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标题：深度学习的实例分割技术应用研究综述
引文格式：孙鹏,孙传聪,蔡青,等.深度学习的实例分割技术应用研究综述[J].机电工程技术,2025,54(03):1-6+63.
作者：孙鹏；孙传聪；蔡青；徐要要；甄珍；吴翠杨；邹田甜
作者单位：山东药品食品职业学院医疗器械系
基金项目：山东省教育科学研究项目（19SR001）；基于制图技术的校园数字化地图应用研究（2020094）；威海市科技智库调研课题（人工智能提高威海旅游业个性化体验与服务质量的研究）
关键词：数据库；遥感图像；人脸识别；医学影像；自动驾驶；文字识别
摘要：为促进深度学习实例分割算法的应用研究，对其应用情况做系统的梳理总结，研究了基于深度学习的图像实例分割方法在各种常见的图像分割任务的应用进展。首先，介绍基于深度学习的图像实例分割技术现状；随之，分析和比较常用的数据库；然后，针对不同的应用场景，总结了各类实例分割方法在医学影像诊断、自动驾驶、视频监控等领域的应用情况。结果表明：随着深度学习的日趋成熟，基于深度学习的图像实例分割方法已经被广泛应用于各行各业中，也已成为该领域新兴研究热点，结合实例分割技术当下存在的不足，提出可行的解决方案，并展望了实例分割技术的发展未来。
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标题：图像去雾技术研究进展
引文格式：崔年生,唐鹏,郑晓东,等.图像去雾技术研究进展[J].机电工程技术,2025,54(03):7-13+57.
作者：崔年生；唐鹏；郑晓东；魏茗卓；郭伟杰
作者单位：福建省新华都工程有限责任公司；厦门大学电子科学与技术学院
基金项目：教育部产学合作协同育人项目（202101117008）
关键词：图像去雾；图像处理；暗通道先验；深度学习；卷积神经网络；生成对抗网络；目标检测
摘要：在露天矿山的户外视频监控场景中，空气中的雾霾和悬浮颗粒物会导致视觉系统所采集图像的对比度降低、色彩失真等，干扰后续的图像分析与处理。清晰的图像信息对分析与决策至关重要，图像去雾（Image Dehazing）旨在提升所采集图像的清晰度，减少雾、雨、雪、沙尘等天气因素的干扰，已经成为自动驾驶、视频监控、遥感分析等领域的关键技术。传统的图像去雾方法，通常基于大气散射模型，通过物理推导恢复图像。然而，这些方法依赖于一些假设，难以应对复杂环境中的实际情况。随着深度学习技术的发展，基于神经网络的去雾方法逐渐成为主流，深度学习方法能够更好地提取有雾图像的特征，恢复图像细节，具有更强的适应性和鲁棒性。综述了近年来图像去雾技术的发展，比较分析了传统物理模型与基于深度学习的图像去雾方法的特点，为图像去雾技术的实际应用提供了参考依据。
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标题：基于流固耦合的管式离心机流场特性与转子动力学仿真研究
引文格式：薛翰,王野平,周育岭.基于流固耦合的管式离心机流场特性与转子动力学仿真研究[J].机电工程技术,2025,54(03):14-20.
作者：薛翰；王野平；周育岭
作者单位：同济大学机械与能源工程学院；江苏戴宝机械设备有限公司
关键词：离心分离；流固耦合；Mixture多相流模型；强度分析；临界转速
摘要：以管式离心机为研究对象，基于流固耦合的数值仿真方法，主要针对管式离心机两个方面的问题进行仿真研究，一方面是流场特性研究；另一方面是转子动力学问题研究。在这两个方面的研究中，依次选取5种工作转速开展分析（12 000、13 000、14 000、15 000和16 000 r/min）。首先研究流场的压力分布和相分布，采用Mixture多相流模型和RNG k-ε湍流模型进行稳态分析，最终得到流场的最大压力值，其值与工作转速正相关，依次为1.85、2.14、2.44、2.76及3.10 MPa，并进一步通过二次多项式拟合出转速-最大压力间的函数关系式。其次，研究转子结构的强度和临界转速，在强度分析中，校核了当使用316不锈钢为主体材料时的结构强度，结果表明其满足强度要求；在临界转速分析中，使用预应力模态分析的方法，计算出了转子结构在不同工作转速下的前6阶固有频率值，通过绘制坎贝尔图发现临界转速为13 172.175 r/min，并且临界转速接近第3阶固有频率：219.104、219.471、219.850、220.245和220.658 Hz。所建立的数值仿真模型和研究结果，对管式离心机的设计和实际应用具有一定参考价值和指导意义。
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标题：带有非晶合金微结构模芯的双联齿轮模具设计与制造
引文格式：王魁银,朱健,梁雄.带有非晶合金微结构模芯的双联齿轮模具设计与制造[J].机电工程技术,2025,54(03):21-24.
作者：王魁银；朱健；梁雄
作者单位：深圳大学机电与控制工程学院
基金项目：国家自然科学基金面上项目（52271150）
关键词：非晶合金；双联微齿轮；微结构；模芯；注塑
摘要：将带有微结构非晶合金模芯镶件，用于微结构产品注塑成型制造，可以拓展非晶合金材料工业化应用的场景。非晶合金材料具有较高的硬度和在玻璃态温区可以快速加工成型的特性，结合非晶合金材料的耐腐蚀和在微结构上良好的保持性，以微结构双联齿轮为实验对象，进行非晶合金模芯工业化的可行性验证。根据模具制作的一般工艺，简析常用的注塑成型钢质模具的常见问题，分析了非晶合金材料制作模芯的可行性。使用3D软件UG设计双联齿轮注塑模具和适用于非晶合金制造的模芯镶件，并且设计了用于加工非晶合金模芯镶件的母模。完成注塑模具和模芯镶件母模的制造，使用热压印成型的方法制造非晶合金模芯镶件，并完成注塑模具的组装。采用立式高精度微型注塑机，进行双联微齿轮模芯的注塑成型试验。通过测量注塑成型的塑料微结构双联齿轮的重要尺寸，成功验证了非晶合金材料模芯可以用于微结构齿轮注塑成型制造的可行性。
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标题：改进麻雀搜索算法求解柔性作业车间调度问题
引文格式：武福,徐上壹.改进麻雀搜索算法求解柔性作业车间调度问题[J].机电工程技术,2025,54(03):25-29+68.
