触强度理论评价特殊螺纹接头的密封性能。结果表明：摩擦因数越大，可承受的宏观滑移载荷越大；随着载荷的增大，密封面呈现刚度软化现象。部分滑移状态和完全滑移状态下，接触区域的能量耗散值都随着切向位移载荷、压力和摩擦因数的增大而增大，说明密封性能有所降低。由密封强度理论得当压力处于15～40 MPa时，密封面均满足密封要求；随着压力的增大，密封接触强度增大，密封性能也随之提高。研究结果可为井下复杂工况条件下提高球面-锥面特殊螺纹接头密封性能提供参考。
关键词：特殊螺纹接头;能量耗散;球面-锥面;密封性能;有限元
作者单位：西安石油大学机械工程学院;
引文格式：秦彦斌,李俊城,于洋,等.球面-锥面特殊螺纹接头密封面能量耗散及密封性分析[J].机电工程技术,2024,53(02):69-74.
标题：基于CEEMDAN和双重峭度准则的电动机轴承故障特征频率估计方法
作者：解春维;申伟霖;余美仪;
摘要：振动传感器采集的轴承故障信号极易被强噪声污染，导致故障特征频率估计精度恶化。针对该问题，提出一种基于自适应噪声完备集合经验模态分解（CEEMDAN）和双峭度准则的轴承故障特征频率高精度估计方法。使用CEEMDAN完成振动信号分解之后，从众多的备选模态中挑选出合适成分重构故障特征信号极具挑战。对信号分解获得的模态分量进行迷向圆变换（标准白化处理）后，噪声对应的模态分量的分布更接近于正态分布。借助该信息，引入双重峭度准则，第一重峭度判定是在原始模态分量中筛选出疑似的故障信号，第二重峭度判定是借助迷向圆变换剔除掉噪声成分，然后再使用这两重判定的交集模态完成对轴承故障特征信号的重构。在此基础上，采用复包络法和FFT变换获取信号的包络谱，然后使用三线谱校正法更为精准地估计轴承故障特征频率。仿真实验和实测外圈、内圈故障数据表明，与一些现有方法相比，所提方法具有信号筛选方法简便、估计精度高等优势。
关键词：自适应噪声完备集合经验模态分解;轴承故障检测;峭度;故障诊断
作者单位：广州市机电技师学院;佛山科学技术学院;
引文格式：解春维,申伟霖,余美仪.基于CEEMDAN和双重峭度准则的电动机轴承故障特征频率估计方法[J].机电工程技术,2024,53(02):75-79.
标题：基于PIPEPHASE的苏南采出水外输系统模拟研究
作者：屈文涛;杨超;张华涛;李泽亮;张丹;
摘要：采出水外输是各大气田生产过程中保证气田产量和完善气田开发效果的重要途径。苏南气田采出水外输系统是一个复杂的流体网络系统，系统需要在不同状态下对外输方式进行调整。基于集气站、输水阀室、输水管线、处理厂的空间分布和拓扑结构关系，利用PIPEPHASE稳态多相流模拟计算软件，建立包含管网设施和参数的气田采出水外输系统模型；通过黏密度检测分析、阴阳离子色谱实验等明确了外输系统中的介质组分，进而开展仿真模拟；通过误差修正后的模型开展模拟计算，得出不同状态下各节点单元的压力和流量。结果表明：外部气温变化造成的介质温度改变会对外输系统产生小幅影响，通过对比不同分配分输方式的模拟计算结果与现场生产数据，验证了模型的合理性。研究结果可以为苏南气田现场生产提供参考。
关键词：采出水;气田;外输系统;PIPEPHASE软件;仿真模拟
作者单位：西安石油大学机械工程学院;中国石油长庆油田苏里格南作业分公司;
引文格式：屈文涛,杨超,张华涛,等.基于PIPEPHASE的苏南采出水外输系统模拟研究[J].机电工程技术,2024,53(02):80-83.
标题：腔镜手术器械腕部机构设计与轨迹跟踪
作者：刘新雨;谢燕辉;卓越;陈传宝;王晓;李坤;
摘要：腔镜手术是一种新兴外科手术，传统的腔镜手术器械在手术过程中会产生很多问题，最主要的一个问题是腕部自由度的缺失及运动不灵活，这严重影响了医生在手术过程中的操作。为解决以上问题，设计了一种基于万向节组件的两自由度腕部机构，提出了一种四自由度手术器械。腕部机构将人手腕运动范围作为器械手腕运动范围的参考，由钢丝驱动，能够在±45°的范围里实现俯仰和偏航。设计并搭建了腕部轨迹跟踪实验台，基于轨迹跟踪实验台展开了手术器械腕部轨迹跟踪实验；通过NDI三维视觉跟踪系统测试了腕部机构运动的可行性，使俯仰及偏航2个自由度分别在±15°和±30°之间上下运动，实验误差在可接受范围内，在一定程度上验证了器械腕部的灵活性。
关键词：腔镜手术;手术器械;腕部结构;轨迹跟踪
作者单位：山东建筑大学机电工程学院;济南二机床集团有限公司;
引文格式：刘新雨,谢燕辉,卓越,等.腔镜手术器械腕部机构设计与轨迹跟踪[J].机电工程技术,2024,53(02):84-88.
标题：给水式气水混合离子发生装置对颗粒物净化的参数优化研究
作者：吴婧怡;李春辉;李振海;
摘要：铁路隧道内清筛作业中柴油机车排放尾气中含有大量的颗粒物，由于隧道内通风差，颗粒物无法及时有效地排出隧道，严重危害现场作业人员的身体健康。为此，基于气水混合离子技术，利用凝并作用去除颗粒物，设计了一种应用于柴油机车尾气的净化装置，探讨不同给水流量、不同放电电压、不同极板间距、不同放置方式和不同针尖个数对装置净化效果的影响。使用气溶胶发生器产生固态颗粒气溶胶作为污染源，在100 L实验舱中对不同影响因素进行了实验研究，结果表明：注射泵水流量为50μL/min、电压为9 200 V、极板间距为55 mm、针头个数为15个是净化装置的最优设计参数，不同放置方式无明显差别。该气水混合离子发生装置可以为净化柴油机尾气颗粒物提供新的方式。
关键词：气水混合离子;柴油机车;颗粒物;净化效果;设计参数
作者单位：同济大学机械与能源工程学院;
引文格式：吴婧怡,李春辉,李振海.给水式气水混合离子发生装置对颗粒物净化的参数优化研究[J].机电工程技术,2024,53(02):89-93.
标题：柱塞仿生表面织构设计和密封性能分析
作者：孙博颖;李万钟;王维旭;刘超;任丰伟;
摘要：排水采气柱塞的密封性能是柱塞气举排水采气工艺的关键。为研究不同柱塞表面织构对柱塞密封性能的影响，结合仿生学原理，选择矩形槽、圆弧槽、梯形槽、柱状坑和圆弧5种仿生表面织构，通过Computational Fluid Dynamics (CFD)流体模拟方法对柱塞举液上行过程中的气液两相流动进行模拟，对柱塞举液过程中的气液流动进行研究和分析，分析不同表面仿生织构对柱塞与油管壁间隙间流场流体流动和柱塞密封性能的影响。结果表明，柱塞上行过程中，仿生表面织构加剧了柱塞举液过程中气液两相流体相互作用，在织构区域形成局部湍流，消耗了气体的能量，阻碍了液体的漏失；相比于传统的槽状织构，凹坑状织构柱塞在合适的尺寸下的密封性能更好，模拟范围内密封性能最好的为圆弧坑织构，深6 mm，直径12 mm，周向均布8个。研究结果可为柱塞表面织构设计和柱塞举液工艺优化提供指导。
关键词：排水采气柱塞;表面织构;漏液量;湍流强度
作者单位：西安石油大学机械工程学院;宝鸡石油机械有限责任公司;中油国家油气钻井装备工程技术研究中心有限公司钻机所;
引文格式：孙博颖,李万钟,王维旭,等.柱塞仿生表面织构设计和密封性能分析[J].机电工程技术,2024,53(02):94-98.
