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标题：制造企业集群下信息模型驱动的能耗分析及预测方法研究
引文格式：郭志喜,牛鹏飞,郭峻源,等.制造企业集群下信息模型驱动的能耗分析及预测方法研究[J].机电工程技术,2025,54(20):1-6.
作者：郭志喜；牛鹏飞；郭峻源；李广朋
作者单位：机械工业仪器仪表综合技术经济研究所
基金项目：国家重点研发计划(2022YFB3305000)
关键词：制造企业集群；OPC UA；信息模型；灰色算法；K-近邻法；长短期记忆神经网络
摘要：针对制造企业集群多场景下能源消耗过程，研究面向设备、车间、企业、集群的分层异构数据统一表征模型自动构建技术，提出一种信息模型驱动的能耗分析及预测方法。该方法基于统一协议的OPC UA信息模型构建制造企业集群多能源消耗设备的信息模型，形成统一的数据结构，借助能耗数据集成OPC UA网关，采集多源能耗数据；在数据处理效率约束下，借助多元线性回归算法，消除特征变量冗余信息，实现影响权重提取；在原始的灰色算法、K-近邻法和长短期记忆神经网络的基础之上，提出一种灰色模型与长短期记忆神经网络模型相结合的算法对焊接分厂能耗进行预测，通过对4种模型预测结果和评估指标的对比分析，验证所提算法的有效性和预测准确性。
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标题：基于强磁吸附的履带式爬壁机器人结构设计
引文格式：陈鲤文,曾妤彬,王小信,等.基于强磁吸附的履带式爬壁机器人结构设计[J].机电工程技术,2025,54(20):7-11+28.
作者：陈鲤文；曾妤彬；王小信；孙宇宝；刘春宇；刘涓
作者单位：福建理工大学计算机科学与数学学院；福建理工大学电子电气与物理学院；福建福清核电有限公司
基金项目：福建省2023年促进海洋渔业高质量发展专项基金(FJHYF-ZH-2023-07)；内蒙古自治区省级科技专项(2023YFSW0020)
关键词：爬壁机器人；履带；结构设计；永磁吸附；力学分析；磁力仿真
摘要：吸附稳定性与行走灵活性之间的矛盾是爬壁机器人发展的主要技术挑战。从行走机构和吸附机构展开功能分析，提出了一种结合履带行走结构与永磁吸附方式的爬壁机器人，创新性设计了钕铁硼永磁体及聚氨酯橡胶块交替分布的隔磁履带，平衡吸附力，增大摩擦力，使用SolidWorks绘制爬壁机器人车身主体三维效果图；建立爬壁机器人在任意角度壁面上安全吸附静力学模型进行受力分析，得到爬壁机器人安全吸附的最小磁吸附力；设计隔磁履带结构参数，并使用Maxwell仿真软件对不同永磁铁长度、永磁铁厚度及磁吸附间隙进行磁场分析，采用理论最小磁吸附力及磁质比作为评估指标，对结构参数进行优化选择；分析结果表明，当钢制壁面半径为6 m时，优化后隔磁履带的吸附力达到862.3 N，满足2 mm稳定磁吸附间隙，同时使磁质比尽最大化，减轻了爬壁机器人吸附性与机动性的冲突。
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标题：中束流离子注入机离子源系统控制设计
引文格式：赵海英,王慧勇,仇礼钦,等.中束流离子注入机离子源系统控制设计[J].机电工程技术,2025,54(20):12-15+20.
作者：赵海英；王慧勇；仇礼钦；赵开泰；何松
作者单位：季华实验室；武汉外国语学校；华中科技大学能源与动力工程学院
关键词：离子注入机；间接加热阴极离子源；三电极；PID
摘要：针对提升离子源系统引出束流的品质问题，提出并实施了一套完整的离子源系统控制系统。该系统全面覆盖了离子源、三电极的精准控制，以及真空、水路、气路等多个关键子系统的集成管理。通过开发基于光纤的串口通信网络，确保了各子系统与上位机之间的高效通信，并且采用了网络接口来实现上位机与转换器之间的快速数据交换。通过采用离子源控制器实现对离子源电源的闭环控制，有效确保离子源产生稳定且可控的弧流。通过三电极控制器PID闭环调节3个电极的位置，并配置引出电源和抑制电源，实现最大引出束流的优化。经过上位机软件设计的工艺流程的反复测试，该系统在300 keV注入B+离子的离子注入机上，成功将束流引出到SETUP法拉第杯，达到2 000μA，且束流稳定度小于10%，显著提升了离子束流的品质和系统的稳定性，达到设计要求。
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标题：基于物联网的监测生长状态的小麦数字孪生系统设计
引文格式：闫海兰,杨亚龙,尚坡利.基于物联网的监测生长状态的小麦数字孪生系统设计[J].机电工程技术,2025,54(20):16-20.
作者：闫海兰；杨亚龙；尚坡利
作者单位：兰州石化职业技术大学电子电气工程学院；兰州近代物理研究所
基金项目：2023年度省级科技计划项目(23JRZA332)；甘肃中华职业教育社2024年度规划课题(SZJS24YB03)
关键词：数字孪生；生长状态；CERES-Wheat模块；虚拟模型
摘要：小麦作为主要的农业作物，生产向智能化发展却受到限制，其主要原因在于农业生产者无法详细、准确、及时地了解小麦生长状态，根据有关信息作出相应的分析、反馈和决策。针对上述问题，利用物联网技术和数字孪生技术，设计了监测生长状态的小麦数字孪生系统，实现了小麦生长状态的实时监测。通过对小麦及其生长环境各参数详细分析，提出了传感器数据采集方案，实现了信息的自动采集。模型构建时，利用3ds Max软件建立了小麦虚拟网格模型并进行了纹理渲染，利用DSSAT模型的CERESWheat模块构建了小麦虚拟行为模型，利用Unity3D软件搭建了可视化场景。叶片面积指数（LAI）、地面生物量（AGB）以及开花期和成熟期的预测都通过小麦数字孪生行为模型进行了模拟。模拟结果证明了监测生长状态的小麦数字孪生系统具备良好的生长模拟能力。
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标题：复杂光照下夜间道路场景的神经辐射场重建
引文格式：朱伟枝,谢娟烘.复杂光照下夜间道路场景的神经辐射场重建[J].机电工程技术,2025,54(20):21-28.
