DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2020. 11. 001
李伟光，黄键，蔡文伟，等. 谐波减速器柔性薄壁轴承性能检测方法研究［J］. 机电工程技术，2020，49（11）：1-5.
摘要：谐波减速器是工业机器人核心部件之一，柔性薄壁轴承是谐波减速器的关键零部件，轴承的性能与稳定直接影响减速器的性能。以往对柔性薄壁轴承应用特性的研究都是将其置于谐波减速器整体研究中进行粗略分析，无法结合其工作过程的变形及载荷交变特性开展深入研究，其主要原因是缺乏有效的试验与验证手段。谐波减速器内除柔性薄壁轴承外，刚轮、柔轮等多个部件的特征信号存在耦合关联，对谐波减速器的单个零部件特征提取难度极大。提出将柔性薄壁轴承从谐波减速器整机中剥离出来进行等效研究的试验方法，创新设计了模拟薄壁轴承实际运动工况
的测试装置，开展了相关性能与寿命试验，提出并验证了多种特征提取方法，可快速有效地实现柔性薄壁轴承性能与寿命测试，为谐波减速器的产品优化迭代提供了一种高效便捷方法。
关键词：柔性薄壁轴承；寿命试验；特征提取；故障诊断
结束语：（1） 通过将柔性薄壁轴承从谐波减速器上分离出来，获得柔性薄壁轴承性能的影响成分和权重，使得研制柔性薄壁
轴承过程能够直接、快速评价柔性薄壁轴承的特性，减少了目前企业只能通过检测减速器不精确地评价个部件的时间，厂家可通过改变材料、热处理工艺、表面强化、优化结构参数等方式快速迭代产品并进行验证，促进了对柔性薄壁轴承特性的深入探索与优化。（2）以载荷位置不变，模拟谐波减速器柔性薄壁轴承在
工况下的受载分布，通过伺服运动与机械联动加载装置实现静态加载、周期可调的动态变频双端加载和静动态交变加载，代替谐波减速器工况中薄壁轴承圆周循环受载的情况，不改变轴承疲劳失效形式的基础上实现柔性薄壁轴承寿命加速试验，发明了一种柔性薄壁轴承加速寿命试验方法，可高效、快速获得轴承失效数据。（3）提出了主成分分析-希尔伯特变换 （PCA-HHT） 融合算法和自适应谱峭度方法-最大相关峭度解卷积（ASK-MCKD）融合算法、基于自适应谱峭度和最大相关峭度解卷积的ASK-MCKD等故障提取算法，其所提取的信号谱特征能量比值大，能准确、有效表征柔性薄壁轴承的故障信息。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2020. 11. 002
叶启立，赖志伟，刘小杰，等. 五轴联动工具磨床的关键技术及其研究现状［J］. 机电工程技术，2020，49（11）：6-15.
摘要：五轴联动工具磨床是对复杂自由表面刀具进行高效磨削制造的先进装备。着力发展五轴联动工具磨床，可大幅提高制造业的发展水平。对国内外五轴磨床主要厂商和主要产品进行了对比分析，并介绍了五轴工具磨床的关键结构、数控系统、检测系统以及磨削工艺的研究进展。得出结论：开放性数控系统不仅要提高兼容性和扩展性，也要提升运行速度和加工精度；检测系统的研究应更关注机床故障的早期检测，并提供解决方案，而工件的检测应向非接触式检测发展；五轴磨削工艺需侧重于工艺优化和兼容性问题的研究。
关键词：五轴工具磨床；关键结构；数控系统；检测系统；磨削工艺
结束语：五轴联动工具磨床等高精密加工设备的研发代表着一个国家制造生产能力，拥有自主研发的高水平五轴联动工具磨床设备，可打破工业生产中的许多桎梏。本文介绍了国内外五轴联动工具磨床研究现状，对国内外五轴磨床主要厂商产品和数控系统进行了对比分析；并介绍了五轴工具磨床的关键结构和功能、数控系统、检测系统以及磨削工艺的研究进展。得出主要结论如下。 （1） 国内外五轴磨床研究现状方面，全球范围内著名的五轴磨床设备制造商主要在德国、瑞士和澳大利亚等国家，国内也有台州北平机床、武汉机床厂和大连科德数控等公司有制造五轴磨床的能力，在加工精度和效率等方面与国际领先水平仍有一定差距。（2）在五轴磨床关键结构研究进展方面，介绍了五轴磨床的关键结构，如工作台、磨削砂轮等，并叙述了相关的研究进展。五轴磨床工作台、砂轮、进给机构和自动上下料等关键结构的相关研究大多基于实际应用问题，提出改进方案或创新设计，有助于认识五轴磨床相关结构和对其进行研究设计。（3） 在五轴磨床数控系统研究进展方面，介绍了数控系统的类型和组成，罗列了国内外数控系统的代表型号和主要性能。目前，许多学者针对数控系统的开放性做了相关研究，分别基于不同的运动控制器 （如 UMAC 等） 和平台（Windows、.NET等） 开发开放性数控系统。未来对于开放性数控系统的研究应该更加注重兼容性和扩展性，而数控系统的运行速度和加工精度要继续提升。（4）在检测系统研究进展方面，阐述了机床检测系统功能对生产的作用，包括机床状态检测和工件检测两方面。在机床状态检测方面，目前的研究主要关注机床故障的检测方法及其优化，未来研究的方向应要关注故障早期的检测，现实故障信息的完成显示并可提供相关解决方案。在工件检测方面，许多学者利用AE技术来设计检测系统。对于非接触式的工件测量系统，如基于3D结构光扫描技术的测量系统的研究还较少，应加以研究，提高工件定位精度和速度，避免工件的测量损伤。（5） 在五轴磨削工艺研究进展方面，主要介绍了直接驱动技术在五轴磨床中的应用和五轴磨床后置求解方法。五轴磨床应用了直驱技术具有许多优势，但在应用时还需关注接口问题，该问题的优化仍需进行更多的研究。目前已有关于五轴磨床后置处理的求解过程和方法的研究并提出后置处理的研究建议，但有关后置处理软件的设计及其兼容性和拓展性的研究还较少。五轴联动磨床凭借其高精度、高加工性能等优异特点，可以顺应复杂刀具等工件的加工需求，在高端制造业有广阔的前景。目前，物联网、人工智能以及5G正在迅速发展，将大范围带动周边产业的协同发展，未来五轴联动工具磨床的发展应寻求与上述产业的有效结合方式，促使五轴磨床向智能化、信息化方向发展，为先进制造业的发展打一剂强心针。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2020. 11. 003
杜策之，王成勇. 医用金属材料抗菌表面制造［J］. 机电工程技术，2020，49（11）：16-19.
摘要：具备抗菌功能的医疗器械是当前外科临床医疗器械发展的热点之一。医用金属高效抗菌表面对降低临床感染率、控制医疗成本有着积极的意义。叙述了材料表面的主要的3类抗菌机制。从制造的角度出发，总结了当前医用金属材料抗菌表面的主要加工方式，分析了现有抗菌表面制造研究在抗菌机制和材料上的侧重点，展望了医用金属抗菌表面制造的发展的方向，为医用金属抗菌表面加工提供了方向指导。
关键词：医用金属；医疗器械；抗菌表面；制造
结束语：当前在医用金属材料表面使用的结构抗菌、成分抗菌和复合抗菌方法均可实现较强的抗菌性能，但是具备结构-成分复合抗菌的表面具有多重抗菌机制，更有利于减少器械表面细菌污染的风险。同时，当前对于非晶合金这类具备广泛医用潜力的材料抗菌表面制造的研究较少，主要在激光加工和化学处理加工两个方向有探索，缺乏对不同体系非晶合金实现表面抗菌特性的探索，不利于对医疗器械领域的革新。因此，本文认为未来在医用金属抗菌表面制造的研究方面应当着重关注以下3个部分。（1） 在复合抗菌表面构建方面，将诸如纳米金刚石等新型高效抗菌材料与结构抗菌表面相结合，进一步提升实现医用金属表面的抗菌性。同时，寻找合适的表面处理工艺，使新型纳米抗菌材料能在医用金属抗菌微结构表面稳定的附着，保证构建的复合抗菌表面能够长效抗菌。（2） 针对非晶合金这类新型医用金属表面抗菌制造方面，首先从加工过程中材料去除特性出发，确保控制加工温度，避免材料晶化现象的产生，从而保持材料非晶态。在获得表面抗菌特性的同时不降低材料自身的生物医用性能。再者从加工方式出发，开发新型加工方法，尤其是注重多种加工方式的结合。针对现有抗菌表面主要加工方法存在的不足，如激光加工对激光光束质量要求较高、化学处理对温度和配方工艺控制较严格的问题，采用复合加工方式，结合以构建表面复合抗菌层为目标的导向，实现新型医用材料抗菌表面高效低成本的制造。（3）针对医疗器械抗菌表面应用扩展方面，可制造具备不仅限于抗菌的功能性表面。通过表面微结构与表面化学基团配合，使得材料表面具备抗菌性的同时还具备特定药物输送和释放功能，最终获得表面具备抗菌、载药等多种功能的医疗器械。利用器械表面具备微结构或特定官能团之后在物理声、光、电、磁方面的特性，实现多物理场与表面结构/官能团协同作用，实现医用材料表面对细菌污染的快速检测及高效消杀，进一步推动临床医疗器械的发展。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2020. 11. 004
梁超，段富海，邓君毅，等. 无刷直流电机转矩脉动抑制方法研究综述［J］. 机电工程技术，2020，49（11）：20-22.
摘要：无刷直流电机因寿命长、体积小、输出转矩大和功率密度高等优点，广泛应用于航空航天等精准转矩控制领域，但由于结构、制造工艺和控制方式等原因，无刷直流电机在工作时不可避免会产生转矩脉动问题，限制了其应用范围。针对此问题，分析了转矩脉动产生原因，综述了通过控制电流、控制转矩、增加拓扑结构等方法抑制转矩脉动的研究现状。
关键词：无刷直流电机(BLDCM)；转矩脉动抑制；电流控制法；拓扑结构法；直接转矩控制法
结束语：在一些高精度转矩控制领域，无刷直流电机在工作时产生的转矩脉动会极大地影响其应用，因此通过改进控制算法进行转矩脉动抑制成为当前无刷直流电机领域的一个研究热点。本文提到的电流控制法、拓扑结构法以及直接转矩控制法通过对无刷直流电机不同的参数进行控制，实现转矩脉动最小的目的。电流控制法中的PWM法和重叠换相法因无法准确估计占空比和重叠时间，因此容易存在过补偿或者欠补偿的问题，电流预测法可很好地克服这一缺点，然而需要对外界干扰带来的影响进行实时优化。拓扑结构法通过调节母线电压抑制换相转矩脉动，但该方法会增加额外的硬件电路，提高控制器的成本。直接转矩控制通过直接控制电机的转矩与定子磁链，实现转矩脉动抑制，其具有良好转矩输出、响应速度快、鲁棒性好等优点，同时可避免电机参数变化带来的影响，但是会带来计算量大的问题。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2020. 11. 005
林锦明，姜超，顿亚鹏，等. 不锈钢激光切割加工工艺优化及表面质量研究［J］. 机电工程技术，2020，49（11）：23-26.
