中国机械

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奋楫扬帆启新程《中国机械》杂志新一届“三委”正式成立

中国机械. 2024, (28): 4-13.

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基于机器视觉的工业机器人分拣系统设计

张善燕

中国机械. 2024, (28): 14-18.

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随着制造业的迅速发展，生产活动对于效率的提升有了更高的要求。本文以机器视觉技术为基础，致力于设计一种先进的工业机器人分拣系统。机器视觉技术的引入旨在提高工业生产线上的分拣效率和准确性，通过全面运用图像采集、物体识别和机器人控制等关键技术，构建了一个具备快速、精准地处理各类物体能力的、完善的分拣系统。系统整体架构的设计包括了先进的硬件配置和高效的软件算法，以实现对复杂生产环境中物体的智能识别和快速分拣。经过试验验证，该系统在提升工业生产自动化水平方面取得显著成效，为制造业的数字化转型提供了创新性解决方案。

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基于智能制造的工业机械臂精确控制系统设计

吴尚嘉1 刘庆全2

中国机械. 2024, (28): 19-22.

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在智能制造领域，工业机械臂扮演着至关重要的角色。工业机械臂通过高度精确的控制系统完成复杂的生产任务，从而提高生产效率和产品质量。工业机械臂的核心组成包括关节、执行器和传感器，这些部件协同工作以达到预设的操作精度。智能制造中采用的控制策略和算法，如PID控制、模糊逻辑控制和神经网络，进一步提升了机械臂的性能，使其实现自适应控制。本文详细介绍了基于智能制造的工业机械臂精确控制系统的设计流程，探讨了各种控制策略和算法的应用，并展示了通过系统集成如何实现生产过程的高度自动化。

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机器人视觉技术应用发展探析

郭永良

中国机械. 2024, (28): 23-26.

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本文旨在探讨机器人视觉技术的应用发展，重点关注其在制造业、物流与仓储领域以及医疗保健与生命科学领域的应用。首先，文章介绍了机器人视觉技术的基本原理、视觉传感器与设备以及机器人视觉算法。接着，探讨了机器人视觉技术在制造业自动化生产线、装配与包装、质量控制与检测方面的应用。然后，讨论了机器人视觉技术在物流与仓储领域的自动化仓库管理、物流管理与机器人导航等应用。最后，本文着重分析了机器人视觉技术在医疗保健领域的手术机器人、实验室自动化与药物研发等方面的应用。

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基于多传感器信息融合的液压监测系统设计

吴杰李光亚尉晋宁李慧

中国机械. 2024, (28): 27-30.

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传统供水系统性能受温度影响较大，为了改善供水系统的工作性能，本研究设计一种新型的智能液压控制系统，该系统首先用多传感器信息融合的方式进行液压监测，同时运用ZigBee无线传感网络和继电器进行控制，从而实现了通过云平台实现实时监控供水系统的液压状态。多传感器系统可以有效提高压力测量的准确性和量程，最高可达60MPa。试验结果表明，传感器工作时的温度补偿，确保测量结果的准确性。

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机顶壳塑料模具设计

郭雷平任义磊通讯作者

中国机械. 2024, (28): 31-35.

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本文对注塑模具进行针对性设计，塑件使用的成型材料为PS。首先，依据材料的特性、产品的生产数量等选择合适的注塑机；其次，对产品进行结构和成型工艺的分析，利用UG并使用片体、实体混合的分模方法对产品进行分型，设计合理的产品排位并利用燕秀工具箱调取标准模架；随后，选择合适的浇注系统方案，依据前期的结构分析，设计定模侧向抽芯与动模斜顶抽芯机构、推出机构、塑件冷却系统，并设计开模控制机构，合理控制模具的开模顺序，保证产品能顺利取出；最后，对选用的注塑机进行参数的校核，保证能满足设计要求并完成模具二维图的绘制。

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基于人工智能的放射影像辅助诊断系统设计

李树峰李晓磊王安山

中国机械. 2024, (28): 36-39.

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本文研究设计了一套基于人工智能的放射影像辅助诊断系统，旨在提高诊断的准确性、效率和一致性。该系统采用深度学习技术，对放射影像进行智能分析，以辅助医生进行疾病诊断。实验结果显示，该系统在诊断准确性和效率上具有显著优势，为临床医学提供了新的技术支持。本文研究不仅为放射影像诊断的智能化提供了新的思路，也为未来医疗智能化的发展奠定了基础。

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一种烟包输送及成像装置的设计

刘柯宏刘维东白育妃蒋仕飞李治

中国机械. 2024, (28): 40-43.

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本设计介绍了一种烟包输送及排列装置，可将质检员从生产车间取样的烟支进行分离及排列，方便配合视觉检测相机及算法对烟支缺陷进行识别及剔除。本装置只针对烟支进行分离与排列，包括下烟装置及分离装置。本文对各个关键部件，如烟框、带槽鼓轮等进行了介绍，并通过试验得出了运行的速度和关键尺寸的外形数据。本装置可做到烟支无损分离及排列，对质检员的工作有很大助益。

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基于PLC的滚筒式多级机制砂连续筛分系统设计

申青林

中国机械. 2024, (28): 44-47.