标题：冷轧钢带双头开卷机的设计与分析
作者：刘文财;陈庆波;叶鑫;许致远;王双喜;
摘要：为解决目前单侧上卷冷轧开卷机工作效率低等问题，设计了一种新型的双头开卷机，由引导机构、支撑机构、胀紧固定机构、开卷机主体等构成。为代替人工手动引卷，在开卷机一侧安装了引导机构，通过调整引导直板可以自动完成引卷；针对主轴长期承受压应力易发生应力疲劳，在主轴下侧安装了支撑机构，可以转移部分钢卷的压应力从而提高主轴工作稳定性；针对现有开卷机效率低，在支撑主轴两侧分别安装了固定机构，两侧固定机构通过联动控制可以实现开卷与上卷同步进行。利用CATIA建立了开卷机各机构模型，并完成了整机装配，对开卷机进行了运动干涉检查，结果表明开卷机运动无干涉。对开卷过程进行了静力学分析，应力云图显示固定机构的最大应力为830.837 kPa，未超过材料许用应力。
关键词：双头开卷机;胀紧固定机构;运动干涉检查;静力学仿真
作者单位：汕头大学工学院;广东宝盛兴实业有限公司;
引文格式：刘文财,陈庆波,叶鑫,等.冷轧钢带双头开卷机的设计与分析[J].机电工程技术,2024,53(02):99-102.
标题：基于改进生成对抗网络的风电机组主轴承故障诊断研究
作者：颜毅斌;陈清化;吉天平;李晟方;
摘要：风电机组主轴承是机组的关键部件，维修成本较高。为提供精准诊断支持，基于生成对抗网络（GAN）提出改进的故障诊断方法。表明了原始GAN模型和轴承数据集。在风电场极微弱负样本数据背景下，通过堆叠多个约束稀疏自动编码器（CSAE）形成深度学习网络框架，用于提取样本的深度特征，是一种构造具有更优表达能力函数的方法。将GAN与DCSAE相结合，以多层感知网络作为生成网络模型，DCSAE作为鉴别网络模型，形成轴承劣化模型的训练方法。更新优化劣化模型，得到高精度轴承劣化诊断模型。在辅助数据集与目标数据集间再次迁移学习，形成泛化能力和鲁棒性较强的诊断模型，进而实现轴承劣化状况的自适应诊断。经算例分析，所提出的改进方法可实现原始数据分布特征高效学习的目标，能够构建少数类故障数据分布模型，在不同小样本情境下，改进后的模型仍表现出较优的诊断能力。
关键词：生成对抗网络;风电机组;主轴承;故障诊断
作者单位：湖南铁路科技职业技术学院;
引文格式：颜毅斌,陈清化,吉天平,等.基于改进生成对抗网络的风电机组主轴承故障诊断研究[J].机电工程技术,2024,53(02):103-106.
标题：一趟钻智能混合钻头齿面结构设计与分析
作者：吴泽兵;胡诗尧;姜雯;窦康优;沈飞;
摘要：石油钻头是油田开采的重要井下装备之一，我国复杂地质的油气开采较难实现，传统钻头在高研磨地层中磨损严重，频繁起下钻导致钻井效率低下。为此，设计一种适用于一趟钻的智能混合钻头。运用CREO软件进行混合钻头的参数化设计，建立三维模型，绘制混合钻头的井底破碎曲线。该钻头PDC部分可以进行轴向伸缩和相对于钻头体转动，钻头PDC部分可伸缩最大距离为5 mm，可转动最大角度为20°；根据钻头钻进时所遇地层可调整混合钻头为PDC主导型或牙轮主导型；将三维模型导入Abaqus仿真软件中进行破岩仿真，得到混合钻头破岩时的机械钻速和岩石的应力场变化。结果表明，混合钻头在破岩过程中主要依靠牙轮切削结构和PDC部分的肩部结构对肩部岩石进行破碎。通过计算可得混合钻头的机械钻速平均为9.62 mm/s。
关键词：一趟钻;高研磨地层;智能混合钻头;破岩仿真
作者单位：西安石油大学机械工程学院;
引文格式：吴泽兵,胡诗尧,姜雯,等.一趟钻智能混合钻头齿面结构设计与分析[J].机电工程技术,2024,53(02):107-110.
标题：基于STM32F373的光伏组件IV特性测试系统
作者：郑巍;艾学忠;蒙永龙;王明达;汪冬冬;
摘要：为准确方便测量光伏组件的IV特性曲线，设计一款基于STM32F373的光伏组件IV特性测试系统，可测量开路电压、短路电流、IV曲线、PV曲线等。该系统由电流控制单元、信号采集单元、软件处理单元、通信单元、上位机显示单元等组成，采用电子负载电路，以STM32F373单片机DAC输出来调节恒流的电流，同时采集光伏电池的输出电压，对采集到的数据进行卡尔曼滤波和曲线拟合，将电压、电流、功率生成IV、PV曲线显示在TFT彩屏上。该系统还可将数据远程传输到PC端进行数据分析与曲线观察。结果表明，该系统采集曲线准确且速度快，性能良好，采集一次IV曲线的时间仅需1 s，测量的电压电流误差小于1%。该系统体积小便于携带且内部带有锂电池，可充电，可在室外使用。
关键词：STM32F373;光伏组件;IV特性
作者单位：吉林化工学院信息与控制工程学院;
引文格式：郑巍,艾学忠,蒙永龙,等.基于STM32F373的光伏组件IV特性测试系统[J].机电工程技术,2024,53(02):111-115.
标题：水下交流电磁场检测探头设计与结构优化
作者：高鹏;沈宗凯;吴林席;陈培培;杨宇琳;李超月;于海旭;
摘要：交流电磁场检测技术是一种新型的电磁无损检测技术，可快速、准确检测金属表面裂纹缺陷的尺寸。针对水下交流电磁场检测探头磁轭及检测线圈参数优化问题，利用有限元软件COMSOL建立水下交流电磁场检测金属裂纹的仿真模型，通过磁通畸变量对探头中U形磁轭各参数进行优化设计，分别分析腿磁轭高度、上磁轭长度、腿磁轭长度、腿磁轭宽度、上磁轭厚度等对检测信号的影响。对检测线圈与磁轭的相对位置展开研究，分析其对交流电磁场检测结果的影响。给出了水下交流电磁场检测中检测探头U形磁轭的可参考尺寸，证明了检测线圈处于磁轭中心位置时检测效果最佳，为水下管道检测探头的研发设计提供了理论依据。
关键词：交流电磁场检测;无损检测;裂纹缺陷;磁轭;磁通畸变量;检测线圈
作者单位：天津农学院工程技术学院;天津大学电气自动化与信息工程学院;天津市特种设备监督检验技术研究院;
引文格式：高鹏,沈宗凯,吴林席,等.水下交流电磁场检测探头设计与结构优化[J].机电工程技术,2024,53(02):116-118+197.
标题：基于MEMS二氧化碳传感器的数据采集系统搭建
作者：陆文强;杨济宁;董雨;余泉;李福垚;温万伟;
摘要：环境及污染源排放二氧化碳的直接测量是核算和评估等工作的基础和数据支撑。采用STM32开发板、MEMS二氧化碳传感器、OLED显示屏，HC-14无线串口以及LabVIEW上位机等软、硬件，搭建了便携式二氧化碳传感系统；基于Keil5软件编写环境，编写了适用于该硬件系统的数据采集和显示报警软件，并在JF02F气敏传感器测试系统中进行测试。结果表明，该系统达到了实时环境二氧化碳监测、显示和报警的目的，实现了0.04%～6%量程的检测能力，具有体积小，误差低的优势，为二氧化碳检测提供了技术路线参考。
关键词：空气污染;MEMS;二氧化碳;STM32
作者单位：重庆工程学院;中国科学院重庆绿色智能技术研究院;
引文格式：陆文强,杨济宁,董雨,等.基于MEMS二氧化碳传感器的数据采集系统搭建[J].机电工程技术,2024,53(02):119-123.
标题：基于一维声学黑洞理论的方形管减振降噪方法研究
作者：慈长凯;时松青;
摘要：基于不改动构件基本结构原则，对工程中普遍应用的方形管加装声学黑洞结构进行减振降噪。基于声学黑洞理论，通过数学推算证明声波在以趋于无穷的幂函数规律变截面结构中可以产生声波的无反射现象。因现阶段还不存在无穷延伸的结构，声学黑洞结构的幂律面端部将会产生尖端截断，由此得到非标准型一维声学黑洞拓展结构。通过仿真选择适合方形管的非标准型一维声学黑洞的最优参数，使用3D打印的方式制造出非标准型一维声学黑洞结构，采用贴合的方式加装到方形管端部，进行仿真和试验。以方形管的振动幅值为评价标准，评价方型管在增加声学黑洞后的减振降噪效果。经试验验证，声学黑洞结构可以使方形管在X、Y、Z方向上分别达到9.43、9.5、8.62 dB的减振降噪效果。
关键词：声学黑洞;无反射现象;尖端截断;减振降噪
作者单位：山东交通学院;
引文格式：慈长凯,时松青.基于一维声学黑洞理论的方形管减振降噪方法研究[J].机电工程技术,2024,53(02):124-127+216.