作者：武福；徐上壹
作者单位：兰州交通大学机电工程学院
基金项目：甘肃省教育科技创新项目（2022A-036）
关键词：麻雀搜索算法；柔性作业车间调度问题；黄金正弦策略
摘要：针对以最小完工时间为目标的单目标柔性作业车间调度问题（FJSP），提出了一种改进麻雀搜索算法（ISSA）。首先，采用两段式编码将FJSP描述为机器选择和工序排序两个子问题，引入转换机制实现FJSP的离散调度解与连续麻雀个体位置向量之间的映射。然后，采用混合式种群初始化策略生成初始种群，通过黄金正弦算法改进发现者的位置更新方式，增强算法的全局搜索能力。最后，对一个应用实例以及Brandimare标准测试集中的10个FJSP算例进行仿真并与其他智能算法对比分析。结果表明，改进后的ISSA算法用于求解FJSP问题具有较好的算法收敛性，能够有效地获得FJSP问题的优化解。
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标题：联合载荷及角偏斜下微涡轮角接触球轴承打滑分析
引文格式：田旭,王宇,韩清鹏,等.联合载荷及角偏斜下微涡轮角接触球轴承打滑分析[J].机电工程技术,2025,54(03):30-35+90.
作者：田旭；王宇；韩清鹏；朱瑞；吕杭原
作者单位：上海电力大学能源与机械工程学院；东北大学机械工程与自动化学院
基金项目："国家重点研发计划（2021YFB2011100）；国家自然科学基金（12172210）"
关键词：7000C轴承；轴向预紧力；径向载荷；角偏斜；打滑
摘要：打滑是轴承滚动体与滚道接触区域经常发生的一种现象，经常导致轴承的早期失效。基于赫兹接触理论建立轴承拟静力学模型，以Hirano打滑准则为理论基础，在联合载荷以及角偏斜的影响下，对7000C轴承进行了打滑分析。研究结果表明：在一定转速和径向载荷下存在最小轴向预紧力，使轴承不打滑。径向载荷增加使最小轴向预紧力减小，转速增加使最小轴向预紧力增加；转速升高打滑系数减小，轴向预紧力增大打滑系数增加，因此可以通过增加轴向预紧力或减小转速来增加打滑系数，避免轴承打滑；轴向预紧力和径向载荷影响轴承的打滑区域，打滑区域随着轴向预紧力的增大而减小，随着径向载荷的增大而增大。72°～108°和252°～288°是球最易发生打滑的区域；轴承在预紧时会发生角偏斜，偏斜角越大，打滑系数越大。108°和252°位置的球的打滑系数最小，最易打滑，而0°位置的球的打滑系数最大，最不易打滑。
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标题：GH4169多台阶深孔刀具设计及试验研究
引文格式：冯亚洲,高泽辉,刘战锋,等.GH4169多台阶深孔刀具设计及试验研究[J].机电工程技术,2025,54(03):36-40+46.
作者：冯亚洲；高泽辉；刘战锋；刘小帆
作者单位：西安石油大学机械工程学院；陕西深孔智越科技有限公司
基金项目：陕西省重点研发计划（2022QCY-LL-45）；陕西省自然科学基础研究计划（2023-JC-YB-475）；西安市重点研发计划（23ZCKCGZH0010）
关键词：GH4169；多台阶深孔；前定位推镗刀；同轴度；切屑形态
摘要：针对难加工材料GH4169多台阶深孔零件在加工过程中存在同轴度难保证、切削力大、切削温度高、切屑形态难控制、刀具寿命低、排屑困难、加工硬化倾向大、不易观察等问题，制订了多台阶深孔的加工工艺，包括选择合适的加工设备、加工系统、刀具尺寸、刀具材料、冷却润滑方式等。同时，考虑到多台阶深孔零件的同轴度问题，设计了一种内排屑方式的前定位推镗刀。采用正交试验法开展GH4169多台阶深孔零件镗削试验，通过改变主轴转速、进给量、切削液流量3个参数，分析深孔镗削加工过程中机床状态、振刀情况、排屑情况、刀具磨损情况、导向块磨损情况、切屑形态、孔轴心线偏斜量等参数的变化规律，得出镗削? 40 mm内孔的最佳参数组合：主轴转速n=225 r/min、进给量f=0.04 mm/r、切削液流量Q=120 L/min。
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标题：破岩载荷对牙轮钻头轴承接触表面稳定性影响研究
引文格式：李万钟,陈泽雄,樊金龙,等.破岩载荷对牙轮钻头轴承接触表面稳定性影响研究[J].机电工程技术,2025,54(03):41-46.
作者：李万钟；陈泽雄；樊金龙；霍蓬勃；高磊
作者单位：西安石油大学机械工程学院
基金项目：陕西省自然科学基础研究计划（2021JQ-606）；陕西省教育厅科研计划（19JK0659）
关键词：滑动轴承；表面稳定性；破岩载荷；弹塑性变形；真实表面形貌
摘要：牙轮钻头滑动轴承在不同地层中进行破岩作业时，承受重载、低速、频繁启停、高温等复杂井下工况，其接触表面可能会失稳，导致轴承失效，甚至发生钻井事故。通过建立乏油工况下微观真实表面循环加卸载接触模型，利用接触面Von Mises应力分布、弹塑性变形区域占比、实际接触面积及残余变形量等参数对接触表面稳定性进行表征，研究不同地层中破岩载荷对牙轮钻头轴承接触表面稳定性的影响，确保轴承在服役期内稳定运行。研究表明：在4种不同硬度岩石地层破岩载荷的分别作用下，超硬质岩石地层破岩载荷对轴承接触表面稳定性表征参数影响最大，接触面长时间应力集中导致弹塑性变形区域占比更高，表面理论接触面积与实际接触面积的差值最大，实际接触面积的累积量最大；卸载后最大残余变形达到了1.378 μm，是软质岩石地层残余变形的133%。研究成果为在不同岩石地层工作时牙轮钻头滑动轴承表面稳定性评价提供了理论依据，并为探究轴承表面真实形貌演化规律提供了重要参考。
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标题：基于仿生平面复眼透镜提高AlGaN基DUV Micro-LED光提取效率
引文格式：刘欢,杨涛,王铠尧,等.基于仿生平面复眼透镜提高AlGaN基DUV Micro-LED光提取效率[J].机电工程技术,2025,54(03):47-51.
