1
标题：电梯无接触器控制技术的研究进展
作者：唐梓敏；李宁；闫明明
摘要：以无接触器控制技术为代表的可编程电子安全系统技术是电梯电气安全发展的主要趋势，具有用户体验性好、故障率低、维护方便等优点，但仍存在技术方案尚未成熟、安全性评估复杂等难题。介绍了无接触器控制技术的工作原理与研究重点，并综述包括安全转矩取消（STO）、制动器安全控制（SBC）、电子封星技术等主要无接触器控制技术在电梯控制系统上的应用现状、研究进展；分析了无接触器控制技术的安全性评估措施及研究现状，即电梯安全相关的可编程电子系统（PESSRAL）认证；展望了无接触器控制技术未来发展趋势及需要解决的关键问题，包括安全性、可靠性、兼容性、稳定性等，有助于推动电子安全控制技术在电梯领域的发展与应用，赋能电梯的智能化、安全化、数字化发展。
关键词：电梯；无接触器控制技术；STO；SBC；电子封星技术
作者单位：华南理工大学自动化科学与工程学院；广州广日电梯工业有限公司
引文格式：唐梓敏，李宁，闫明明. 电梯无接触器控制技术的研究进展 ［J］. 机电工程技术，2024，53（12）：1-6.
2
标题：核酸检测技术研究现状
作者：单亮；郭钟宁；韩风雷；陈科玮；吴月林
摘要：近年来，新型冠状病毒全球肆虐，病毒溯源加速了核酸检测技术在分子诊断领域的应用。然而，传统实验室核酸检测过程流程复杂、耗时长且需要专业的技术人员，不利于核酸检测。各种各样的微流控芯片和新型核酸检测技术为核酸检测流程提供了低成本、快速、便捷的途径，使之在现场检测中发挥重大作用。首先详细介绍了核酸检测过程中核酸提取和核酸扩增方法并阐明其优缺点。然后总结了典型的微流控芯片用于核酸检测的研究进展。这些微流控芯片结合新型核酸检测技术极大地简化了核酸检测流程，缩短了检测时间和降低了成本。最后讨论了微流控芯片在核酸检测方面的存在问题和应用前景。
关键词：核酸提取；核酸扩增；分子诊断；即时检测
作者单位：广东工业大学机电工程学院
引文格式：单亮，郭钟宁，韩风雷，等. 核酸检测技术研究现状 ［J］. 机电工程技术，2024，53（12）：7-11.
3
标题：3D打印后处理对组织与性能的影响综述
作者：唐世欣；唐超兰
摘要：材料的性能对于产品的质量具有重要影响，而产品在3D打印过程中产生的缺陷和其显微组织又是决定材料性能的关键因素。为了消除缺陷以及调控显微组织，从而改善合金的力学性能，有必要对试件进行后处理。后处理类型有热处理、表面机械加工和激光冲击强化等，热处理通过加热温度和时间来消除内部缺陷以及改变相组成，而表面机械加工和激光冲击强化则通过改善表面质量来提高产品性能。主要介绍了3D打印件缺陷类型及特点，总结归纳了热处理和表面处理对于构件的疲劳性能的影响，以及热处理对3D打印零件组织和力学性能的影响，最后对如何提高疲劳性能进行了展望，同时指出了热处理制度的选择对于改善合金组织和力学性能的重要性。
关键词：3D打印；后处理；疲劳；显微组织；力学性能
作者单位：广东工业大学机电工程学院
引文格式：唐世欣，唐超兰. 3D打印后处理对组织与性能的影响综述 ［J］. 机电工程技术，2024，53（12）：12-18.
4
标题：超临界二氧化碳布雷顿循环燃煤发电系统回热器性能研究综述
作者：马丽萍；赵海峰；关博元；刘浩然
摘要：超级临界二氧化碳（SCO_2）布雷顿循环以其高效、简单、紧凑和广泛的热源适应性为主要优势，在国内燃煤电厂发电技术中具有实际价值，因此需要加速推进燃煤SCO_2循环发电技术的研究进程。SCO_2是一种新的动力循环工作介质，拥有相对较低的临界条件且在此条件下物理性质发生显著的变化，在燃煤发电系统中，回热器对循环性能的影响十分关键。鉴于此，主要对SCO_2布雷顿循环的循环原理及SCO_2工质的性质进行了分析，总结了SCO_2动力循环燃煤电站回热器的研究进展，分析压缩机、透平对回热器换热效率的影响，重点阐述回热器的夹点问题、运行参数和传热特性，并对回热器今后发展提出建议。对超临界二氧化碳布雷顿循环燃煤发电中回热器整体性能进行研究，能提升回热器换热效果，降低压力损失，是系统安全、稳定、高效运行的关键。
关键词：超临界二氧化碳；布雷顿循环；燃煤发电；回热器
作者单位：沈阳工业大学化工装备学院
引文格式：马丽萍，赵海峰，关博元，等.超临界二氧化碳布雷顿循环燃煤发电系统回热器性能研究综述［J］.机电工程技术，2024，53（12）：19-23.
5
标题：碳纤维复合材料汽车防撞梁研究现状
作者：彭宇珑；董晓传；姜淑巍；郝子怡
摘要：近年来，汽车轻量化发展逐渐得到重视，研究内容主要包括汽车自身结构设计、轻量化材料应用和制造工艺等方面。碳纤维复合材料（Carbon Fiber Reinforced Polymer,CFRP）具有可设计性强、质量轻、强度高、耐冲击、耐腐蚀等优点，是实现汽车轻量化进程中较为突出的材料。防撞梁是汽车上极其重要的部件之一，能够在汽车发生碰撞时有效地吸收来自汽车碰撞产生的冲击力，从而保护乘客安全。综述了CFRP在汽车防撞梁中应用的研究进展，从材料、结构、工艺3个方面分别进行阐述。旨在拓展CFRP在汽车防撞梁轻量化与安全中的应用范围，为其在汽车工业发展及轻量化中的广泛应用提供参考。
关键词：碳纤维复合材料；防撞梁；结构优化；成型工艺
作者单位：天津职业技术师范大学汽车模具智能制造技术国家地方联合工程实验室
引文格式：彭宇珑，董晓传，姜淑巍，等. 碳纤维复合材料汽车防撞梁研究现状 ［J］. 机电工程技术，2024，53（12）：24-28.
6
标题：人工智能技术在电扶梯领域的研究现状
作者：李海军；徐思亮；杨烨
摘要：人工智能为电扶梯的智能化运营和管理提供了新的可能性，具有提高运行效率、增强安全性、优化维护管理、提升乘客体验以及促进绿色节能等优点。介绍了人工智能技术在电扶梯领域的主要应用场景，重点综述了视频监控、故障诊断、调度优化三大应用场景下人工智能技术的应用现状，并介绍了涉及相关的人工智能算法、功能、效果、应用场景及最新研究进展；分析了人工智能在电扶梯领域应用存在的挑战，包括环境感知与识别、故障预测与维护、安全性与隐私、技术成本与可靠性挑战；展望了人工智能对智能化电扶梯、电扶梯领域与其他领域融合的促进作用。有助于推动人工智能在电扶梯领域的发展与应用，推动智能电扶梯的高速发展与智慧城市交通的建设。
关键词：电扶梯；人工智能；视频监控；故障诊断；调度优化
作者单位：广州地铁建设管理有限公司
引文格式：李海军，徐思亮，杨烨. 人工智能技术在电扶梯领域的研究现状 ［J］. 机电工程技术，2024，53（12）：29-34.
7
标题：基于分级多尺度融合的河道水下图像增强
作者：黄绿娥；陈祥林；肖文祥；邓亚峰
摘要：现阶段水下图像研究大多为海洋或深水域场景，有关河道等浅水域的研究内容较少。为此，基于改进的亮通道颜色补偿算法对河道浅水域图像景深小而导致的颜色偏置问题进行了研究。首先，采用暗通道先验解决河道图像的雾化现象，并运用PGPD算法进行去噪；其次，为解决去噪后图像存在颜色偏置和整体亮度偏低的问题，分别采用改进的亮通道颜色补偿算法与L2UWE算法对去噪图像和亮度提升图像进行第一轮多尺度融合；最后，将第一轮融合的输出图像与颜色校正图像进行第二轮多尺度融合，以获得更清晰的河道图像。实验结果表明，相较于模糊图像，图像的UCIQE值提高了20.3%、UIQM值提高了约1.75倍，信息熵也有显著提升。验证了该算法提升水下图像清晰度的有效性。
关键词：暗通道先验；多尺度融合；河道图像增强；颜色补偿
作者单位：江西理工大学电气工程与自动化学院
引文格式：黄绿娥，陈祥林，肖文祥，等. 基于分级多尺度融合的河道水下图像增强 ［J］. 机电工程技术，2024，53（12）：35-40.
8
标题：用于单张图像去雾的混合注意力网络
作者：周杰；赵丽；徐航；胡杰
摘要：图像去雾是高级计算机视觉领域的关键任务之一。近年来，卷积神经网络和Vision Transformer (ViT)作为图像去雾的主流选择，都表现出了优异的性能，但仍无法在保留全局信息的同时还原图像的精细细节，同时也忽略了雾霾分布的多样性。为了解决上述问题，提出了一种混合注意力网络（HA-Net）的新型去雾网络，能够有效结合来自CNN和Transformer的多尺度特征，并融入多层次的注意力机制，实现了网络去雾性能的提升。所提出的HA-Net由混合注意力模块和增强特征融合模块构成。其中，混合注意力模块由改进后的Transformer模块和并行卷积层组成，通过结合二者所提取的特征从而实现优势互补。同时，增强特征融合模块利用聚合不同层次的注意力来增强模型表达不同雾霾分布的能力。定性和定量实验结果表明，所提出的混合注意力网络（HA-Net）在多个图像去雾数据集中均获得较高的评价指标和良好的视觉效果。在公开的RESIDE数据集中，HA-Net取得了室内集的最高PSNR (40.08 dB)和SSIM (0.995)。此外，消融实验也证明HA-Net中所提出的各个模块的有效性。
关键词：图像去雾；注意力机制；混合注意力；Vision Transformer；深度学习
作者单位：温州大学计算机与人工智能学院;浙江省安全应急智能信息技术重点实验室
引文格式：周杰，赵丽，徐航，等. 用于单张图像去雾的混合注意力网络 ［J］. 机电工程技术，2024，53（12）：41-49.
9
标题：融合机器视觉的模块化工业机器人工作台的设计与调试
作者：白洁；康国坡；吴立华；黄国豪
摘要：以盖板的智能分拣及其与底座装配为典型案例，设计了融合机器视觉的模块化工业机器人工作台，并对该工作台进行了联机调试，实现了通过机器视觉的判断选择合格的盖板并装配到底座的操作。首先基于模块化可重组的思路依据装配任务设计了工作台的工业机器人、绘画模块、装配模块、视觉模块等各个功能模块；其次对各模块进行详细设计，使其在硬件上成为独立功能模块，工作台各模块能在硬件上快速重构，从而更改或拓展工作台的功能，并以工业机器人为中心完成各模块在工作台的布局；最后在设置好工作台各模块的传感器、变频器、伺服驱动器等参数和完成各设备程序的准备工作后，从盖板的智能分拣所涉及的工业机器人程序、机器视觉和PLC控制程序的程序调试开始，一步步完成整个工作台的联机调试。
关键词：工业机器人；机器视觉；模块化设计；可编程逻辑控制器
作者单位：广东开放大学(广东理工职业学院)
引文格式：白洁，康国坡，吴立华，等. 融合机器视觉的模块化工业机器人工作台的设计与调试［J］.机电工程技术，2024，53（12）：50-54.