摘要：综述了激光切割不锈钢的国内外研究进展，阐述了熔化切割、氧化熔化切割、气化切割等激光切割机理和激光切割工艺参数对性能指标的影响，总结了激光切割不锈钢表面质量的研究进展以及不同研究者所采用的优化方法，研究发现激光切割质量可通过上下切口宽度、切口锥度、表面粗糙度、重铸层、浮渣和热影响区等基本特征进行准确评价。最后对激光切割的发展趋势进行了展望。
关键词：激光切割；表面质量；工艺参数
结束语：：本文阐述了在激光切割不锈钢领域国内外学者的研究进展，研究者针对不锈钢激光切割工艺优化及质量评价，通过不同的实验设计及表征形式进行了多维度的实验研究。通过以上讨论得出下列结论。影响激光切割质量的参数有激光参数 （如激光功率、波 长、模式等）、材料类型及板厚工艺参数（如脉冲宽度或持续时间、脉冲频率、电流、切割速度、辅助气体类型和压力等）。激光切割参数对切割质量的影响可以从上下切口宽度、切口锥度、表面粗糙度、重铸层、浮渣和热影响区等基本特征进行评价。在激光切割过程中，实验优化技术及建模分析愈发频繁应用于优化求解及工艺参数的影响研究。在以后研究中，仍需继续开展激光切割机理分析，进一步开展大功率激光切割厚板材的实验研究，针对激光切割过程中的气体动力学及材料热力学进行建模，对温度场和应力场进行数值模拟分析，建立激光切割不同厚度和类型板材的理论基础。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2020. 11. 006
陈颖，周叶平，陈星斌，等. 曳引驱动电梯平衡系数测试方法综述［J］. 机电工程技术，2020，49（11）：27-28.
摘要：为了解最新的各种平衡系数测试方法研究现状，依据TSG T7001-2009《电梯监督检验和定期检验规则—曳引与强制驱动电梯》对曳引电梯平衡系数试验进行检验。通过对电流法、称重法、钢丝绳张力法测量平衡系数的现状进行分析，得出称重法测量平衡系数的研究潜力较大。综述了平衡系数测试方法的研究现状及未来发展趋势。
关键词：曳引驱动电梯；平衡系数；综述
结束语：通过上述 3 种电梯平衡系数测试技术分析与比较，显然电流法应用研究最广泛；钢丝绳张力法当期研究最为火热，但是通过研究人员对钢丝绳张力法的分析发现，其摩擦力对平衡系数的影响较大；称重法研究较少，如何实现轿厢与对重重量差的信息采集有待研究人员对称重传感器和实施称重夹具进行深入研究，未来称重法将最具研究应用潜力。电梯平衡系数测试技术的发展，有效地提高了检验检测效率，确保了检验数据的严谨，保障了电梯的安全运行。本文探讨了平衡系数测试方法的研究现状和展望，对曳引电梯平衡系数测试方法的研究具有一定的参考意义。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2020. 11. 007
赖含，韩奉林，胡金飞.机器人参数辨识和计算力矩法轨迹控制研究［J］. 机电工程技术，2020，49（11）：29-32.
摘要：为了实现计算力矩法轨迹控制，以三自由度机器人为研究对象，建立运动学和动力学模型。将优化系数后的有限傅里叶级数作为激励轨迹，借助柯马Racer3机器人平台进行PID辨识实验。利用辨识出的动力学参数所计算的理论力矩和实际力矩的高吻合程度，证明了参数辨识的准确性。在Simulink环境下，根据计算力矩法设计轨迹跟踪控制器，以仿真动态轨迹跟踪情况。基于参数辨识的准确结果和仿真调试的控制参数，展开计算力矩法轨迹控制实验，结果表明该种方法能够实现机器人较高精度的轨迹控制。
关键词：三自由度机器人；动力学模型；激励轨迹；参数辨识；计算力矩法；轨迹跟踪
结束语：：本文建立了三自由机器人的运动学、动力学模型，并借助柯马 Racer3 机器人 2、3、5 关节进行了动力学参数辨识实验，再对基于动力学模型的计算力矩法展开了轨迹跟踪仿真和控制实验，得出以下结论。（1）以谐波正弦和余弦函数的有限和作为激励轨迹，并对其系数优化以减小噪声的影响，再进行不基于动力学的PID辨识实验，能够实现机器人动力学参数的准确辨识。（2）在准确的参数辨识基础上，计算力矩法控制实验的结果表明，该种方法能够实现机器人较高精度的轨迹控制，具有很好的应用前景。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2020. 11. 008
黄原有，阳韬，张杨志，等. 基于SLAM的机器人在车间运送中的应用［J］. 机电工程技术，2020，49（11）：33-36.
摘要：运送机器人主要通过电机、舵机、激光雷达、微控制器和树莓派等硬件设备组装而成，并在树莓派或计算机端的ROS系统运用建图、定位和路径规划等算法，实现机器人的自动避障和自主导航。实验发现机器人建立的地图能够描绘出机器人环境的大部分物体，路径规划和机器人的响应效果良好，并在误差允许范围内，地图中的定位可精确到70%。因此，可将SLAM机器人应用于车间运送，以提高车间的工作效率，节约人力成本。
关键词：SLAM；机器人；车间运送；工业生产
结束语：：本文研究 SLAM 技术与机器人技术，结合车间生产的实际情况，通过设计运送机器人，完成测试机，可以实现机器人的地图重建、自动避障、自主定位导航等功能。后台管理可以将材料运送的位置发往ROS系统，系统则将运送指令发送给机器人，从而将生产车间材料运送到指定地点，实现无人配送，节约劳动成本，加快车间的生产效率。此外，SLAM运送机器人还可以应用在日常的生活中，例如农业生产过程中收割后的粮食运送，代替马车、人力驱车、人力运送等。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2020. 11. 009
陈岳煜，师文庆.基于Coretex-A53和Qt的智能车载系统设计［J］. 机电工程技术，2020，49（11）：37-39.
摘要：随着5G时代的来临和人工智能等技术的不断成熟，智能车载系统行业迎来了飞速的发展。然而，目前市面上的智能车载系统功能较为单一，远远无法满足人们的需求。针对目前市面上智能车载系统的功能进行整合，设计出一种多功能智能车载系统。该设计基于Arm的Coretx-A53架构的GEC6818硬件平台，利用嵌入式Linux操作系统优秀的管理内核与外设功能，搭建了一个嵌入系统的软硬件平台，通过Qt开发环境，设计智能车载系统的功能和GUI界面美化。该系统支持音乐播放、行车记录仪、倒车雷达、语言切换、天气状况、时间设置等功能，实现了集安全、休闲、娱乐、实用性强和可靠性高等多种优点于一体的现代化多功能智能车载系统。结果表明，该系统运行可靠、稳定，实现了预期功能，具备一定的实用价值。
关键词：智能车载系统；Arm Cortex-A53；嵌入式Linux；GUI；Qt
结束语：本系统旨在设计一种功能完善的智能车载系统，为车主
们提供更加方便快捷的服务，同时也是对目前市面上智能车载系统的功能进行整合完善。该系统是基于Cortex-A53和Qt的智能车载系统，具有音乐播放、行车记录仪、倒车雷达、天气预报、时间设置等多种功能。另外，基于Qt国际化模块功能让此系统具有国际化，支持多种语言转换，实现了集安全、休闲、娱乐、网络、强实用性和高可靠性等多种优点与一体的现代化多功能智能车载系统。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2020. 11. 010
薛忠健. 基于D-H法的锻造机器人运动学分析［J］. 机电工程技术，2020，49（11）：40-42.
摘要：机器人的建模与轨迹规划是机器人控制的基础。以锻造机器人为研究对象，运用改进D-H参数法为机器人关节链中每一杆建立坐标系矩阵，并推导任意姿态下的正运动学方程，研究机器人任意姿态下的运动学规律。采用Robotics Toolbox工具箱仿真模拟了机器人的运动学行为，得到机器人末端运行的轨迹曲线以及各个关节角度、速度及加速度变化曲线，曲线光滑连续、无跳点、无超调，满足关节空间轨迹规划原则，为机器人轨迹规划和控制研究提供了可靠的依据。
关键词：锻造机器人；正运动学方程；运动学分析；Matlab仿真
结束语：本文针对锻造机器人进行了运动学分析，基于改进D-H参数法的理论推导和Matlab仿真分析，研究了机器人的运动学规律。运用改进D-H参数法为机器人关节链中每一杆建立坐标系矩阵，借助Matlab中的Robotics Toolbox对机器人正运动学方程下的姿态进行仿真模拟，得到了机器人末端运行的轨迹曲线以及各个关节角度、速度及加速度变化曲线，通过仿真结果可知曲线光滑连续、无跳点、无超调，验证了关节空间轨迹规划的优越性。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2020. 11. 011
陈玉青，洪连环，胡斌. 基于STC89C52单片机智能防雨伸缩晾衣架设计［J］. 机电工程技术，2020，49（11）：43-45.
摘要：设计了基于STC89C52单片机的智能晾衣架系统，实现无人在家也能根据大气环境自动晾衣功能。通过定时芯片DS1302设定定时区间来识别昼夜，不受其他光源的影响。结合DHT11湿度传感器及LCD1602进行湿度的检测及数值的显示，通过单片机综合处理这些信息控制步进电机的正反转，达到智能晾衣的效果。该系统设定2种工作方式，定时区间和预设湿度值均可调，并且采用太阳能电池板供电，是一个具有灵活性、通用性、稳定性的节能型智能晾衣架，具有一定的推广价值。
关键词：STC89C52； DS1302 ； 湿度检测 ；太阳能供电
结束语：本文设计的这个智能防雨晾衣架系统基于STC89C52单片机芯片，通过太阳能板模块供电，符合当前的绿色节能理念。通过DS1302定时芯片区别昼夜，不易受到其他光源的影响。且设有2种工作模式，智能模式下可实现根据外界环境自动晾收衣，手动模式下可自己控制晾衣收衣，系统更具实际应用性。设定的定时时间和预设湿度可调，使系统具有一定的灵敏性和通用性，结构简单、便于操作，造价更符合作为晾衣架的标准，适合上班族和普通大众家庭使用，具有一定的推广价值。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2020. 11. 012
宋云飞，常博景，朱磊，等. 智能可移动的空气净化器的设计［J］. 机电工程技术，2020，49（11）：46-47.
摘要：随着空气污染日益严重，空气净化器已成为人们生活中不可或缺的用品，但传统的室内空气净化器工作时位置固定，无法自行移动，净化效率低下。为此，设计了一种新型的室内空气净化器，该空气净化器通过与智能机器人技术和单片机原理紧密结合，达到了室内空气净化效率最大化的效果。
关键词：智能可移动；空气净化器；智能机器人；单片机
结束语：本文针对传统的室内空气净化器存在的局限与不足，提出了一种智能可移动的室内空气净化器，通过对室内 （家庭、医院、工厂、企业等通风性较差的私人或公共场所） 空气进行高效净化，在保障民众拥有良好的生活环境和舒适的工作环境的同时，降低对民众日常室内活动的影响，为治理污染、提高百姓生活质量做出贡献。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2020. 11. 013
蔡蒂，丁晓飞，曲德宇，等. 移动机器人运动过程的模糊自整定PID控制及实现［J］. 机电工程技术，2020，49（11）：48-52.