作者：刘欢；杨涛；王铠尧；刘宁炀；周文；谭起龙
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；西安交通大学材料科学与工程学院
基金项目：国家重点研发计划课题（2023YFB3609703）；广东省自然科学基金（2023A1515011175）；广州市基础与应用基础研究专题（2024A04J00263）；广东省科学院科技计划项目（2022GDASZH-2022010111,2023GDASZH-2023030601-02）
关键词：深紫外微型发光二极管；光提取效率；平面复眼透镜
摘要：内全反射是限制AlGaN基深紫外微型发光二极管（DUV Micro-LED）光提取效率的重要因素之一，严重降低了深紫外LED的能量利用率和寿命。受到昆虫复眼结构高能量利用率的启发，提出了一种基于仿生平面复眼透镜提高AlGaN基Micro-LED光提取效率的方法。通过对中华大刀螳的复眼结构进行相位提取和重构，利用仿生平面复眼能够有效抑制介质表面的内全反射，从而实现深紫外LED光提取效率的显著提高。时域有限差分法（FDTD）仿真表明，通过在Micro-LED表面刻蚀仿生平面复眼透镜，其TE和TM模式的光提取效率分别提高了84.5%和242%。得益于仿生超构表面平面复眼透镜超薄的平面结构和工艺的兼容性，有望通过单次纳米压印提高深紫外发光二极管性能。此外，利用仿生特征的功能重构方法在大视场、结构照明和仿生结构等方面具有潜在的应用前景。
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标题：双行程波浪能发电装置的结构设计与分析研究
引文格式：程强强,席文奎,阎郡,等.双行程波浪能发电装置的结构设计与分析研究[J].机电工程技术,2025,54(03):52-57.
作者：程强强；席文奎；阎郡；赵斌；董晨熙
作者单位：西安石油大学机械工程学院
关键词：棘轮；棘爪；波浪能发电装置；静力学分析；水动力学分析
摘要：为提高海上波浪能利用率，基于棘轮式海洋波浪能发电装置设计双行程波浪能发电装置，实现上下双行程有效发电。该装置主要由浮子、往复运动部件、齿轮机构和两个棘轮机构等组成，通过浮子上下运动带动齿条往复运动，经机械变换使棘轮机构驱动传动轴旋转，将波浪能转化为单向机械能用于发电。利用ANSYS有限元软件对棘轮和棘爪进行静力学分析，确定材料属性、划分网格并施加约束和载荷，结果表明其刚度和强度符合设计要求，如棘轮最大形变0.004 5 mm，最大应力10.62 MPa，棘爪最大形变0.005 8 mm，最大应力11.27 MPa，均远低于材料屈服强度。运用AQWA软件对捕能结构浮子进行水动力学仿真分析，根据模拟环境参数计算，确定浮子尺寸和质量参数，其波浪激励力能提供足够驱动力。装置整体性能可靠，有效提升波浪能利用效率。
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标题：较宽压强响应范围和较高灵敏度的聚丙烯基电容式压力传感器的研制
引文格式：曾鹏程,肖书平,杨柳,等.较宽压强响应范围和较高灵敏度的聚丙烯基电容式压力传感器的研制[J].机电工程技术,2025,54(03):58-63.
作者：曾鹏程；肖书平；杨柳；谈灵操；徐百平
作者单位：五邑大学机械与自动化工程学院；五邑大学江门市高分子材料智能制造重点实验室；
基金项目：国家自然科学基金资助项目（11972023,12102306）；广东省教育厅重点项目（2020ZDZX2051）
关键词：电容式压力传感器；压强响应范围；灵敏度；聚丙烯；超临界二氧化碳发泡
摘要：采用三元乙丙橡胶（EPDM）对聚丙烯（PP）进行共混改性，并对所得共混物进行超临界二氧化碳（Sc-CO2）发泡，分别以该共混物和所得发泡样品为介电层组装得到不同的PP基电容式压力传感器。对该共混物和发泡样品的微观结构和力学性能进行表征，基于此分析研究了EPDM和发泡对PP基介电层形变能力进而对相应传感器灵敏度（S）和压强响应范围的影响及其机理。结果表明：EPDM的加入及其含量的提高显著增强了PP基介电层的形变能力，使得该介电层屈服点应力值和大形变区间内的模量均显著降低。Sc-CO2发泡进一步增强了该介电层的形变能力，使得其在较低应力范围内的模量显著降低，且屈服点消失。最终，以质量分数30%EPDM共混物发泡样品为介电层的电容式压力传感器展现出较好的压强-电容响应性能：压强响应范围和S从PP的25～40 MPa和0.027 1 MPa-1分别拓宽和增加至该传感器的0～40 MPa和0.120 7 MPa-1。应用测试结果表明，该传感器在面部肌肉运动和手腕弯曲等人体运动检测中表现出良好的应用前景。
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标题：基于能谱测量的多路输出精密稳压直流电源
引文格式：蔡勋勇,邢宗强,黄河,等.基于能谱测量的多路输出精密稳压直流电源[J].机电工程技术,2025,54(03):64-68.
作者：蔡勋勇；邢宗强；黄河；朱志甫；邹继军；方波；胡智勇
作者单位：东华理工大学机械与电子工程学院；广东石油化工学院电子信息工程学院
基金项目：国家自然科学基金面上基金资助项目（61964001,12275049,62211530107）；
河南省科技攻关项目（242102520013）；江西省重点研发计划资助项目（20212BBG73012）；
核技术应用教育部工程研究中心开放基金资助项目（HJS2021-4）
关键词：多路输出；直流电源；低噪声；核辐射探测
摘要：核辐射探测器是一种用于监测辐射水平的仪器，对放射源所辐射出来的高能粒子进行探测。然而，这些探测器在进行探测工作时需要稳定、可靠的电源来确保其正常运行。为了更好地满足不同类型的核辐射探测器对电源的要求，设计了一种基于能谱测量的多路输出精密稳压直流电源。首先，利用EDA软件绘制电源的原理图，然后选择合适的元器件对电路板进行焊接和调试，并使用示波器观测噪声的大小，从而判断电源性能好坏。实验表明六路输出的电压误差范围是（0.07±0.055）V。示波器观测到六路输出电压的噪声范围为（12.466 67±2.776 09）mV。从测试的电压数据上可以得到，最小电压的电压噪声小于9 mV。该电源性能良好，能够满足半导体核辐射探测的需要，为相关核辐射探测器提供了一个稳定的电源。
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标题：汽车表面喷涂轨迹自动生成算法研究
引文格式：伍培霖,刘溯奇,许桂强,等.汽车表面喷涂轨迹自动生成算法研究[J].机电工程技术,2025,54(03):69-73.