10
标题：基于机器视觉3D测量技术的锂电池极柱检测系统设计
作者：龙淑嫔；陈胜利；陈宁；吴易骏
摘要：锂电池为新能源汽车的主要动力源，是新能源汽车的重要部件，其质量对汽车运行安全影响非常大。因此在生产过程中，锂电池电池盒顶盖和极柱的质量需要进行严格把控，确保投入使用的产品质量可靠安全。基于锂电池极柱检测的需求特性和检测精度，采用3D机器视觉技术，结合3D视觉图像处理软件，对锂电池极柱检测系统进行了研究和设计。对锂电池极柱检测项目的要求和精度进行分析，进行了3D相机的选型和测试；依据锂电池极柱检测特性，进行了检测试验台的设计和开发；依据锂电池极柱检测内容，进行了检测图像处理和数据分析系统的设计及程序编写。对设计和研发系统开展了产品测试实验，对锂电池电池盒顶盖和极柱等进行了16次动态测试，测试结果显示重复精度为0.011～0.015 mm，单次测量时间为1.5 s，产能可以达到1 200 pcs/h。测试数据显示该设备能够准确检测出锂电池电池盒顶盖和极柱所有项目的精度和质量，稳定性和可靠性高，满足企业自动化生产、高精度检测需求，提高生产效率。
关键词：锂电池；极柱；3D机器视觉；平行度；平面度
作者单位：河源职业技术学院
引文格式：龙淑嫔，陈胜利，陈宁，等. 基于机器视觉3D测量技术的锂电池极柱检测系统设计［J］.机电工程技术，2024，53（12）：55-60.
11
标题：基于ArUco码矩阵的无人机自主降落视觉引导方法
作者：陈奕谋；徐诗游；孙晓雨；丁健；谢丽；谢家意；吕艳蕊；王洋意
摘要：随着无人机技术的快速发展，无人机的自主降落技术成为研究热点之一。针对无人机自主降落视觉引导过程中存在实时性弱、准确度低、误差大等问题，提出了一种基于ArUco码矩阵的视觉引导方法。该方法通过设计一种由ArUco码矩阵构成的降落标志，并利用机载相机捕捉矩阵标志每一层的图像信息，结合改进的位姿估计算法，对每一层标志所算出的位姿数据进行基于卡尔曼滤波器的误差补偿，实现无人机相对于目标降落点的空间位置及姿态角度的精确测定。通过无人机室外实际应用实验证明，设计的降落标志及改进算法大大提高了在不同高度和角度下ArUco码矩阵的识别率，且通过卡尔曼滤波器进一步提高位姿估计的准确性，为无人机提供了一个高效、准确、鲁棒的自主降落解决方案，同时对提高无人机在复杂环境下的操作性能和安全性具有重要意义。
关键词：无人机；自主降落；视觉引导；ArUco码；卡尔曼滤波器
作者单位：广州城市理工学院
引文格式：陈奕谋，徐诗游，孙晓雨，等. 基于ArUco码矩阵的无人机自主降落视觉引导方法［J］.机电工程技术，2024，53（12）：61-66.
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标题：基于多模态数据的转动部件故障诊断方法研究
作者：唐佳敏；邓耀华
摘要：针对单一传感器数据在转动部件故障诊断中的局限性，提出了一种基于多模态数据的故障诊断方法。该方法充分利用不同模态数据间的互补性，将多通道信号同时输入网络，旨在全面表征转动部件的运行状况。为提升故障特征的提取能力，设计了一种融合注意力机制和残差结构的特征提取模块，不仅保留了残差网络深度特征提取的优势，还通过嵌入注意力机制，增强了模型对关键信息的敏感度。因此，模型能够更准确地捕捉多通道输入信号中的关键且互补的故障特征。通过融合不同通道的故障特征，实现了对转动部件故障的精确识别。实验结果表明，在公开数据集上，所提模型的诊断精度达到了99.80%，相比单模态数据输入的故障诊断模型，提升了3.69%，验证了该模型在转动部件故障诊断中的有效性。
关键词：转动部件；故障诊断；多模态数据；注意力机制；残差网络结构
作者单位：广东工业大学机电工程学院
引文格式：唐佳敏，邓耀华. 基于多模态数据的转动部件故障诊断方法研究 ［J］. 机电工程技术，2024，53（12）：67-71.
13
标题：基于可视化实验和模拟探究转速对双螺杆混炼性能的影响
作者：王志群；喻慧文；董沛洲；揭旭彰；靳洪胜
摘要：为了研究螺杆转速对啮合型同向双螺杆中流场和混合性能的影响，使用有限元软件Polyflow对羧甲基纤维素钠流动以及混合过程进行数值模拟，分析了常温黏弹流体——羧甲基纤维素钠在流道全充满状态下，相同温度下的流动过程中转速对速度场、剪切速率及停留时间、分离尺度等流动以及混合表征量的影响。通过可视化的实验得出了挤出过程中末端的平均粒径和变异系数。结果表明，随着螺杆转速的增加，同向双螺杆速度场增大、剪切速率增大、剪切作用提高。高转速下的停留时间相对最短且分离尺度更小。可视化实验显示高转速下的挤出过程中的示踪剂的液滴尺寸和变异系数更小，具有更好的分散混合能力。综合分析可知高转速下同向双螺杆挤出机具有更好的混炼效果。
关键词：同向双螺杆；数值模拟；混合性能；停留时间；分离尺度
作者单位：五邑大学江门市高分子材料智能制造重点实验室；五邑大学机械与自动化工程学院；深圳市塞防科技有限公司
引文格式：王志群，喻慧文，董沛洲，等. 基于可视化实验和模拟探究转速对双螺杆混炼性能的影响［J］.机电工程技术，2024，53（12）：72-75.
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标题：接触放电修整PCD刀具的过程放电特性及效果研究
作者：陈钊杰；周思睿
摘要：聚晶金刚石刀具以其优良的力、热、化学性能在新材料加工得到了日益广泛的应用，但是其高硬度导致机械刃磨效率低且修整器磨损大，而激光、离子束成型方法形状精度以及效率有限。提出了聚晶金刚石刀具的接触式放电修整原理，以解决传统PCD刀具的刃磨加工成本高且效率低等问题。首先，建立刀具接触式放电修整原理模型以及实验装置；然后通过改变电源输入的开路电压以及刀具转速分析过程放电信号特征的变化，最后关联修整效果实现工艺参数的优化，达到刀具表面金刚出刃的效果。模型理论分析说明在刀刃切削修整工具时金属结合剂以及工件间产生的脉冲放电有助于使金属结合剂高温熔蚀去除而切削机械力有助于去除表面氧化层同时促使金刚石出刃。试验结果表明与修整效果关联性最大的特征值是放电能量，实际修整过程的此能量具有一临界值，可通过调整工艺参数如开路电压和刀具转速来实现。最终，工艺优化后的修整表面金刚石与结合剂元素质量相比高达40%，实现了金刚石颗粒的出刃。
关键词：PCD刀具；脉冲放电加工；刀具修整；金刚石出刃
作者单位：广东美芝制冷设备有限公司；华南理工大学机械与汽车工程学院
引文格式：陈钊杰，周思睿. 接触放电修整PCD刀具的过程放电特性及效果研究 ［J］. 机电工程技术，2024，53（12）：76-79
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标题：基于遗传算法优化BP神经网络的组合导航数据预测
作者：伍超明；庄巍
摘要：卫星导航/惯性导航的组合导航系统在遇到多遮挡物或者密闭空间的情况下往往会导致卫星导航信号失锁，使组合导航系统变为单一惯性导航系统而无法满足导航精度的要求。为解决组合导航系统中卫星导航系统信号的失锁问题，提出了在卫星信号失锁时引入BP神经网络辅助组合导航系统的想法。在卫星信号良好时，将组合导航系统的位置和速度在“北东地”坐标下3个方向的输出数据作为神经网络的输入，将卡尔曼滤波器输出的对应误差数据作为神经网络的期望输出来训练BP神经网络；在卫星信号失锁时，训练好的BP神经网络开始工作预测组合导航的误差数据修正惯性导航系统。同时，为解决BP神经网络极易陷于局部极值导致预测误差大这一问题，利用遗传算法对BP神经网络的权值和阈值进行全局寻优，以提高网络训练的精度。实验结果表明，组合导航系统、BP神经网络辅助的组合导航系统和遗传算法优化BP神经网络的组合导航系统三者中组合导航系统在卫星信号失锁时导航精度最差，遗传算法优化BP神经网络的组合导航系统导航精度最高。
关键词：导航定位；组合导航；BP神经网络；遗传算法
作者单位：五邑大学智能制造学部；广东省科学院半导体研究所
引文格式：伍超明，庄巍. 基于遗传算法优化BP神经网络的组合导航数据预测 ［J］. 机电工程技术，2024，53（12）：80-84.
16
标题：多技能需求的非标自动化项目装调人员调度研究
作者：杨小佳；钟宏扬
摘要：非标自动化产线是指针对特定客户需求而设计的、不具备大规模复制性的生产系统，具有高度定制化、技术复杂度高与不确定性强的特点，因而面临着独特的人力资源配置挑战。针对非标自动化项目装配与调试过程中所面临的人力资源调度问题，综合考虑装调人员的技能差异、多项目地之间差旅时间与物料供应准时情况，以最小化多项目的总体拖期量与项目完工时间偏差量两者为优化目标，构建出该问题的数学模型。提出一种改进的多目标差分进化算法，在算法中应用一种三层结构的染色体编码方式，采用启发式规则生成精英初始解，再进行差分进化搜索寻优。最后，采用企业实际项目案例开展测试并与多目标遗传算法进行对比测试，结果表明所改进的差分进化算法更加高效。
关键词：非标自动化；多技能项目调度；人力资源调度；多目标差分进化算法
作者单位：揭阳职业技术学院机电工程系；佛山职业技术学院电子信息学院
引文格式：杨小佳，钟宏扬. 多技能需求的非标自动化项目装调人员调度研究 ［J］. 机电工程技术，2024，53（12）：85-88.
17
标题：基于视频帧切片用户生成视频质量评价方法
作者：杨文兵；邱天；张志鹏；施博凯；张明威
摘要：鉴于目前直播平台的视频质量高低不一，为了有效保证用户接收到高质量的视频，视频质量评估（Video Quality Assessment）成为监测和优化直播视频流的重要手段。为了填补公开赛数据集缺乏直播视频的空缺，自建了一个用户自拍和直播视频构成的小型数据集，并参照国际电联给出的主观视频质量评价方法和指标完成了主观评价实验，得到了该数据集视频的主观评价质量分数。当前主流的VQA算法在事先拍摄好的视频上表现良好，却缺乏在直播视频上的性能测试。因此，在原有评价方法的基础上改进了基于视频帧切片评价方法，称为Patch Video Quality Assessment，专门用于直播和用户生成视频的质量评价。该方法两个分支能够接收图片和视频的输入，能够较好地捕获时域空域信息。单数据集实验和跨数据集实验证明其具有相对稳定且较好的性能，在同类型的算法中，平均性能量化值排名第二。
关键词：UCG；VQA；视频帧切片
作者单位：五邑大学中国科学院半导体研究所数字光芯片联合实验室
引文格式：杨文兵，邱天，张志鹏，等. 基于视频帧切片用户生成视频质量评价方法 ［J］. 机电工程技术，2024，53（12）：89-94.