摘要：移动机器人的运动控制涉及到控制功能、算法及其在硬件和软件上的实现。移动机器人的环境一直处于变化之中，其控制主要集中在左、右驱动轮的独立控制，提高控制精度、响应速度以及运动过程的轨迹精度是控制的难点。提出将模糊自整定PID控制应用于复杂的移动机器人的运动轨迹控制，在建立模糊控制规则的基础上，根据速度偏差的不同，调整控制要求。进一步建立模糊变量的隶属度表，根据隶属函数曲线斜率的不同选择不同分辨率的模糊集。建立了模糊控制表，根据接收的控制量查表得出控制结论。通过在移动机器人平台上使用三角形路径跟踪的方
式，对比纯PID控制，模糊自整定PID控制有效提高了轨迹跟踪精度。
关键词：移动机器人；PID控制；模糊自整定PID；模糊控制规则；轨迹跟踪
结束语：以移动机器人运动控制为研究对象，采用了 PID 控制和模糊控制二者相结合的方法，提出了一种PID参数模糊自整定控制。一方面建立了相应的模糊控制规则，根据速度偏差调整控制要求，另一方面建立了隶属度表和模糊控制表，根据实际的控制变量选择合适的参数。最后在移动机器人平台上对比了PID控制和PID参数模糊自整定控制的轨迹跟踪实验，通过终点定位和路径误差的对比，模糊自整定PID控制有效提高了跟踪精度，验证了模糊自整定PID控制的可行性和准确性。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2020. 11. 014
马卫东，于亚萍，张樱飘，等. 一种声音信号判断鸡蛋裂缝系统设计［J］. 机电工程技术，2020，49（11）：53-54.
摘要：根据裂缝鸡蛋和完好鸡蛋声音特性的不同，设计了一种通过声音判断鸡蛋裂缝的系统。整个系统由敲击装置、声音放大器、数据采集和数据分析部分组成。数据采集部分通过数据采集卡USB-6211结合LabVIEW软件来实现，采集的图形信号保存为EXCEL数据形式。对60个鸡蛋样品进行检测，对采集的数据进行主成分分析。从三维得分图上可以看出，完好鸡蛋和裂缝鸡蛋具有各自的分布趋势，该系统具有一定的应用价值。
关键词：声音；鸡蛋裂缝；数据采集；主成分分析
结束语：虽然有裂缝的鸡蛋和完好鸡蛋在鸡蛋敲击产生声音上有所区别，根据缝隙的大小和缝隙所在位置的不同等因素，敲击获取声音的结果不同。根据图6所示的得分图，裂缝蛋和完好鸡蛋之间通过声音敲击有一定的识别度，通过单次敲击获取的信息识别度偏低。采用一个声音信号进行数据采集，系统辨识度低，接下来准备对蛋中、鸡蛋大头、鸡蛋小头进行敲击检测，采用信息融合技术进行识别，提高其识别度。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2020. 11. 015
王卓君，闫文，史蔚彪. 基于WINCC的涂料灌装生产线控制系统设计［J］. 机电工程技术，2020，49（11）：55-57.
摘要：涂料灌装过程存在污染，不适合工人长时间操作的问题。基于自动化涂料染料灌装生产线，结合涂料灌装生产线现场工艺流程，构建涂料自动灌装监控系统。通过WINCC与PLC的通讯机制，设计涂料染料控制系统上位机的组态方案。利用西门子组态软件WINCC V7.3和Step7 V5.5编程软件，实现对涂料自动化灌装过程上的上位机监控画面的显示和过程控制。该系统运行可靠，降低了工人的劳动强度，改善工人的工作环境，提高工作的安全性。
关键词：涂料燃料；S7-300；WINCC7.3；灌装生产线
结束语：整个控制系统采用了分布式结构，现场层、PLC控制层和上位机层[7]。上位机在WINCC环境下开发，实现了对整个工艺工程的实时控制。S7-300PLC 作为主控制器，通过 MPI与上位机通信，现场层完成对输送线、罐装及旋盖过程中的信号检测和控制[8]。本系统的应用可以大大降低工人的劳动强度，改善工人的工作环境，提高安全性。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2020. 11. 016
肖奇军，伍世豪，郑杰东，等. 基于微信公众号的智能家居系统［J］. 机电工程技术，2020，49（11）：58-60.
摘要：为了实现对家居的智能远程控制，设计开发出一套智能家居控制系统，分析了控制系统的软、硬件结构。智能家居系统通过WiFi模块连接到路由器上并作为TCP服务器，客户端采用微信公众号实现对智能家居系统的连接和在线控制，在微信公众号上输入相应的家居编号进入智能家居的控制界面，实现对室内家居设备的控制，并能向用户反馈设备运行状态。该控制系统结构简单、使用方便、控制功能强大，可广泛应用于家居中。
关键词：智能家居；微信公众号；TCP服务器；在线控制
结束语：针对传统家居控制的不便，研制出一套智能家居系统。该系统将微信公众号运用到智能家居系统当中，用户可通过微信与智能家居进行交互，在使用过程中，利用网络和传感器以及控制电路对家居设备进行状态的采集以及远程控制，并且实时反馈给用户。该系统简洁方便，还可进行多功能扩展，具有一定的实际应用价值。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2020. 11. 017
陈慧敏，于福华，孟淑丽. 工业生产线标签打印控制系统设计［J］. 机电工程技术，2020，49（11）：61-64.
摘要：为了培养综合工程技术人才，融合各学科知识，基于生产实践，开发设计了工业生产线标签打印控制系统。该系统包括西门子S7系列不同型号PLC、TPC7062Ti触摸屏、各式电机等。详细阐述了系统的输入、输出端子分配，通过组建网络、规划通信数据，根据各工作单元的要求，绘制整体程序流程图，并进行了LC程序编写以及触摸屏界面设计。该系统实现了各控制模块数据之间的通信、各运动位置的定位检测、各控制电机的调试、生产线各电机运行控制监测等功能。该系统不但具有一定的实用价值，且对于引导高职教育向工程实践、工程创新方向发展有一定的参考价值。
关键词：控制系统；标签打印；PLC；触摸屏；以太网通信
结束语：实践证明，本文所设计的工业生产线标签打印控制系统，可实现工业生产线打印标签过程的自动化运行。从生产实践角度，该系统具有一定的使用价值，且综合了PLC控制技术、传感器技术、变频器技术、伺服驱动技术、网络通信技术和触摸屏技术等现代工控行业中的各核心技术，对于相关的工业自动化控制系统设计有一定的借鉴作用；在高职教育人才培养方面，该系统有利于学生综合化的工业控制实训活动，有利于学生从工程系统的高度去融合贯通各学科知识，对于引导高职教育向工程实践、工程创新方向发展，有一定的参考价值。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2020. 11. 018
单正娅，郭琼，姚晓宁. 工业机器人装配系统的关键技术研究［J］. 机电工程技术，2020，49（11）：65-67.
摘要：在全国职业院校技能大赛“工业机器人技术应用”赛项中，比赛内容从分拣发展到装配，对装配系统的精度和速度提出更高的要求。具体阐述了图像畸变处理、坐标转换、主控中心点计算法、装配策略和调试技巧等关键方法，实践表明装配精度和速度得到有效提高，节省了比赛时间，可广泛应用于今后的技术研究和大赛指导，提高机器人系统的实践应用能力。
关键词：装配机器人；图像畸变；精度；速度
结束语：本文重点介绍了图像畸变处理、坐标转换、主控中心点计算法和装配策略等提高精度和速度的关键技术，可以广泛应用在今后的技术研究和大赛指导中。同时，根据调试经验及赛后总结，预测了大赛未来的发展方向，做到以赛促教、以赛促学、以赛促研、教学相长，培养机器人技术应用人才，服务地方经济建设[7-8]。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2020. 11. 019
魏洪玲. 基于图像处理的相贯线焊缝轨迹跟踪系统研究［J］. 机电工程技术，2020，49（11）：68-70.
摘要：相贯线焊接是实际生产中常见的典型焊接形式，但其焊接难度较大，焊接精度不高。为了提高焊接质量，以相贯线焊缝为研究对象，采用视觉传感器进行焊缝识别和轨迹跟踪，为解决机器人焊接过程中焊缝轨迹跟踪精度不高的问题，对轨迹跟踪系统进行了控制设计，采用自适应模糊PID的控制方法对控制器进行设计，最后进行Matlab仿真。仿真结果表明，该方法具有良好的自适应性，能够实现焊缝的快速准确跟踪。
关键词：图像处理；相贯线；轨迹跟踪；模糊控制
结束语：本文主要对焊缝识别和焊缝轨迹跟踪控制系统进行研究，在控制策略的选择上采用了自适应模糊控制理论，本文选用的控制方法具有较高跟踪精度、控制过程较平稳等特点，而且焊接效果较好，对相贯线及不规则焊缝自动跟踪系统的研究具有一定的实际意义。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2020. 11. 020
沈钻科. 基于PLC的数控设备工业三色警示灯控制的设计与实现［J］. 机电工程技术，2020，49（11）：71-72.
摘要：数控机床上安装的警示灯是带有集成控制电路的，这种警示灯集成控制电路普遍容易出现故障，后期维修时采取更换整个警示灯的做法，浪费较大；如果选择维修控制集成电路，则耗时耗力。针对此类问题，将工业三色警示灯的主电路及控制电路进行修改，将数控设备的梯形图程序采用延时计数器模块编写，实现了三色警示灯以设定时间为周期亮起、熄灭的闪烁功能。节约了维修成本，同时也提高了数控设备维修人员的维修水平。
关键词：工业三色警示灯；梯形图程序；延时计数器
结束语：本文所设计的基于PLC程序的数控设备工业三色警示灯程序，可以解决数控机床警示灯集成控制模块出现故障后，需要更换整个灯具的问题。只需要拆除出现故障的控制模块，将警示灯灯泡与主电路直接连接，并对现有设备的梯形图程序进行修改设计，即可实现三色警示灯原有的闪烁时间频率。在国家提倡绿色制造的要求下，可以将三色警示灯循环再利用，既节约了维修成本，同时也提高了数控设备维修人员的维修水平。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2020. 11. 021
叶保璇，王康坚，余盛达，等. 基于边-云协同的输电线路综合在线监测系统［J］. 机电工程技术，2020，49（11）：73-75.