作者：朱伟枝；谢娟烘
作者单位：广东理工学院信息技术学院
基金项目：广东省青年创新人才类项目（2024KQNCX118）；广东理工学院科技项目（2024ZDZK004）
关键词：神经辐射场；场景重建；夜间场景；复杂光照
摘要：夜间道路场景的复杂光照变化给神经辐射场（Neural Radiance Fields,NeRF）重建带来挑战。为提升NeRF在夜间场景的重建质量，提出一种改进方法。设计曝光编码机制，将原始曝光信息转换为NeRF适用的表征。基于NeRFW(NeRF in the Wild)框架构建双编码增强架构，在静态场中引入曝光编码并增强外观编码，在动态场中强化瞬态编码。通过体积渲染与目标优化生成高质量重建图像。实验在多个夜间道路场景中进行，并与现有先进方法对比。结果表明，该方法与NeRFW相比，峰值信噪比（PSNR）提升7.8%，结构相似性（SSIM）提升7%，学习感知图像块相似度（LPIPS）降低10.4%，视觉效果更加真实。为自动驾驶、夜间监控等应用提供了高保真场景重建的新思路，并拓展了神经渲染在极端光照条件下的应用边界。
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标题：基于OPC UA的工业机器人码垛产线虚实结合调试实训系统研发
引文格式：陈良,王琼.基于OPC UA的工业机器人码垛产线虚实结合调试实训系统研发[J].机电工程技术,2025,54(20):29-33.
作者：陈良；王琼
作者单位：杭州万向职业技术学院智能技术系；上海欣志机器人系统有限公司
基金项目：浙江省高校访问工程师校企合作项目（FG2023305）；浙江省高职教育“十四五”第二批教学改革项目（jg20240376）
关键词：虚实结合；硬件在环(HiL)；KUKA SIMPRO；OPC UA；工业机器人；PLC
摘要：针对工业机器人自动化产线调试与培训过程中存在的实物成本高、风险大、效率低等问题，研究开发了一套基于OPC UA通信协议实现工业机器人码垛产线虚实结合的调试实训系统。该系统利用KUKA（库卡）机器人仿真软件SIMPRO构建虚拟码垛产线环境，采用西门子TIA Portal（博图）软件进行PLC控制逻辑开发，并通过OPC UA通信协议实现虚拟环境与真实控制系统间的实时数据交互与协同控制。设计了涵盖机器人操作、PLC编程、通信配置、产线联调等模块化的实训任务体系，构建了完整的调试流程，支持在虚拟环境中对PLC逻辑、机器人程序及整线协同进行预验证，显著降低了实物调试的风险与成本。实践表明，该系统提供了一个安全、高效、低成本的调试平台，有效提升了学员在自动化产线集成、调试与维护方面的综合技能。
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标题：双轴激光测径的滤棒圆周实时检测
引文格式：李庆,陈智慧.双轴激光测径的滤棒圆周实时检测[J].机电工程技术,2025,54(20):34-37+79.
作者：李庆；陈智慧
作者单位：深圳市联君科技股份有限公司；广州新华学院信息与智能工程学院
基金项目：廊坊市科技计划项目（2025011068）
关键词：滤棒；直径；双轴激光测径；在线检测
摘要：为满足卷烟产线对滤棒外形质量的在线控制需求，研究提出并实现一套基于双轴激光测径的圆周实时检测装置。装置以线阵激光+CCD测径为核心，配合ARM嵌入式控制与分布式I/O，在滤棒通过测量窗口时以500μs扫描周期、2 400 Hz采样获取两轴直径并在线换算等效圆周与圆度，支持参数化校准与阈值判定，并与喷涂/停机执行链路闭环联动。现场结果表明：检测准确度大于99.99%，控制精度小于或等于0.03 mm，与静态综合测试台一致性偏差带±0.04 mm；喷涂执行能力大于或等于400次/min，样本内未见漏喷/误喷；连续N=50支超限自动停机稳定触发；自清洁气墙抑制窗口污染并降低维护频次。与气压式在线检测易受气源波动与孔道污染导致漂移相比，该装置在稳定性与时延指标上表现更佳；相较人工抽检显著提升覆盖率并减少时滞，满足高速产线的实时质量控制要求。
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标题：热处理工艺对Cronidur30轴承钢组织和性能的影响
引文格式：王锐坤,周瑜平,安大伟,等.热处理工艺对Cronidur30轴承钢组织和性能的影响[J].机电工程技术,2025,54(20):38-42+62.
作者：王锐坤；周瑜平；安大伟；李泽璇；何凯均
作者单位：广州大学机械与电气工程学院
基金项目：广州市市校（院）企联合资助项目（SL2022A03J00985）；广州市教育局高校科研项目（2024312192）；广东省普通高校青年创新人才类项目（2021KQNCX067）
关键词：Cronidur30；回火温度；硬度；裂纹
摘要：Cronidur30轴承钢是基于“降碳增氮”理念开发出的高氮轴承钢，广泛应用于航天航空燃料泵轴承、飞行器发动机主轴轴承，通过适当的热处理能够有效提升Cronidur30轴承钢的力学性能。为研究热处理工艺对Cronidur30轴承钢组织和性能的影响，通过金相分析、硬度测试，研究了不同热处理工艺下显微组织演变与性能变化，并对试样的开裂现象进行分析。研究表明，Cronidur30轴承钢淬火、低温回火处理后主要组织为板条状回火马氏体组织及部分残余奥氏体，随着回火温度升高，硬度先升后降，回火温度为150℃时硬度最高可达58.3 HRC。采用盐浴、水冷淬火时Cronidur30轴承钢出现裂纹，油冷淬火材料未开裂。对比发现最佳热处理工艺为1 030℃×20 min油冷淬火、150℃×2 h回火，在保证硬度高的同时也避免了裂纹的产生。
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标题：基于电流体喷印的曲面共形天线制备研究
引文格式：王大志,付瀚卿,刘畅,等.基于电流体喷印的曲面共形天线制备研究[J].机电工程技术,2025,54(20):43-49+114.