标题：基于数字孪生的桌面型机器人装配工作台研究
作者：康国坡;吴立华;毕辉;张冰洁;黄建民;王思义;
摘要：基于数字孪生技术创建了桌面机器人装配工作台数字孪生系统，并基于此系统进行了装配控制优化研究。分析了数字孪生系统的架构和关键技术；结合桌面机器人装配台，构建了数字化仿真模型，并结合典型的装配任务进行了虚拟仿真调试，既可验证数字化模型的正确性，又验证了控制程序的正确性，为下一步数字孪生系统的实现打下基础；通过设置虚实协同调试通信，实现了桌面机器人装配工作台数字孪生系统的虚实协同调试；利用数字孪生平台发现影响装配效率的主要因素并据此优化了装配控制流程，使装配效率提升了18.75%。结果表明：所提出的桌面型机器人装配工作台数字孪生平台的方法是可行的，为从虚拟产品、虚拟生产到实际生产的企业数字化实践提供参考和借鉴。
关键词：数字孪生;装配工作台;工业机器人;虚拟仿真
作者单位：广东开放大学(广东理工职业学院);巨轮(广州)机器人与智能制造有限公司;
引文格式：康国坡,吴立华,毕辉,等.基于数字孪生的桌面型机器人装配工作台研究[J].机电工程技术,2024,53(02):128-131.
标题：基于改进YOLOv4-tiny的球形果蔬定向系统设计
作者：黄铭;张宏伟;王振东;赵文帆;
摘要：球形果蔬的高效定向是其深加工过程中的关键环节。针对传统定向装置存在的结构复杂、成本高、效率低等问题，设计了一种球形果蔬自动定向系统。对其系统控制方案进行了设计，并提出了一种基于目标检测技术的位姿调整方法。针对定向机构上苹果偏转角度较大时果梗检测困难的问题，以YOLOv4-tiny模型为基础，通过引入CBAM注意力机制来增强网络表征能力，提升了果梗检测算法的性能，降低了漏检率。为了改善形状不规则果实的定向效果，设计了一种位姿调整模糊控制器，提高算法的鲁棒性。搭建位姿调整模拟试验台进行定向实验。结果表明：定向的合格率为90%，平均时间为3.1 s，平均误差为4.6 mm，计算量低，实时性好，为自动定向的实际应用提供可行的方法。
关键词：果蔬定向;目标检测;注意力机制;模糊控制
作者单位：河南理工大学电气工程与自动化学院;河南省煤矿装备智能检测与控制重点实验室;
引文格式：黄铭,张宏伟,王振东,等.基于改进YOLOv4-tiny的球形果蔬定向系统设计[J].机电工程技术,2024,53(02):132-136+192.
标题：基于机械臂的多向3D打印系统
作者：王玉;李思齐;张宇辰;于颖;
摘要：随着3D打印制造技术日渐成熟，以龙门式框架为基础的传统3D打印设备的支撑问题和仅沿单一方向成型的问题逐渐显现，不能最大程度发挥材料性能，直接导致其无法用于主承力件或结构件，仅能作为快速原型示例使用，而不能满足实际力学性能和表面质量的需求。为此，基于EPSON六轴机械臂，设计构建了用于空间曲面3D打印的机电系统及配套路径生成方案，并以几种典型的基本模型为范例进行了实际加工测试。结果表明：所提出的曲面3D打印系统可以根据设计路径完整进行空间3D打印，传统加工过程中必需的额外支撑完全不再需要，大幅节省了后处理所需时间和所需原材料，相比传统方法节省材料90%以上，材料利用率接近100%，得到的模型工件表面质量良好，实验结果符合预期。
关键词：机械臂;3D打印;FDM;系统集成
作者单位：同济大学中德工程学院;同济大学机械与能源工程学院;
引文格式：王玉,李思齐,张宇辰,等.基于机械臂的多向3D打印系统[J].机电工程技术,2024,53(02):137-141.
标题：基于智能语音技术的多功能母婴护理装置设计
作者：雷斌;苏江;李奕莹;陈健聪;梁建圣;李纯淳;杨丹宜;黄梅秀;
摘要：为解决传统洗护装置中洗护分离、高度不可调、洗护繁琐等问题，从传统婴幼儿洗护装置出发，设计一款基于智能语音技术的多功能母婴护理装置，旨在实现洗护一体，优化洗护结构，减轻家长洗护负担。通过调研婴儿洗护过程并分析现有洗浴装置结构，选用SolidWorks、UG软件建立装置三维模型，完成结构受力分析。装置整体设计由高度升降模块、浴盆护理台切换模块、排水模块、语音模块、恒温模块、温度检测模块、人机交互模块、控制模块组成。控制系统选用三菱FX3U系列PLC作为中央控制器，直流电机作为装置执行机构部分。在实验室进行1 000余次各项测试。结果表明：所设计的结构合理、功能完善、性能稳定，能够较好地协助用户完成洗浴护理工作；与传统洗浴装置相比，该装置完成了洗护一体、高度智能可调等创新性设计，有效地缓解了新生儿父母的洗浴负担，保障了婴幼儿的洗浴安全。
关键词：智能语音技术;控制系统;人机交互
作者单位：广东科学技术职业学院机器人学院;
引文格式：雷斌,苏江,李奕莹,等.基于智能语音技术的多功能母婴护理装置设计[J].机电工程技术,2024,53(02):142-145+182.
标题：基于Arduino Mega2560单片机的智能物料运输车设计
作者：李钰铖;何伟锋;黄敏桩;梁家乐;王梓杰;吕婷婷;赖静娴;蔡琼仪;张智聪;
摘要：为实现自动化物料运输能力，设计出一款以Arduino Mega2560单片机为控制核心，采用舵机控制模块、OpenMV摄像头模组、步进电机驱动模块等硬件的智能物料运输车。通过Arduino和OpenMV的上位机进行软件编程，实现物料运输车多功能全自动运行，包括利用3自由度机械臂与垂直升降滑块装置结合的抓取装置抓取与摆放物料；采用8路灰度传感器对地面标识线寻迹进行路径规划，同时运用微雪电子扫码模块获取物料信息和物料抓取顺序，并搭配OpenMV视觉识别模块对物料颜色和位置进行判断；通过麦克纳姆轮进行全向移动。在模拟智能制造工厂的物料加工场景下，进行了系统编程控制过程实验。结果表明：所设计的运输车能够在4 min内完成物料抓取区、粗加工区、成品区的全套流程，同时区域移动准确率达标，完全能满足现代智能制造工厂高效率、高精准率的设计需求。
关键词：物料运输;Arduino;OpenMV;现代智能制造工厂;步进电机驱动
作者单位：东莞理工学院机械工程学院;
引文格式：李钰铖,何伟锋,黄敏桩,等.基于Arduino Mega2560单片机的智能物料运输车设计[J].机电工程技术,2024,53(02):146-150.
标题：一种履带式爬绳机器人的设计及分析
作者：王金行;邹佳琪;丁玉龙;张子瑞;徐苏杨;
摘要：丘陵地区地势较为复杂，传统交通工具难以实现运输要求。基于此，设计一种履带式爬绳机器人。该机器人整体采用双绳结构，从结构上解决了机器人在绳索上运行过程中的倾斜和侧翻问题。基于连续式爬绳装置原理，设计了履带式爬绳机构，实现了爬绳机器人在绳索上的稳定运行。履带式爬绳机构采用链传动和爬绳足相结合的结构，将爬绳足安装在带耳片的链条上。完成了爬绳机器人整体的结构设计和控制系统的开发，并对爬绳机器人关键零部件和整体框架开展有限元分析，验证了爬绳机器人结构的可靠性。该履带式爬绳机器人解决了复杂地形运输问题，为丘陵地区运输等领域提供了新方案。
关键词：履带式爬绳机器人;爬绳机构;有限元分析
作者单位：长沙理工大学汽车与机械工程学院;
引文格式：王金行,邹佳琪,丁玉龙,等.一种履带式爬绳机器人的设计及分析[J].机电工程技术,2024,53(02):151-153+158.
标题：基于智能协作机器人的CNC上下料系统改造
作者：陈奎;张文瑾;
摘要：在制造业中，CNC数控系统发挥着重要作用，而CNC上下料系统是提高生产效率和自动化水平的关键环节。传统的CNC上下料系统存在操作繁琐、效率低下和安全风险的问题。随着智能制造技术的快速发展，协作机器人作为智能制造的重要实现工具之一，受到了广泛关注。引入智能协作机器人来实现自动化的物料上下料过程，在现有的数控机床上实施智能化改造，通过加装KUKA机器人、电气控制系统及工业相机等硬件设备，实现数控机床的智能化生产功能，在减少劳动强度的同时大幅缩短了生产周期，提高了生产效率和产品质量。通过改造方案，成功将智能协作机器人应用于CNC上下料系统，实现了自动化的上下料过程。该方案不仅提高了生产效率，还增强了工作安全性，为制造企业带来了更高效、更安全的生产流程，有助于推动制造业的智能化发展。
关键词：智能制造;协作机器人;上下料功能;智能化改造
作者单位：苏州高等职业技术学校;
引文格式：陈奎,张文瑾.基于智能协作机器人的CNC上下料系统改造[J].机电工程技术,2024,53(02):154-158.