摘要：保障输电线路安全运行是电网运维的重要目标，传统的多种输电线路在线监测系统监测功能单一，数据处理和智能识别任务位于后台，导致数据通讯和存储压力大。目前的输电线路边缘端识别产品，其图像智能识别速度慢、准确率不高。提出基于边-云协同的输电线路综合在线监测系统，通过深度学习技术在边缘端实现一次识别，并将所得疑似缺陷图片传至云端进行二次识别，解决大量数据传输困难的问题。同时传感器采集的多类型数据可送至后台进行全面分析，综合判断线路周围环境。结合边缘端和云端的双重识别和综合数据分析，大大提升了检测准确率，保证输电线路稳定运行。
关键词：边云协同；输电线路；深度学习；综合监测
结束语：本文提出一种基于边-云协同的输电线路综合在线监测系统，首先综述了现有输电线路在线监测系统现状，其次详细分析本文系统的边缘端监测装置，介绍了基于YOLOv3的深度学习模型，最后研究系统整体架构以及各组成部分主要功能。基于边-云协同的输电线路综合在线监测系统可实现全时段大范围的输电线路安全监控，实现线路全面状态感知，有效进行数据处理。边-云协同提高检测速度和准确率，不断收集负面样本进行深度学习模型的更新优化，解决复杂背景下小目标检测困难问题，同时YOLOv3模型具有高效快速特点，在工程上更具有使用价值。因此，基于边-云协同的输电线路综合数据在线监测系统对保障输电线路稳定运行具有重要意义。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2020. 11. 022
张明明，秦平，陈永进，等.考虑通信失效下集中-就地模式切换的低压馈线自动化研究［J］.机电工程技术，2020，49（11）：76-78.
摘要：集中式馈线自动化技术过于依赖通信，因此在通信环境复杂的低压配电网中更难适用，使台区智能化提升受阻。从可靠性、经济性和智能化角度考虑，提出一种低压集中-就地一体化控制模式与策略，融合了集中式和就地式两者的优点，解决了因通信不稳定造成集中式馈线自动化失效的问题。应用该模式已制作成了试验样机，并在实际工程中进行了试用，结果表明在通信质量较差的偏远地区也能较好适用。
关键词：通信失效；低压配电网；集中式；就地式；馈线自动化
结束语：本文提出集中-就地一体化控制模式，并给出了具体的控制流程，该模式能够自动进行故障识别、隔离和转供电，并推送故障信息到运维平台，实现智能化运维；同时，在通信失效情况下模式能够自动转化为就地模式切除故障并完成转供电，进一步增强台区的供电可靠性；与单独配置集中式或就地式相比，该模式更能体现经济性原则，适用于在配变台区中推广与应用。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2020. 11. 023
谢志迅，周正超，朱洋凯. 大型变压器运输状态分布式多态多点实时监测系统［J］. 机电工程技术，2020，49（11）：79-81.
摘要：针对当前大型变压器运输过程状态监测的盲点问题和应用缺陷，设计了一个变压器运输过程状态分布式多态、多点监测系统。该系统通过物联网通信、低功耗传感及数据云平台等智能化技术的应用，实现了大型变压器运输管理的可视化，提升了可追溯性及管理模式有效性。在多台变压器实际运输中使用，通过对监测数据的查看分析，其应用效果明显。
关键词：大型变压器运输；运输过程状态监测；分布式；多态；多点；物联网；低功耗传感；云平台
结束语：变压器运输分布式多态多点监测系统开发完成后，在某超高压输电工程的 500 kV 变压器实际运输中进行了实际应用，效果良好，实现了运输全过程状态在线监测，能对运输全过程进行实时跟踪报警。该工程的变压器运输工况有以下几个特点，充分检验了监测系统的实用性和可靠性。（1）运输过程涉及公路铁路及海运等多种运输方式；（2）运输里程长，路线全程大于3 000 km；（3）海拔跨度大，运输出发地与目的地之间海拔相差大于 2 400 m；（4）运输全程温差大，从 20～-20 ℃，运输全程最高温差在40 ℃。（5）运输全过程历时43天，行程超过3 300 km，监测数据30余万条。 图6～9所示分别为运输任务的全程轨迹、三轴冲击加速度曲线、运输速度曲线以及加速度超标告警事件图示。对本次运输监测数据进行分析得出以下结论。（1） 海上运输，最高运输速度为 23 km/h；铁路运输，最高运输速度为 55 km/h；公路运输，最高运输速度为30.49 km/h。铁路运输速度相对海运较快。（2）变压器运输过程三轴冲击加速度受变压器运输速度变化影响大，在运输速度快及变化较剧烈的铁路运输阶段，变压器所受冲击加速度变化也相对较剧烈。（3） 本次运输设定1g为冲击加速度预警门槛，3g为冲击加速度实际超标告警门槛。运输过程中最大冲击加速度为Z 轴1.9g，发生在铁路与公路运输转运时。 （4） 变压器运输远程监测系统具备冲击加速度告警事件推送和查询追溯功能，可以第一时间对冲击加速度超标事件进行告警处理和追溯分析。对本次运输监测数据进行分析得出以下结论。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2020. 11. 024
符国勇. 一种新型智能台区终端的研发［J］. 机电工程技术，2020，49（11）：82-84.
摘要：智能台区终端负责配电网智能台区数据的采集、预处理和传输，其功能直接影响智能台区的建设，故研发了一种新型的智能台区终端。分析了智能台区终端需求；研究了基于F28335控制器的新型终端，详细介绍该新型终端的硬件结构，包括模拟量/开关量输入、通信模块、人机交界面模块、电源模块4个部分；最后分析了终端软件系统的功能，利用全波傅氏算法及差分算法去除数据噪声。新型智能台区终端作为低压配网的核心监控装置，对电力系统的数据传输安全、智能化起着至关重要的支撑作用。
关键词：智能台区；终端设备；嵌入式芯片；电力通信
结束语：智能终端作为台区核心监控部件，能够高效、安全地进行配变电数据的采集、预处理和传输，对智能台区的建设具有重要的意义。本文基于F28335控制器，研发了一种新型的智能台区终端，详细介绍了该终端的模拟量/开关量输入、通信模块、人机界面模块、电源模块4个主要组成部分，并进一步详细研究其软件系统，利用全波傅氏算法及差分算法去除数据噪声。通过对高性能智能终端的研究，能够更好地实现对配电台区的智能化管理、精益化运维以及定制化服务，提高了供电质量，改善了用户的用电体验，更好地满足现代社会对于电力能源的多样化需求。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2020. 11. 025
冯剑冰. 轨道交通供电系统自愈控制架构研究［J］. 机电工程技术，2020，49（11）：85-87.
摘要：随着电网的可靠性、先进性逐步提高，自愈能力已成为未来先进电网系统的核心功能。分析对比了配电网系统以及轨道交通供电系统的自愈技术研究现状和技术特点，指出了目前轨道交通供电系统自愈性的不足；通过对轨道交通供电系统的故障场景、自愈需求进行梳理，初步分析了自愈体系的实现方法，并提出了自愈系统的一种整体架构。关于轨道交通供电系统自愈功能实现的约束条件的分析研究，为下一步实现全面自愈奠定了基础。
关键词：轨道交通；自愈；预想事故集；递阶控制；多代理
结束语：自愈功能已成为电网以及轨道交通供电系统的未来必然趋势，也是先进、智能类系统的标志之一。通过对配电网和轨道交通供电系统先前的自愈研究方向和成果进行分析、总结，结合轨道交通供电系统的架构和设计原则，提出了面向轨道交通供电系统全场景的自愈目标和技术路线。同时，结合配电网系统自愈功能的2类主流系统架构，即递阶控制架构和多代理控制架构，初步设计了2种架构实现轨道交通供电系统自愈功能，为后续进一步深入研究奠定基础。除对自愈功能控制架构的研究外，还对实现自愈功能的约束条件 （前提） 进行了初步分析和探讨，也作为后续实现系统自愈功能提供了重要研究方向。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2020. 11. 026
黄庭威，石琛. 便携式软体康复手套的研究［J］. 机电工程技术，2020，49（11）：88-91.
摘要：目前设计的康复手套设备笨重不方便携带，为此设计一种基于Cortex-M4微控制器的便携式软体康复手套。介绍了软体手指的建模、硬件电路的设计、气动驱动回路的设计和控制系统程序设计。通过对软体手指进行Abaqus有限元仿真，确定软体手指的形状和尺寸。通过肌电传感器采集人体表面肌电信号，经卡尔曼滤波得到输入量输入控制系统，微控制器产生PWM波驱动直流气泵，回路产生压降驱动软体手指弯曲。通过电磁换向阀可以控制手指弯曲、保持和放气。
关键词：便携式；Cortex-M4；软体手指；Abaqus仿真；硬件电路；气动驱动
结束语：目前手部软体康复手套的研究已经取得一些成绩，但其结构复杂、便携性差、价格昂贵。针对这种情况，本文设计一种基于Cortex-M4微控制器的便携式软体康复手套，设计软体手指结构并通过Abaqus有限元仿真验证合理性，设计硬件电路绘制PCBb板，设计气动驱动系统和控制系统。本设计具备便携性好、价格低等特点，具有很大的发展前景。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2020. 11. 027
曹利新，李文志. 基于回转曲面性质的五轴粗加工叶轮流道方法研究［J］. 机电工程技术，2020，49（11）：92-95.
摘要：针对叶轮流道的粗加工问题，提出了一种等切深均匀分层的加工策略，并针对叶轮流道宽度变化的特点，给出了采用平底刀铣削时每一层分层曲面边界的确定方法。针对任一层曲面，通过分析其几何形状和曲率变化，提出了一种基于回转曲面性质的刀具路径规划方法，用以解决传统分层法规划路径时，刀具路径冗余和计算量较大的问题，并针对刀具碰撞干涉问题，给出了一个刀轴矢量优化的方法，使其过渡更加平滑，最终用UG的二次开发功能实现了上述算法，并使用该软件的切削模块进行仿真，验证了上述方法的可行性。
关键词：平底刀铣削；回转曲面；碰撞干涉；UG二次开发
结束语：本文针对整体叶轮流道的粗加工问题，提出了一种刀位规划方案。首先确定了等深度均匀分层的加工策略，并针对采用平底刀加工时加工边界难以确定的问题给出了一个解决方案，然后根据分层曲面为回转曲面的特性，提出了一种改进的刀具路径规划方法。在算法优化方面，避免了寻找分层曲面主方向的过程，简化了算法；在刀具路径确定方面，相对于传统的刀具路径规划方法，此方法生成的切削路径总长明显减小，这将有利于叶轮流道粗加工效率的提高。最后采用几何投影的方法准确求出了碰撞干涉区域，并引入线性插补的概念解决了刀具在碰撞干涉区域前后过渡不平滑的问题。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2020. 11. 028
李春晓，田怀文，刘奇，等. 基于手绘工程图离线识别的预处理研究［J］. 机电工程技术，2020，49（11）：96-99.
摘要：在进行手绘工程图预处理研究时，发现图像获取过程中主要存在干扰噪声、透视变形和光照不均等3个主要问题。通过分析问题来源及产生的影响，详细阐述解决方案，比较不同算法处理效果，最终选择中值滤波、透视校正和基于HSV空间转换方法解决上述问题，同时采用局部阈值法消除光照阴影对二值化过程的影响，并进行实验分析，从而实现最优预处理流程的设计。
关键词：预处理；中值滤波；透视校正；HSV空间；局部阈值法
结束语：本文主要针对工程图预处理过程中的问题提出解决方案。对于干扰噪声，使用3×3方形模板对灰度图像进行滤波去噪，保证去噪同时保护图形轮廓细节。对于透视变形，利用图纸角点坐标求取畸变前后透视关系，实现透视校正。阴影存在影响纸张与背景分离及图像二值化过程。对于背景分离，采用基于HSV空间转化方法，减少亮度影响，增加区域对比度；对于二值化过程，分析纸张、背景和阴影３部分灰度差异，通过局部阈值法实现转化。以上问题的解决可以为工程草图或其他类型草图预处理提供参考依据。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2020. 11. 029
徐伟，段富海. 基于ADAMS的飞机折叠翼机构减速器动力学仿真分析［J］. 机电工程技术，2020，49（11）：100-103.