作者：王大志；付瀚卿；刘畅；陈凯文；冯译文；陈旭；王俊瑶；刘茈涵；张楚盟；崔岩；王振合；赵博
作者单位：大连理工大学机械工程学院；大连理工大学高性能精密制造全国重点实验室；大连理工大学宁波研究院；航天特种材料及工艺技术研究所
关键词：电流体喷印；共形天线；工艺参数；激光测距仪
摘要：随着共形天线的研究与应用不断发展，传统制备技术存在工艺繁琐、设备昂贵、分辨率低等问题，针对该问题，基于电流体喷印技术，提出一种面向曲面衬底、用于制备共形天线的电流体喷印工艺方法。该工艺方法通过机床和激光测距仪配合工作来实现对喷印间距的测量和反馈调节，有效解决高度变化对喷印精度的影响，提高了共形天线的喷印精度。系统分析了电流体喷印相关工艺参数对共形结构制备的影响关系。以倒T形槽负载混合方环天线为研究对象进行共形天线的制备，该类天线具有抗干扰能力强、信号传输好的电磁性能，以及结构紧凑、易于集成、低剖面等适合电流体喷印制备的结构特点。在CST微波工作室进行了该天线的尺寸及性能设计，拟实现在2.8 GHz附近频段工作。所制备共形天线经微波暗室测试，在2.75 GHz处的回波损耗为-14.47 dB，满足低于-10 dB的设计标准，具有良好的工作能力，有效验证了电流体喷印技术制备共形天线的能力与实现效果。
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标题：基于PBL模式的《数据采集与处理实践》课程案例设计与实施
引文格式：代晓明,李莉.基于PBL模式的《数据采集与处理实践》课程案例设计与实施[J].机电工程技术,2025,54(20):50-55.
作者：代晓明；李莉
作者单位：北京信息科技大学管理科学与工程学院；北京信息科技大学计算机学院
基金项目：北京信息科技大学2023年教改重点项目（2023JGZD04）；北京信息科技大学2023年教改一般项目（2023JGYB30）
关键词：PBL模式；数据采集与处理实践；案例设计；实践教学
摘要：《数据采集与处理实践》课程是大数据管理与应用专业的必修课，针对其实践环节缺乏真实场景下综合实践项目的情况，基于PBL(Problem-Based Learning)模式设计了“旅游城市信息采集”综合案例。以数据采集与处理全流程作为核心理论体系，将项目案例技术路线划分为数据采集、数据传输与存储、数据处理与标准化3个模块。以哈尔滨市为例构建基础案例，进行旅游城市信息的采集、传输、存储与处理。学生在此基础上，根据项目真实需求进行案例的拓展和实施。结果表明，该综合案例的实施激发了学生的自主创新意识和团队协作精神，提升了学生综合运用数据采集、传输、存储与处理技术解决实际问题的能力，实现了学生从理论学习到项目开发的实战能力进阶。该课程综合案例的设计与实施过程为大数据管理与应用专业的实践教学改革提供了可以推广的方案，可迁移到多门课程以及多个场景中。
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标题：装备制造企业科技研发存在的问题及对策
引文格式：程咏斌,王红婷,谢伟佳.装备制造企业科技研发存在的问题及对策[J].机电工程技术,2025,54(20):56-62.
作者：程咏斌；王红婷；谢伟佳
作者单位：白云电气集团有限公司；广州市世科高新技术有限公司；广州市世科高新技术企业孵化器有限公司
基金项目：国家社科基金重点项目（22AZD035）
关键词：装备制造；创新生态；协同研发；知识管理；科研孵化
摘要：在当前国家大力发展新质生产力、行业内卷加剧的宏观背景下，装备制造型企业传统的封闭式、高投入、长周期的研发模式弊端愈加显现，早已难以适应快速迭代的市场需求和技术变革。立足于推动科技自立自强的战略需求，通过对装备制造业在研发过程中普遍存在的痛点的深入分析，提出以“政金产学研用服”七位一体为核心的生态协同研发模式，并系统阐述了该模式如何通过整合政府政策资源、金融资本支持、产业链上下游协作、高校与研究机构科研力量、用户深度参与及生产服务化闭环等措施，为企业构建开放、高效、可持续的协同研发新范式。研究表明，该模式可为装备制造型企业降低创新风险、加速科技成果转化、提升产业附加值提供理论依据与实践路径，对推动企业在新形势下构建新质生产力、提升核心竞争力、实现高质量发展提供了一套行之有效的理论框架与实践路径。
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标题：基于ABAQUS的航天产品振动条件下螺栓连接预紧力衰退机理研究
引文格式：王宏坤,李欣,杨小健.基于ABAQUS的航天产品振动条件下螺栓连接预紧力衰退机理研究[J].机电工程技术,2025,54(20):63-67+73.
作者：王宏坤；李欣；杨小健
作者单位：北京计算机技术及应用研究所
关键词：螺栓连接；预紧力；振动；有限元
摘要：航天产品紧固件螺栓连接的形式在航天器上有着广泛的应用，螺纹连接具有结构简单可靠、装配方便、可靠性高等优点，但在复杂的工作环境下，螺栓连接结构受到冲击、振动、热应力循环等载荷作用时，其预紧力会出现逐渐下降的现象，即螺栓松动，会严重影响航天产品的可靠性。研究螺栓连接结构松动的失效机理具有重要的科学意义。基于理论数学模型，利用SolidWorks和Hypermesh软件建立了精细化有限元模型，并利用Abaqus软件模拟了螺纹连接松动机理的仿真情况，并研究了在不同方向振动载荷下螺栓预紧力的变化。经计算，在单独方向振动载荷作用下，横向振动是造成预紧力减小的主要因素，横向振动会导致严重的螺纹连接松动，其他方向的振动对预紧力降低产生的影响并不明显；当横向振动与另一方向振动载荷耦合施加时，预紧力降幅明显，预紧力降幅约等于两种单独方向载荷下预紧力降幅之和。航天产品在服役期间，应尽可能注意横向振动环境下的螺栓紧固状态，必要时应采取相应防松措施，避免问题的发生。
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标题：基于移动窗格变长聚类的数据采集算法研究
引文格式：吴标平,冯海鑫,梁正,等.基于移动窗格变长聚类的数据采集算法研究[J].机电工程技术,2025,54(20):68-73.