18
标题：基于RFID超高频技术的防串读智能管理柜优化设计与验证
作者：范敦坤
摘要：RFID超高频技术广泛应用于智能管理柜中，但是智能柜柜内层板、门板的四周连接位置等普遍存在微小的缝隙，导致超高频信号从这些位置泄漏，或外界射频信号侵入，从而误导系统对柜内物RFID标签的读取，使得存放物品的各层之间产生串读。采用了硬件结构优化和软件算法优化相结合的方案解决该问题。硬件结构上，智能柜的柜体设计成多层框架结构，并在柜体层板与柜体的连接缝隙处安装屏蔽组件，以此来隔离超高频信号。软件算法上，在中间件程序中增加收集读写器天线对每个标签的RSSI值，并比对、筛选最优值的算法，从而确定该标签对应的读写器天线位置。采用“标签盘全读取测试法”和“防串读性能测试法”对智能管理柜进行测试和验证。经过批量生产测试验证，结果表明：所提软硬件相结合的方案可以彻底解决智能管理柜串读的问题，比现有应用中采用的全密封结构法、PCB近场天线阵列法等解决串读问题更精准和经济性。提高了智能管理柜数据的准确性和管理人员的管理效率。所提方案将进一步拓宽各类智能管理柜的应用场景。
关键词：RFID技术；智能管理柜；防串
作者单位：广电运通集团股份有限公司
引文格式：范敦坤. 基于RFID超高频技术的防串读智能管理柜优化设计与验证 ［J］. 机电工程技术，2024，53（12）：95-100.
19
标题：基于改进遗传算法的混合动力变速器生产优化研究
作者：马佳辉；余建国
摘要：为了增强混合动力变速器的柔性生产能力，针对生产车间最大完工时间最小化作为核心优化目标，提出了一种创新的改进遗传算法。该算法采用轮盘赌选择机制和精英保留策略，以减缓传统遗传算法可能出现的过早局部收敛现象；同时结合部分顺序交叉（Precedence Operation Crossover,POX）和单点交叉策略，以保持种群多样性，防止算法陷入局部最优解。通过应用于标准算例测试集以及混合动力变速器的实际生产案例进行验证，结果表明，相较于传统方法，所提改进遗传算法在加工时间上提升了14.81%，显著优化了产线车间的调度效率。为提高生产线的调度性能和灵活性提供了全新的视角和方法论，展示了优化算法在实际生产调度中的巨大潜力和应用价值。
关键词：车间调度；遗传算法；算法改进
作者单位：江西理工大学机电工程学院;
引文格式：马佳辉，余建国. 基于改进遗传算法的混合动力变速器生产优化研究 ［J］. 机电工程技术，2024，53（12）：101-104.
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标题：一种基于强跟踪无迹卡尔曼滤波算法的组合导航方法
作者：陈晓锋；庄巍；李少勇；伍超明；范建林；刘大伟
摘要：组合导航在日常生活中的使用日益增多，其常用的滤波算法为卡尔曼滤波算法，鉴于常规卡尔曼滤波在组合导航系统发生激变时，算法对激变状态跟踪性能不佳的局限性。为了提高组合导航系统对运载体状态发生激变时的追踪能力，提出利用强跟踪算法与无迹卡尔曼滤波算法进行结合，进行互补，形成强跟踪无迹卡尔曼滤波算法。利用无迹变换代替强跟踪滤波中的雅可比矩阵的求解，简化了计算步骤。强跟踪无迹卡尔曼滤波算法既有鲁棒性强、实现简单的优点，也有滤波精度高的优点。通过实验对比EKF、UKF和STUKF分别在组合导航系统中的定位性能。结果表明：EKF在仿真中的定位误差为0.4 m;UKF的定位误差为0.33 m;STUKF的定位误差为0.3 m;STUKF相比EKF和UKF的定位精度有所提升，分别提升了25%和0.09%。验证了该算法的有效性。
关键词：组合导航；渐消因子；强跟踪滤波；无迹卡尔曼滤波
作者单位：五邑大学电子与信息工程学院；广东省科学院半导体研究所
引文格式：陈晓锋，庄巍，李少勇，等. 一种基于强跟踪无迹卡尔曼滤波算法的组合导航方法［J］.机电工程技术，2024，53（12）：105-110.
21
标题：IMU位姿测量中MEMS陀螺在线多参数标定方法研究
作者：秦伟；徐斌；陈友
摘要：惯性测量单元（Inertial Measurement Unit,IMU）作为AGV导航部件应用时存在位姿误差累积。采用高精度磁强计信息对MEMS陀螺误差参数进行在线标定，以减小长航时运动任务时的导航定位误差。通过推导磁强计的测量模型及IMU的姿态测量关系，将磁航向角与姿态偏航角两个参数值对比，以磁强计信息作为稳定参考量，估计MEMS陀螺的误差参数。估计算法采用非线性的无迹卡尔曼滤波（UKF），建立了MEMS陀螺误差模型，确定12维参数作为估计对象，包括零漂、刻度因子、安装失准角等，作为系统状态向量，采用磁强计测量参数模型建立量测方程，实现多参数的在线最优估计，将标定后的参数进行位姿测量可提高导航精度。用该方法标定后的陀螺进行姿态解算进行实验，实验结果表明：对比较标定前数据，标定后的静态姿态精度（1σ）提高约47%；动态精度小于2°，提高约25%。相对于离线标定，此方法不需要频繁拆卸，快速、实时地进行误差校准，可以减少长航时在线标定的误差积累。
关键词：AGV；MEMS陀螺；在线标定；误差模型；磁强计；无迹卡尔曼滤波(UKF)
作者单位：广东嘉腾机器人自动化有限公司
引文格式：秦伟，徐斌，陈友. IMU位姿测量中MEMS陀螺在线多参数标定方法研究 ［J］. 机电工程技术，2024，53（12）：111-114.
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标题：优化五轴联动非线性误差的刀具姿态控制方法
作者：周永洪；郭灿彬；李志强
摘要：五轴数控机床运动轴的非线性运动导致五轴联动产生非线性误差。为了减小运动轴速度和加减速突跳，分析认为五轴联动线性插补不足以控制非线性误差，在此基础上提出刀具姿态控制的刀轴矢量实时插补方法。首先建立刀轴矢量局部旋转坐标系，构建刀具长度补偿矢量平面，确保已插补的刀轴矢量夹角与刀具长度补偿矢量呈线性关系，然后实现具备刀具姿态控制的旋转刀具中心点（Rotation Tool Center Point,RTCP）功能，计算非线性误差。仿真验证未开启RTCP、采用线性插补RTCP和刀具姿态控制的RTCP三种算法的插补轨迹，并将RTCP算法集成进数控系统里。以典型叶轮零件在AC双转台的五轴联动数控机床上进行加工，检测并对比3种插补算法在同一段工件曲面的加工误差值。相比未开启RTCP功能的插补算法，采用刀具姿态控制优化的RTCP算法加工误差减低了59%，加工精度提升效果显著。加工表面振纹、过切或欠切刀痕明显减少，刀纹光顺平滑，提高了表面光洁度。仿真和实际加工结果验证了刀具姿态控制的RTCP算法的有效性，可以工程化应用在产品中。
关键词：五轴联动加工；旋转刀具中心点；非线性误差；刀具姿态
作者单位：中山迈雷特数控技术有限公司；广东机电职业技术学院
引文格式：周永洪，郭灿彬，李志强. 优化五轴联动非线性误差的刀具姿态控制方法 ［J］. 机电工程技术，2024，53（12）：115-118.
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标题：基于熵的量化与协同管理方向的方法研究
作者：潘雄；李存荣
摘要：量化管理方向（Management Direction,MD）是为了确立熵减的共同方向来统筹管理行为，使之协同并进。通过工作研究，观测到客观熵减的目的性行为总是沿非平衡态概率增大的方向改造管理系统。共同认知体系（Common Cognitive System,CCS）以共性需求为动力，以被全员认同且遵从的标准为载体，在形成共同方向的过程中发挥着消除分歧和促成合力的作用。基于玻尔兹曼-普朗克公式和目标管理（Management by Objectives,MBO）理论，设计了量化系统无序程度和管理方向的期望熵模型（Expectation Entropy,EE）。以OEE业务为例，简要说明了应用期望熵量化方法、协同管理方向、深化共同认知体系等构建期望熵管理（Expectation Entropy Management,EEM）意义的概念化过程。结果表明，期望熵管理方法由协作实践和低熵方向的目标衍生了一系列可操作性工作逻辑和行为标准，消除了虚耗资源的累赘。确立熵减为正向、唯一的演化方向，管理系统得以不断逼近充分释放管理方向协同潜能的概念化管理阶段，以极致的效率从根本上提高生产力水平。
关键词：管理方向；共同认知体系；行为；量化；期望熵；协同；熵减
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
引文格式：潘雄，李存荣. 基于熵的量化与协同管理方向的方法研究 ［J］. 机电工程技术，2024，53（12）：119-125.
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标题：新型工具钢带热处理关键技术装备研发与应用
作者：王桂茂；刘喜顺；唐善杰；梁政；常玉敏
摘要：批量化提高工具基材的强韧性及疲劳寿命，是广大工具制造商提升产品质量、提高效率的有效途径，也是主要研究的问题。运用一种成卷工具钢带连续生产线分级淬火工艺，突破了传统的单零件分级淬火效率低、后续处理工序复杂、质量稳定性差的缺点。阐述了所使用的关键设备及工艺路线，介质的选用及研究，设备上换热系统在满足材料热处理组织转变中各种要求的探索。新型的冷熨平、热熨平及强对流回火设备确保马氏体的转变量及回火温度硬度均匀性和高的屈强比，同时得到合格的板型。采用ANSYS Workbench软件对冷熨平换热进行仿真模拟，结果与实际接近，通过精确的机械传动及电气控制系统，完善的人机交互界面，为生产线的稳定顺行、优质高效和操作人性化提供可靠保障。生产出来的产品经过客户金相检测，拉伸、疲劳等性能测试，产品组织均匀并且具有较好的回火硬度一致性。以75Cr1冷轧球化料经此生产线出来的产品，在回火硬度为HRC43时，拉伸强度达1 310 MPa，延伸率达11%，材料具有很好的强韧性；拉伸疲劳测试，平均值为1.62×106循环次数/周，介于德国Krupp产品（6.34×105循环次数/周）和BESTAR产品（1.20×107循环次数/周）之间。
关键词：工具钢带；分级淬火；装备研发
作者单位：广东世创金属科技股份有限公司
引文格式：王桂茂，刘喜顺，唐善杰，等. 新型工具钢带热处理关键技术装备研发与应用 ［J］. 机电工程技术，2024，53（12）：126-130.