作者：伍培霖；刘溯奇；许桂强；黄泽清；樊毅；马华镕；黄志玮
作者单位：桂林电子科技大学机电工程学院
基金项目：2022年广西自治区级大学生创新创业训练计划项目（S202210595111）；广西自然科学基金项目（2021JJA160252）
关键词：喷涂机器人；深度相机；汽车表面喷涂；喷涂轨迹规划；轨迹生成
摘要：针对喷涂机器人在汽车售后喷涂维修中没有现成汽车表面轮廓数据用于喷涂轨迹规划问题，设计了一种基于Kinect深度相机获取汽车车门表面三维点云以实现喷涂轨迹规划的方案。首先，将深度相机采集的车门点云数据进行预处理，通过计算点云数据的协方差矩阵实现点云数据的特征方向识别和坐标变换，方便后续点云切片处理。其次，对预处理后的点云数据进行切片，计算出切片中轮廓点，通过对轮廓点排序确定一系列喷涂路径点；计算出各喷涂路径点处的法向量，使该法向量偏置一定距离后即可得到各路径点处的喷枪喷涂位姿，再对该位姿解算即可生成机器人喷涂轨迹。最后，搭建了汽车表面喷涂轨迹生成实验平台，并进行了算法验证实验。实验结果表明：所使用的点云切片方法能够有效规划车门表面处的喷涂路径，生成了平滑完整的喷涂轨迹，解决了机械臂喷涂控制系统中的喷枪喷涂轨迹生成问题。
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标题：基于unity3D的封隔器下入过程分析平台
引文格式：屈文涛,冯沛阳,徐剑波,等.基于unity3D的封隔器下入过程分析平台[J].机电工程技术,2025,54(03):74-79.
作者：屈文涛；冯沛阳；徐剑波；夏灿
作者单位：西安石油大学机械工程学院
基金项目：中国石油集团“十四五”重大科技项目（2021DJ4701）
关键词：虚拟现实；下入模拟；封隔器；虚拟场景模拟
摘要：借助Unity3D虚拟现实开发平台设计并开发一款封隔器下入过程的仿真分析平台。以同系列某3款可洗井封隔器和SH54井井段为研究对象，采用3Dsmax建模软件制作完成封隔器的三维模型，利用Open3D并结合使用α-shape算法进行井段的井筒模型重建，运用Photoshop软件进行UI界面设计，最终利用C#语言实现在Unity3D平台中完成并开发了一款封隔器下入过程分析平台。该平台提供了井筒模型的模型展示、透明展示、网格展示以及封隔器下入过程中的速度控制、姿态控制等功能，实现了封隔器下入作业过程的虚拟可视化。通过分别测试三款封隔器与SH54井井段的下入过程模拟，得出了平台具备PC端人机交互功能，能够真实模拟出研究对象的下入作业过程。平台相较传统经验分析方法更加准确、便捷，能够极大地提高作业人员对下入过程的认识与理解，对现场下入作业具有指导意义。
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标题：基于单片机的电力作业安全带智能检测系统设计
引文格式：赵雨倩,王先全,张雨珊,等.基于单片机的电力作业安全带智能检测系统设计[J].机电工程技术,2025,54(03):80-84+131.
作者：赵雨倩；王先全；张雨珊；黎清华
作者单位：重庆理工大学机械工程学院
关键词：电力作业；安全带智能检测；物联网；远程监视
摘要：目前大部分高空作业安全带实时监测系统主要基于算法模型设计，具有部署成本高、需定期更新维护的特点。因此设计一款低功耗、低成本的电力作业安全带智能检测系统具有重要的现实意义。该系统由设备终端、基站和上位机3部分组成。设备终端以STC32G8K64为核心控制，通过红外模块和压力检测模块监测安全带佩戴状态并对安全扣状态进行警报，搭载的无线收发模块可以向基站传输实时数据。基站以STM32C9T6为核心控制，搭载4G模块和无线收发模块，完成设备终端与上位机通信的交接。上位机实现对人员班组管理、设备管理与入库、实时设备状态展示等功能。最后在不同高度下开展系统性能测试，结果表明安全带佩戴状态实时监测的延时能够保持在2～3 s，可以为电力作业安全管理提供一个新的解决思路。
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标题：电液四足机器人足端轨迹跟踪特性研究
引文格式：王栩,刘桓龙,徐竞宇,等.电液四足机器人足端轨迹跟踪特性研究[J].机电工程技术,2025,54(03):85-90.
作者：王栩；刘桓龙；徐竞宇；刘宇骐
作者单位：先进驱动节能技术教育部工程研究中心；西南交通大学机械工程学院
关键词：四足机器人；电液腿足；D-H法；足端轨迹
摘要：四足机器人对施工隧道等崎岖复杂地形具有更好的地形适应和通过能力。从提高功率密度和腿足健壮性的角度出发，设计了一款3自由度的四足机器人电液复合驱动腿足，髋横摆和髋俯仰关节均采用电机驱动，膝关节采用电机-液压缸复合驱动。为给四足机器人隧道地形动力控制策略的制定提供合理依据与参考，测试了腿足的足端位置控制能力，使用D-H法构建了腿足足端运动学模型，规划了Trot步态正弦足端轨迹曲线。利用MATLAB机器人工具箱实现了规划轨迹的足端轨迹控制仿真，结果表明推导的数学模型足端轨迹与仿真生成轨迹完全吻合。搭建了腿足运动控制试验平台，测试出各驱动方式下执行器实际发生的位移或角度数据，计算得到了足端轨迹曲线。试验结果表明，膝关节纯电机驱动足端轨迹跟踪效果最好，电液复合驱动较好，纯液压驱动最差。
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标题：新能源车电池托盘焊道铣削打磨机器人系统的设计
引文格式：李杰诚,温涛,洪福,等.新能源车电池托盘焊道铣削打磨机器人系统的设计[J].机电工程技术,2025,54(03):91-96.