作者：吴标平；冯海鑫；梁正；陈明浩
作者单位：中山凯旋真空科技股份有限公司真空装备事业部；广东工业大学自动化学院；中山市跃龙厨房电器有限公司研发部
关键词：数据采集；移动窗格；变长聚类；代价分析；Libnodave
摘要：针对数字化生产过程中大量采集和传输无用数据的问题，以最小化采集量和优化采集效率为目的，提出了一种基于移动窗格变长聚类的数据采集算法。该算法对寄存器中的数据进行预处理，包括分类、降维和排序，以提高后续处理的效率。使用移动窗格技术进行初次聚类，形成多个采样簇。引入变长聚类优化策略，根据数据的实际分布动态调整每个簇的大小，剔除簇头和簇尾的无效数据，并移除空簇。通过代价计算和聚类方案寻优选择最佳采样方案。经过从粗聚类到精聚类的3次优化过程，实现采集数据量的最小化。实验结果表明，该算法在有效减少无用数据的采集和传输方面表现出色，显著降低数据传输量，并提高了数据采集效率。这一算法为数字化生产提供了一种有效的数据采集解决方案，助力企业能够更好地应对数据过载的问题，提升生产效率，提高系统稳定性。
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标题：管道布置方式对中进式磨料水混合效果的影响
引文格式：翟世宽,王丽晶.管道布置方式对中进式磨料水混合效果的影响[J].机电工程技术,2025,54(20):74-79.
作者：翟世宽；王丽晶
作者单位：应急管理部上海消防研究所
基金项目：国家消防救援局科技计划项目（2023XFZD07）；国家消防救援局应用创新项目（2022XFCX15）；应急管理部上海消防研究所基本科研业务费项目（23SX43）
关键词：管道布置方式；中进式磨料水；混合效果；数值模拟
摘要：为研究中进式磨料水射流进水管道的布置方式对磨料混合效果的影响，基于Realizable k-ε湍流模型，通过改变高速水进口的位置及布置方式，搭建不同进水管数量及位置的混合腔内流道模型，研究高速水和低速磨料水的混合流动特性，通过建立磨料对中度模型，量化入水口管道数量及布置方式对出口处磨料分布特征的影响。研究结果表明：对于中进式磨料水射流，应优先考虑选用4根对称进水管道，并沿着进水侧外环中心线均匀布置，该布置方式有助于提升出口磨料的对中度和动能，平均对中度较沿边缘布置方式提升约50.20%，平均动能密度提升约9.60%，但是布置过多的进水管道也会导致高速水射流间相互冲击加剧，能量损失增大，削弱磨料水射流的工作效能；沿壁面边缘布置的方式，容易导致高速水在收口处发生反流，致使磨料砂浆被向后挤压，能量损失较大，增加进水口数量并选用偶数对称管道，有助于改善该方式的磨料混合效果。研究结果对中进式磨料水射流混合腔内流道的设计具有一定的指导意义。
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标题：PCB设计课程融通职业技能竞赛的课堂教学模式改革研究——以《电源电路设计》一课为例
引文格式：林伊婷,陈麒,曾曦琳,等.PCB设计课程融通职业技能竞赛的课堂教学模式改革研究——以《电源电路设计》一课为例[J].机电工程技术,2025,54(20):80-85+144.
作者：林伊婷；陈麒；曾曦琳；林泓宇
作者单位：汕头职业技术学院先进制造学院
基金项目：广东省高等职业教育教学质量与教学改革工程项目（2023JG244）；汕头职业技术学院教育教学改革研究与实践项目（22jy03）
关键词：PCB设计课程；教学模式改革；赛课融通；职业技能竞赛
摘要：以印制电路板（PCB）设计课堂教学模式为核心切入点，总结国内外对PCB设计教学模式的研究结果，聚焦职业教育中“赛课脱节”的痛点，探索职业技能竞赛与专业课程教学的深度融通路径。通过解构近年来全国先进成图竞赛标准，结合PCB行业技术要求，以《电源电路设计》一课为实践载体，构建并阐述“竞赛导向—模块学习—观摩实操—评价优化”四位一体的教学模式。“竞赛导向”锚定技能竞赛相关核心能力目标；“模块学习”拆解电路功能分区，建立原理图与PCB的关联逻辑；“观摩实操”着重于Altium Designer软件全流程设计，强化工程化操作规范；“评价优化”构建分层指标体系，衔接竞赛标准与生产需求，实现“目标—学习—实践—反馈”闭环。在该模式的实施下，学生参加“高教杯”先进成图大赛广东省赛电子类二等奖以上获奖率平均提升了19%，相关技能证书通过率达到88%，实现了“以赛促教、以赛驱学、赛课融通”的教学效果。
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标题：大功率车载交错并联Boost升压变换器建模与仿真
引文格式：陆路能,曾敏,杨辉,等.大功率车载交错并联Boost升压变换器建模与仿真[J].机电工程技术,2025,54(20):86-90+139.
作者：陆路能；曾敏；杨辉；倪雨晨
作者单位：广汽埃安新能源汽车股份有限公司；华南理工大学机械与汽车工程学院
基金项目：广州市重点研发计划项目(2023B03J329)
关键词：电流纹波；交错并联Boost；峰值电流控制；车载供电
摘要：传统单相Boost变换器因输入电流纹波大、功率密度低等问题，难以满足现代商用车复杂工况下的高效能源转换的需求。针对上述问题，对交错并联Boost变换器的性能进行了深入研究，通过理论分析、仿真建模、实验验证对交错并联Boost变换器的稳态性能、启动关断特性、负载动态性能、输入电压异常与效率进行了测试。结果表明，在12 V输入、400 W负载下，采用峰值电流控制模式的交错并联Boost变换器的输出电流纹波率仅为0.7%；在负载突变时，其能够在100 ms内恢复至设定值±1%范围；在输入电压超出工作范围时，其欠压保护机制能够避免电压尖峰，实现输出电压平缓下降；该变换器在满载时效率达92.27%，在轻载的情况下效率超93%。可知该大功率车载升压变换器能够满足车载环境对高效稳定供电的需求。
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标题：一种塔上解体更换换流阀旁路开关方法的研究
引文格式：林昱澍,洪慧娜,程志伟,等.一种塔上解体更换换流阀旁路开关方法的研究[J].机电工程技术,2025,54(20):91-96.