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标题：3D打印技术在汽车轮胎模具领域的应用案例分析
作者：谭志柱；梁兆铭；邓永健
摘要：3D打印技术已广泛应用于各领域，但缺乏在汽车轮胎模具制造领域的应用实例，且难以融入汽车轮胎模具的生产环节。通过梳理国内外的学者对3D打印在汽车轮胎模具制造领域的应用研究，特别是针对选择性激光熔化与光固化立体成型等3D打印主流技术，通过不断的打印实践与技术优化，结合案例描述、实物照片、表格数据，以及与传统流程工艺的对比，分析其主要问题及局限性，并提出适用于汽车轮胎花纹钢片制造与汽车轮胎模具制造的案例。充分体现出3D打印技术在个性化、降本增效方面的潜力，为共同探索出更多与实际生产相结合的综合解决方案提供参考。
关键词：3D打印技术；汽车；轮胎模具
作者单位：广东省机械研究所有限公司；佛山市南海区第一职业技术学校
引文格式：谭志柱，梁兆铭，邓永健. 3D打印技术在汽车轮胎模具领域的应用案例分析 ［J］. 机电工程技术，2024，53（12）：131-134.
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标题：数字孪生机器人虚实双向控制方法研究
作者：周浩；叶夏磊；包志舟；舒亮
摘要：针对数字孪生车间中工业机器人的动作映射失真、复杂装配环境适应性差等问题，提出一种数字孪生机器人虚实双向控制的方法，首先，对机器人进行关节轴向修正建模，引入改进DH参数法建立机器人的运动学数学模型；其次，构建低延时数据通信网络；最后，引入人工势场法改进避障算法搭建复杂环境下机器人避障运动控制框架。实验结果表明，所提出的方法使得虚实机器人的映射精度达到±0.15 mm，虚实双向数据传输延时低至96 ms，性能提升81%，有效解决孪生机器人对实体机器人行为动作的实时精准映射难题，同时避障路径的长度减少了25.56%，提升了孪生系统对实体机器人仿真优化的控制能力。
关键词：数字孪生；工业机器人；虚实双向驱动；避障规划；低延时通信
作者单位：温州大学电气与电子工程学院;金锚电力控股有限公司；浙江人民电器有限公司
引文格式：周浩，叶夏磊，包志舟，等. 数字孪生机器人虚实双向控制方法研究 ［J］. 机电工程技术，2024，53（12）：135-140.
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标题：基于VS和ABB工业机器人的光伏电池组件智能排版系统设计
作者：吴荣俊；郑昕
摘要：随着新能源快速发展，光伏产业需求旺盛，在光伏电池串组件的生产过程中使用机器人成为必然选择。为解决光伏产业生产线中技术人员操作困难以及使用示教器上手难度大等问题，研究了基于Visual Studio对RobotStudio进行二次开发在光伏电池组件排版系统中的应用，以实现智能制造的工艺优化和效益提升。通过设计基于RobotStudio的仿真工作站环境，模拟了光伏电池生产线，利用PCSDK二次开发功能，开发了机器人排版上位机系统。该系统可根据生产线实际情况，实时监控机器人状态和生产数据并控制工作流程，可根据不同电池组件规格灵活调整排版布局，并在仿真软件与模拟平台上进行实测验证。通过该系统实现更高效、更精确、更易上手和更可持续的生产过程，为光伏电池组件制造行业发展提供了参考。
关键词：光伏电池组件；PC SDK；二次开发；ABB工业机器人
作者单位：福州大学电气工程与自动化学院；福建省新能源发电与电能变换重点实验室；智能配电网装备福建省高校工程研究中心
引文格式：吴荣俊，郑昕. 基于VS和ABB工业机器人的光伏电池组件智能排版系统设计 ［J］. 机电工程技术，2024，53（12）：141-145.
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标题：基于视觉传感器的无人驾驶机器人控制系统设计与研究
作者：张霞峰；柳畅；单业奇；张世光；邹振霖；姚嘉仪；张博宁
摘要：在硬件系统设计中，基于2个CCD视觉传感器、Jetson nano主控板等，就传感器模块、主控模块、驱动模块和电源模块等进行了选型，引入PCA9685驱动板优化控制系统硬件解决了Arduino主板与Jetson nano主控通信慢、Arduino主板易烧坏等问题，并进行了硬件系统的总体设计。在软件系统设计中，首先基于迭代法阈值分割、腐蚀膨胀等图像处理方法，编写了可通过拖动进度条可视化界面快速获取图像二值化参数的算法，其次研究了主动巡线、斑马线识别和“半圆法”检测精准丁字或Y字交叉路口的算法，最后基于封装识别类和COCO数据集研究了目标检测和自主避障的算法。在测试试验中，多次测试验证了设计的无人驾驶机器人控制系统和算法的稳定性，实现了自动行驶、自动避障、自动停车、标志识别等智慧交通功能。
关键词：视觉传感器；无人驾驶机器人；Jetson nano；PCA9685；控制系统
作者单位：广州科技贸易职业学院交通工程学院；深圳大学物理与光电工程学院
引文格式：张霞峰，柳畅，单业奇，等. 基于视觉传感器的无人驾驶机器人控制系统设计与研究［J］.机电工程技术，2024，53（12）：146-148.
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标题：基于神经网络PID的压电执行器运动控制
作者：颜奕政；范立荣；肖心远；车志；张永栋；孙潇鹏；郑煜宏；任开礼
摘要：目前压电执行器在实际工程应用中普遍存在磁滞现象，而磁滞导致的非线性问题给压电执行器的精密控制带来了较大困难；非线性问题的出现给控制器设计带来了巨大的挑战，尤其对于微行程操纵等实验而言更是如此。针对以上问题，以往的各种控制办法没有体现其高效性和灵活性。实验提出了一种新颖的神经网络（Neural Network,NN）与PID组合控制，有效补偿了压电执行器中磁滞的非线性缺陷。在解决PID参数整定过程过于繁杂的问题中，神经网络模型在实际控制起到了优化参数的功能。通过NN和PID的有效组合，压电执行器在运动跟踪过程中表现出了更高的智能化程度和自适应性。仿真结果表明，基于NN的PID组合控制方案可以快速、高效和准确地实现压电执行器的精密运动控制效果。
关键词：Neural Network；NN；PID；压电执行器；仿真；磁滞
作者单位：广东交通职业技术学院汽车与工程机械学院
引文格式：颜奕政，范立荣，肖心远，等. 基于神经网络PID的压电执行器运动控制 ［J］. 机电工程技术，2024，53（12）：149-153.
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标题：用于牡蛎育苗养殖的高效自动化牡蛎壳打孔穿线设备设计
作者：邱腾雄；杨康；吴曼惠；胡天凌；梁颖欣
摘要：牡蛎育苗养殖过程中牡蛎壳打孔穿线作业存在烦琐且效率低下问题，设计并实现高效自动化牡蛎壳打孔穿线设备，提升牡蛎育苗的效率和成功率。在研究过程中，深入探讨了机械结构的设计，优化了控制系统，并对打孔穿线技术进行了改进。通过精心设计和调试，制造出了一台能够自动完成牡蛎壳定位、固定、打孔和穿线作业的自动化设备。该设备采用先进的传感器和控制系统，确保了打孔穿线的精准度，显著降低了人工操作的成本。实验结果表明，该自动化设备在牡蛎壳打孔穿线作业中表现出色，与传统人工操作相比，效率提高了数倍，且打孔穿线的精准度也显著提升。这不仅提高了牡蛎育苗的成活率，还为牡蛎育苗养殖行业带来了一种高效、可靠的自动化解决方案。该研究成果在牡蛎育苗养殖技术的自动化和智能化发展方面具有重要意义，为相关行业的技术升级和产业升级提供了有力支持。
关键词：牡蛎育苗养殖；自动化打孔穿线；效率提升；精准度提升
作者单位：广东工贸职业技术学院机电工程学院
引文格式：邱腾雄，杨康，吴曼惠，等. 用于牡蛎育苗养殖的高效自动化牡蛎壳打孔穿线设备设计［J］. 机电工程技术，2024，53（12）：154-157.
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标题：基于模块化的多工位扇叶电机机架自动装配机
作者：林秋宇；王双喜
摘要：为了解决现阶段扇叶电机市场需求量不断上升，而国内传统的人工组装生产效率低下、装配工艺复杂、产品质量波动大等问题，设计并制造出基于模块化的多工位扇叶电机机架自动装配机，提高了扇叶电机机架装配的效率和成型质量。该自动装配机集转盘及定位组件、自动取锁螺丝、自动检测、扇叶搬运与预压、扇叶压紧、良品不良品分拣等模块化工位于一体，各工位采用开放式结构模块化设计，满足不同产品规格生产时的快速响应。控制系统分别由PLC、触摸屏、检测模块等组成，动作流程较为复杂，生产节奏紧凑，空间干涉保护要求多，可适应要求较高。装配机现阶段在实际应用中取得良好的效果，装配速度可达25个/min，远远大于人工装配速度；成品率大于或等于99.0%。该设备已获得国家发明专利授权。
关键词：扇叶电机机架；模块化工位；快速生产响应；自动成型；转盘组件
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，王双喜. 基于模块化的多工位扇叶电机机架自动装配机 ［J］. 机电工程技术，2024，53（12）：158-161.
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标题：基于灰色预测技术的智能交通虚实融合实验教学模型
作者：李守军
摘要：为了解决算法复杂度高导致仿真平台与实验模型脱节的问题，提出了一种基于灰色预测技术的智能交通虚实融合实验教学模型。该模型由可视化仿真平台和灰色校正模型组成。可视化仿真平台采用S7-200 SMART PLC作为控制器，并使用MCGS作为监控软件实现构建。通过构建OPC服务器，实时更新的车辆数据从PLC传输到MATLAB进行处理。进一步，提出了基于海洋捕食者算法优化的灰色伯努利模型，并将该模型应用于交通流量的滚动预测。预测结果被用作信号配时的依据，以实现交通信号灯的动态调节。实验结果表明，引入高效的灰色预测技术后，对交通流量序列的预测误差具有更小的数值，相对误差均控制在3%以下；优势分析发现预测模型对外部扰动的变化细节得到了更准确的反应，实验教学平台在可视化、实操性和智能化特征方面得到了显著改善。
关键词：智能交通；灰色模型；MCGS；海洋捕食者算法；实验教学
作者单位：宿迁学院机电工程学院
引文格式：李守军. 基于灰色预测技术的智能交通虚实融合实验教学模型 ［J］. 机电工程技术，2024，53（12）：162-166.
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标题：基于ESP32的空调管控系统设计
作者：刘涛；贾斌；罗双祥；黄桦；李芳
摘要：随着城市节能改造与绿色建筑的实施，实现建筑节能减排已成为当务之急，而空调作为公共建筑能耗的主要设备，是建筑节能减排的重要研究对象之一。针对空调使用场景中存在人走不断电、空调温度过高或过低、长时间高负荷运行等问题，设计了一种空调集中管理与控制的方案。首先，利用CS5463采集空调电流、电压以及功率，DS18B20采集空调温度和环境温度。然后，通过单片机对采集到的数据进行处理，并通过以太网将处理完成的数据传输至服务器。其中，采用RS485、RS232和红外传输3种方式来兼容多种型号与品牌的空调所对应的接口，最终实现对空调的电能检测与集中管理。在测试实验中，经过管控的空调电流范围为3～20 A、电压为186～220 V、功率范围为700～5 000 W。结果表明，该方案可有效调节空调使用的能耗峰值，减少电能损耗，对空调的集中管理与能源监控有着较高的应用价值。
关键词：空调；控制系统；能源检测；集中管理
作者单位：国网湖北综合能源服务有限公司恩施分公司
引文格式：刘涛，贾斌，罗双祥，等. 基于ESP32的空调管控系统设计 ［J］. 机电工程技术，2024，53（12）：167-170.