摘要：为满足飞机折叠翼机构大传动比、大功率、高稳定性的要求，设计出一种功率分流式折叠传动机构减速器，并完成该减速器的动力学仿真分析。结合工作原理、应用要求、实际工况设计出相应的行星轮系减速器；根据设计参数应用SolidWorks软件对行星轮系减速器建模；将模型导入到ADAMS软件中进行动力学仿真；将仿真结果与设计结果进行对比分析，判定减速器的可行性。结果表明，设计的飞机折叠翼机构减速器在误差允许的范围内能很好地满足设计要求，并能实现结构的轻量化与紧凑化。
关键词：折叠翼；ADAMS软件；行星轮系；动力学仿真
结束语：（1）设计的飞机折叠翼机构减速器能很好地满足飞机大传动比、高效率、高稳定性、轻量化的要求；（2）关键轴的仿真转速与设计转速偏差 |Δv| 均在 3%以 内，设计与仿真结果基本相符，从运动学角度分析满足要求；（3）分析平均值可得到齿轮啮合力波动的大致范围，可知设计的减速器啮合齿轮能满足传动过程的力学特性和实际的工作需求；（4） 各齿轮间的径向振动略大于其轴向振动，行星轮系齿轮及锥齿轮的径向振动幅值保持在0.001 2～0.27 mm，轴向振动幅值在0～0.27 mm，从运动学角度来看结构刚度及布置能满足设计的要求。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2020. 11. 030
钟岳，王钊，方虎生，等. 基于EMD-SVD的液压系统故障模糊聚类研究［J］. 机电工程技术，2020，49（11）：104-108.
摘要：针对液压系统常见的泄漏、气穴故障问题，从时域分析和频域分析两个方面建立液压系统故障诊断体系，提出了一种基于EMD-SVD变换的液压机泄漏、气穴故障特征提取方法。通过经验模态函数将各类故障信号分解为8类不同时间尺度的本征模态函数IMFs，对其中能量集中的前5类IMFs组成的初始向量矩阵进行SVD(奇异值分解)得到特征向量，组成故障特征矩阵。为比较各类故障诊断方法的最终识别效果，实验同时利用小波分析和ilbert-Huang变换2类方法获得了2类不同特征信号进行对比，最后通过模糊聚类分析对各类特征信号进行样本隶属度计算来判断故障信号所属类别。结果表明，基于EMD-SVD变换的故障特征提取方法取得了最佳识别效果，其识别准确率可达99.3%。
关键词：经验模态-奇异值分解；液压系统；特征提取；模糊聚类
结束语：本文在EMD方法的基础上提出了一种基于SVD分解的模糊聚类分析故障诊断方法，图6所示为此方法的具体实验流程。该方法利用小波变换和Hilbert-Huang变换获得的能量集中频段进行奇异值分解，获得了各类信号奇异值这一特征；同时，将小波变换信号和Hilbert-Huang变换信号作为对比输入信。对提取的4类信号特征建立模糊矩阵，对模糊矩阵采用聚类分析得到了各类信号的识别率对比，从而验证了基于EMD-SVD的模糊聚类分析方法在气穴、泄漏2类液压故障诊断中的可行性和优越性。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2020. 11. 031
常备，王一品，刘泽宇，等. 立式加工中心立柱结构分析与优化［J］. 机电工程技术，2020，49（11）：109-111.
摘要：研究了现有的某立式加工中心立柱结构，对加工中心的立柱进行结构有限元分析和减重优化。使用SolidWorks对加工中心立柱结构建立实体模型，再运用有限元软件ANSYS-workbench对模型网格划分并进行静力学分析，通过数据得到立柱结构的可优化区域。对立柱进行拓扑优化处理，得到材料分布密度云图。基于密度云图对立柱结构进行优化改进并与原结构对比，该方案能够满足工作条件并减轻重量，表面经过分析优化的结构能有效提高性能并成功实现减重。
关键词：拓扑优化；立柱结构；有限元分析
结束语：本文对立式加工中心立柱结构进行有限元建模和分析，并对其进行拓扑优化设计得到材料最优化分布概念模型，基于此进行设计得到新的结构。经过测试对比，提高其刚性的同时使其重量减轻了11.1%，完成了轻量化。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2020. 11. 032
黄冠泽. 基于LSTM-SVM的卷对卷系统预测性维护模型［J］. 机电工程技术，2020，49（11）：112-115.
摘要：针对柔性材料卷对卷设备的性能衰退问题，提出了一种LSTM-SVM性能衰退预测模型。通过分析LSTM网络和SVM网络的数学原理，构建了LSTM-SVM网络模型，并根据实验对象及实验数据的特点，设置了性能衰退预测模型的关键参数。最后，将110组长度为1 000个数据点的轴承振动数据作为输入来训练网络模型。通过实验发现，LSTM-SVM模型有效预测了卷对卷设备的性能衰退情况，成功划分了设备的健康状态，准确度为0.535，拟合情况良好，表明该模型在卷对卷设备性能衰退预测方面具有可行性。损失值在模型训练到第7次时收敛，其学习速率比一般的LSTM模型更快。结果表明，LSTM-SVM模型在处理大量数据方面比LSTM模型更具有优势。
关键词：LSTM-SVM模型；卷对卷；性能衰退；健康状态
结束语：本文针对柔性材料卷对卷设备的性能衰退问题，提出了一种LSTM-SVM性能衰退模型。通过实验发现LSTM-SVM模型有效预测了卷对卷设备的性能衰退情况，成功划分了设备的健康状态且模型拟合情况良好，表明该模型在卷对卷设备性能衰退预测方面具有可行性。最后进行了对比实验，发现LSTM-SVM的训练速度比LSTM模型快很多，而且预测精度也有所提升。该结果表明 SVM 能很好地对 LSTM 网络所提取的特征数据进行分类。这是因为模型很好地融合了SVM在处理低维数据分类问题时的优越性。而更快的学习速率意味着，当算力一定时，用于训练的数据规模可以更大，这对于工业大数据而言十分具有应用前景。综上，本文提出的LSTM-SVM性能衰退预测模型得到的健康状态层级多、训练时间短、预测精度高，能很好地进行卷对卷设备预测性维护，为后续的柔性材料卷对卷加工决策系统提供重要决策依据。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2020. 11. 033
赵铁军，吴楠. 表面织构技术的研究现状分析［J］. 机电工程技术，2020，49（11）：116-118.
摘要：通过分析表面织构技术现状，为未来表面织构研究方向提供参考。阐述了表面织构技术的定义、产生依据及发展史；分析了国内外表面织构技术的研究现状，对表面织构技术在各领域具有代表性的应用进行分析，并对常用的表面织构方法——电火花加工、电解加工、超声加工及激光加工进行研究；总结了表面织构目前的优势、存在的问题以及未来的发展方向。
关键词：轴承；表面织构；摩擦学；流体动压润滑；超声加工；电解加工
结束语：对近年来国内外表面织构技术研究成果的分析，可以看出多数应用于工程领域，其中对轴承、刀具、活塞等常用零部件的表面织构居多。织构方式则以激光、电解加工、超声加工为主，激光织构因其具有加工精度高、效率高、污染小、热影响区小、应用范围广泛等优点，备受研究者的青睐。织构组织的形状多以圆柱形凹坑、球形凹坑以及凹槽形结构为主，基于不同形状和尺寸的织构，分析其对加工表面的润滑性能、表面应力以及零件寿命的影响。分析方法则以数学建模居多，主要以Reynolds和Navier-Stokes( N-S) 方程对表面织构的润滑问题进行分析求解。其中 Reynolds 方程是N-S方程的简化形式，其忽略了流体惯性力、体积力，计算量较少，计算时间相对较短，但计算结果的精度没有N-S方程高。部分研究应用摩擦磨损试验机对加工表面摩擦学性能进行试验。由此可见，如今对表面织构技术的理论化研究以及试验并不缺乏，但数学模拟工况与实际工作环境存在差异，且现场情况复杂多变，并不能完全依靠理论及实验得出成果，这也是表面织构技术突破的最大难点，表面织构技术未来研究重点应是理论与实践相结合，争取早日规模化地应用到工程当中，造福生产。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2020. 11. 034
王晓慧，荣见华，杨向前. 基于车联网的多维驾驶员行为评价方法研究［J］. 机电工程技术，2020，49（11）：119-122.
摘要：驾驶行为的合理评价有利于改善驾驶员的驾驶行为以及企业对车队的管理，因此对驾驶员驾驶行为合理而又精准的评价具有重要意义。从多目标（安全、油耗、维护、舒适）多维度出发，利用目前的车联网对相关因素的数据进行采集和相应地处理，并根据各维度特征采用不同方法进行评价模型的建立并构建了驾驶行为评价方法，采用此方法对驾驶员驾驶行为评价更合理、更准确。
关键词：驾驶行为；多维度；评价方法；车联网；GAM模型；德尔菲法
结束语：本文基于车联网数据，采用合适模型构建的多维度驾驶行为评价方法更全面更合理，对于企业和个人都有非常重要的作用。（1）基于行程的评分，对车辆（司机） 的每段行程进行评分，达到快速回顾自身驾驶过程状况的目的；（2）基于车辆（司机） 的评分，将评分结果落实到个人，通过评分的反馈促进责任主体进行驾驶行为的改进，为实现企业的既定目标奠定基础； （3） 基于路线的评分，在企业范围内，对企业内的多条线路进行评分和排名，通过企业内多条线路间的比较横向评比，提高各个线路的车队管理水平； （4） 基于企业的评分，在行业范围内，定期发布企业驾驶行为报告，通过企业间的评比，促进企业自身管理水平的提升。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2020. 11. 035
张斐，陈里，孙伟，等. 一种窗帘收卷装置有限元分析及结构优化［J］. 机电工程技术，2020，49（11）：123-125.
摘要：窗帘收卷装置作为一种感光升降窗帘的重要部件之一，承受着窗帘的重量以及电机旋转带来的扭转力，带动窗帘的升降。以一种感光窗帘的窗帘收卷装置的Creo模型导入到ANSYWorkbench软件中，以该模型为对象进行有限元分析，分析出窗帘收卷装置在承受窗帘重量和电机扭矩的情况下受到的应力和变形量，根据分析结果判断窗帘收卷装置的强度和刚度能否达标，对窗帘收卷装置的结构做出调整和优化，并进行仿真，优
化后使窗帘收卷装置使用寿命能够得到延长。
关键词：Creo；ANSY Workbench；有限元分析；优化
结束语：本文对一种窗帘收卷装置进行了有限元分析，得知结构的最大变形量和最大受力都处于联轴器位置，根据有限元分析结果，窗帘收卷装置的刚度、强度都达到所需标准，并且在此基础上增加了支撑架进行约束。最后通过仿真分析模拟结构的运行情况，模拟出的模型运行情况符合实际情况，验证和模拟了窗帘收卷装置设计的可行性[9]。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2020. 11. 036
郭东. 基于矿井地理信息的煤矿人员辅助定位方法研究［J］. 机电工程技术，2020，49（11）：126-128.