作者：林昱澍；洪慧娜；程志伟；江伟；李文涛；陈冠明
作者单位：国网福建电力有限公司超高压分公司；五邑大学电子与信息工程学院
基金项目：广东省教育规划项目（2023GXJK519）；广东省研究生教育创新项目（YJS＿JGXM＿24＿01）；广东省教学质量工程项目（GDJX2022004）；五邑大学大学生创新创业项目（S202311349130S,202411349179）
关键词：塔上；换流阀；旁路开关
摘要：传统的柔直换流阀子模块旁路开关更换方式，是通过吊装将子模块从阀塔上转移到地面，再进行检修或拆卸更换，该方法作业工作强度高、作业安全风险高、作业效率低。因此，研究了一种全新的更换方法，可以在塔上解体更换子模块旁路开关。分析了换流阀阀塔结构，描述了换流阀阀模块和换流阀子模块，最后完成了塔上解体更换换流阀旁路开关工装设计，并介绍了工装使用方法和安全措施。实践表明，该方法可以成功地在塔上解体子模块并更换子模块旁路开关，可以直接在塔上进行子模块旁路开关的检修及更换，由于避免了子模块的整体吊装，消除了高空吊装作业的安全风险，显著提高了作业安全性。提出的塔上解体更换方法能优化子模块旁路开关更换的作业流程，提高整体作业效率，降低安全风险，大幅度提升工程的经济效益和社会效益。
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标题：锂电池充放电多参数演变分析及热失控关联性研究
引文格式：谢锦涛,吴劲,徐海铭.锂电池充放电多参数演变分析及热失控关联性研究[J].机电工程技术,2025,54(20):97-104.
作者：谢锦涛；吴劲；徐海铭
作者单位：广东财贸职业学院数字商贸学院；广东技术师范大学汽车与交通工程学院
基金项目：广东省教育科学规划基金（2023GXJK811）
关键词：热失控；电池；多参数演变；荷电状态
摘要：锂电池充放电过程中，荷电状态（SOC）、内阻、电压等参数的动态演变与热失控风险存在复杂非线性关系，高SOC工况下热失控触发阈值显著降低，能量释放更为剧烈。而热失控可能会引起电池起火甚至爆炸，进而危及生命安全和导致财产损失。以某车型动力锂电池为对象，通过测试仪和恒温箱设置不同实验温度与充放电电流开展充放电试验，深入剖析电池热失控与SOC状态、内阻、电压、老化程度及电容量等参数的耦合机制。实验数据表明，充放电末期电池内阻显著增大，且随着充放电循环次数增加，电池电容量呈衰减趋势。基于上述发现，提出涵盖热管理系统优化、实时智能监测预警、电池材料与结构改进、智能体学习充放电策略的系统性热失控防范建议，为提升动力电池热安全性提供理论依据与试验数据支撑。
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标题：改进蛇鹭优化算法在光伏MPPT中的应用
引文格式：潘成勇,涂建,陈恒,等.改进蛇鹭优化算法在光伏MPPT中的应用[J].机电工程技术,2025,54(20):105-109+122.
作者：潘成勇；涂建；陈恒；彭琦；高珍
作者单位：湖北工业职业技术学院智能工程学院；湖北师范大学新能源发电实验室；湖北师范大学电气工程与自动化学院
基金项目：湖北省教育厅项目（B2019130）；湖北工业职业技术学院校级科研项目（2024KY14）关键词：光伏发电；光伏MPPT；蛇鹭优化算法；莱维飞行；混沌映射
摘要：传统的光伏发电系统最大功率点追踪（MPPT）策略在光伏输出功率多峰值情况下，易出现效率低、输出不稳定等问题，基于此提出一种改进的蛇鹭优化算法作为光伏MPPT控制策略，即采用Tent混沌映射初始化种群分布，提升算法初始化阶段在寻优区间的均匀散落率；算法寻优后段，引入莱维飞行策略，增强算法的全局搜索能力。在MATLAB中建立模型，引入粒子群优化算法、未改进的蛇鹫优化算法作为光伏MPPT控制策略对照，设置温度不变，光照设置稳定与突变两种工况，结果显示改进的蛇鹭优化算法在静态工况下，仅用时0.118 s就达到稳定输出，追踪速度最快；变工况条件下，对照组的两种MPPT算法均陷入局部最优解，而改进后的蛇鹭算法依然能在0.1 s内迅速达到最大功率稳定输出，性能有明显提升。
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标题：基于光纤传感技术的输电网环境性能监测预测系统设计
引文格式：黎泽,罗湘雄,赖明昊,等.基于光纤传感技术的输电网环境性能监测预测系统设计[J].机电工程技术,2025,54(20):110-114.
作者：黎泽；罗湘雄；赖明昊；梁俊炜；涂华凯；朱正阳；陈泽宇；林琅
作者单位：广州铁路职业技术学院电气工程学院；广东技术师范大学自动化学院
基金项目：广州铁路职业技术学院大学生创新创业项目（2023CXCY006）
关键词：光纤传感；性能监测；性能预测；人工智能
摘要：结合无源、抗电磁干扰能力强的光纤传感技术，设计了一种基于光纤传感技术的输电网环境性能监测预测系统，用光纤传感器来代替电子传感器进行输电线路的监测，可以通过监测输电网的温度、湿度、大气压力等指标，对输电线路的状态进行实时监测，保障输电的安全。利用仿真验证了系统可行性，并使用C++编程语言以及SQL Server数据库，开发了一款输电网环境性能监测软件，可以对输电线路及其环境状态参数进行实时监测，包括输电网的温度、湿度和大气压力，并且通过实时曲线、历史曲线展现出来。同时设计了一种基于机器学习的预测环境温度的智能输电网环境性能预测系统，利用历史环境温度数据和实时监测数据，构建了3种预测模型，为运维工作提供更加全面和可靠的决策支持，防止因环境变化而引起的输电线网故障和损失。
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标题：基于SCADA的智能地铁供电系统设计
引文格式：周震,唐伯培,梁钊福,等.基于SCADA的智能地铁供电系统设计[J].机电工程技术,2025,54(20):115-122.