作者：李杰诚；温涛；洪福；吴辉源；陈泓宇；吴立坤
作者单位：广东开放大学(广东理工职业学院)；巨轮智能装备股份有限公司
基金项目：广东省普通高校青年创新人才类项目（2024KQNCX121）；广东省普通高校重点科研平台和项目（2024ZDZX3044）
关键词：电池托盘；焊缝；机器人打磨
摘要：铝电池托盘的焊道在打磨过程中面临轨迹复杂、焊道高度不一致、空间受限以及产品型号多变等困难。为此，基于新能源汽车的需求，研究了电池托盘焊道铣削打磨机器人系统。考虑打磨空间的限制性、焊道高度的变化及产品型号的多样性等因素提出了一种包含专用电气控制系统、恒力打磨机构、打磨轨迹规划以及视觉引导纠偏系统的解决方案，并建立了相应的打磨系统模型。实际验证结果表明，使用该系统打磨后，工件表面粗糙度均小于Ra6.3 μm，整个打磨表面的平整度保持在±0.3 mm以内，满足了检测标准的要求。同时，单套设备的打磨效率达到了人工的4倍，显著提升了生产效率，验证了所设计系统的有效性和正确性。
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标题：基于改进YOLOv5s的沙滩垃圾识别模型
引文格式：朱颖,夏靖邦,林康,等.基于改进YOLOv5s的沙滩垃圾识别模型[J].机电工程技术,2025,54(03):97-101+126.
作者：朱颖；夏靖邦；林康；卢颖裕；岑淑桢；郑壹；朱孝斌
作者单位：广州华立学院
基金项目：2023年广东省科技创新战略专项资金（pdjh2023b0747）；2022年广东省大学生创新训练项目（S202213656018）
关键词：YOLOv5s；CBAM注意力机制；垃圾识别；沙滩垃圾；分类回收
摘要：沙滩垃圾存在数量增多、人工清洁效率低和成本高等问题，当前许多基于视觉的垃圾检测与分类模型普遍存在小目标检测和特征提取方面的不足。为解决上述分类问题，结合深层卷积神经网络和目标检测算法，尝试将基于深度学习的图像分类算法用于沙滩垃圾识别。以YOLOv5s为基础模型，提出如下改进方案：针对检测精度问题，重新设计网络添加P2检测头，从而加强小目标的检测的能力，并且为了进一步提升网络提取特征的能力，引入CBAM注意力机制，嵌入在CNN卷积层之间。实验数据表明，所提识别模型在不同光照、角度、遮挡和距离等情况下，准确率为92%，相较于未改进的YOLOv5s准确率提高了4%，改进后的模型mAP值由0.849提高到0.898。
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标题：基于数字孪生的智能机器人磨抛虚实结合平台开发与应用
引文格式：吴立坤,吴立华,陈泓宇,等.基于数字孪生的智能机器人磨抛虚实结合平台开发与应用[J].机电工程技术,2025,54(03):102-107+186.
作者：吴立坤；吴立华；陈泓宇；温涛；吴辉源；李杰诚；申启访；何文胜
作者单位：广东开放大学(广东理工职业学院)
基金项目：广东省普通高校青年创新人才类项目（2024KQNCX122）；广东省普通高校重点领域专项（2024ZDZX3044）
关键词：数字孪生；虚实平台；智能磨抛平台
摘要：随着制造业由自动化向智能化转型的推进，机器人磨抛在提升产品质量、生产效率和柔性生产方面面临着诸多挑战。传统机器人磨抛受限于复杂的工艺参数和操作环境，难以应对多样化的产品需求和高度精确的质量要求。尤其是在接触力控制、产品形状差异、频繁更换型号等方面，现有技术难以实现精细化和智能化管控，导致磨抛过程产品质量波动和生产效率低下的问题。为应对这些问题，提出了一种基于数字孪生技术的智能机器人磨抛虚实结合平台设计方案，通过构建机器人磨抛工作站孪生系统机理模型，实现其虚拟与现实之间的高效交互。平台能够在复杂工况下精确模拟磨抛过程，优化磨抛路径和参数配置，从而确保接触力的精准控制和磨抛质量的稳定性。通过该智能磨抛虚实结合平台，验证了其在优化磨抛质量、缩短程序调整时间和提升生产效率方面的显著成效，推动了磨抛工艺从自动化向智能化的转型。
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标题：镜头模组调焦机系统设计与优化
引文格式：杨洪涛,王海超,穆莉莉,等.镜头模组调焦机系统设计与优化[J].机电工程技术,2025,54(03):108-113.
作者：杨洪涛；王海超；穆莉莉；李天乐；韩明
作者单位：安徽理工大学机电工程学院；安徽理工大学矿山智能装备与技术安徽省重点实验室
基金项目：安徽省科技重大专项（202203a05020036）
关键词：镜头模组；自动调焦；点胶固化；调焦质量；生产效率
摘要：传统光学镜头调焦生产多依赖半自动化操作，直接影响镜头质量和生产效率。为了提升镜头模组的生产效率，保证调焦质量，根据生产需求，设计了一种具有12工位的新型自动调焦机。分析了调焦机设备的结构及工作原理，引入机械臂代替传统上下料，采用摩尔纹调焦算法开发了调焦系统，改进设计了点胶装置，利用电子计算机、PLC设计了相应的控制系统及硬件电路，编写了上位机、触摸屏人机界面、运动控制程序、调焦程序等。实际调试试验结果表明，该调焦机运行效果良好，提升了调焦机布置灵活性和空间利用率，使系统能根据胶筒胶水余量、温度参数实时控制出胶量，保证了点胶均匀性和可靠性，实现了系统运动控制和生产状态参数的实时监测，可以满足企业生产要求。
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标题：物理约束与神经网络混合驱动的水黾姿态估计方法
引文格式：叶瑛歆,黄聪,朱文强.物理约束与神经网络混合驱动的水黾姿态估计方法[J].机电工程技术,2025,54(03):114-120.