标题：基于OBE-CDIO理念的机器人综合实践项目开发与实践
作者：吴丽丽;黄海燕;赵国炳;张文迪;宁梓尧;唐易;
摘要：为了保障工业和信息化等15个部门联合编制的《“十四五”机器人产业发展规划》对机器人人才培养目标的顺利实施，针对目前机器人实践项目缺乏顶层设计，很多院校机器人实践项目的内容、教学理念、方式方法等比较陈旧，实践评价体系缺乏最起码的淘汰机制，机器人实践设备与平台严重滞后岗位需求等现状，提出了基于OBE-CDIO理念的机器人综合实践项目开发。以大学生工程实践与创新能力大赛中的智能物流搬运机器人赛项为成果导向，对该赛项需要的能力进行分析，反向设计机器人综合实践项目；以构思（Conceive）、设计（Design）、实施（Implement）和运作（Operate）为工程教育模式将每个实践项目分为C-DI-0 4个环节进行实施，以物料设计项目为案例进行实践。研究结果帮助学生团队取得了很多奖项，验证了该模式在培养学生的综合实践能力和创新能力中有着很重要的作用。
关键词：OBE;CDIO;机器人;综合实践项目;竞赛
作者单位：浙江广厦建设职业技术大学;东阳市融媒体中心;
引文格式：吴丽丽,黄海燕,赵国炳,等.基于OBE-CDIO理念的机器人综合实践项目开发与实践[J].机电工程技术,2024,53(02):159-163.
标题：自动抓渣起重机智能控制系统改造
作者：陆震云;陆顺峰;张卫斌;张勇;黄钰珺;
摘要：智能控制是起重机未来发展的一个重要方向，尤其像钢铁企业工作环境恶劣、效率低下的抓渣起重机。为了解决这个问题，研究了抓渣起重机的智能化控制系统改造。该智能化控制系统由机上操作系统、视频监控系统、地面操作系统及通信传输系统组成。关键技术涉及防摇和定位系统、自动抓渣任务识别和抓斗控制系统研究。防摇和定位系统采用格雷母线进行数据传输；自动抓渣任务由PLC控制，通过抓斗上的编码器数据来监测渣土剩余情况；抓斗控制系统由变频器控制。改造完成并通过试验后，自动抓渣起重机能够远程监控抓渣，不受现场环境影响，并且可以无极调速自动抓渣，大大提高了抓渣起重机的工作效率。
关键词：抓渣起重机;智能控制;防摇和定位;抓斗控制;PLC;试验
作者单位：江苏省特种设备安全监督检验研究院;
引文格式：陆震云,陆顺峰,张卫斌,等.自动抓渣起重机智能控制系统改造[J].机电工程技术,2024,53(02):164-167.
标题：风电塔筒自动化喷涂爬壁机器人设计
作者：沈顺喜;涂德贵;陈立志;
摘要：风能是目前最有发展前景的清洁能源之一，然而在极端条件下风电塔筒容易发生腐蚀、生锈，目前主要依靠人工进行周期性的高空悬挂喷涂维护。因此，设计一种具有强吸附力、大曲率、运动灵活的永磁式自动化喷涂爬壁机器人替代人工作业，通过研究塔筒上的工况条件，分别对吸附、行走、驱动、喷涂等机构进行分析，提出了永磁吸附、轮式行走、直流伺服驱动、高压无气喷涂的爬壁机器人方案。针对初步设计的爬壁机器人模型，进行了力学计算，分析了倾覆临界状态，优化了爬壁机器人结构。通过单因素法研究喷涂速度对漆膜厚度的影响，调整了喷涂参数，选择了合适的喷涂速度。结果表明：初步设计的爬壁机器人喷涂产生的漆膜厚度均匀，且厚度满足风电塔筒喷涂要求。
关键词：爬壁机器人;永磁吸附;轮式行走;直流伺服驱动;高压无气喷涂
作者单位：福建永越智能科技股份有限公司;
引文格式：沈顺喜,涂德贵,陈立志.风电塔筒自动化喷涂爬壁机器人设计[J].机电工程技术,2024,53(02):168-172+207.
标题：基于改进粒子群算法的电视机生产线仿真与优化
作者：钟俊柏;徐雷;杜昌都;何纳川;
摘要：针对电视机生产线存在的工序不平衡、设备繁忙率较低、暂存区产品堆积过多等问题，提出一种基于改进的粒子群算法的生产线工序分配优化方法。首先使用Flexsim仿真软件对电视机生产线进行仿真分析，获得各工位的生产效率和生产线的日产量；其次，分析生产线生产需求和优化目标，根据生产节拍和平滑指数建立目标函数，利用改进的粒子群算法对目标函数求解并得到各工位的工序分配；最后，对优化后的生产线进行建模仿真并对仿真结果进行对比分析。实验结果表明，优化后的电视机生产线模型的产量相比传统生产线提升了24%，达到531台，设备繁忙率不均衡和暂存区产品堆积过多的问题得到了明显改善，证明了该方法在解决生产工序分配问题上的有效性。
关键词：Flexsim;电视机生产线;改进粒子群算法;工序分配
作者单位：四川大学机械工程学院;
引文格式：钟俊柏,徐雷,杜昌都,等.基于改进粒子群算法的电视机生产线仿真与优化[J].机电工程技术,2024,53(02):173-176.
标题：基于UG和VERICUT的牙轮钻头牙轮数控加工仿真研究
作者：吴泽兵;刘家乐;张文溪;袁若飞;贺啸林;沈飞;
摘要：牙轮钻头作为石油钻井作业中重要的破岩工具，其加工质量成为了钻头使用寿命长短的重要因素。为了解决牙轮零件加工精度要求高、工序繁多，且需多次装夹等问题，对牙轮零件整体加工工艺进行优化改进。通过UG软件对牙轮整体加工进行工艺规划和数控编程，模拟加工仿真刀路运动轨迹。基于VERICUT软件建立XYZBC五轴车铣复合数控机床运动学模型、开发控制系统、创建刀具库并搭建虚拟仿真平台，模拟仿真零件的实际加工过程，验证和优化加工程序和加工工艺。将加工结果与实际牙轮零件进行分析比较。结果表明：与传统工艺相比，优化后的工艺一次装夹即可完成牙轮零件的一体式加工，大幅提高了牙轮的加工效率，使牙轮产品加工质量保持稳定，牙轮的寿命也得到了相应改善。
关键词：牙轮;工艺优化;数控程序;虚拟仿真;五轴车铣复合加工中心
作者单位：西安石油大学机械工程学院;
引文格式：吴泽兵,刘家乐,张文溪,等.基于UG和VERICUT的牙轮钻头牙轮数控加工仿真研究[J].机电工程技术,2024,53(02):177-182.
标题：基于APDL的船用电梯井架参数化建模与仿真
作者：蒋仲仁;俞凯耀;
摘要：基于APDL软件，对船用电梯井架进行参数化建模和有限元分析，实现了电梯井架的快速设计、优化和分析。具体方法是采用多面体拼接法对电梯井架进行几何建模，然后定义参数化变量，通过改变参数化变量的值来实现电梯井架的参数化设计。最后利用有限元分析方法对电梯井架进行仿真分析。结果表明，该方法能够提高设计效率，减少制造成本，同时也能保证产品质量。因此，在电梯井架的设计和制造中具有一定的应用价值。通过调整参数、进行工程设计的优化，可以在设计阶段找到成本效益最佳的设计方案，从而避免了在后期制造和维护过程中出现意外的高成本，帮助预测维护成本和整个产品的生命周期成本。
关键词：APDL;船用电梯井架;参数化建模;有限元分析
作者单位：浙江国际海运职业技术学院;
引文格式：蒋仲仁,俞凯耀.基于APDL的船用电梯井架参数化建模与仿真[J].机电工程技术,2024,53(02):183-186.