作者：周震；唐伯培；梁钊福；刘猛；冯展智；谢悦海
作者单位：广州市扬新技术研究有限责任公司
基金项目：广州市扬新技术研究有限责任公司科研项目（Y270ZY2406567）
关键词：地铁供电系统；SCADA；GOOSE；故障录波；图元着色
摘要：以广州地铁14号线供电系统研发为背景，以实现智能地铁供电系统为目的，设计和实现了基于数据采集与监视控制系统（SCADA）体系结构的智能地铁供电系统。在地铁供电系统中，设计了高可靠性无缝环网、故障录波、网络拓扑着色。高可靠性无缝环网让系统具备自动切换、冗余备份和快速自愈能力；故障录波设计使得系统具备波形记录、故障持续时间和重合闸时间分析记录等；网络拓扑着色设计解决了电力设备的监控和运行状态判断问题。该SCADA系统可以对多个站点进行详细地电能质量测量，最终连接成一个混网结构。最后利用地铁供电系统进行了实例应用验证，结果表明该系统可以在传统的配电系统中实现稳定、高效和可靠的应用。
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标题：数据中心电源技术分析与优化改造
引文格式：陈英启,彭丽江,丘文劲.数据中心电源技术分析与优化改造[J].机电工程技术,2025,54(20):123-128.
作者：陈英启；彭丽江；丘文劲
作者单位：白云电气集团有限公司
关键词：固态变压器；数据中心；高效电源；电源方案；能效优化；应用设计
摘要：数据中心作为数字经济的核心底座，其规模与算力需求激增，导致高可靠供电与能耗、空间效率的矛盾日益尖锐。当前主流的传统供电架构（工频变压器+UPS/HVDC）虽能满足IT设备毫秒级切换的高可靠性需求，但存在显著局限：多级电力变换（AC-DC-AC/DC）导致系统综合效率通常低于92%；工频变压器体积庞大、配电链路冗长，难以适配单机柜功率超50 kW的高密度算力场景，严重制约绿色低碳转型。针对这一矛盾，采用固态变压器（SST）技术进行优化改造，SST基于SiC/GaN宽禁带器件的高频变换特性（工作频率大于20 kHz），替代传统“工频变压器+低压变换模块”组合，将10 kV中压交流到负载端的供电链路从5～6级缩短至2～3级，显著降低损耗。同时，模块化设计使其体积仅为工频变压器的1/5～1/3，质量减轻60%以上，节省配电区占地40%～50%，提升了IT机柜部署效率。SST还集成谐波抑制、无功补偿及多能源接口功能，无缝兼容光伏、储能接入，助力构建“源网荷储”一体化供电体系。该方案在保障供电连续性的同时，可将系统综合能效提升至96%以上，为高密度、低PUE数据中心提供了创新供电路径。
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标题：大坝表面运维多功能装备液压系统设计与仿真
引文格式：钟恒,宋添添,陈光耀,等.大坝表面运维多功能装备液压系统设计与仿真[J].机电工程技术,2025,54(20):129-134.
作者：钟恒；宋添添；陈光耀；胡全义；杨恒林
作者单位：中国长江电力股份有限公司；长江勘测规划设计研究有限责任公司；华北水利水电大学
基金项目：中国长江电力股份有限公司科研项目（2123020005）
关键词：大坝运维；负载敏感技术；功率键合图；仿真分析；节能控制
摘要：设计了基于负载敏感液压技术的液压系统，旨在满足大坝运维装备的高效清洗与涂层施工对动力和控制的多样需求，以及分析该液压系统相比传统液压系统的节能情况。采用功率键合图方法建立系统仿真模型，通过对比仿真曲线和试验曲线，分析负载敏感液压系统的动态性能与能耗特性。仿真和实验结果表明，系统在按需供油的同时，实现了液压动力的高效分配，且与传统液压系统相比具有显著的节能效果。然而，经分析不同状态下系统动态响应曲线，负载敏感系统在动态响应过程中，由于负载变化与泵响应之间的机械共振，可能出现系统不稳定现象。构建的功率键合图仿真模型能够有效揭示负载敏感系统的动态特性与稳定性问题，为复杂运维装备液压系统的优化设计提供了技术支持和理论依据。
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标题：印刷品色度自动检测系统的设计与实现
引文格式：蓝健,陈智慧.印刷品色度自动检测系统的设计与实现[J].机电工程技术,2025,54(20):135-139.
作者：蓝健；陈智慧
作者单位：深圳市联君科技股份有限公司；广州新华学院信息与智能工程学院
基金项目：廊坊市科技计划项目（2025011068）
关键词：卷烟包装；色差检测；自动化检测系统；三轴运动控制
摘要：为解决卷烟包装商标纸在生产现场色差检测中存在的人工定位、效率低与结果一致性不足等问题，构建一套基于三轴运动控制与分光测色的自动检测系统。系统由分离输送机构、XYZ伺服平台、分光测色仪（d/8几何，SCI/SCE可切换，D65光源，10°观察者，400～700 nm/10 nm采样）、上位机与数据库组成，可按牌号预设坐标并自动完成多点测量与数据归档。实验表明：在同一点重复测量30次时，?E*ab的标准偏差小于或等于0.02；单点测量时间约1 s，可满足在线抽检与离线批检节拍。在相同几何/光源/观察者条件下，与需人工逐点定位的台式色差仪相比，该系统实现自动定位与批量采集，减少人为定位误差并提升取样一致性；同时支持按牌号/批次的统计分析与追溯。结果显示，该系统能够在统一标准条件下输出客观的L*、a*、b*与?E指标，并适配条盒与小盒等不同尺寸样品的检测需求。
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标题：陶瓷行业深度脱硫除尘除雾组合塔内件结构改进设计与应用
引文格式：麦仲铭,何建林,原红玲,等.陶瓷行业深度脱硫除尘除雾组合塔内件结构改进设计与应用[J].机电工程技术,2025,54(20):140-144.