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标题：基于模糊滑模控制方法实现不确定时滞混沌系统的同步
作者：胡冯仪；孙小康；刘维
摘要：时滞混沌系统的同步问题一直是混沌研究领域的热点和难点。这类系统由于其固有的复杂性和非线性特性，往往伴随着非匹配不确定性，从而使其同步控制过程变得复杂。提出了一类不确定时滞混沌系统的模糊滑模同步方法。首先，利用了T-S模糊模型对非线性混沌系统进行描述，然后基于线性矩阵不等式方法，给出了一个与时滞无关的滑模面存在的充分条件。在此基础上，设计了模糊滑模控制器。该控制器充分利用了T-S模糊模型的局部线性特性和滑模控制的鲁棒性，实现了对时滞混沌系统的有效同步控制。为了验证该方法的有效性，进行了仿真实验。实验结果表明，该方法能够实现对含有非匹配不确定性的时滞混沌系统的有效同步控制。与传统的控制方法相比，该方法具有更强的鲁棒性和适应性，能够更好地应对系统中的不确定性因素。
关键词：时滞混沌系统；同步；T-S模糊模型；滑模控制
作者单位：扬州高等职业技术学校
引文格式：胡冯仪，孙小康，刘维. 基于模糊滑模控制方法实现不确定时滞混沌系统的同步 ［J］. 机电工程技术，2024，53（12）：171-176.
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标题：智能剥带装置的设计及在立式交联VCV生产线中的应用
作者：熊晓泉；邱湘伟；曹新甫；周泽乔；罗小琨；匡延智
摘要：智能自动化设备装置，如装在生产线上的剥线装置。设计一种智能剥带装置，代替人工剥带，解决低效率高成本的人工费等问题。基于智能剥带装置取代人工的需求，根据装置在立式交联VCV生产线中的安装特性，设计了以齿轮、带传动为基础的智能剥带装置，并通过对装置进行分析优化。剥线装置由驱动机构、传动组件以及光电感应识别报警系统组成。包覆无纺布带的交联线芯在生产线中穿过驱动机构，通过光电识别报警系统的原理使传动组件作出相应动作应用于VCV生产线中。驱动机构采用机架、底座、转盘以及卷筒制作；传动组件通过齿轮、带传动实现。上述研究表明，智能剥带装置应用于立式交联生产线中更省时省力，很好地解决了手动剥除保护带效率低，工作环境风险高等问题，实现智能化自动剥除带，提高了生产效率，已投入生产领域使用。
关键词：智能剥带装置；驱动机构；光电识别报警系统；VCV生产线
作者单位：广州南洋电缆集团有限公司
引文格式：熊晓泉，邱湘伟，曹新甫，等. 智能剥带装置的设计及在立式交联VCV生产线中的应用［J］.机电工程技术，2024，53（12）：177-180.
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标题：人工智能的陶瓷整线工艺质量优化分析
作者：杨学先；李庆民；林源升
摘要：在陶瓷制造业中，全流程工艺优化是提升产品质量和生产效率的关键。为了缓解陶瓷生产过程工艺反馈延时高、陶瓷整线工艺流程长等问题，研究了融合人工智能技术，构建一个覆盖整个陶瓷生产过程的工艺优化模型。该模型通过深度关联分析工艺参数与产品质量，优化了从原料制备到成品分选的关键环节，并提供了逆向推导出更为精确的过程检查和技术要求的方法。为有效提高生产效率和产品质量，降低生产成本，推动行业的技术创新和产业升级提供了新思路，为陶瓷产业的技术升级和转型提供了切实可行的新路径。研究内容涵盖了原料制备、压制成型、深加工、烧成等关键环节的智能化技术应用，以及陶瓷产品缺陷的自动检测与分类工具的开发。此外，项目构建了工艺参数与产品质量的关联模型，为生产过程的持续改进提供科学依据，从而实现陶瓷整线生产的精确控制和管理。
关键词：人工智能；工艺优化；陶瓷生产；过程检查；质量管理
作者单位：科达制造股份有限公司
引文格式：杨学先，李庆民，林源升. 人工智能的陶瓷整线工艺质量优化分析 ［J］. 机电工程技术，2024，53（12）：181-186.
37
标题：智能焊接机器人工作作动平台结构仿真分析与优化设计研究
作者：陈浩；曾文浩；钟如健；陈启愉；吴智恒；罗良传;
摘要：焊接机器人在汽车行业中得到了广泛应用，为了确保机器人焊接工作的稳定性和可靠性，通过对汽车焊接生产线上的一款智能焊接机器人建立简化后的智能焊接机器人有限元模型，设置边界条件与载荷约束，进行3种典型工作姿态下的工作作动平台结构刚度与强度仿真分析，以及得到在承载30 kg焊接工件下的校核结果，并且针对工作作动平台水平放置的极限场景进行不同优化方案的工作作动平台应力及变形对比仿真分析，提出了智能焊接机器人工作作动平台面板结构、新夹具约束位置调整等优化方案，使得工作作动平台优化后，在垂直载荷1 235 N作用下的最大应力大幅降低为4.31 MPa，较原方案降低40.47%、最大变形量减少为0.041 mm，较原方案大幅降低66.39%，结果显示刚度有较大的提升、变形大大降低，从而推动智能焊接机器人更可靠、更高质量完成汽车焊接工序。
关键词：汽车焊接生产线；焊接机器人；可靠性仿真分析；优化设计；结构强度
作者单位：广东省科学院智能制造研究所；广东省现代控制技术重点实验室；广州瑞松智能科技股份有限公司
引文格式：陈浩，曾文浩，钟如健，等.智能焊接机器人工作作动平台结构仿真分析与优化设计研究［J］. 机电工程技术，2024，53（12）：187-191.
38
标题：碳纤维复合材料保险杠碰撞性能研究
作者：彭煜轩；周先军
摘要：保险杠是汽车碰撞安全性能中的关键结构部件之一，由于碳纤维复合材料（CFRP）的优异性能，在汽车保险杠上得到广泛应用。以碳纤维复合材料（CFRP）对保险杠的碰撞性能的影响规律作为研究目标，利用ANSYS、LS-DYNA等软件建立有限元碰撞模型，通过单因素试验对铺层厚度、铺层角度和铺层层数进行性能影响分析，结果表明碰撞性能与铺层厚度不严格线性相关，在增大厚度的同时也需要综合考虑其他方面的影响；铺层角度选用45°或-45°时的碰撞性能要优于其他试验组。碳纤维铺层层数适量减少并在其中加入钢材层能够兼顾碰撞性能和其他材料的力学特性。然后在单因素试验结果的基础上设计正交试验对碰撞模型进行仿真模拟研究。以比吸能为正交试验评价指标分析表明铺层厚度和铺层层数均为一般显著影响，铺层角度的影响相对较小，最后选定铺层厚度0.15 mm、铺层层数14层、铺层角度[-45°/45°]为较合理的组合，符合保险杠碰撞性能和轻量化的要求。
关键词：保险杠；碳纤维复合材料；有限元碰撞分析；正交试验
作者单位：中国石油大学(华东)机电工程学院
引文格式：彭煜轩，周先军. 碳纤维复合材料保险杠碰撞性能研究 ［J］. 机电工程技术，2024，53（12）：192-197.
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标题：基于Moldflow的组合型腔注塑模浇注系统设计与优化
作者：吴燕瑞；李玉兰；丁立刚；程国飞；黄楚杰；郑力
摘要：以某型发动机线槽部件的组合型腔注射模具为研究对象，采用Moldflow仿真软件对模具的浇注系统进行设计与优化。首先结合浇口位置分析结果与熔接线位置结果得到浇注系统初始设计方案；然后第一轮优化，采用改变浇口尺寸控制流速的方法，显著改善初始方案中流动不均问题；最后，基于首轮优化的结果，通过在给定的约束条件下进行流道平衡分析，锁定了最优的浇注系统设计参数。这一策略不仅显著缩短了模具从设计到验证的开发周期，还通过减少试模次数与材料浪费，有效降低了模具的整体制造成本。所提出的基于Moldflow仿真的浇注系统优化策略及其实施流程，不仅展示了高精度数值模拟在注塑模具设计中的应用潜力，还为注塑模具行业内相似结构的浇注系统平衡设计提供了一种科学、高效的参考范式。
关键词：注塑模具；组合型腔；流动平衡；Moldflow；浇注系统
作者单位：中山火炬职业技术学院;中山高林美包装科技有限公司
引文格式：吴燕瑞，李玉兰，丁立刚，等. 基于Moldflow 的组合型腔注塑模浇注系统设计与优化［J］.机电工程技术，2024，53（12）：198-201.
40
标题：基于数字孪生的生产线虚拟实践平台仿真设计
作者：赵永豪；陈杏妹
摘要：由于制造业向智能化模式转变进程加快，中小企业要实现数字化转型需要对现有设备进行数字化升级。基于数字孪生技术，研究如何实现现有自动化生产线进行数字化升级方法，达到联调时数字化模型与实体设备运动保持一致的效果。设计阶段，参考BA-AT-03型自动化生产线的实体结构，通过NX软件进行自动化生产线的三维模型设计；参考实际生产线，使用NXMCD机电概念设计模块对各单元运动部件进行物理属性设置、运动控制设置以及信号对接设置；应用工件分拣项目，通过博图TIA Portal软件进行PLC控制程序设计及HMI人机交互界面设计。调试阶段，通过PLC控制器对生产线数字孪生模型进行软件在环测试及与生产线实体设备共同进行硬件在环测试。测试结果显示，软件在环测试阶段，数字化模型各运动部件的运行状态符合控制要求；硬件在环测试阶段，自动化生产线数字孪生模型的运行状态与实体设备一致。验证了本文案例对原有设备进行数字化升级方法可行性，为中小企业进行生产设备的数字化升级提供方法与试验参考。
关键词：数字孪生；自动化生产线；NX MCD；工件分拣
作者单位：广州城建职业学院
引文格式：赵永豪，陈杏妹. 基于数字孪生的生产线虚拟实践平台仿真设计 ［J］. 机电工程技术，2024，53（12）：202-206.