标题：基于CATIA和ANSYS的可伸缩车车架强度仿真分析
作者：邵文洋;张袁元;郭世杰;钱承豪;李堂松;唐憬阳;黄家祁;高睿;
摘要：根据传统经验设计方法，设计一款具备底盘伸缩功能、适用于城市短距离行驶电动汽车的非承载式车架。为使设计的小型可伸缩车车架达到安全需求，参照车架正常工作环境，对其结构进行了强度和刚度有限元分析。在CATIA软件中对该小型可伸缩车车架进行三维模型的建立，导入ANSYS软件中进行三维模型的修正和网格划分；对车架运用有限元分析方法进行刚度和强度等静力学性能分析以及模态分析。选取弯曲和扭转工况，对车架有限元模型添加相应的载荷和约束，选取适当的载荷系数，分析车架变形分布和应力分布。对所设计的小型可伸缩车架进行模态分析，提取其前6阶固有频率及模态分析。结果表明：所设计的小型可伸缩车车架在伸长和收缩状态都能满足安全需求，符合设计要求。
关键词：车架;有限元;静力学;强度;分析设计
作者单位：南京工程学院汽车与轨道交通学院;
引文格式：邵文洋,张袁元,郭世杰,等.基于CATIA和ANSYS的可伸缩车车架强度仿真分析[J].机电工程技术,2024,53(02):187-192.
标题：基于RobotStudio的视觉分拣打磨工作站仿真设计
作者：陆叶;王开;黄河明;
摘要：为解决中小型零件混流自动化生产等问题，提出基于RobotStudio的工业机器人视觉分拣打磨工作站的仿真设计方案。根据零件的生产工艺流程，利用UG软件创建视觉分拣打磨工作站的整体布局；通过分析工作站各个模块功能，设计了各模块的结构；利用RobotStudio软件构建了工作站仿真模型。以视觉引导Smart组件和输送链跟踪仿真为例，阐述了ABB工业机器人通过视觉引导获取工件空间位姿的四元数和欧拉角的转换方法，并介绍了视觉拍照、机器人与工业相机通信等动态仿真的设置过程，以及输送链跟踪动态效果的设置方法。为实现工作站全过程仿真，设计了整体工作站逻辑，编制了仿真工作站离线程序，并将仿真工作站同步到实验平台调试验证。该设计可为智能制造生产线的设计、制造及应用提供参考。
关键词：工业机器人;视觉分拣;打磨;工作站
作者单位：茂名职业技术学院机电信息系;
引文格式：陆叶,王开,黄河明.基于RobotStudio的视觉分拣打磨工作站仿真设计[J].机电工程技术,2024,53(02):193-197.
标题：基于ANSYS的油茶果脱壳装置传动系统设计及仿真
作者：廖志强;吴均毅;熊平原;王毅;廖东庆;阮捷颖;刘永成;
摘要：目前油茶果脱壳大部分以人工脱壳为主，虽有部分机械化方法脱壳，但是存在能耗高、效率低、用途单一等缺点。面对我国油茶产业的快速发展，远不能满足生产需求。因此，研制具有分级脱壳清选一体的油茶果脱壳装置。并对此装置的传动系统进行设计及其脱壳主轴进行有限元静态分析和模态分析。静态分析表明：脱壳主轴总变形为0.012 5 mm；最大等效应力为18.695 MPa；扭转角度为0.057°，结果满足脱壳主轴的设计要求。经模态分析表明：脱壳主轴在固有频率为330.77 Hz时形变最大，且转速为19 188 r/min时存在共振现象，但转速远大于工作转速，故所设计的装置传动系统合理。研究结果可为后续与油茶果相似的坚果类物料提供参考。
关键词：油茶果脱壳;有限元分析;传动系统
作者单位：广东省特种设备检测研究院梅州检测院;仲恺农业工程学院机电工程学院;广东振声科技集团有限公司;
引文格式：廖志强,吴均毅,熊平原,等.基于ANSYS的油茶果脱壳装置传动系统设计及仿真[J].机电工程技术,2024,53(02):198-201+220.
标题：基于车用永磁同步电机转子结构的电磁噪声优化仿真分析
作者：孙宝铭;张炳义;冯桂宏;李文军;
摘要：针对目标电机低速加速段中存在明显类似“口哨”的高频噪声的问题及电机量产降本原则，将48槽8极峰值功率62 kW的乘用车前驱动电机作为案例进行电磁方案设计。基于设计指标及存在问题设计了定子结构相同内置式转子拓扑结构不同的优化方案，推导计算了两电机方案气隙磁场幅值波形时空分布方程及电磁力表达式，建立了两电机方案有限元模型及电磁-结构声场耦合模型，仿真分析比较两电机气隙磁密及径向电磁力谐波含量。基于仿真结果得到优化方案，在不牺牲电磁性能的前提下削弱了低速段加速过程的0阶6f1径向电磁力，并使磁钢用量从1.474 kg降低到了1.371 kg，实现了降本目的。最后分别制作样机进行实验验证，结果表明优化方案明显削弱了低速段径向振动，降低了24倍频电磁噪声，与仿真结果相吻合。
关键词：内置式永磁同步电机;径向电磁力波;转子结构;有限元仿真
作者单位：沈阳工业大学电气工程学院;
引文格式：孙宝铭,张炳义,冯桂宏,等.基于车用永磁同步电机转子结构的电磁噪声优化仿真分析[J].机电工程技术,2024,53(02):202-207.
标题：基于双卷积链的贴标机械手产品中心视觉定位方法
作者：钟明灯;童慧芬;
摘要：目前对于机械手产品视觉中心的定位主要采用的是被动双目立体视觉定位法，但由于缺乏场景坐标的匹配与预测，导致其视觉定位精度较差。为此，提出基于双卷积链的贴标机械手产品视觉中心定位方法。首先，对相机的内置参数与外置参数进行标定，构建视觉定位场景坐标系。然后，利用卷积神经网络中的双卷积网络结构，对视觉中心场景坐标进行预测。最后，通过匹配像素坐标与图像特征点实现贴标机械手产品中心视觉定位。在实验中，在40 mm×40 mm×40 mm小规模空间场景和180 mm×180 mm×180 mm大规模空间场景中对所提方法进行了定位精度的检验。实验结果表明，采用所提方法进行贴标机械手产品中心视觉定位时，定位方差较小，具备较为理想的定位精度。说明所提方法在机械手产品的定位领域具有较好的应用前景，有助于实现工业自动化生产。
关键词：双卷积链;机械手;产品中心;视觉定位
作者单位：闽南理工学院光电与机电工程学院;
引文格式：钟明灯,童慧芬.基于双卷积链的贴标机械手产品中心视觉定位方法[J].机电工程技术,2024,53(02):208-211.
标题：基于亮度均衡化和仿射变换的交通标志图像修复研究
作者：廖干洲;曾霞;
摘要：自动驾驶技术是当前人工智能的研究热点，其中交通标志的正确识别是机器的重要判断依据，但是在自然场景中交通标志图像具有颜色偏差、形状变形、遮挡等一系列问题，导致识别不准确。对于这个问题，提出了亮度均衡化和仿射变化的方法，首先采用HSV颜色空间，提取对应的颜色，再针对亮度信息进行直方图均衡化方法，解决颜色偏差问题，随后使用仿射变换，分别对三角形和圆形的图像进行形状的矫正，并实现背景的去除。实验部分采用占用机器资源较低的HOG+SVM检测方法进行检测，结果表明，和传统的方法相比，该方法在识别率上有20%左右的提升。由此证明，对交通标志图像进行有针对性的修复，对于识别率的提高有着比较大的意义，因为其占用机器资源较低，也给当前深度学习等占用机器资源较多的交通标志识别方法提供了新的思路。
关键词：HSV颜色空间;直方图均衡化;仿射变换
作者单位：广州应用科技学院;
引文格式：廖干洲,曾霞.基于亮度均衡化和仿射变换的交通标志图像修复研究[J].机电工程技术,2024,53(02):212-216.
标题：基于计算机视觉的机械臂分拣系统设计
作者：崔亚飞;张松亚;
摘要：在不同的产品上市之前，需要对产品进行分拣，确保产品没有任何缺陷，以卖出更好的价格，但手动检查成本高昂，需要花费大量人工费用和时间，因此许多公司倾向于使用现代技术来实施产品检测过程。提出了一种基于机器人与计算机视觉系统关联的方法，使用SolidWorks软件设计了一个具有4个自由度的机械臂，机械臂将罐头放入传送带，然后将其传送到检测室，通过连接到计算机上的相机拍摄产品的图像，并通过LabVIEW程序处理图像，使用MATLAB对模型进行了仿真，并使用Arduino微控制器控制原型执行的过程。当有缺陷的产品通过传送带时，系统会改变路径，将产品从生产线上移除。仿真和实验结果证明，设计的分拣系统能够抓取罐头，然后最终检测出罐头，将有缺陷的罐头带出生产线，已经实现了96%的准确度。在产品分拣过程中使用这项技术，将在短时间内提高生产率和质量。
关键词：机械臂;计算机视觉;物体检测
作者单位：永州职业技术学院;
引文格式：崔亚飞,张松亚.基于计算机视觉的机械臂分拣系统设计[J].机电工程技术,2024,53(02):217-220.