摘要：煤矿作业环境复杂，矿井内地形条件较为恶劣。矿井内对作业人员定位起作用的无线传感器网络常常受到干扰，甚至造成信号节点失效的情况，导致矿井巷道内的信号覆盖不全面以及信号节点在没有收到足够数据传输支撑时无法对人员进行定位。因此提出辅助定位的方法，提升对矿井人员的定位精准度，及时掌握作业人员的位置。采用了地理信息辅助定位的方法应用于实际现场作业中，应用分析结果显示，该方法有效提高了定位和精准度，为矿井人员定位方法研究提供了依据。
关键词：地理信息；人员定位；辅助方法
结束语：矿井内部地理环境较为复杂，巷道内部空间狭小，各种复杂因素集合在一起，容易对人员定位传送信号造成干扰，导致井下部分区域的定位传输信号覆盖范围不足。针对地下空间受限的特点，提出了用井下地理信息结合信标节点联合辅助定位的方法，通过煤矿企业后台控制中心计算机分析出没有受到信号覆盖的未知节点位置，提高每个节点的定位成功率，可及时掌控井下作业人员的位置和相关信息，保障作业人员的安全健康。通过在实际现场作业中的应用显示出地理信息辅助定位的方法，可有效提升矿井作业人员的定位精度。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2020. 11. 037
郑进. 一种基于变压器内部故障的保护定值计算方法［J］. 机电工程技术，2020，49（11）：129-130.
摘要：在10 kV企业级供电系统中，以保障设备安全为原则的保护定值计算方法在实际应用中开关跳闸频繁，甚至无法避开单个设备损坏引起的短路电流。为此，通过计算最大变压器内部故障短路电流，将其作为开关过流一段动作值，增大开关保护定值，同时将原定值作为过流二段电流设置短延时来保障定值的安全性。通过在企业10 kV供电系统中的故障实例计算、理论计算、实际应用，验证该方法大幅减少了线路调整次数，提高了系统运行的稳定性。
关键词：10 kV；继电保护；定值；变压器
结束语：在当前10 kV系统保护定值以线路速动性为主的整定原则下，部分线路设备故障将影响整个系统的运行，通过引入新的保护定值计算方法，根据最大设备故障电流调整定值，同时将原定值作为设置短延时做后备保护，在实际应用中大幅提高系统稳定性，取得了良好的效果。这种计算方法对企业10 kV供电系统定值优化具有良好的实际效果，行业人员可参照计算设置。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2020. 11. 038
关文信. 基于SolidWorks某水下航行器壳体有限元分析［J］. 机电工程技术，2020，49（11）：131-133.
摘要：通过三维设计软件SolidWorks2018，建立某水下航行器壳体的三维模型。使用软件中的Simulation模块，在三维模型基础上建立有限元数值模型。根据实际水下工况条件，对该模型进行强度校核及关键部位的模态分析，确定该水下航行器壳体结构的最大应力和固有频率等相关数值信息，考核所设计结构的应力集中和共振问题；同时给壳体结构的优化指明方向，为实物的生产加工提供可靠的参考依据，从而缩短研发周期，降低研发成本。
关键词：水下航行器；结构优化；强度校核；模态分析
结束语：通过有限元分析得到水下航行器壳体结构模型各个部位的变形、应力分布云图和前五阶模态振型云图。应力分布云图可考核壳体结构的应力集中问题，寻找结构的薄弱环节，设计人员可对承力较差的部位进行局部加强使结构受力更为合理。根据模态分析的结果，可避免壳体结构固有频率与现实工况中的振动频率相接近，防止共振现象的出现。同时模态分析可作为后续频谱响应分析、频谱分析等其他动力学分析的基础，为该水下航行器结构动力特性的优化设计提供理论依据。综上所述，运用有限元对结构进行动静态力学特性分析，可以给后期进一步优化壳体的受力情况和振动抑制提供可靠的理论参考依据，以达到缩短研发周期，降低研发费用的目的。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2020. 11. 039
刘琦颖，范晋衡，曲大鹏，等. 基于柔性互联配电网的大规模电动汽车接入影响研究［J］. 机电工程技术，2020，49（11）：134-136.
摘要：近年来，伴随着电动汽车的大规模发展，充电设施的规划建设和充电负荷的接入给配电网的安全稳定运行带来不可忽视的冲击性影响。以电力电子化的配电网改造趋势愈加成形，代表以柔性互联技术兼具开闭环运行优势，满足电动汽车时空随机性负荷的接入需求。针对柔性互联下的电动汽车接入影响进行评估，以适应未来电动汽车大规模接入发展形式。根据柔性互联原理建立基本数学约束模型；在考虑不确定性影响下，以充电功率、充电需求和充电时间分布三方面因素进行电动汽车负荷建模；在IEEE 33系统中测试并量化分析网间潮流均衡分布情况和整体电压偏差水平。
关键词：电动汽车；柔性互联；随机负荷建模；电压偏差
结束语：本文为分析配电网柔性互联下电动汽车接入的影响状况，建立了柔性互联实现的数学模型，同时建立了计及多影响因素的电动汽车负荷模型。在IEEE 33测试系统中，量化评估了不同渗透率作用下电动汽车接入柔性互联配电网的影响，得到结论如下：（1） 柔性互联作用可有效降低电动汽车不确定性负荷带来的冲击影响，有效均衡优化全时段线路潮流分布，抑制系统电压偏差； （2）在柔性互联配电网中，不同程度电动汽车负荷接入带来午间潮流的冲击性波动，电动汽车渗透率越高，潮流均衡度越低，系统电压偏差变化维持在合理运行范围内；（3）建立的柔性互联模型和考虑不确定性的电动汽车负荷模型可在较理想工况要求下运行，约束松弛精度满足收敛要求。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2020. 11. 040
武鑫. 基于CFD的HL3型矿用轴流通风机流场仿真分析［J］. 机电工程技术，2020，49（11）：137-138.
摘要：矿用风机是一种重要的矿井通风设备，在保障井下工作人员安全以及生产活动的正常开展方面具有重要意义。在通风机的使用过程中也经常出现各类故障，叶片故障是一种常见而且危害较大的故障，同时叶片结构与布局对通风机效能有重要影响。利用数值分析方法对HL3型矿用轴流通风机叶片流场进行仿真分析，建立了通风机叶片局部流场模型，分析得到在动叶片额定功率下叶片流场速度矢量分布。一二级叶片之间流体存在明显的扰流，叶片1的吸力面空气流速增加明显，叶轮旋转对空气施压，加速气体进入到第二季叶轮，进行第二次加速，为通风机叶片结构设计的效能验证提供了一种可视化、可操作的仿真实验手段，对叶片结构的研究具有重要意义。
关键词：流场；CFD；通风机；叶片
结束语：（1）基于CFD理论对HL3型矿用轴流通风机在额定工况下流场进行分析，首先，利用 Solid Works 建立了叶片模型，并入ANSYS Fluent 中创建了有限元分析模型。仿真分析选用的Realizable-k湍流模型，求解得到动叶片在额定工况下叶片表明流体速度矢量分布图。 （2）分析仿真得到的结果，可以得到在两级叶片处于进出口面相同的情况下，两种叶片表明流体速度大小相似，最大值分别为 23.5 m/s、23.1 m/s。一二级叶片之间流体存在明显的扰流，从速度大小的分布来看，一级叶轮，也就是叶片1的吸力面空气流速增加明显，叶轮旋转对空气施压，加速气体进入到第二级叶轮，进行第二次加速。仿真分析得到了HL3型矿用轴流通风机额定功率下叶片速度矢量分布规律，对于通风机叶片结构设计的效能验证，提供了一种可视化、可验证、可操作的仿真实验手段，对于其结构的研究具有重要意义。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2020. 11. 041
郭宜东，蔡永江，刘献良. 含带状组织的锅炉焊管横纵向性能的差异性分析［J］. 机电工程技术，2020，49（11）：139-141.
摘要：锅炉管道能否安全运行，与其横向性能的优劣有较大关系，有必要对管道的横纵性能差异进行分析。对存在带状组织的锅炉再热蒸汽冷段管道用钢A672B70CL32进行了横向和纵向力学性能及显微的对比分析。结果表明，钢管横纵向力学性能的差异主要表现为横向冲击韧性的降低，而横纵向强度和塑性基本无差异，这与钢管中非金属夹杂物含量较低及钢管轧制成形工艺导致横向也产生了交叉的带状组织有关。
关键词：A672B70CL32钢；带状组织；偏析
结束语：（1） 试验用钢管横纵向强度值无明显差异，横向断面收
缩率略低于纵向约 2%~4%，横向冲击功低于纵向约 12%~14%，横向硬度值略低于纵向约1%~2%。（2）试验钢管除横向冲击功有一定的降低外，横纵向强度和塑性基本无差异，这与焊管本身非金属夹杂物含量较低，且焊管卷制前的轧制成形工艺导致横向也形成了带状组织有关。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2020. 11. 042
刘晓东，刘培镇. 高压电缆缓冲层交、直流电阻测试与绝缘屏蔽烧伤研究［J］. 机电工程技术，2020，49（11）：142-144.
摘要：为了研究正常与缺陷状态下的缓冲层交、直流电阻变化规律，对故障电缆进行了解剖分析，现象表明绝缘屏蔽与铝护套均有明显的烧伤痕迹，且阻水带表面有阻水粉析出；设计了试验对正常与故障电缆绝缘屏蔽与铝护套之间的交、直流电阻进行测量，试验结果表明，故障电缆缓冲层的交、直流电阻均大于正常电缆；交、直流电阻的大小与缓冲层和铝护套之间的间隙大小有关。该研究可为评估电缆绝缘屏蔽烧伤的原因提供参考。
关键词：电缆绝缘屏蔽；金属套；交、直流电阻
结束语：通过本文的研究，得到以下参考结论：（1）当电缆发生缓冲层缺陷时，缓冲层的交、直流电阻均会增大；（2）在绝缘屏蔽层与铝护套之间施加过大的电压，可能会导致缓冲层局部过热和放电现象的发生，此过程会使缓冲层的交、直流电阻变小，但可能会损伤绝缘屏蔽层、缓冲层和铝护套；（3）对于相同规格的电缆而言，电缆缓冲层与铝护套之间的间隙越大，绝缘屏蔽层与铝护套之间的交、直流电阻均越大；在设计电缆时，应适当增加缓冲层的厚度，以减小因交、直流电阻过大对电缆正常运行造成的影响。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2020. 11. 043
王斌，运向勇. 离心式限速器压爪力及主要参数研究［J］. 机电工程技术，2020，49（11）：145-147.