作者：麦仲铭；何建林；原红玲；郭英晖；关浩龙
作者单位：蒙娜丽莎集团股份有限公司/广东省大尺寸陶瓷薄板企业重点实验室；广东环境保护工程职业学院先进制造学院；广东省机械研究所有限公司
基金项目：2022年佛山市科学技术局自筹经费类科技计划项目（2220001005355）
关键词：陶瓷行业；湍流器；脱硫除尘除雾组合塔；结构改进
摘要：针对陶瓷行业烟气实行的超净排放标准（颗粒物浓度低于5 mg/Nm3），对深度脱硫除尘除雾组合塔内件进行结构改进设计。通过脱硫系统中加装旋汇耦合器（湍流器）强化烟气与浆液的直接接触，加快烟气与浆液的反应速率，提升脱硫塔的脱硫能力；以管束式除尘除雾器取代常规的除尘除雾器，在管束式除尘除雾器中分别增设旋流子分离器、增速器以及挡水环，提升除雾除尘效果，进一步强化脱硫系统的烟气脱硫效率，同时降低脱硫烟气浆液雾滴浓度。实验数据表明，在不同循环泵台数下，改进后的系统在保持机组负荷不变的情况下，脱硫系统的脱硫效率提升2%，出口烟气中的粉尘浓度可降低至2.10 mg/Nm3，远低于超低排放标准5 mg/Nm3，粉尘脱除效率提升11.31%。烟气出口压差提升1 040 Pa，除尘除雾器总压差提升了11%。在运行条件相同的情况下，结构改进后吸收浆液（石灰石浆液）的消耗量降低了13.59%。出口烟气中的粉尘浓度远低于超低排放标准5 mg/Nm3，SO2和粉尘的去除效率均得到显著提升，满足超净排放的环保要求；有效降低了脱硫系统的压力损失；节省了脱硫成本。
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标题：船闸及其大跨度门式起重机关键技术优化改进及应用验证
引文格式：陈佛生,彭昭辉,朱润智.船闸及其大跨度门式起重机关键技术优化改进及应用验证[J].机电工程技术,2025,54(20):145-150.
作者：陈佛生；彭昭辉；朱润智
作者单位：广东省建筑机械厂有限公司
关键词：水利航运工程；船闸；大跨度门式起重机；综合纠偏技术；旋转吊钩
摘要：船闸是水利航运工程最重要的组成部分，传统船闸闸室及检修闸门门库在垂直水流方向占用空间较大，工程投资大，且因船闸闸室长度较大，导致检修闸门及输水廊道上的设备无法利用同一台设备检修。为解决上述问题，从闸室布置和大跨度门式起重机两个方面进行了系统性研究，将检修闸门门库由传统的垂直水流方向布置转化成顺水流方向布置，在上下闸首的检修闸门之间布置一台大跨度门式起重机，将该起重机作为检修闸门及闸室设备的共用检修起重设备，通过在门式起重机上设置可自动旋转吊钩，实现了检修闸门垂直水流方向启闭和顺着水流方向存放的目标。介绍了船闸的结构和大跨度门式起重机在船闸上的应用要解决的综合纠偏技术、吊钩可旋转技术、制造技术和施工等关键技术及其应用情况，对工程和大跨度门式起重机的设计具有良好的借鉴意义。
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标题：基于SolidWorks的龙门式硬质条盒输送装置设计
引文格式：冯忆,李鑫,董文军,等.基于SolidWorks的龙门式硬质条盒输送装置设计[J].机电工程技术,2025,54(20):151-156.
作者：冯忆；李鑫；董文军；朱亚明
作者单位：浙江中烟工业有限公司杭州卷烟厂；苏州锦晨智能科技有限公司
关键词：硬质条盒；输送装置；模块化设计；静力学分析；测试
摘要：近年来高档香烟多采用硬质条盒的包装形式，硬质条盒的包装形式与普通烟条存在很大差异，无法使用常规的设备上料，大部分硬质条盒采用人工方式进行上料，人工成本高，且硬质条盒在输送过程中易产生倾斜和滑落的情况，导致包装机卡料停机。为解决生产效率低、人员负担重和硬质条盒输送稳定性不高的问题，基于模块化的设计理念，研发了一种龙门式硬质条盒输送装置，利用SolidWorks软件进行参数化建模，并利用Simulation模块对推板进行了静力学分析，确认了最优的推板形式。以浙江省某卷烟厂D8机组为对象，对改造后的机组进行现场测试，结果表明：（1）条盒输送过程中倾倒的次数由46.2次/班，降低为1.2次/班，降低了97.4%；(2)机组效率由改进前的88.7%，提升到92.5%，提升了3.8%。测试结果表明，新研发设计的龙门式硬质条盒输送装置有效地解决了人工上料效率低、条盒输送不稳定的问题，并提升了整机的智能化与自动化程度。
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标题：基于振动传递的路面激励的方向盘振动研究
引文格式：陈龙,杨蔓,胡浩炬,等.基于振动传递的路面激励的方向盘振动研究[J].机电工程技术,2025,54(20):157-161.
作者：陈龙；杨蔓；胡浩炬；郑作民；王瑞林
作者单位：广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院
关键词：方向盘振动；路面激励；传递路径与传递比；设计要素
摘要：随着汽车在人们生活中的普及，人们对汽车舒适性的要求越来越高。目前影响驾驶员舒适度的因素有很多，其中方向盘振动是影响汽车舒适性的重要方面，直接影响到驾驶员的主观感知，路面激励引起的方向盘振动对汽车的舒适性具有很重要的影响，但国内目前对这方面的研究较少。研究了较大路面激励时（比如比利时路面、减速带路面）方向盘振动的两条主要传递路径，即经转向器传递和经仪表板横梁总成传递。同时，介绍了两条传递路径的传递机理和传递比，得出了方向盘频谱峰值的来源，并发现0～25 Hz振动传递至车身时，振动传递比与簧下簧上质量比存在对应关系，但经仪表板横梁总成被放大。最后分别介绍了在0～25 Hz和26～80 Hz频率区间减小方向盘振动的主要设计要素，并给出了主销偏距（轮心处）和下摆臂液压衬套的验证效果。
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标题：回抽式搅拌摩擦焊机械主轴结构设计及有限元分析
引文格式：柯治成,何艳兵,徐奕条,等.回抽式搅拌摩擦焊机械主轴结构设计及有限元分析[J].机电工程技术,2025,54(20):162-167.
作者：柯治成；何艳兵；徐奕条；张东升
作者单位：广州瑞松智能科技股份有限公司
基金项目：广州开发区国际科技合作项目（2023GH19）
关键词：回抽式机械主轴；搅拌摩擦焊；有限元分析；伺服电动缸
摘要：目前，常规搅拌摩擦焊最显著的缺点是焊缝尾端留有“匙孔”，因此研发带搅拌针回抽功能的机械主轴实现尾孔的填充和消除具有重要意义。运用回抽式机械技术、无匙孔焊接工艺、伺服控制和有限元分析等方法，开展了机械结构设计、驱动系统选型、搅拌头受力计算、轴承受力、发热量和寿命计算，以及主轴静力学和稳态热力学分析。结果说明以6061-T6最大焊接厚度为工况计算的顶锻力和前进抗力值与焊接时控制系统界面的数据基本一致，主轴稳态温度场和热变形有限元分析结果与焊接时主轴热源分布规律一致，验证了理论计算和仿真的正确性。且采用花键式回抽轴、短拉刀杆和伺服电动缸组成的回抽装置相对传统的长拉杆将油缸和回抽搅拌头连接或行星丝杠和同步带轮式的结构有明显的优势，避免了长拉杆与主轴中心孔干涉和行星丝杠结构复杂占空间的问题，主轴结构紧凑，刚性好，精度高。同时，开展了主轴焊接工艺验证，取得了良好的效果，推动了回抽技术的发展和应用。
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标题：基于Abaqus的薄壁管橡胶胀形扩口成形分析及其缺陷控制
引文格式：张智顺,陈前,刘斌,等.基于Abaqus的薄壁管橡胶胀形扩口成形分析及其缺陷控制[J].机电工程技术,2025,54(20):168-172.