标题：基于半监督的植物病害智能检测研究
作者：江侯涛;马善农;
摘要：粮食安全一直是一个关系民生的问题，为了提高粮食产量，大量的农药被过度使用，从而对环境造成了威胁。因茶叶的病害特征相对明显和易于标注，以茶叶作为研究目标，希望通过使用半监督深度学习方法，来帮助茶园管理人员快速找到茶园中病害程度相对严重的区域，以促进农药的高效使用，进而降低农药对环境的污染。虽然，全监督方法已经可以较好地实现这一功能，但该方法对数据量要求巨大，这无疑增加了成本，因此，采用一种半监督方法来实现这一功能，达到在降低成本的同时还可以保持较好性能的目的。首先通过无人机对指定茶园进行低空航拍；然后提取指定帧，对相关帧进行人工标注；最后，对标注的数据集进一步处理得到标准的COCO格式数据集。分别对数据集进行全监督和端到端半监督实验，验证了所使用半监督框架的有效性。
关键词：深度学习;半监督;茶叶
作者单位：东华理工大学机械与电子工程学院;
引文格式：江侯涛,马善农.基于半监督的植物病害智能检测研究[J].机电工程技术,2024,53(02):221-224+290.
标题：基于改进YOLOv5的PCB缺陷检测方法研究
作者：黄熙;朱兆优;叶海鹏;刘达;
摘要：随着工业制造业的发展，印刷电路板（PCB）在电子产品制造中愈发重要。在PCB生产过程中，存在着各种各样的不良缺陷，因此急需一种高效的PCB缺陷检测方法。针对传统的YOLOv5目标检测算法中对于PCB图像检测中存在小目标缺陷检测准确率低的问题，提出了一种基于改进的YOLOv5的PCB缺陷检测方法。首先，针对小目标缺陷存在漏检的问题，在YOLOv5的特征提取网络中加入了高效通道注意力机制（SE）模块，提高对小目标缺陷的特征提取能力，从而提高小目标缺陷的检测精度；其次，为了优化和改进原YOLOv5算法，采用加权损失函数代替原来的损失函数，以充分学习图像的各种特征。在北京大学机器人实验室公开的PCB瑕疵数据集上进行测试，实验结果显示，改进后的模型提高了小目标缺陷检测效果，其mAP值为94.54%，比原算法模型提高了2.1%。可以准确地完成工业生产的印制电路板的缺陷检测任务。
关键词：PCB;缺陷检测;YOLOv5;注意力机制;损失函数
作者单位：东华理工大学机械与电子工程学院;
引文格式：黄熙,朱兆优,叶海鹏,等.基于改进YOLOv5的PCB缺陷检测方法研究[J].机电工程技术,2024,53(02):225-229.
标题：基于光速变换的激光打孔切割设备设计
作者：冯鲜;杨汉嵩;杨德云;高源;
摘要：传统机械加工存在加工效率低、环境友好性差等缺点，激光加工刚好解决了这些难题。激光切割打孔技术利用激光发生器输出高能量密度的激光束，激光束扫描加工表面，通过局部区域熔化气化，从而快速成型。鉴于此，设计了一款激光打孔切割设备。首先从打孔切割设备的功能与性能需求入手，分析激光打孔切割工艺内容，提出打孔机机械系统方案。根据现代化设计理论原理，借助三维建模软件，完成了X、Y、Z轴的机械结构设计。包括电机的选取、导轨和丝杠的设计算，并完成了寿命以及强度刚度的校核。通过运用PLC控制技术来实现Z轴的移动，确保激光发生器移动至需要加工的位置。根据工艺需求确定了激光发生器的选型，并分析了激光切割速度和功率对加工结果的影响。
关键词：激光加工;激光切割;激光发生器;切割速度
作者单位：无锡太湖学院智能装备工程学院;
引文格式：冯鲜,杨汉嵩,杨德云,等.基于光速变换的激光打孔切割设备设计[J].机电工程技术,2024,53(02):230-233.
标题：基于大型农业机械的后桥壳体深孔加工装置设计
作者：谷长峰;廖群英;陈向荣;首元锋;
摘要：后桥壳体类零件是减速器、差速器、半轴、齿轮装配的基体，主要起到支承保护作用，应用十分广泛，为解决大型农业机械的后桥壳体零件上深孔加工存在的振动难题，设计了后桥壳体深孔加工装置。在分析了后桥壳体零件的加工要求及结构工艺性后，结合机械结构、液压、机械制造相关理论设计了该装置，由刀杆装置、液压弹性活动顶尖装置、工件定位装夹装置、液压装置4部份组成。针对后桥壳体零件的深孔加工时刀杆伸出太长，刀杆容易产生弯曲变形，加工时产生振动的问题，设计的装置采用液压弹性顶尖，加工时顶尖顶住刀杆左端，减轻了刀杆径向力的影响，避免了刀杆弯曲变形和加工时振动的产生，从而提高了零件的加工精度；刀具转速和刀具进给速度也可以相应调高，并且在刀杆上同时安装了粗、精加工刀具，深孔可以一次加工完成，使用新装置后，深孔的加工时间由40 min减少到2 min左右，加工效率提高了20倍。
关键词：后桥壳体;深孔加工;顶尖装置
作者单位：郴州职业技术学院;郴州市第一职业中等专业学校;湖南农夫机电有限公司;
引文格式：谷长峰,廖群英,陈向荣,等.基于大型农业机械的后桥壳体深孔加工装置设计[J].机电工程技术,2024,53(02):234-236+286.
标题：基于矢量拟合法的交流接触器EMI高频模型
作者：缪宏圣;朱浩然;包志舟;
摘要：随着交流接触器的智能化，越来越多的交流接触器控制系统采用了电力电子器件。但开关器件的引入会产生大量的电磁干扰，影响控制系统的工作稳定性。交流接触器作为控制系统中电磁干扰流经的重要路径，需要对其高频电路模型进行精确建模。针对不易建立高精度、宽频带的交流接触器电磁干扰（EMI）高频模型问题，提出了一种基于矢量拟合法的交流接触器EMI高频模型和建模方法。首先将交流接触器的阻抗表示成网络函数形式。然后使用矢量网络分析仪测取线圈出线端口的阻抗特性数据，对测得的数据进行矢量拟合，求出极点和留数。之后根据网络函数与电路参数的关系，对拟合出的极点和留数进行电路等效，并在电路仿真软件中搭建交流接触器高频电路模型并进行仿真。仿真实验结果表明该高频电路模型在150 kHz～30 MHz频段范围内有较高的精度。最后将交流接触器EMI高频模型代入交流接触器控制系统EMI模型中进行时域仿真。仿真实验结果显示在150 kHz～30 MHz频率范围内，建立的接触器EMI高频模型可用于接触器控制系统的传导电磁干扰分析。
关键词：交流接触器;矢量拟合;EMI;电磁干扰
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;引文格式：缪宏圣,朱浩然,包志舟.基于矢量拟合法的交流接触器EMI高频模型[J].机电工程技术,2024,53(02):237-242.
标题：基于FD6288设计的经济型无刷电机驱动器
作者：姚愉彬;吕艳蕊;李虹;周宏甫;黄德铭;刘创宇;
摘要：无刷电机是大多数机器人主要动力来源，而配套的无刷电机驱动器也成为决定机器人成本的关键部件。市面上应用于机器人无刷电机驱动器的主流硬件方案为德州仪器的DRV8301驱动方案，该器件由于庞大的需求量而一直处于高昂的价格，针对此问题，基于STM32嵌入式控制系统，采用国产FD6288驱动IC配合INA240电流采样芯片低成本硬件驱动方案。电机的控制方式采用场定向控制（FOC）算法。通过AD (Altium Design)对选定的器件设计原理图和PCB，并焊接元器件，通过示波器检测功能板输出波形的稳定性。驱动软件使用Keil IDE编写，通过串口将代码无刷电机驱动驱动电机过程中的各相关键数据打印到上位机，通过数据分析驱动器控制及电机的响应能力，进而调整对应的参数。驱动器电路板调试结果证明提出的驱动方案能使无刷电机稳定运行，为机器人无刷电机驱动器提供一个可行的方案。
关键词：FOC;STM32;FD6288;INA240;无刷电机驱动
作者单位：广州城市理工学院;
引文格式：姚愉彬,吕艳蕊,李虹,等.基于FD6288设计的经济型无刷电机驱动器[J].机电工程技术,2024,53(02):243-244+246-247+266.