摘要：限速器作为电梯的主要安全部件，在防止电梯失速下坠或者超速冲顶中发挥着至关重要的作用。针对离心式限速器的结构特点，利用拉格朗日广义力方程，建立了离心式限速器的压爪力的计算模型，并以压爪力为参考，结合模型研究了离心式限速器的主要参数对限速器机械动作的影响。
关键词：电梯；离心式限速器；压爪作用力
结束语：本文以离心式限速器为研究对象，建立了离心式限速器旋转运动时的拉格朗日运动方程，并研究了离心块质量、弹簧初始预压力以及弹性系数对压爪作用力的影响情况。随着复工复产的进行，后续将计划进一步展开对文中模型的现场实验研究。从本研究中，可以得出如下结论。 （1）离心块质量对限速器压爪作用力的影响最为显著，不仅影响压爪与棘爪之间产生作用力的临界旋转速度大小，同时也影响离心块系统相对于旋转速度的反应灵敏程度。质量越大，所需的临界旋转速度越小，而灵敏性越高，限速器越容易达到机械动作所需的压爪力而触发动作。（2）弹簧初始预压力仅影响临界速度的大小，而对系统反应灵敏性无关。初始预压力越大，所需的临界速度越大，限速器机械动作速度也越大。 （3） 张紧弹簧弹性系数对压爪作用力的影响较小，其影响情况与预压力对压爪力的影响情况类似，弹性系数越大，限速器机械动作速度越大，弹性系数的大小不影响系统相对于速度的反应灵敏程度。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2020. 11. 044
李宝山，龚玉祥，张建军，等. 涡流发生器高度和长度对风力机翼型的影响研究［J］. 机电工程技术，2020，49（11）：148-150.
摘要：加装涡流发生器有助于改善风力机叶片根部大厚翼型表面边界层气流分离的控制。以DU97-W2-300三维翼型为研究对象，采用转捩模型对加装不同高度和长度的涡流发生器翼型进行数值计算。结果表明，涡流发生器能够有效提升翼型的失速攻角，涡流发生器长度不变时，涡流发生器高度越高，相同攻角下，翼型升力系数越大；涡流发生器高度不变时，涡流发生器长度存在一个相对较优的值，使得翼型升力系数最优。
关键词：涡流发生器；风力机；数值模拟
结束语：（1） 涡流发生器能够有效提升翼型的失速攻角，VGs 长
度为 20 mm 和 28 mm 时，VGs 高度为 9 mm 时效果最佳；在VGs高度一定的情况下，VGs高度减小会造成翼型升力系数的下降和失速攻角的减小。（2） VGs高度为6 mm时，VGs长度为24 mm时提升效果最佳；VGs高度为8 mm时，VGs长度为28 mm时提升效果最佳。在VGs高度确定的情况下，存在一个涡流发生器的长度范围能够使得涡流发生器的增功减阻的效果最佳，为设计适合于风场中的风力机叶片的涡流发生器提供了指导。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2020. 11. 045
罗婷，刘莹莹. 基于粗糙集贝叶斯分类算法的综合能耗特征识别研究［J］. 机电工程技术，2020，49（11）：151-153.
摘要：如何从用户能耗数据中准确地挖掘出有价值的信息一直是电力行业的研究热点，而贝叶斯分类算法则是机器学习和数据挖掘研究领域中常用的数据处理方法之一。此方法具有简单、高效以及分类效果稳定的优点，而且可以建立可对数据库中给定类别的数据记录进行映射的模型以及可描述能耗数据以预测趋势的模型，从而为用户综合能耗特征识别提供有效的解决方案。但是传统的贝叶斯分类算法的分类精度较低，往往不能
满足其他对于分类精度有着高要求的研究需求。基于这种情况，通过构建扩展模型，设计了基于粗糙集理论的贝叶斯分类算法，从而满足用户综合能耗特征识别中对于分类精度的需求。最后，通过直接的实验结果来验证基于粗糙集贝叶斯分类算法的综合能耗特征识别可以在很大程度上提
高分类精度。
关键词：粗糙集；贝叶斯分类算法；特征识别；分类精度
结束语：在对用户综合能耗进行分析的过程中，为了准确分析用户的综合能耗影响，不同类型的用户在不同的时间节点内应该有不同的影响分析模型。但是由于传统的贝叶斯分类算法没有根据不同的特征项来对其相关重要性进行划分，因此其分类精度较低。为了解决这个问题，引入了粗糙集，且构建提出了基于粗糙集贝叶斯分类算法的综合能耗特征识别方法。同时本文通过直接的实验结果说明验证了基于粗糙集贝叶斯分类算法的综合能耗特征识别可以在很大程度上提高分类精度。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2020. 11. 046
刘剑，潘锦源，张诗建. 计及负荷与DG随机时序特性的配电终端选型优化［J］. 机电工程技术，2020，49（11）：154-157.
摘要：随着配电设备一二次融合的进行，配电终端二次规划简单可行。基于此，提出一种计及负荷与DG随机时序特性的配电终端选型优化方法， 对DG出力以及各类负荷停电损失进行建模，并综合考虑投资成本、运维成本以及停电损失构建配电终端选型优化模型。最后，通过算例验证了方法的可行性。配电网三相不平衡对运行安全性和经济性影响很大。
关键词：随机时序特性；配电终端；选型优化
结束语：本文提出一种计及负荷与 DG 随机时序特性的配电终端选型优化方法，对DG出力以及各类负荷停电损失进行建模，相比于现有方法，考虑了负荷类型差异及其随机时序特性，优化结果更加合理。算例验证了本文方法的可行性。下一步工作可进一步考虑配电终端选址问题，深化配电终端规划方法。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2020. 11. 047
秦永晋，王春月，郭亮，等. 机器人谐波减速器用柔性轴承试验机研制［J］. 机电工程技术，2020，49（11）：158-160.
摘要：针对工业机器人谐波减速器用柔性轴承的性能和耐久性参数研制了一台轴承试验机。试验机基于触摸屏PLC一体机作为控制系统，使用变频器控制电机转速，温度传感器、震动传感器以及变频器再反馈数据给触摸屏PLC一体机。试验机可以模拟轴承带动机械臂在不同姿态下的运动状态，实时监控轴承的温度和振动，从而反馈出轴承的动态性能。通过试验结果证明，试验机运行平稳，可靠性良好，可以对机器人系列轴承产品结构设计和工艺改进提供可靠的数据支持。
关键词：轴承试验机；柔性轴承；谐波减速器；机器人；触摸屏PLC一体机；变频器
结束语：工业机器人谐波减速器用柔性轴承试验机采用卧式结构，可以模拟谐波减速器用柔性轴承的实际运行姿态，可替10 kg、15 kg、20 kg 3种不同质量的负重盘。测控系统采用触摸屏PLC一体机，操作界面友好且易学易用。可以测量轴承的温度、振动数值，系统具备自动控制、采集数据信息的能力，达到预设试验性能，为机器人轴承的研制和工艺改进提供有力的评判依据和数据支持[10]。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2020. 11. 048
王杰，郭世伟.自适应VMD算法在滚动轴承故障诊断方面的应用［J］. 机电工程技术，2020，49（11）：161-164.
摘要：针对滚动轴承的故障特征信息一般较为微弱且难以提取的问题，提出了自适应VMD故障特征提取方法。将最大峭度指标和最小包络熵组合成复合指标，并结合粒子群优化算法对VMD参数进行优化；应用优化参数后的VMD算法对待测信号进行分解，根据最大峭度指标选取最佳模态分量；对最佳模态分量进行ilbert算法的包络解调处理，从包络谱中提取出故障特征信息。仿真和实验结果验证了该方法在滚动轴承故障诊断方面的可行性。
关键词：滚动轴承；故障诊断；变分模态分解；粒子群优化算法
结束语：根据故障轴承的周期冲击性振动信号特征构造出KEP参 数，采用KEP与PSO相结合的参数优化方法，对VMD参数进行寻优，避免了盲目性选择k和α这两个重要参数；采用自适应VMD算法对故障信号进行分解，根据最大峭度指标选取最佳模态分量，并进行包络谱分析，能准确地判断出故障类型。通过仿真与实测实验结果的分析，验证了该方法在轴承故障诊断方面的可行性，为轴承故障诊断提供了指导意见。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2020. 11. 049
成海秀，陈河源，曹惠茹，等. 无人机目标跟踪系统的设计与实现［J］. 机电工程技术，2020，49（11）：165-167.
摘要：设计了一种通过颜色识别技术与超声波测距技术进行目标检测和跟踪的无人机目标跟踪系统。采用Arduino Mega 2560为主控板，利用Pixy2视觉识别传感器模块、超声波模块HC-SR04作为跟踪目标信息采集装置与四旋翼无人机机体共同构成系统的硬件部分。开发了应用视觉识别与超声波信息控制无人机进行自动跟踪的控制程序。实验结果显示，使用Pixy2传感器模块可以识别多种形状和颜色的目标物体，而超声波模块辅助识别增加了系统识别的精准性，无人机可以根据所获得的数据进行目标物体的识别与跟踪，具有较好的智能性、实时性和准确性，实现了无人机准确识别、锁定被测物体的位置，并控制机体进行自主移动跟踪。
关键词：无人机；视觉识别；Pixy2；HC-SR04
结束语：本文设计的无人机目标跟踪系统经实验检验，能够对规则形状和颜色的物体进行视觉识别，并且能使无人机实现自动跟踪。该无人机通过使用 Pixy2 传感器、超声波传感器和Arduino Mage 2560主控板对无人机进行控制，为视觉识别技术在无人机领域的应用进行了实践探索。该无人机的整体设计，在进一步完善后有望应用到更复杂的无人驾驶系统中。目前，无人机目标跟踪系统存在以下问题需要进一步完善： （1） Pixy2 传感器在实际工作中对被测物体的颜色饱和度、形状大小及其所处的环境光照强度有着很高的要求，需要进一步完善算法、提升性能；（2）目前Pixy2传感器固定安装在无人机上，只能检测前方180°视角的物体，通过加装可移动云台增加Pixy2的可检测范围 （3） 由于超声波模块的局限性，该系统的有效跟踪距离较短，需要进一步优化传感器的算法； （4） 对于无人机的防碰撞性，目前只能防止与正面物体发生碰撞，需要加装更多的超声波模块达到全方位防碰撞。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2020. 11. 050
刘文广，杨兰柱，秦波. LSTM网络在采煤机摇臂齿轮箱寿命预测中的应用［J］. 机电工程技术，2020，49（11）：168-170.
摘要：作为机械化采煤的主要设备，保证滚筒式采煤机稳定运行的重点是摇臂齿轮箱的可靠性。利用深度学习中的长短时记忆模型 （Longshort-term memory neural network，LSTM）对实际工程环境下的摇臂齿轮箱寿命进行了预测。实验所用数据集采集于内蒙古西部某矿场采煤机摇臂齿轮箱，包含了采煤机摇臂齿轮箱主齿由初始状态到齿面发生较大磨损的全部数据。实验表明，该网络在摇臂齿轮箱寿命预测中效果较好，具有一定的可行性。
关键词：采煤机；摇臂齿轮箱；LSTM网络；寿命预测
结束语：使用LSTM网络来对采煤机摇臂齿轮箱进行寿命预测，可以避开人工提取特征过程，减少预测成本。又由于是在海量数据中寻找特征，所以具有更高的泛化性。实验表明，使用深度学习对实际工况下的采煤机摇臂齿轮箱进行寿命预测具有一定的效果，但由于数据采集条件较为单一，所以训练所得的模型不具有很好的泛化性，该缺点在后续研究中还有待解决。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2020. 11. 051
宋妍霖，曹栋禹，李振兴. 电气工程及其自动化低压电器中继电器的应用［J］. 机电工程技术，2020，49（11）：171-172.