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标题：电力变压器油箱结构有限元仿真
作者：刘璐；许奕
摘要：针对变压器油箱承受多重载荷的特性，通过构建油箱的三维模型并进行精细网格划分，模拟油箱真空变形、压力变形和起吊工况下的应力与变形。应用ANSYS Workbench软件对一台220 kV三相变压器的油箱结构进行有限元仿真，基于工程经验对初始油箱结构进行建模和有限元分析。根据实际情况，主要采用Q355B钢材料进行分析。仿真模型针对加强筋布置的设计要点进行了对比分析，提高分析结果的可靠性。在不同工况下依据油箱整体的应力与变形情况，对初始油箱结构进行设计优化，在相同的仿真条件下对优化后的油箱结构进行有限元分析，得出优化后的应力和变形情况。仿真结果显示，油箱整体结构强度达到国家标准要求，且油箱表面和加强筋变形量严格控制在安全范围内。该设计可靠性强，为后续变压器油箱的结构优化提供正确方向。
关键词：电力变压器油箱；机械强度；有限元分析；ANSYS
作者单位：广州西门子能源变压器有限公司
引文格式：刘璐，许奕. 电力变压器油箱结构有限元仿真 ［J］. 机电工程技术，2024，53（12）：207-212.
42
标题：大功率氢燃料电池系统振动工装仿真优化设计及试验验证
作者：黄希宇；赵庆尧；邹利民；李强；刘志祥
摘要：在氢燃料电池系统冲击振动试验中，振动工装设计是否合理决定了振动试验是否平顺，系统结构是否安全。设计合理的依据在于工装在试验中不能发生共振，即工装固有频率大于振动频率。然而大功率氢燃料系统振动工装的固有频率很难满足这一要求，因为体积大、尺寸大，导致振动工装本身刚度和固有频率较低，极易发生共振，从而影响着试验。因此为了使得振动工装符合振动要求，通过有限元仿真方法，不断迭代优化，使得整体固有频率和质量到达较好的水平，保证振动工装尽可能不发生共振。通过正弦试验验证，该振动工装固有频率大于振动频率，表明该工装满足振动试验要求，在振动频率内不会发生共振，该方法对大功率氢燃料电池系统振动工装设计具有一定指导意义。
关键词：大功率；燃料电池；振动工装；仿真计算；试验验证
作者单位：国鸿氢能科技嘉兴股份有限公司
引文格式：黄希宇，赵庆尧，邹利民，等.大功率氢燃料电池系统振动工装仿真优化设计及试验验证［J］.机电工程技术，2024，53（12）：213-216.
43
标题：基于过程信息的超声金属焊接质量检测方法
作者：纪培楷；姚震；卢文波
摘要：为解决现在主流的超声金属焊接质检方法存在需要破坏焊件和不能进行质量分拣的问题，提出了一种基于焊接过程信息的焊接质量检测方法。该方法首先通过采集焊接过程中的电压和电流信号，然后在PC上运用MATLAB软件分析采样信号，获得超声功率、能量和相位等信息，并根据信息特征识别出良品和因焊接时间异常、焊接振幅异常和相位异常等导致产生的虚焊品和过焊品。最后，搭建焊接试验平台，结合基于破坏性试验的焊接质量检测方法以验证上述检测方法的可靠性。结果表明，该方法得出的质量检测结果与基于破坏性试验的方法所得结果吻合，该方法可以在不破坏焊件的前提下，依据过程信息的具体数值，准确地识别因各种因素导致的虚焊和过焊。
关键词：超声焊接；过程信息；特征识别；质量检测
作者单位：广东工业大学集成电路学院；广东工业大学机电工程学院
引文格式：纪培楷，姚震，卢文波. 基于过程信息的超声金属焊接质量检测方法 ［J］. 机电工程技术，2024，53（12）：217-221.
44
标题：基于Hanning窗的傅里叶变换的火焰探测器算法
作者：王一博；尤志亚
摘要：基于Hanning窗的傅里叶变换方法，提出一种应用于双波长红外火焰探测器的具体识别算法，同时进行了系统搭建及软件程序的设计验证。火焰探测器在检测过程中，环境复杂多变，数据不稳定，提取到的特征存在多样性和复杂性等问题，利用Hanning窗的傅里叶变换方法，提取了火焰红外辐射在不同波段的特性，并在频域中深入分析了火焰的特性，成功提取关键特征，有效提升了红外火焰探测的精确度和灵敏度。与传统方法相比，所提方法展现了更佳的抗干扰性和鲁棒性，显著降低了误报率，对于复杂场景和干扰源表现出稳定性。
关键词：火焰探测；傅里叶变换；Hanning窗；双波长；红外辐射
作者单位：陕西交通电子工程科技有限公司
引文格式：王一博，尤志亚. 基于Hanning窗的傅里叶变换的火焰探测器算法 ［J］. 机电工程技术，2024，53（12）：222-225.
45
标题：DenseNet多元并行网络机械故障诊断研究
作者：陈洋；张晓光；韩小棒；雷振兴；陆凡凡
摘要：传统神经网络模型的故障诊断准确率难以保证，为了提高网络模型的故障识别率，提出了一种基于DenseNet的多元并行网络（Multi-branch-DenseNet,MBDN）机械故障诊断方法。先对采集到的时域信号进行短时傅里叶变换，将一维时序信号转换为包含信号特征的RGB图像。再将不同类型的特征图像进行配对形成样本对，将样本对分别输入并行网络的各个分支中，每个分支并行计算得到不同的特征参数。比较不同类型故障特征之间的相似度得到相似分数，根据相似分数的大小并对模型进行优化，模型优化程度通过设定的阈值进行控制。最后通过比较不同特征的相似度来识别机械故障，相似度较高的特征参数被判定为同类型特征。模型采用康涅狄格大学齿轮故障公开数据集进行训练与验证，MBDN网络识别准确率可达97.6%，比2DCNN网络高8.4%，其他3个评判指标分别得分95.25%、97.43%、95.46%，这表明MBDN比其他网络模型性能更为优异，具有较高的实用价值。
关键词：故障诊断；稠密网络；短时傅里叶变换；曼哈顿距离
作者单位：上海智质科技有限公司；中国科学技术大学计算机科学与技术学院；安徽智质工程技术有限公司
引文格式：陈洋，张晓光，韩小棒，等. DenseNet多元并行网络机械故障诊断研究 ［J］. 机电工程技术，2024，53（12）：226-230.
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标题：基于贝叶斯优化变分模态分解与深度网络的滚动轴承故障诊断模型
作者：李兴林
摘要：HXD1D型电力机车轮对轴箱装置的正常运转是保证机车安全运行的必要条件，在机车轴承检修中，需要将轴承进行全部分解并清洗后才能确定轴承各部件发生故障与否，这使得检修时间过长，增加检修成本。为实现高置信度的轮对轴箱装置运行状态在线监测和早期故障预警，采用变分模态分解算法将原始信号分解为多个独立频率分量，同时计算各分量多尺度散布熵，以实现特征提取。随后，基于最大相关最小冗余算法计算得到多维特征向量之间的冗余程度和相关程度，实现正交特征值的定量筛选。随后将特征向量输入至长短时记忆网络（LSTM）中输出缺陷识别类型。为消除各算法超参数对模型精度的影响，采用贝叶斯优化算法对变分模态算法、散布熵和LSTM模型的超参数寻优，实验结果表明相较于随机参数模型，所提模型的缺陷识别精度提升了15%左右。
关键词：轴箱轴承；故障诊断；贝叶斯优化；特征集合优选；深度神经网络
作者单位：中国铁路武汉局集团有限公司武昌南机务段
引文格式：李兴林．基于贝叶斯优化变分模态分解与深度网络的滚动轴承故障诊断模型［Ｊ］．机电工程技术，2024，53（12）：231-235.
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标题：基于“光储直柔”技术的零碳工厂设计与应用
作者：江宇萌；刘骁；单栋梁；靳文涛；戚江兵
摘要：为了探索零碳工厂实现源网荷储一体化的应用效果，以某新型储能示范产业园区智慧工厂项目的设计建设为实例，在智能化工厂的改造上融入“光储直柔”技术，结合储能系统集成等方面先进技术的优势，形成园区工厂的零碳未来试点。在光储直柔的设计方案中分析其主要拓扑和核心技术，着重对彩色建筑光伏、新型储能系统和移动智慧车充进行设计说明，并对项目整体方案的社会经济效益进行分析。对于工业制造型园区，低碳减排是企业智能制造新模式的探索，可减少园区高峰负荷用电，节省园区用电成本。项目的设计应用成果具有通用性和普适性，适用于工业园区的节能改造，可作为工业园区绿色升级改造的典型案例加以推广，助力新型电力系统的建设发展。
关键词：光储直柔；零碳工厂；彩色建筑光伏；新型储能系统；移动智慧车充
作者单位：新源智储能源发展(北京)有限公司(北京市未来电化学储能系统集成技术创新中心)
引文格式：江宇萌，刘骁，单栋梁，等．基于“光储直柔”技术的零碳工厂设计与应用［Ｊ］．机电工程技术，2024，53（12）：236-239.
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标题：基于YOLOv7的配电柜开关状态智能识别方法
作者：武果；张德福；肖国龙；龚正平；王维润
摘要：配电柜作为电力系统中的核心组成，其运行安全对电力系统的稳定有重要影响，从安全的角度出发需要实时掌握配电柜上每一个开关的状态。然而，使用人工检测设备开关状态的方法存在安全风险高、成本高、效率低等问题。针对配电柜开关状态检测的问题，基于Pytorch框架搭建了YOLOv7目标检测模型。此外，采集了实际配电柜开关状态视频，制作了配电柜开关状态数据集，用于训练和验证。由于配电柜开关较多，且存在一类多个相同形状的开关，为确保检测的准确性，在标注训练集的同时在图像上标记出一个定位框，用来根据开关与定位框的相对位置来区分相同的开关，以提高识别效果。进而，搭建了基于YOLOv7的配电柜开关检测模型。实验结果表明，所提出的方法能够有效识别配电柜开关状态，可以实现对配电柜开关的实时监测，有效降低维护成本，确保电力系统安全运行。
关键词：配电柜；开关状态；YOLOv7；目标检测与识别
作者单位：中科院广州电子技术有限公司；广州理工学院智能制造与电气工程学院;华南理工大学自动化科学与工程学院
引文格式：武果，张德福，肖国龙，等．基于YOLOv7的配电柜开关状态智能识别方法［Ｊ］．机电工程技术，2024，53（12）：240-244.
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标题：基于LoRa Mesh的输配电杆塔监测系统设计
作者：曾海峰；吴清辉
摘要：输配电杆塔常处于复杂多变的自然环境中，易受到风雨侵蚀、地质变化和极端天气的影响，导致杆塔发生倾斜、倒塌等安全事故。根据现代电力系统的远程监测需求，综合监测节点所处的地理条件、环境特性、通信成本等因素，设计一种低功耗、低成本、智能化的杆塔监测系统，通过集成惯性传感器、温湿度传感器、风速风向传感器、位置传感器等，融合远距离无线自组网技术，以及构建数据分析平台，实现对输配电杆塔的实时监测、智能检测与预警管理，有效提升了电力系统的可靠性和安全性。测试表明，该系统运行稳定，能够实时采集、传输、显示、查询杆塔监测参数，通信网络丢包率小于5%，网络覆盖可达10 km，由30个节点组成的LoRa Mesh网络，其端到端通信延迟小于120 s。与现有的塔监测系统相比，所提方案具有高可靠性和长期监测的优点，适用于偏远山区的输配电线路监测。
关键词：输配电杆塔监测；LoRa Mesh；数据分析；预警管理；传感器
作者单位：广东生态工程职业学院；广州市威控机器人有限公司
引文格式：曾海峰，吴清辉．基于LoRa Mesh的输配电杆塔监测系统设计［Ｊ］．机电工程技术，2024，53（12）：245-248.