标题：66kV湿式轻型海缆特殊试验研究
作者：单潜瑜;吴剑伦;李培瑶;王立斌;王志超;赵远涛;俞国军;
摘要：为了模拟66kV湿式轻型海底电缆在全寿命周期中可能承受的压溃、拉伸、弯曲、冲击、扭转等多种机械载荷，根据机械载荷类型的不同搭建了不同的试验平台，针对压溃载荷，利用摩擦试验平台模拟海底电缆的短期受压情况，利用重物长期堆叠模拟海底电缆的长期受压情况；利用疲劳试验机、弯曲刚度试验机搭建拉伸弯曲试验平台，模拟还原海底电缆运行过程中承受的拉伸、弯曲载荷；利用冲击试验机模拟海底电缆在实际过程中承受的冲击载荷；搭建扭转试验平台，利用角度传感器、力传感器测量海底电缆承受的扭转载荷。通过对66kV湿式轻型海底电缆进行以上特殊机械试验，对试验数据进行相应的分析从而得到电缆允许的压溃载荷、侧压力、抗冲击能力、刚度、允许扭转角度等工程相关信息，为海底电缆的生产、导缆、运输、敷设、施工作业以及后期运维提供试验数据的支持。
关键词：66kV;湿式轻型;海底电缆;全寿命;机械试验;试验平台
作者单位：宁波东方电缆股份有限公司;
引文格式：单潜瑜,吴剑伦,李培瑶,等.66kV湿式轻型海缆特殊试验研究[J].机电工程技术,2024,53(02):248-252.
标题：自然冷却下干式变压器的温度场仿真分析
作者：李霞;苏步云;陈文锋;易吉良;姚小虎;
摘要：采用试验与仿真相结合的方法，对干式变压器在自然冷却条件下的温度场特性展开了系统的研究。首先，采用高低压绕组同时施加额定直流电流的试验方法，排除了涡流效应对高低压绕组损耗结果的影响，准确地获得了绕组损耗与温升的对应关系。同时，利用STAR-CCM+软件，分析了达到热平衡后，变压器内部温度场和流场的分布情况以及不同的湍流模型选取和绕组等效建模方法对温升模拟结果的影响规律。研究结果表明，由于空气自然对流的影响，高低压绕组的温度场分布规律基本相同，即：底端温度最低且温度随绕组高度的增加逐渐升高。此外，采用k-ε低雷诺湍流模型和柱坐标等效建模法所得到的变压器自冷温升的仿真结果与试验结果的误差最小，且具有最快的收敛速度。所提出的仿真方法能够准确、快速地对自冷条件下干式变压器的温度场特性进行分析，可为变压器的设计与优化提供一定的指导与参考。
关键词：干式变压器;自然冷却;温度场仿真;数值模拟
作者单位：顺特电气设备有限公司;华南理工大学工程力学系;
引文格式：李霞,苏步云,陈文锋,等.自然冷却下干式变压器的温度场仿真分析[J].机电工程技术,2024,53(02):253-256+282.
标题：锂离子动力电池不同调荷方式下放电性能的研究
作者：王振;周小龙;余祥松;黄伟平;彭祖雄;
摘要：结合实际项目经验，针对锂离子电池在开发过程中采用Pack环模进行低温放电功率标定后对整车冬季低温放电性能进行验证时两者存在差异的现象，通过采用二阶Thevenin等效电路模型来研究分析电池的充放电机理，并根据电芯的脉冲充放电的实测结果对电池的极化现象进行研究与分析，识别出了不同调荷方式下对放电性能带来的差异。采用控制变量法重新采用不同的调荷方式对Pack环模低温功率标定方法进行调整及验证后，最终Pack环模得到的放电性能结果和整车进行低温放电性能的验证结果一致，从而可为后续Pack环模进行低温放电功率标定试验来模拟整车冬季低温放电性能验证的方法设计及改善整车低温的动力性提供指导，并能一定程度上提前识别整车开发问题及风险，对于缩短电动汽车整车的开发周期具有重要意义。
关键词：电动汽车;Pack环模;SOP标定;整车标定;调荷方式;放电性能
作者单位：广汽埃安新能源汽车股份有限公司;
引文格式：王振,周小龙,余祥松,等.锂离子动力电池不同调荷方式下放电性能的研究[J].机电工程技术,2024,53(02):257-262.
标题：基于SM3算法的智能配电网报文安全认证方法
作者：区永通;陈重辰;谭浩彬;林聪;龙国良;邓轲;
摘要：电网智能化的不断提升，使智能配电网的信息报文传输安全重要性不断提高，如何减少信息报文在整个电力系统流通时被网络攻击一直在广泛研究。首先介绍了智能配电网信息报文传输安全的背景，再讲述配电网遭受网络攻击的过程，指出了在传输过程中报文存在篡改的风险，并针对风险环节引入了国密算法SM3。介绍了SM3算法在配电网报文中具体的安全认证方式，通过对比发送方和接收方所得的摘要是否一致来判断报文是否安全。最后将SM3算法移植入Dev C++软件上进行实例测试，验证了算法的完整性校验和时效性，表明满足报文安全性要求。
关键词：智能配电网;报文传输;篡改;SM3
作者单位：南方电网数字电网科技(广东)有限公司;
引文格式：区永通,陈重辰,谭浩彬,等.基于SM3算法的智能配电网报文安全认证方法[J].机电工程技术,2024,53(02):263-266.
标题：三电平模组散热设计及数值分析
作者：苏雷;恽强龙;张广泰;吴继平;
摘要：综合考虑加工便捷性、均温效果、实用性因素，设计了一款适用于排列分布功率器件的螺旋线型结构散热器。基于三电平半桥模组结构应用场景，结合功率器件损耗、水冷系统常规工程应用条件需求，以及结构加工工艺难度及经济性，以进出水温差、进水流量作为变量，设计了两款散热器流道结构。两款流道均采用均温性强的螺旋线型流道结构，按照器件安装需求，分别拼接并联流道和含S弯道的串并联流道两种结构。通过流阻及温度仿真分析，得到两种方案对应的流道流阻数据及IGBT安装面最高温度、温差数据，根据散热系统设计要求，综合评估判断流道设计方案流量分配合理性。结合散热效果及散热经济性，比较流道流阻及设计裕度，确定在常规水冷工况下散热器流道最优设计方案。研究成果可为螺旋线型水冷散热器的设计提供指导。
关键词：散热器;流道设计;流阻;散热效果
作者单位：常州博瑞电力自动化设备有限公司;江苏省柔性输变电装备工程技术研究中心;
引文格式：苏雷,恽强龙,张广泰,等.三电平模组散热设计及数值分析[J].机电工程技术,2024,53(02):267-269+298.
标题：风冷IGBT散热器正交设计及优化研究
作者：恽强龙;陈宇曦;姜波;陈武;邵昌;
摘要：基于某工程功率器件的散热需求及散热器尺寸限制要求，拟寻求一种性能较优的散热设计方案。结合散热基本理论，采用自下而上、紧凑型设计为原则，通过正交分析的方式设计并对比了不同结构方案下散热器的基本性能，结果表明：综合考虑散热性能及风机选型风压限制等因素，外形结构尺寸中，散热器长度对散热器风阻及热阻性能的影响最大；散热基板及翅片尺寸也存在优选范围，综合生产制造工艺，散热翅片厚度优选推荐值为2～4 mm；散热器采用引风方式更有利于散热设计，IGBT到出风侧的距离与其相邻间距比值在1～2时散热性能相对较优。优化后的散热器方案对比设计限值，散热性能提升16%且占用体积下降64.43%。
关键词：强迫风冷;IGBT散热器;正交设计;参数优化
作者单位：常州博瑞电力自动化设备有限公司;江苏省柔性输变电装备工程技术研究中心;
引文格式：恽强龙,陈宇曦,姜波,等.风冷IGBT散热器正交设计及优化研究[J].机电工程技术,2024,53(02):270-274+278.
标题：冷弯U形钢无级调整落料剪的研究设计
作者：李小兵;李刚;李盼;
摘要：研究了一套U形钢无级调整落料剪切系统，解决了U形钢产品底宽、高度及厚度在一定范围内无级变化时的切断问题。现有技术通常为根据产品规格，制作其对应动刀和定刀，产品规格切换时，更换相应动刀及定刀，人工更换费时费力，对工人技术水平要求高，且效率低。因此设计了一套系统，集插销装置、压力机、切刀无级调整落料剪芯、剪刀位置精准找正底座、液压系统、电气保护装置等结构于一体，所生产U形钢产品规格（即底宽、高度及厚度）在一定尺寸范围内切换时，仅需通过调节丝杆，调整落料剪芯两侧刀之间尺寸至所需宽度规格即可，操作简单高效。通过剪切力公式及剪切原理，推算所需最大剪切力；采用有限元分析软件计算了剪架结构的强度及刚度，验证了结构设计的可靠性。
关键词：冷弯U形钢;无级调整剪切;开口型材;液压;有限元
作者单位：新乡天丰机械制造有限公司;中国科学院大学;
引文格式：李小兵,李刚,李盼.冷弯U形钢无级调整落料剪的研究设计[J].机电工程技术,2024,53(02):275-278.