作者：叶瑛歆；黄聪；朱文强
作者单位：山东建筑大学机电工程学院；济南金麒麟刹车系统有限公司
基金项目：山东省自然科学基金青年项目（ZR2021QE128）；山东省重点研发计划项目（2022CXGC010101）
关键词：仿生机器人；姿态估计；神经网络；混合驱动
摘要：准确的动物姿态估计是进行动物运动特性分析的关键。由于水黾运动主要依靠中腿，并且在水面运动时中腿介于水-空气中，进行姿态估计难度大，并且存在中腿关节不好分辨的情况。为了提高复杂环境下水黾姿态估计的准确性，提出了一种物理约束与神经网络混合驱动的水黾运动姿态估计方法：利用DeepLabCut神经网络对水黾中腿各关节在图片中的像素坐标进行预测，然后将水黾中腿部分关节的特性作为物理约束，利用双目相机能够获取深度及距离信息的特性，对神经网络预估计的坐标进行修正，得到修正后新的水黾姿态估计信息，结合双目标定矩阵信息将左右相机中的二维姿态估计信息变换到三维中，实现水黾的三维姿态估计。实验结果表明介绍的水黾中腿姿态估计方法实现了89.11%的高准确率，相较于仅依赖神经网络训练的识别预测，准确率提升了约10.3%。实现了较高精度的水黾姿态估计，并且物理约束与神经网络混合驱动的方法比单独使用神经网络预测方法的精度高。
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标题：碳化钒对黏结剂喷射增材制造硬质合金显微结构及力学性能的影响
引文格式：金枫,杨温鑫,陈永轩,等.碳化钒对黏结剂喷射增材制造硬质合金显微结构及力学性能的影响[J].机电工程技术,2025,54(03):121-126.
作者：金枫；杨温鑫；陈永轩；邓欣
作者单位：广东金瓷三维技术有限公司；广东工业大学机电工程学院
基金项目：2019佛山市科技创新团队项目（FS0AA-KJ919-4402-0023）；阳江市引进创新科研团队项目（RCZX2024003）
关键词：硬质合金；碳化钒；黏结剂喷射增材制造；显微结构；力学性能
摘要：WC晶粒异常长大是黏结剂喷射增材制造硬质合金的巨大挑战。为解决这一问题，通过选取碳化钒作为WC晶粒生长抑制剂，系统分析了碳化钒添加剂含量对黏结剂喷射增材制造硬质合金的显微结构及力学性能的影响机制。通过微观结构观察发现，碳化钒的引入有效地抑制了黏结剂喷射增材制造硬质合金打印-烧结件的WC晶粒异常长大现象，并且WC晶粒细化效果显著，整体显微结构更为均匀。此外，碳化钒的添加同时还在一定程度上起到了降低硬质合金打印-烧结件表面粗糙度的作用，当碳化钒的添加量的质量分数为0.5%时，硬质合金打印-烧结件的表面粗糙度从最高6.49 μm下降至最低4.51 μm。力学性能测试结果也显示，添加质量分数为0.5%的碳化钒对硬质合金显微结构及力学性能起到最佳的优化作用，硬质合金打印-烧结件的硬度从1085 HV30提升到1 156 HV30，抗弯强度从2 119 MPa提升到2 312 MPa。
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标题：基于工艺元的智能制造系统工程设计方法与应用
引文格式：张骥,郑秋月,魏志宾,等.基于工艺元的智能制造系统工程设计方法与应用[J].机电工程技术,2025,54(03):127-131.
作者：张骥；郑秋月；魏志宾；张星；宋文付
作者单位：中机中联工程有限公司；北京计算机技术及应用研究所
关键词：工艺元；智能制造系统；工程设计方法
摘要：现有智能制造系统设计方法存在针对性不强、与实际生产契合度差、系统实施后不达标等问题。提出了一种基于工艺元的智能制造系统工程设计方法，集成了精益工艺管控、柔性生产线设计及应用模式、生产数据采集和分析控制系统等关键元素，并明确了工艺元创新设计的两大策略。讨论了智能制造系统工程设计方法，对产品柔性化组合进行论证和仓储空间计算等，并考虑了FMCS系统需求、Smart MES及FMS系统等工艺方案设计的参考要素。新厂区工艺方案强调生产能力的可扩展性、质量管控的可落地性、生产连续性、物流配送精细化管理、工装的规范化管理、工艺布局的合理性及绿色工厂的可持续性。提供针对工艺痛点的优化方案、IoT物联网设计、智能仓储物流解决策略和生产环境管理系统设计。所提方法为智能制造系统工程设计提供了参考，已用于实际生产，生产组织模式更为科学合理，取得了预期的生产效率提升。
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标题：大型工件的三维激光切割机器人系统及自主编程
引文格式：安升辉,杨海涛,刘兴坤,等.大型工件的三维激光切割机器人系统及自主编程[J].机电工程技术,2025,54(03):132-137.
作者：安升辉；杨海涛；刘兴坤；周震
作者单位：华中科技大学无锡研究院；江苏集萃华科智能装备科技有限公司
关键词：三维激光切割；激光切割机器人；激光切割头；混联机器人结构；机器人自主编程
摘要：在风力发电、轨道交通、新能源汽车制造等领域中，针对大型铸件及压铸组件的后处理加工流程，尤其是浇筑口和浇道的高精度去除，传统人工加工方法费时费力，工作环境恶劣，对工人的身心健康和安全都存在极大风险。三维激光切割技术配合机器人技术的运用，成为解决此类需求的理想策略。设计了一款三维激光切割机器人系统，它融合了桁架机器人与串联机械臂的混合结构设计，可以极大地扩展激光切割的工作空间范围，能够满足大型工件加工的要求。该系统还集成了先进的3D视觉系统、高效的光纤激光器和精密的激光头，确保了在复杂工件上实现高精度、高效率的切割。该系统的核心优势是通过3D视觉系统和离线编程实现机器人的自主编程，可以极大地提高了生产效率和灵活性，相比于传统机器人示教编程可以节省80%以上的时间。
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标题：针对LLC谐振变换器宽范围高效率输出的研究与设计
引文格式：肖康,陈威,许海波,等.针对LLC谐振变换器宽范围高效率输出的研究与设计[J].机电工程技术,2025,54(03):138-147+169.