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标题：基于STM32的无位置传感器无刷电机控制系统
作者：万筱剑；万昭莹；蔡林峰
摘要：由于传统端电压检测方式实现的无位置传感器无刷电机控制方案均在开关管的开关中断中进行过零信号的处理，受限于开关频率，难以实现无位置传感器无刷电机高速稳定运行。为此，基于连续采样的原理，考虑了端电压采样硬件电路的相移，提出了一种DMA中断中连续判断过零信息的策略，并在控制系统中验证了这一策略。该控制系统采用STM32微处理器作为主控芯片，利用处理器的DMA功能，持续进行ADC采样无刷电机的端电压，同时采用均值滤波算法对采样的端电压信号进行处理，在主控芯片中处理过零信号，分析了ADC采样电路导致的过零信号的相移，给出了换向点校正方法并通过程序对系统进行补偿。实验结果表明，该控制系统驱动电机启动平稳，高转速运行可靠，转矩输出恒定，为无位置传感器的高速无刷电机的控制提供了一种可行的解决方案。
关键词：无刷直流电机；端电压；过零信号；无位置传感器控制
作者单位：深圳市唯川科技有限公司；周口师范学院机械与电气工程学院
引文格式：万筱剑，万昭莹，蔡林峰．基于STM32的无位置传感器无刷电机控制系统［Ｊ］．机电工程技术，2024，53（12）：249-252.
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标题：大型火力发电厂启动/备用电源接线探讨
作者：李霞；刘洋；龙军；杜炳海
摘要：近年来新建的以500 kV或330 kV一级电压接入电流系统的大型火力发电厂，一般由该级电压母线直接引接启动/备用电源，但此方案中的高压断路器价格较贵。从技术可行性和节省项目投资成本出发，提出了经隔离开关与高压配电装置母线连接的方案（也叫变压器-母线接线方案）。对两种方案的保护配置、可靠性以及经济技术进行比较分析，结果表明启动/备用变经隔离开关接500 kV母线方案技术上可实施，故障停电范围和传统方案相当，保护配置差异不大，缺点是启/备变退出运行时，需操作接在该母线上的2台断路器，启/备变的可靠性要求更高一些，但可以通过两台机组独立的高压厂用电源系统互联来降低启备变的使用频率。该方案不但保障了厂用备用电源的可靠性，降低了使用启备变时故障风险，同时更节省投资，提高了电厂经济效益。因此，启动/备用变经隔离开关接500 kV母线方案接线简单可靠、技术可行、经济适用，符合发电企业对电厂设计水平的要求，可供后续投资收益要求高的工程设计参考。
关键词：火力发电厂；启动/备用电源；变压器-母线接线；厂用电互联
作者单位：西南电力设计院有限公司
引文格式：李霞，刘洋，龙军，等．大型火力发电厂启动／备用电源接线探讨［Ｊ］．机电工程技术，2024，53（12）：253-255.
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标题：B1级低烟无卤阻燃电缆护套挤出工艺对燃烧性能的影响
作者：周建；戴彦雍；李楷纯；邱湘伟；郑焕铭；周泽乔；周益群
摘要：采用B1级护套材料，分别以半挤压和挤管挤出两种不同的成型工艺生产相同工艺结构的缆芯，对比分析了不同护套挤出成型工艺对GB 31247规定的B1级电缆火焰蔓延、热释放总量、热释放速率、产烟总量和燃烧滴落物形成等燃烧特性指标的影响。在研究过程中，采用锥形量热仪对B1级护套材料进行结壳性能选型；采用超高分辨率扫描电镜观察两种挤出成型方式对聚合物制品内部微观结构形态的差异影响，并利用GB 31248规定的燃烧性能试验方法进行相应的热释放性能测试。试验表明，半挤压成型工艺生产的B1级阻燃电缆护套的密实性和电缆燃烧性能要显著优于挤管式成型生产工艺；B1级护套材料采用半挤压式生产工艺，有效降低了挤出工艺差异对阻燃电缆在工艺结构设计、材料选型的干扰，改善了阻燃电缆燃烧性能结果的离散性。
关键词：B1级；挤出成型方式；配模原则；对模距离；微观形态；燃烧性能
作者单位：广州南洋电缆集团有限公司
引文格式：周建，戴彦雍，李楷纯，等．B1级低烟无卤阻燃电缆护套挤出工艺对燃烧性能的影响［Ｊ］．机电工程技术，2024，53（12）：256-261.
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标题：12 kV一二次深度融合型电容取电柱上真空断路器的设计与仿真分析
作者：林勤旭；周宗杰
摘要：介绍12 kV一二次深度融合型电容取电柱上真空断路器的设计，提出优化分闸反弹、多腔式融合极柱和内置传感器的关键技术方案。采用“油缓冲结构”方案替代“普通橡胶垫”方案，解决行业内普通弹簧操作机构分闸反弹过大的问题，防止断路器分闸过程中触头间电弧重燃现象，提高柱上真空断路器的开断能力。加入多腔式深度融合极柱的设计，提高了柱上真空断路器的电压互感器或电容取电的兼容性。通过内置固封无源电流传感器和后装式无源电压传感器，提高柱上真空断路器的一致性。运用COMSOL Multiphysics仿真软件对一二次融合柱上真空断路器整体设计方案的绝缘性能进行仿真，结果满足性能要求。最后介绍了柱上断路器、电流传感器、电压传感器和电容取电电源等的试验项目要求及结果。
关键词：柱上真空断路器；一二次融合；分闸反弹；多腔式融合极柱；无源传感器
作者单位：广东正超电气有限公司
引文格式：林勤旭，周宗杰． 12 kV一二次深度融合型电容取电柱上真空断路器的设计与仿真分析［Ｊ］．机电工程技术，2024，53（12）：262-267.
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标题：基于改进白鲨优化算法的储能式充电桩优化运行策略
作者：温海蔚；许梦素；李沛隆
摘要：针对电动汽车储能充电桩无序充放电行为引起负荷峰谷差率，以及电动汽车的动态特性等问题。建立了考虑分时电价的储能式充电桩有序充放电优化调度策略。以电动汽车充放电电价、电动汽车充放电状态和充放电功率为决策变量，构建了以电动汽车充放电成本最小和充电桩收益最高为优化目标的电动汽车充放电调度数学模型，并为解决所提模型中多变量、多目标以及高维优化的问题，提出一种基于精英反向学习策略改进白鲨优化算法（EWSO），并使用CEC2021进行测试。综合考虑不同时间段储能充放电和充电桩放电负荷的功率约束，进行算例分析。结果表明，所提方法能极大程度降低用户充电费用，优化率为16.8%～27.5%，验证了模型的有效性及改进方法的可行性。
关键词：储能式充电桩；优化运行策略;;白鲨优化算法；削峰填谷；典型日负荷
作者单位：国网徐州三新供电服务有限公司铜山分公司；国网连云港三新供电服务有限公司东海分公司；国网江苏省电力有限公司东海县供电分公司
引文格式：温海蔚，许梦素，李沛隆．基于改进白鲨优化算法的储能式充电桩优化运行策略［Ｊ］．机电工程技术，2024，53（12）：268-272.
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标题：基于模块化设计的继电保护综合测试系统
作者：许勇斌；孙运兵；段贤稳；黄勇；屈天龙；汪胜鑫；秦伟锋；周利明
摘要：在电力系统中，继电保护设备的性能对电力系统的稳定运行具有至关重要的作用。然而，传统的继电保护测试系统存在测试效率低下、测试结果不准确、系统维护困难等问题。基于此，提出了一种基于模块化设计的综合测试系统。从硬件和软件两个方面进行系统设计，硬件上，设计核心管理器和辅助管理器用于进一步的各种功能测试，软件方面，对继电保护装置采样精度进行校准，并进一步对继电保护工作频率系数指标进行计算，设计继电保护测试流程并基于模块化设计实现继电保护综合测试系统设计。为验证系统的性能，将其与传统的基于人工智能算法的继电保护装置设计和测试系统和基于虚拟现实技术的远程测试系统进行对比，测试结果表明，该系统的最大拟合和最小拟合值均在0.98以上，均高于其他两种系统的拟合度，该系统测试性能更优。
关键词：模块化；继电保护；综合测试；系统设计
作者单位：中广核核电运营有限公司；大亚湾核电运营管理有限责任公司；北京博电国华新能源科技开发有限公司
引文格式：许勇斌，孙运兵，段贤稳，等．基于模块化设计的继电保护综合测试系统［Ｊ］．机电工程技术，2024，53（12）：273-276.
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标题：复杂环境下小型行走式快速沟槽支护装备研制与应用
作者：黄华腾
摘要：乡村雨污分流工程是美丽乡村建设的重要环节，乡村雨污分流管道施工涉及村庄多、施工路线长、道路狭窄、地质复杂、环境恶劣，对于较深的基坑无法采用放坡的形式开挖。然而，传统的支护形式具有施工环节多、效率低、支护速度慢、适用范围有限、造价高而且工人劳动强度大等不足，不能在乡村复杂环境下实现机械化掘进和快速施工，导致施工周期长。针对以上问题，研发了一种行走式快速沟槽支护装备。通过分析乡村巷道施工环境特点，确定该支护装备的工作原理、传动方案以及相关结构参数的计算、设计与选型，并完成了装置的虚拟样机的轻量化设计与实物样机的模块化安装。通过施工现场实验效果来看，所设计的支护装备能够实现沿沟槽方向快速移动、自适应沟槽宽度、安全支护、沿沟槽深度方向自动或手动提升，其运行效果稳定可靠。
关键词：沟槽；快速支护；模块化；轻量化；自适应
作者单位：中国铁建港航局集团有限公司
引文格式：黄华腾．复杂环境下小型行走式快速沟槽支护装备研制与应用［Ｊ］．机电工程技术，2024，53（12）：277-281.
57
标题：基于SolidWorks的装填搬运一体化移动机器人设计与实现
作者：余虹;薛奕舟
摘要：装填搬运一体化移动机器人具备自主运行、搬运、装填等多种功能，能够高效完成繁琐、危险和重复性工作，极大地提升了工作效率和安全性。尤其在工业自动化的背景下，这类机器人对仓库物流等领域的工作效率影响尤为重要。通过综合分析国内外机器人发展现状，结合SolidWorks三维建模软件，设计了装填搬运一体化移动机器人的机械结构，并对其进行了详细的阐述和说明。同时，通过运动仿真等功能对机器人结构进行了实用性分析，从而确保其设计的合理性和高效性。最终，利用VEX的V5控制器套件和各类结构件，顺利完成了成型的搬运一体化移动机器人的装配，为智能机器人的研究与应用提供了实用的参考与支持。
关键词：SolidWorks；移动机器人；装填搬运一体化；VEX V5控制器
作者单位：江苏联合职业技术学院苏州工业园区分院
引文格式：余虹，薛奕舟．基于SolidWorks的装填搬运一体化移动机器人设计与实现［Ｊ］．机电工程技术，2024，53（12）：282-286.