摘要：分析电气工程及其自动化低压电器中继电器的应用。通过对继电器的组成部分与作用进行分析，探究继电器的常用类型及选择条件等，阐述电气工程及其自动化低压电器中继电器的具体应用情况。继电器在电气工程及其自动化低压电器中的应用涉及到了多方面的工作，如继电器的选型恰当与否都将会对应用效果产生影响。继电器可以控制多路电路，保证电器的正常运行，其应用领域也可谓是多种多样，在具体应用期间还需结合实际情况灵活应用，这样才能切实发挥继电器的作用价值。
关键词：继电器；电气工程；自动化低压电器；应用
结束语：本研究对继电器的组成部分、类型以及作用等进行了详细地分析和论述，探究了在电气工程及自动化低压电气中应用继电器时的选型、注意事项等，并结合实际情况，对继电器的应用效果进行了分析。研究表明，继电器在电气工程及其自动化低压电器中的应用范围越来越广泛，应用的技术手段也开始从单一朝着多元的方向发展。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2020. 11. 052
汪建新，王培屹，段茹茂. 线圈结构参数对涡流效应的影响与应用［J］. 机电工程技术，2020，49（11）：173-175.
摘要：通过Ansoft Maxwell对线圈不同内经、外径以及不同提离距离对涡流密度的影响进行数值模拟研究，得出各自的涡流密度、磁感应强度分布图，并进行对比分析。通过试验，分别对不同外径、不同内经、不同厚度线圈的检测结果进行了验证，试验结果与仿真结果相符。结果表明，线圈外径15 mm时的感应磁场渗透深度更大，但磁感应强度变化率较低；内径为4 mm的线圈内磁感应强度变化率大于内径为8 mm；当提离距离为0.5 mm时，产生的涡流密度峰值大于提离距离为5 mm的结果。
关键词：传感器技术；涡流检测；Maxwell仿真；回转体
结束语：本文通过对金属检测件的缺陷仿真实验证明，对于大多数的金属回转体来说，采用涡流检测法检测裂纹是一个非常有效的方法。通过对检测中各个影响因素的单因素变化仿真分析可以得出以下几点： （1）涡流探伤过程中，线圈正对的位置产生的磁感应强度值更大，更有利于缺陷的检测，为提高检测准确率，应选择较小的线圈内径； （2）在可以达到最小缺陷的检测精度时，应选择较大的线圈外径来增加检测深度； （3）在回转体表面误差允许范围内，应尽可能选择小的提离距离；（4） 在本次实验中，选择线圈外径 12 mm、内径 4 mm、厚度10 mm、提离距离0.5 mm，检测结果最优。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2020. 11. 053
翟建丽，莫浩明，曾德胜，等. 球形轮组结构及其控制系统设计［J］. 机电工程技术，2020，49（11）：176-179.
摘要：研究的球形轮组是通过控制3个全向轮的转速和方向维持自身不倒，在不改变方向的前提下能在平面上任意移动的系统。其具有非线性、强耦合和欠驱动问题，因此需要进行动力学分析和控制系统的设计。采用建模软件建立球形轮组物理模型，并完成球形轮组的制作和电路设计；用拉格朗日方程展开动力学分析，将球形轮组简化成全向轮、球轮和机身三部分，得出电机的扭矩与全向轮的力和力矩的关系；结合动力学分析的内容设计一套串级PID控制算法与ROS系统建立的上位机联合处理传感器采集的姿态数据，计算出电机的控制变量；将物理模型与控制算法相结
合，利用仿真软件验证其能够实现自平衡。
关键词：自平衡 ；拉格朗日方程 ；串级PID ；ROS上位机
结束语：针对轮式移动运输工具的不灵活性、占地面积大、不易于搬动的问题，本文提出了球形轮组结构和控制系统的设计，实现球形轮组无转弯半径并且灵活地运动。采用拉格朗日方程进行动力学分析，设计出结构最佳的球形轮组，推出电机扭矩与3个全向轮在球轮上的运动关系，据此设计出拥有倾角环、速度环、转向环的串级PID算法，同时设定好PID参数的初始值。本文提出运用ROS系统建立上位机实现人机交互，让用户时时刻刻能监控轮组的姿态并做出调整，同时进一步完善PID参数设置。仿真试验验证了串级PID对球形轮组自平衡控制的可行性。最后针对球形轮组自平衡的实验与实地测试，证明了拉格朗日力学分析的方法能更直观地分析球形轮组物理结构与刚体力系划分；ROS上位机在调试PID的方面具有快速反应、实时监控、简化调试的优点。两种方法互补，把抽象的物理力学平衡用程序实现，为此类复杂繁琐的调试做出了系统的实施方案。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2020. 11. 054
祝洲杰，吴锂力，许林杰，等. 轻型六自由度工业机器人设计与运动学分析［J］. 机电工程技术，2020，49（11）：180-183.
摘要：机器人是工业自动化控制领域中常用的机械产品之一，且越来越受到企业重视。基于企业的实际需求研发了一种轻型六自由度机器人，对其进行了结构及参数设计，且基于Arduino开发环境为其设计了控制系统，并详细分析了该机器人的运动学问题，基于D-H参数建模法确定了各关节坐标系及参数表，对其正、逆解进行了求解运算。研究和使用结果表明了该机器人性能稳定且成本较低，能达到预定的目标，且可用于其他多种用途。
关键词：工业机器人；结构设计；运动学；D-H建模；控制系统
结束语：这种基于企业实际工况需求设计的轻型六自由度串联机器人，采用 Arduino 开发环境，以 Mega 2560 为硬件核心搭建，具有多自由度、功能扩展性较好且成本较低的特点。本文对该机器人进行了结构分析和控制系统设计，并采用D-H法进行了运动学正、逆问题分析和深入研究，实现了使用Ar?duino硬件系统对机器人的控制并充分发挥了其优越的性能。通过实验调试和在企业现场的安装运行，目前该机器人在完成企业指定工作中运行安全可靠，同时也实现了成本降低，达到了最初的设计和开发预期。值得一提的是，这种串联机器人结构基于Arduino开发的控制系统，在适当调整还可被开发使用于多种功能用途，通过合理的运动参数分配甚至可获得非常理想的运行效果，在应用上具有很强的适应性。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2020. 11. 055
石平义，官春平，余辉. 一种基于SolidWorks的线材夹头装置的设计与仿真分析［J］. 机电工程技术，2020，49（11）：184-187.
摘要：针对一些线材加工过程存在夹持效率低、易夹伤、夹持力度难调等弊端，提出一种线材夹头装置，介绍了其工作原理，设计了该夹头装置的具体结构，分析了该装置的工作过程以及疲劳、静态受力情况。该夹头能实现高效夹持、夹紧力度可调等功能，对相关行业自动化加工有一定参考价值。
关键词：线材；夹头；SolidWorks ；仿真分析
结束语：夹头装置是相关线材生产设备上的重要组成部分，对提高线材加工生产效率与质量具有重要的作用。目前一些线材加工装置缺乏理论分析以及可靠高效结构，本文设计开发的夹头机构借助 SolidWorks 软件对该夹头装置关键构件进行了静力学分析，得到其应力应变和最大位移等关键数据，在此基础通过疲劳算例计算出使用损坏百分比和生命周期数，为夹头装置的应用提供可靠的理论支撑，该机构的设计不仅能够为相关企业减少开发，降低成本，更能为企业在今后设备研发中提供一些参考与依据。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2020. 11. 056
孙伟，包西平，张斐，等. 感光升降窗帘电气控制系统设计 ［J］. 机电工程技术，2020，49（11）：188-190.
摘要：随着电气自动化技术的飞快发展和普遍应用，人们的生活越来越自动化、便捷化、智能化。研究了一种基于单片机STC89C52控制的感光升降窗帘电气控制系统。对其关键技术进行了分析，设计了总体方案，并详细介绍了硬件设计和软件设计的内容。该系统具有结构简单、性能稳定、成本低廉、利于推广等特点，能够满足智能家居需求，具有良好的市场应用前景。
关键词：STC89C52；感光；智能家居
结束语：本文研究的重点是智能窗帘的控制部分，机械部分只有少
许介绍。通过硬件设计和软件设计成功地完成感光升降窗帘的控制，能够实现根据光强度的变化通过控制器进行控制窗帘的打开和关闭，还拥有红外远程遥控和按键控制两种控制的方法。智能窗帘的功能不止这些，还有更多的功能等待着人们的研究与开发，只有深入研究才能发现和设计出更好的东西并制作出来为人们服务，给人们带来便利、舒适的生活。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2020. 11. 057
周爱美. 基于Ansys Maxwell的单相电机变极设计分析［J］. 机电工程技术，2020，49（11）：191-194.
摘要：用单相24槽电容运转电机为例，进行4/6极变极调速接线设计分析。通过对6极、反接法4极、换相法4极、特殊换相法4极电机的槽电势星形图分析，得出主副绕组合成电动势的矢量关系，确定4/6极变极绕组接线方案。利用Ansys Maxwell仿真系统从场方面进行电磁模拟仿真，得出磁动势的傅里叶分解图和气隙磁场分布图，从“路”的方面进行电磁计算，得出3种4极接线方式下的电机各项性能参数，从而选出最优理论设计方案进行实样验证，确定最佳变极设计方案，得出特殊换相法4/6变极方案最佳。
关键词：4/6极变极调速；Ansys Maxwell 仿真；反接法；换相法；特殊换相法
结束语：本设计固定了电机的机械结构和电机铁磁材料特性，在不改变电机制造成本的前提下，遵循单相电容运转电机主副绕组电动势轴线成90°电角度的规则，进行槽电势矢量分析，设计实现 4/6 极变极调速的 3 种绕组接线方案。利用 AnsysMaxwell 软件对 3 种 4/6 接线方式进行“路”和“场”进行模拟仿真，选择最优方案进行样机实验，从性能参数的对比结果看，设计效果达到了预计效果。特殊换相法4/6极变极调速的绕组接线在不增加电机铜耗和铁耗的情况下，性能指标达到对应容量的单相电机容量等级和相应性能标准，为研发人员单相电机变极调速接线提供了新的参考。
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2020. 11. 058
陈森林，徐滨. 基于UG的头帽塑料模具设计及CAM加工［J］. 机电工程技术，2020，49（11）：195-197.
摘要：运用NX10.0软件三维建模和CAM编程功能，设计一模多腔多品种头帽塑料模具，根据注塑模具分型面设计原则选择合理的模具分型面，设计成一模四腔双品种的注塑模具，利用该软件的CAM编程功能编辑该模具的数控加工G代码，并进行模拟仿真加工，确认加工刀路没有问题之后，才进入真实数控加工环节。利用该软件设计塑料模具，既能够确保模具的设计效果，又能够提高塑料制件的质量，最终设计出合格头帽注塑模具。
关键词：塑料模具；NX10.0；CAM；数控加工
结束语：本文运用 NX10.0 软件设计一模多腔多品种的塑料模具，
并利用该软件的CAM编程功能，编辑了头帽塑料模具的数控加工程序，缩短了塑料模具的设计周期，提高了模具的生产效率，但是对于塑料模具结构设计，还存在着很大的优化空间。