作者：肖康；陈威；许海波；林振权；孙永乐
作者单位：温州大学电气与电子工程学院
基金项目：温州市重大科技创新攻关项目（ZG2022002,ZG2023032）
关键词：LLC谐振变换器；LLC-BUCK变换器；软开关；高效率；宽电压输出；PI控制
摘要：传统LLC谐振变换器只有工作频率在谐振频率点附近时才能实现软开关，而输出电压的调节需要靠调节工作频率实现，一旦输出电压范围较宽就会导致LLC谐振变换器失去软开关特性，所以软开关特性与输出电压宽范围往往不可兼得。提出一种LLCBUCK变换器，该变换器采用LLC电路与BUCK电路并联输入，串联输出的方式，并且LLC电路采用开环控制，工作频率为谐振频率，BUCK电路采用PI闭环控制。此法把LLC电路的强带载能力以及BUCK电路的宽调压能力相结合。在MATLAB中搭建仿真平台进行仿真并与传统LLC谐振变换器进行对比，并试制了一台输入电压60 V，输出电压可以在12～36 V范围内调节，最大输出功率500 W的样机进行实验验证。在仿真实验中LLC-BUCK变换器相比传统LLC谐振变换器电压输出范围提高了2倍，且在相同输出电压下工作效率均超过传统LLC谐振变换器，样机实验结果与仿真实验基本拟合。对样机的工作效率进行测试，发现输出电压为12 V时样机效率最高，为96.7%，输出电压为36 V时效率最低，为88.3%。仿真与样机实验验证了所提出的LLC-BUCK变换器可以实现宽范围电压输出与高效率的特性。
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标题：双U形磁芯结构的非接触变压器磁路设计及仿真
引文格式：刘赛南.双U形磁芯结构的非接触变压器磁路设计及仿真[J].机电工程技术,2025,54(03):148-153.
作者：刘赛南
作者单位：河南理工大学电气工程学院
关键词：无线供电；非接触变压器；U形磁芯；气隙间距；有限元仿真
摘要：基于电磁感应原理研究了无线供电系统耦合器的磁路，为提高传输效率并易于加工生产，针对非接触变压器，提出一种双U形磁芯结构。完成了双U形结构非接触变压器的结构参数设计，建立了感应供电耦合器的有限元模型，对该非接触变压器的磁场特性进行仿真分析得出：双U形磁芯结构非接触变压器只有磁芯齿部的磁密最高。为了改善气隙漏磁大的情况，对比分析了不同气隙间距、不同磁芯间距、不同系统频率对输出电压的影响，根据仿真结果得出：频率在0～30 kHz范围内变化，输出电压随频率的增大而增大，但频率当频率达到10 kHz以上时，系统输出电压随着频率的增大而缓慢增加；气隙间距由1 mm增大到6 mm，输出电压由650 V降低至616 V；磁芯间距由15 mm增加至30 mm时，输出电压保持不变。这种双U形磁芯结构的非接触变压器可减小气隙间距来提高输出性能，而较宽的频率选择范围，降低了设计难度，且磁芯间距对输出性能无影响，降低了加工难度，研究成果可为工业化批量生产提供理论基础。
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标题：线路高阻接地叠加开关失灵的保护改进方法
引文格式：田顺强,李霞,刘洋.线路高阻接地叠加开关失灵的保护改进方法[J].机电工程技术,2025,54(03):154-157+163.
作者：田顺强；李霞；刘洋
作者单位：国家电投集团贵州金元威宁能源公司；西南电力设计院有限公司
关键词：新能源；高阻接地；失灵保护；零序电压；零序电流；闭锁判据
摘要：随着新型电力系统建设的推进，对于新能源大规模接入的区域电网，新能源场站在短路故障状态下具有幅值受限、频率偏移、相角受控畸变等相对弱故障特性。如发生220 kV线路高阻接地叠加开关失灵的故障，由于故障量不明显而易导致220 kV失灵保护的选择性和灵敏性不足。据此，针对新能源接入较多的一座500 kV变电站区域电网实际发生的一起220 kV线路高阻接地叠加开关失灵的典型故障案例，对当前220 kV失灵保护与500 kV主变后备保护配合的选择性不足进行分析论证，针对性地提出了提升220 kV失灵保护选择性和灵敏性的3个改进方法，其中的220 kV失灵保护判别逻辑优化方案中，引入了变化量或稳态零序电压和支路零序电流与门判据，提高了220 kV失灵保护的选择性和灵敏性，也起到可靠防范CT拖尾、误开入、误碰等导致失灵保护误动作的闭锁效果。
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标题：慢走丝-电火花组合加工电液伺服阀偏转板工艺方法的应用
引文格式：沈琪峰,周大伟,马艳艳.慢走丝-电火花组合加工电液伺服阀偏转板工艺方法的应用[J].机电工程技术,2025,54(03):158-163.
作者：沈琪峰；周大伟；马艳艳
作者单位：南京机电液压工程研究中心航空机电系统综合航空科技重点试验室；中航工业南京伺服控制系统有限公司
关键词：电液伺服阀；偏转板；工作尖边；细窄槽；不同切割方式；最优参数模型
摘要：射流偏转板是电液伺服阀的核心元件之一，具有一级放大反馈作用，其加工质量直接影响伺服阀的性能。针对偏转板技术细窄槽加工方法和加工参数进行理论分析和试验验证，通过研究对比不同加工方法对偏转板细窄槽形成的原理，确定慢走丝-电火花-慢走丝组合加工偏转板细窄槽为最优方案。研究分析不同切割方式（割一多修）慢走丝加工参数：放电电流、脉冲宽度、丝速、丝张力、冲液压力对偏转板细窄槽（V形槽）加工形成的表面粗糙度Ra、表面去除率、工作尖边R0.005 max的影响关系，在相同电参数下，采用割1修4能够满足R0.005 max的要求；在割1修4的条件下进行多次试验，通过轮廓粗糙度仪测量加工结果，最终确立加工偏转板V形槽的最优参数为放电电流I=1 A、脉冲宽度Ton=10 μs、丝速Aw=100 m/min、丝张力Fw=2 N、冲液压力P=0.2 Pa，此时加工效率最优。
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标题：微型钢丝绳传动的多维锁闭机构的设计与评测
引文格式：丁凡,毛建华,胡伟力,等.微型钢丝绳传动的多维锁闭机构的设计与评测[J].机电工程技术,2025,54(03):164-169.