58
标题：柔性印刷电路板探针测试模块优化设计
作者：冼业荣；丘院震；杨俊；唐亮；麦丽菊
摘要：针对某特定的产品，设计一款柔性印刷电路板（FPC）探针测试模块，其主要通过测试探针与测试机之间形成稳定的电信号，通过电信号对产品进行测试，以达到测试产品的阻抗或性能。研究探针工作时的形变情况、与检测物体之间的接触良率以及电信号传输过程中的稳定性等数据，分析优化设计模型，并最终应用到实际的工位检测上。优化设计后选用IC探针，并采用PCB板作为探针的安装板，FPC的定位块开定位孔定位各探针，通过压平机构压平FPC等结构，最终使得FPC探针测试模块在测试中良率达到99.8%，使用寿命达10万次，能够很好地服务于测试设备。具有结构简单、可靠性高、响应速度快以及维护维修方便等优点，在自动化生产线上具有较高的实用性和借鉴意义。
关键词：探针；检测模块；PCB板；定位；自动化生产线
作者单位：广东省机械研究所有限公司
引文格式：冼业荣，丘院震，杨俊，等．柔性印刷电路板探针测试模块优化设计［Ｊ］．机电工程技术，2024，53（12）：287-290.
59
标题：节能便携的小型转轮除湿干燥机设计与性能研究
作者：谢仲铭；张嘉炜；谢浩斌；陈志豪；李翼
摘要：针对传统除湿干燥机无法直接放置于注塑机上、占地面积大、皮带打滑以及能源利用率低等问题，设计一款小型转轮除湿干燥机。通过对蜂巢组件的结构进行创新，解决了皮带传动因蜂巢工艺问题造成的组装困难和更换繁琐等缺点，节约安装工时的同时释放多余的安装空间；其双层保温储料桶设计有效避免了更换原料时的烫伤风险，并保证了原料干燥的稳定性与质量。该设备能够实现回风温度的实时监测与对比，以及风机风量和干燥加热器功率的精准控制，从而提高能源利用率。实验结果显示，设备连续循环干燥3批原料后，原料的含水率远优于合格范围。在节能模式下，设备能耗比标准模式降低了23%；在模拟降低一半产量的情况下，设备能耗降低了33%；在保温状态下设备的能耗比标准状态降低了46%。
关键词：原料干燥；除湿干燥；小型节能转轮；风量调节；智能控制
作者单位：东莞信易电热机械有限公司
引文格式：谢仲铭，张嘉炜，谢浩斌，等． 节能便携的小型转轮除湿干燥机设计与性能研究［Ｊ］．机电工程技术，2024，53（12）：291-295.
60
标题：基于正交实验设计的儿童织物烘干机风机系统优化设计与应用
作者：范明峰；杨琼枝
摘要：通过正交实验方法对儿童烘干机的风机系统性能进行优化，以提高烘干效率，降低能耗，减少噪声。首先，根据正交实验理论设计了部分因子正交实验方案，对影响风机系统性能的关键因素进行研究，包括风轮外径、风轮长度、蜗壳出风口宽度等。然后，通过实验实施与数据采集，获得了大量风机系统性能数据。接着，利用统计学方法对实验数据进行了详细分析，找出了影响风机性能的关键单因子和两因子交互作用。根据实验结果分析，单因子风轮外径和风轮长度对风机性能有显著影响，同时两因子交互作用也对性能产生明显影响。根据实验数据分析，建立了以主要影响因素为主的数学模型，为优化设计提供了理论依据。最后，根据实验结果建立了数学模型，并进行了计算机建模和优化设计，成功提高了风机系统的效率，降低了能耗，并保持了产品尺寸的紧凑性。优化后的风机系统具有更高的效率、更低的能耗和更紧凑的产品尺寸，为儿童衣物烘干机的设计提供了有益的参考。
关键词：正交实验设计；儿童织物烘干机；风机系统；优化设计
作者单位：中山盛加儿童用品有限公司
引文格式：范明峰，杨琼枝．基于正交实验设计的儿童织物烘干机风机系统优化设计与应用［Ｊ］．机电工程技术，2024，53（12）：296-299.
61
标题：基于AMESim的注塑机能耗分析及其节能技术
作者：王瀚毅；曾爱平；尹志宏；罗广恒
摘要：通过研究注塑机的能耗与液压系统运行之间的关系，分析注塑机的节能技术研究进展和未来趋势。利用AMESim仿真模型对注塑机液压系统进行仿真模拟，验证注塑机液压系统能耗的计算结果是否符合注塑机的工作情况，探讨节能的可行性。参考国内注塑机领域的研究文献资料，阐述我国在全电动式、全液压式、电液混合式注塑机研究上的进展和成果。研究发现，伺服电机的应用能够有效解决溢流现象带来的能耗，但难以改善大功率环节中泵入流量大带来的能耗；通过阀口压降和管路沿程压降计算结果了解系统流量与注塑机能耗之间的关系，判断升压、降流量对注塑机液压系统能耗的降低有益。在现阶段，注塑机节能降耗尚且达不到预期时，收集注塑机散逸热能进行再利用，是当前整体实现塑料制品生产行业节能的可行策略。进一步提高电机调控灵活性，降低对液压系统泵出流量的依赖，是未来注塑机节能研究的可行方向。
关键词：注塑机；能耗；标准；节能技术
作者单位：广东产品质量监督检验研究院
引文格式：王瀚毅，曾爱平，尹志宏，等．基于AMESim的注塑机能耗分析及其节能技术［Ｊ］．机电工程技术，2024，53（12）：300-303.
62
标题：自升式平台穿刺后齿轮齿条升降装置的检查与修复
作者：麦志辉；吴平平；张超；赵翼翔
摘要：由穿刺发生的机理对平台升降装置的影响理论分析入手，根据升降平台的工作原理，逐一拆解升降装置的零部件，并对零部件进行检查、修理及更换，分析修复后的试验实施过程，使受损部件修复后满足出厂的试验要求。针对自升式平台穿刺后齿轮齿条升降装置的检查与修复问题，提出一套系统的解决方案。通过对齿轮齿条升降装置的结构分析，明确了装置在穿刺后可能出现的故障类型，并据此设计了检查流程及修复方法。研究过程中，运用了高精度检测仪器对损伤部位进行定位，采用专业修复工具和材料对损伤齿轮齿条进行修复。实验结果表明，修复后的齿轮齿条升降装置性能得到显著提升，达到了预期目标。对桁架式桩腿自升式平台使用客户及技术人员具有一定参考意义。
关键词：桁架式桩腿自升式平台；穿刺；齿轮齿条升降装置
作者单位：广东精铟海洋工程股份有限公司；广东工业大学广东省微纳加工技术与装备重点实验室
引文格式：麦志辉，吴平平，张超，等．自升式平台穿刺后齿轮齿条升降装置的检查与修复［Ｊ］．机电工程技术，2024，53（12）：304-308.
63
标题：密闭干式抽卤泵技术优化策略与在盐田采卤行业中的应用
作者：林吉赐；张建辉；刘子丹；王耀红；邱熙
摘要：在盐田采卤行业中，传统潜水深井泵在抽送卤水过程中存在着密封性能差、流道易堵塞、电机易烧毁、水泵使用寿命短、操作工人劳动强度大等问题。为此，提出采用密闭型干式抽卤泵作为替代方案。在解析抽卤泵核心工作原理的基础上，深入探讨和阐述了密闭型干式抽卤泵在盐田采卤行业中的一系列创新应用及优化策略。通过采用密闭型干式潜水电机替代深井泵电机，极大程度提高抽卤泵的整体密封性；采用单级泵替代多级泵，解决卤水要在深井泵流道中多次大角度转弯的问题；垂直出水设计和大通道无堵塞的流道改造大程度地缩小了抽卤泵的径向尺寸，以更好适应狭窄井道；同时，流道改造也成倍加大了抽卤泵流道的流动宽敞度。上述改进有效解决了原来使用的深井泵泵体结晶体易堵塞、电机易损、使用寿命短等难题，进一步提升了采卤作业效率，推动了盐田采卤行业的可持续发展。
关键词：密闭型干式抽卤泵；技术优化；流道改造；密封性能提升
作者单位：广州水泵机械设备有限公司；广州市城市建设职业学校；广州城市职业学院
引文格式：林吉赐，张建辉，刘子丹，等． 密闭干式抽卤泵技术优化策略与在盐田采卤行业中的应用［Ｊ］． 机电工程技术，2024，53（12）：309-312.
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标题：基于PLC的工厂冷却水恒压供水系统设计
作者：张伟；赵迪；王志辉；罗小琨；周泽乔；熊晓泉；邱湘伟；曹新甫
摘要：工厂冷却水是生产工艺的重要组成部分，其使用量和水压有时常变化的特点，原来的工频供水已经落后，水压过高容易造成设备的损害和冷却水的浪费。针对这种情况，在建设基础和管路不变的情况下，设计出一种PLC和变频器组合的恒压供水系统，通过各种传感器的数据采集，上水泵变频器通过多段速控制的方法，将开放式水池水位控制在范围以内，管网供水压力信号实时精确采集，经可编程控制器过滤处理，采用PID控制消除误差，自动控制供水变频器运转频率，使供水压力趋于稳定平衡，闭环控制实现恒压供水，从而达到节能降耗的目的。应用结果表明，该控制系统可以将生产所需的供水压力稳定在0.35 MPa左右，压力浮动在±0.05 MPa，基本保持稳定。
关键词：恒压供水；PLC；PID；变频调速；多段速
作者单位：广州南洋电缆集团有限公司
引文格式：张伟，赵迪，王志辉，等．基于PLC的工厂冷却水恒压供水系统设计［Ｊ］．机电工程技术，2024，53（12）：313-317.
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标题：轿车座椅调角器齿轮材料国产化热处理工艺及性能研究
作者：韦汉伟；韦小林；范欣；袁洁；夏晓宇
摘要：研究了轿车座椅调角器齿轮材料的国产化热处理工艺及其性能对比，对比了国产20MnB5钢材与进口S22CB钢材的成分和组织结构的差异，探讨了20MnB5钢材热处理工艺调整后的实验结果。经过试验结果发现，在同等条件下20MnB5钢材淬透性更好，S22CB钢材比20MnB5渗碳速率更快，淬硬性比较好，但淬透性不佳，即在同一热处理条件下两种材料齿轮其硬度、渗碳层深度、心部组织等级不同，验证了跟其材料的成分和组织结构的相关性。为了使两种材料达到同等水平状态，针对两种材料的特点，对热处理工艺做出相应的调整。主要有20MnB5钢材的齿轮延长了渗碳时间，降低了渗碳淬火温度，使渗碳层和心部硬度能达到S22CB钢材齿轮的水平，弥补20MnB5钢材渗碳速率不足，调节了心部硬度。用硬度梯度测量的方法检验了热处理工艺调整后加工的两种材料齿轮，其结果硬度数据相近，再通过强度测试，其强度数据最大静载荷扭矩的平均值相近，均处于同等水平。结果表明，轿车座椅调角器20MnB5钢材齿轮具备替代S22CB钢材齿轮的条件。
关键词：调角器；20MnB5；S22CB；热处理；金相组织
作者单位：广州丰东热炼有限公司
引文格式：韦汉伟，韦小林，范欣，等．轿车座椅调角器齿轮材料国产化热处理工艺及性能研究［Ｊ］．机电工程技术，2024，53（12）：318-322.