标题：门式起重机结构拆分连接螺栓群的计算
作者：任师道;李鹏举;刘振辉;
摘要：门式起重机的主梁、马鞍和支腿等结构需要拆分设计，其中主梁结构需要分段设计，分段或拆分处采用法兰和螺栓群进行连接。针对箱形截面的结构，介绍其分段或拆分处螺栓群的类型和强度计算方法，阐述结构内力对翼板螺栓群和腹板螺栓群计算的影响。通过实例介绍门式起重机的结构组成和拆分方式，阐述主梁分段处翼板螺栓群和腹板螺栓群的计算方法，说明主梁的弯矩作用由翼板和腹板共同承受，并分析主梁弯矩对腹板螺栓群的影响，给出腹板螺栓群的最佳布置方案。介绍支腿上下两端法兰螺栓群的计算方法，说明在支腿轴压力作用下，支腿法兰螺栓群承受的弯曲拉伸作用减小，同时支腿法兰面的剪力和扭矩对法兰螺栓群的影响不可忽略。
关键词：门式起重机;结构;主梁;支腿;拆分;螺栓
作者单位：山东丰汇设备技术有限公司;
引文格式：任师道,李鹏举,刘振辉.门式起重机结构拆分连接螺栓群的计算[J].机电工程技术,2024,53(02):279-282.
标题：色谱试验标准混合气体摇匀装置的研制与应用
作者：姜蓉蓉;王博颖;杨俊秋;张霖;谭洁;薛静;郑春菊;段祥玥;申峻;罗兴春;
摘要：针对目前广泛使用的手动摇匀标准混合气体的方式存在作业效率低、标定试验结果不易达到重复性要求、试验精度低、安全风险高以及不符合人机功效等问题，首先设计了可控式活塞摇匀器，代替手动摇匀功能，以提高工作效率和提高试验精度；再设计了剪叉式升降结构平台及标定气瓶导向车，提高人机功效；从运行稳定、控制精准及操作简便三方面选择制造材料和控制系统，最终研制了一套色谱试验标准混合气体摇匀装置，可实现自动摇匀钢瓶内的标准混合气体，并在试验室检验其应用效果。应用结果表明，色谱试验标准混合气体摇匀装置可快速、省力、安全地使钢瓶中的标准混合气体混合均匀，提高标定试验的成功率及标定试验精度，保证色谱试验结果的准确性。尤其对于缺陷跟踪充油式电气设备，可以更好地掌握其运行状态。
关键词：色谱试验;混合气体;摇匀装置
作者单位：贵州电网有限责任公司贵阳供电局;贵州电网有限责任公司培训中心;
引文格式：姜蓉蓉,王博颖,杨俊秋,等.色谱试验标准混合气体摇匀装置的研制与应用[J].机电工程技术,2024,53(02):283-286.
标题：无极绳连续牵引车新型防脱压绳轮装置设计
作者：杨坚;杨自攀;
摘要：对现有的防脱绳压绳轮装置进行力学分析，确定了传统结构在牵引大负载时需要加大拉簧的弹力，而且当牵引车通过防脱绳装置时，传统结构容易产生巨大的冲击，同时，大的牵引力持续作用在拉簧上也加速了拉簧的损坏。针对上述问题，设计了一种新型的防脱绳压绳轮装置，包括可带动两个压绳轮同步转动的旋转臂，该旋转臂可在一个方向上实现两个压绳轮之间的闭合和打开，且仅需要一个小拉簧就能实现压绳轮的复位，从而减小拉簧的受力，而且当梭子通过两个压绳轮时，两个压绳轮张开幅度较小，从而有效地防止钢丝绳在运行中脱绳。最后，经过将两种结构进行现场试验验证，确定新型防脱绳压绳轮装置可承受最大拉力以及平稳性明显大于传统结构。
关键词：压绳轮;防脱绳;跑绳;无极绳连续牵引车;梭车
作者单位：湘潭恒欣实业股份有限公司;
引文格式：杨坚,杨自攀.无极绳连续牵引车新型防脱压绳轮装置设计[J].机电工程技术,2024,53(02):287-290.
标题：基于QScript脚本的SCADA系统自定义报表方法研究
作者：何江海;骆志勇;刘猛;
摘要：传统SCADA系统通常只提供固定报表模板，无法满足用户多样化需求。因此，提出并实现了一种基于QScript脚本的创新方法，以提高系统的灵活性和用户体验。首先，通过引入易于编写和跨平台的QScript脚本技术，实现了数据源的动态选择与处理。这使得用户可以根据实际需求动态地选择和处理数据，提高了系统的灵活性和数据处理能力；其次，实现了报表模板的灵活设计与编辑。通过QScript脚本，用户可以自由设计和编辑报表模板，使其更符合实际需求。此外，还提供了丰富的报表模板编辑工具和选项，使用户能够轻松创建和编辑自定义报表；最后，通过QScript脚本实现数据与报表的动态绑定与展示。这确保了数据的实时更新和报表的动态展示，进一步提高了系统的灵活性和用户体验。实验表明，提出的方法增强了SCADA系统的自定义报表生成能力，提高了灵活性，降低了操作复杂性和开发成本，为SCADA系统报表生成提供了有力支持，能满足用户多样化需求，具有广泛的应用前景。
关键词：监控和数据采集系统;QScript脚本;自定义报表;数据源
作者单位：广州地铁集团有限公司;广州市白云机电设备安装工程有限公司;
引文格式：何江海,骆志勇,刘猛.基于QScript脚本的SCADA系统自定义报表方法研究[J].机电工程技术,2024,53(02):291-294.
标题：一种电机测试的检测平台设计与应用
作者：李天文;柳振方;王斌;赵凯;李广林;
摘要：通过自主设计的电机检测平台的装置及设备，在测试之前初步了解被试电机整体设计及装配是否存在问题。数字万用表检测被试电机三相绕组与机壳是否有短路现象，兆欧表摇测相间及三相对地绝缘是否符合标准，LCR数字电桥测试仪确认被试电机的线圈绕组阻值和电感是否三相平衡。利用测功机台架，以单拖动被试电机的形式，通过示波器及振动传感器初步检测被试电机不同转速下空载反电势波形情况及被试电机振动情况，同时用测温枪检测被试电机的电机温度，转子表磁装置测量转子表磁分布情况，做到提前预判被试电机是否存在磁路与整体装配问题。通过仪表装置及设备，对被试电机绕组与机壳通断、阻值电感、空载反电势、不同转速下振动的检测，可以检测出被测电机是否有绕组损坏、磁钢退磁、磁路问题、电机装配设计问题，能够有效判断出被试电机是否能够进行后续测试，解决了耗时长、台架资源短缺的问题。
关键词：测试;检测;振动;反电势
作者单位：首钢智新迁安电磁材料有限公司;
引文格式：李天文,柳振方,王斌,等.一种电机测试的检测平台设计与应用[J].机电工程技术,2024,53(02):295-298.
标题：某车载多屏显控台的结构设计与人机工程设计
作者：王雪艳;欧阳倩;吾琳;
摘要：随着移动式指挥信息系统向智能化、集成化快速发展，作为系统的重要基础设施，显控台需在有限的方舱空间内安装更多的显示设备，以满足快速数据处理和多人交互的功能需求。针对某车载指挥信息系统的要求，提出一种琴式结构的多屏一体化显控台方案，整体尺寸为1690 mm （长）×790 mm （深）×1370 mm （高），可安装6台19.5 in显示屏及附属设备。根据结构设计方案，建立力学模型，结合理论分析，运用有限元仿真软件对显控台进行模态分析，算出前6阶固有频率和振型；并通过施加实际工作环境下振动条件，进行随机振动分析，得到垂向、横向、纵向3个方向的振动变形和应力，经计算，显控台的应力和变形小于22.1 MPa和0.15 mm的概率为99.73%。最后结合人机工程设计准则，对其进行人机工效合理性分析。综合结构设计理论、仿真分析和人机工程分析，验证所设计的多屏显控台能够满足系统功能、结构强度及人机工程要求。
关键词：显控台;结构设计;仿真分析;人机工程
作者单位：南京大桥机器有限公司;
引文格式：王雪艳,欧阳倩,吾琳.某车载多屏显控台的结构设计与人机工程设计[J].机电工程技术,2024,53(02):299-303.