作者：丁凡；毛建华；胡伟力；姚春良
作者单位：宁波生久科技有限公司
关键词：易变形；微型钢丝绳；柔性；防滑；多点锁闭
摘要：针对储能机柜门体高密封性，易变形的特点，创新设计了一种带有旋转收紧模块和末端张紧调节模块的微型钢丝绳传动锁闭机构。这种机构显著增加了纵向和横向的锁点数量，有效解决了因门板变形导致柜体密封不足的问题。微型钢丝绳作为柔性挠动件，能够消除传动空回，提升副锁点的扭转刚度，输出轴旋转精度可达微弧度，传动效率高达98%。经过有限元建模分析，钢丝绳与摩擦轮的防滑计算，充分论证了该结构的设计合理性。最后通过样机测试，微型钢丝绳传动完全达到多点锁闭强度的技术指标。
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标题：车用六相极靴式外转子永磁轮毂电机转矩性能优化研究
引文格式：罗荣锋,谭林.车用六相极靴式外转子永磁轮毂电机转矩性能优化研究[J].机电工程技术,2025,54(03):170-174+181.
作者：罗荣锋；谭林
作者单位：明阳智慧能源集团股份公司
关键词：极靴式外转子；六相永磁轮毂电机；齿槽转矩；过载能力；退磁分析
摘要：为了提高电驱系统恶劣工况下的过载能力，对驱动电机性能进行优化。首先在表贴式外转子永磁电机的基础上提出了一种新型六相极靴式外转子永磁体轮毂电机。为了对比性能，同时建立了对应的表贴式外转子永磁电机电磁场有限元模型。在电磁场有限元仿真软件中通过参数化分析找到了最优的极靴高度、左右极靴缩进宽度，并分析了这3个变量与电机转矩输出能力和转矩脉动的关系。最后通过二维电磁场分析新旧外转子结构的负载磁密、齿槽转矩、转矩脉动、过载性能、抗退磁能力得出了以下结论：新型转子虽然使用了与表贴式外转子结构相同体积的永磁体，但在额定运行情况下转矩输出提高8.3%，齿槽转矩峰峰值降低了41%，过载能力增强。最后分析了过载时极靴外转子退磁率仅为0.4%。表贴式外转子是其3.5倍。退磁区域缩小到8块永磁体，表贴式外转子退磁区域在24块永磁体上都存在，永磁体的稳定性提高。以上结果表明所提出的新型外转子结构能应用于更恶劣的工况。
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标题：基于MySQL的多地多中心系统架构研究
引文格式：陈杰,方国才,方水波.基于MySQL的多地多中心系统架构研究[J].机电工程技术,2025,54(03):175-181.
作者：陈杰；方国才；方水波
作者单位：深圳市九牛一毛智能物联科技有限公司
关键词：多地多中心系统；GTM；MySQL；dble；orchestrator；keepalived；LVS
摘要：由于单中心的业务系统设计难于满足用户数量及分布范围不断扩大带来的高并发、响应快及高数据安全性要求，研究了一种基于“DNS+全局流量管理（GTM）+MySQL主从复制+dble+orchestrator+keepalived+LVS”多地多中心系统架构。对于无状态的应用服务，考虑了异地多活因素，通过DNS与全局流量管理（GTM）提供用户访问流量分流及就近访问业务系统的能力。对于MySQL数据库，考虑了高并发、多中心数据一致性及数据快速响应因素，进行统一中心写就近中心读的分库分表设计，其中MySQL主从复制技术为自身提供了高可用能力，dble提供了MySQL数据库的分库分表及分库分表下的读写分离就近读的能力，orchestrator提供MySQL的高可用管理及联动dble进行高可用切换的能力，LVS为dble提供负载均衡的能力，keepalived提供MySQL就近读和LVS的高可用能力。该架构使用的技术具有高成熟度，满足了业务系统多中心压力分流、快速响应、高可用及容灾要求，为有关系统的多地多中心设计提供一定的借鉴与参考。
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标题：液位遥测系统调试技术研究及故障分析
引文格式：陈加鑫,吕作成,邢运亮,等.液位遥测系统调试技术研究及故障分析[J].机电工程技术,2025,54(03):182-186.
作者：陈加鑫；吕作成；邢运亮；韩磊；王晓晅
作者单位：海洋石油工程股份有限公司
关键词：液位遥测；软件配置；故障诊断
摘要：液位遥测系统作为船舶控制系统中的核心部分，对船舶在海上航行期间的稳定性、可靠性、安全性起到了至关重要的作用。以船用液位遥测系统调试为例，从液位计量系统、高液位报警系统、溢满报警系统3个部分的调试进行阐述，包括系统在线软件配置和测试流程，完成液位遥测系统对于阀门远程控制、储罐状态、压载舱、燃油舱和其他舱室的实时状态监控，并对典型雷达液位计安装进行详细说明，以及雷达液位计常见故障诊断。所提技术打破了常规液位遥测系统调试只针对现场设备，而忽略了软件配置这一弊端，使调试过程更加系统化、清晰化，为后续船舶液位遥测系统的调试提供技术支持和参考借鉴。
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标题：基于多传感器融合的皮带输送机故障早期诊断系统
引文格式：李洁明.基于多传感器融合的皮带输送机故障早期诊断系统[J].机电工程技术,2025,54(03):187-190.
作者：李洁明
作者单位：山西义棠煤业有限责任公司
关键词：多传感器信息融合；皮带输送机；故障诊断；早期诊断
摘要：为精确、快速地对煤矿用皮带输送机故障进行早期诊断，从传感器选择与布置、数据处理与融合两个方面构建了基于多传感器融合的皮带输送机故障早期诊断体系，提出了振动、温度、张力和声音4种关键监测指标。采用卡尔曼滤波法建立了数据融合的数学模型，通过实验获得了皮带输送机在不同工况下振动频率、温度变化和张力分布3种变化规律。实验结果表明，该诊断系统能够实时监测皮带输送机的运行状态，准确诊断出包括轴承磨损、电机过载和皮带松弛在内的多种故障类型，并在故障发生前平均提前24 h发出预警，显著提高了故障预警的准确性和可靠性；实验数据显示，预处理阶段未对基础数据进行显著修正，初态数据优良，T1时刻振幅感应器的原始读数2.3 mm/s经过抑噪后精简至2.2 mm/s，展示了抑噪技术在去除随机波动方面的有效性。进一步应用卡尔曼滤波后，T1时刻的数据从2.2 mm/s优化至2.18 mm/s，证明了该技术在综合不同传感信息和提高数据准确性方面的关键作用。