作者：张智顺；陈前；刘斌；张准良
作者单位：美的集团美的生活电器制造有限公司
关键词：管材；扩口；橡胶；胀形；缺陷控制
摘要：管材扩口制件不仅广泛应用于需提供可靠密封和连接的各行业，还直接应用于家电行业的容器零件。针对水壶异形内胆橡胶胀形扩口的侧壁起皱问题，对比了传统冲压扩口与橡胶胀形扩口的特点，提出并研究了多道次成形的缺陷控制方法。结合实际生产零件的尺寸规格，利用Abaqus仿真软件对外径112.8 mm、壁厚0.4 mm的超低相对壁厚薄壁管刚性模冲压扩口、单次橡胶胀形扩口、多道次橡胶胀形扩口进行了对比分析和研究。结果表明，传统刚性模冲压扩口和单次橡胶胀形扩口，胀形区在轴向压力作用下都产生了屈服或起皱，影响制件精度和最终服役性能。而多道次橡胶胀形扩口方法的“加载-卸载”循环过程有效控制了管壁胀形区的起皱缺陷，提高了成形精度。经过4道次橡胶胀形扩口的管壁变形区应力、应变分布更加均匀，侧壁无起皱产生。此外，相比于刚性模冲压扩口，橡胶胀形扩口所需成形载荷更大，但变形所需的压缩行程更低。其中4道次橡胶胀形扩口，变形阶段行程降低43.73%，成形载荷增大为5.4倍。整体表明，多道次成形是橡胶胀形扩口缺陷控制的有效方法，为薄壁管扩口成形提高精度提供了一种新思路。
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标题：基于气压的电梯运行状态判断和校准方法研究
引文格式：陶洋,吴碧瑜,陈小军,等.基于气压的电梯运行状态判断和校准方法研究[J].机电工程技术,2025,54(20):173-177.
作者：陶洋；吴碧瑜；陈小军；曹连峰
作者单位：广州鲁邦通物联网科技股份有限公司
关键词：气压测高；极端大气波动；动态去噪；静止态校准；自学习校正；电梯楼层定位
摘要：鉴于极端大气环境使电梯气压测高不准现象，提出一种基于动态去噪并建立气压环境模型进行高精度楼层估测的方法。获取的实时井口气压换算为高度，形成时刻-高度序列，若该时刻气压数据不正常（天气突变或所处楼宇环境变化等），则删除当前时刻序列；在此基础上引入气压-高度关系修正算法，即基于下一时刻判断为该电梯不运动，推送的气压值重新计算高度换算参数；将电梯历史运动曲线与当前时刻气压数据进行拟合，由电梯曲线特性拟合当前时刻电梯高度，再结合电梯历史层高库进行高程估计。在台风、大寒等极端天气下，此方法楼层估测精度仍可达到98.2%，测高误差为±15 cm，远小于气压法测高误差（极端天气下超过1.5 m）。系统具备环境自适应能力，对楼宇内通风系统改造、气压突变扰动等突发状况下进行学习、校正，是智慧电梯高鲁棒性的位置感知方案。
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标题：海上平台起重机液压元件标准化方案研究
引文格式：李明月,王宁,莫亚虎.海上平台起重机液压元件标准化方案研究[J].机电工程技术,2025,54(20):178-183.
作者：李明月；王宁；莫亚虎
作者单位：中海油能源发展装备技术有限公司
关键词：海上平台起重机；关键零部件；液压元件；标准化
摘要：针对海上平台起重机液压系统关键零部件因品牌型号繁杂、参数差异明显导致的备件管理困难与运维成本提升问题，开展了海上平台起重机液压系统关键零部件标准化运维技术方案研究。通过分析液压泵、液压马达和控制阀的结构形式、额定压力、额定排量、控制方式、尺寸规格等参数，结合历史使用数据对其稳定性和可靠性进行综合评价，得出一套海上平台起重机液压元件标准化选型与配置方案，该方案旨在提高备件管理的效率，降低运维成本，保障海上平台起重机的安全高效运行。为验证该标准化方案的可行性，在某些海上平台进行实践应用，取得了显著的成效，为这些平台的后续作业提供了有效支持，也为今后其他海上平台进行起重机液压系统元件运维工作提供了重要的指导和借鉴。
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标题：基于多学科融合的儿童安全防护产品设计方法及案例实践
引文格式：范明峰,杨琼枝.基于多学科融合的儿童安全防护产品设计方法及案例实践[J].机电工程技术,2025,54(20):184-188.
作者：范明峰；杨琼枝
作者单位：中山盛加儿童用品有限公司
关键词：儿童安全防护产品；计算机模拟；正交试验设计；模块化设计；产品优化
摘要：为解决传统儿童安全防护产品设计中系统性不足、开发周期长、成本高及风险大的问题，多学科融合设计方法被引入，结合计算机模拟、材料科学、正交试验设计及模块化设计等技术优化产品。通过有限元分析仿真产品结构强度与稳定性，结合弹塑性理论筛选安全高分子材料，用正交试验确定关键参数最优组合，还将产品拆分为独立功能模块。结果显示，该产品通过CE、ASTM、CPSIA及REACH四大国际安全认证，1.5 m跌落试验结构完整性100%，冲击吸收性能超行业平均40%；模块化设计使包装体积减少30%、装配工时缩短40%、仓储空间利用率提升25%、交付周期从45天压至15天，综合成本降低22%，上市6个月市场占有率从12%升至20%。所构建的产品创新开发体系，为行业技术升级提供参考。