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本文设计并实现了一种基于PLC的滚筒式多级机制砂连续筛分系统，该系统集成了滚筒筛、振动筛及物料流量控制，并通过PLC实现自动化控制。研究内容包括系统架构设计、硬件配置、软件实现及试验验证。PLC程序涵盖初始化模块、数据采集模块、控制逻辑模块和故障处理模块。试验结果表明该系统显著提高了筛分效率，并降低了能源消耗。

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钛合金刚性拘束焊接抗裂性试验的拘束度有限元分析

吴吉祥2 蒋鹏1, 2 雷小伟2 崔永杰2 张浩2 范孬飞2

中国机械. 2024, (28): 48-54.

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刚性拘束焊接抗裂性试验（RRC试验）可以用于钛合金母材及焊材优选、焊接裂纹机理分析及预防、焊接工艺优化等方面的研究。本文设计了具有斜Y形坡口的RRC试板，初次在钛合金性能评价中应用时，需要通过试验进行机理及规律分析。本文基于拘束度理论、弹性力学原理和有限元计算方法，以实测验证为基础，将TC4钛合金作为研究材料，系统分析了斜Y形坡口刚性拘束焊接抗裂性试验的拘束度与焊接试板几何形状的关系。结果表明，RRC试验的拘束度在整个焊道上呈中间高、两端逐渐降低的分布规律；板宽从100mm增加至350mm，其拘束度仅增加了3.6%，表明试板宽度对拘束度影响较小，可以选择适当的试板宽度以节约试验成本；拘束度与板厚呈正相关，但当试板厚度超过130mm后逐渐接近稳定，表现为对数曲线规律；随着拘束距离的增加，拘束度逐渐减小。拘束度模拟结果与解析计算结果的对比表明，RRC试验的拘束度解析公式不适用于斜Y形坡口试样的拘束度计算，因此基于分析结果对RRC试验的拘束度解析公式进行了修正。

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基于机器学习的数控机床故障诊断与智能维护方法研究

郑光就

中国机械. 2024, (28): 55-58.

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本文探讨了基于机器学习的数控机床故障诊断与智能维护方法。通过收集数控机床的振动、温度、电流等多源异构数据，运用支持向量机（SVM）、随机森林（RF）等机器学习算法，建立了数控机床的故障诊断模型。同时，针对数控机床的故障特点，提出了基于剩余寿命预测的智能维护策略。试验结果表明，SVM算法在故障诊断任务上取得了93.7%的准确率，优于其他算法；而RF算法在剩余寿命预测任务上表现最佳，平均绝对误差（MAE）为0.26。本文提出的故障诊断与智能维护方法可有效提高数控机床的运行可靠性与维护效率，对推动智能制造的发展具有重要意义。

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基于Modbus RTU协议的粉尘分析仪上位机开发与实现

张莉张奥男姜勇蒋浩

中国机械. 2024, (28): 59-62.

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本文针对粉尘分析仪的开发需求，在VS2017环境下设计开发了基于Modbus RTU协议的上位机监控软件，通过RS485串行总线标准，实现串口Modbus协议主站与多从站的通信，通过对上位机软件的仿真与调试，实现了对浓度、电压、温度等数据的实时采集读取。最后通过实地验证表明该软件平台运行稳定、可靠，满足开发需要。

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机械装配过程中误差及补偿方法分析

熊武斌熊曜晨龚慧峰金鑫李国举

中国机械. 2024, (28): 63-66.

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在实际的装配过程中，由于各种因素的影响，不可避免地会产生误差。这些误差不仅会降低装配精度，还可能影响机械系统的稳定性和可靠性。因此，本文提出机械装配过程中误差分析及补偿方法。整体以机械装配过程中的误差分析与误差补偿分别进行了设计。首先，针对机械装配过程中的定位误差进行了偏角误差分析。然后，选取激光传感器的局部点云扫描的方法，采集该零件的激光数据以及点位信息，进而实现误差补偿。试验结果表明：经过本文提出的机械装配过程中误差分析补偿方法补偿后的零件加工偏差明显小于其余两种方法，验证了该方法的有效性与可行性。

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基于SVM的机电一体化数控机床主轴故障预测技术研究

孙静

中国机械. 2024, (28): 67-70.

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本文以实际应用为背景，重点研究机电数控机床主轴故障预报方法，从故障特征提取、主轴故障预报模型构建、主轴故障预报三个角度，揭示其故障预报途径和关键环节。在此基础上，对比分析了小波分析法、人工神经网络及SVM方法在实施机电一体化数控机床主轴故障预测实践中所消耗的时间与获取到的结果准确度，结果证实了SVM方法的应用实效性理想。

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一种搅拌站用新型装载机新能源改造技术推广应用研究

段继耀

中国机械. 2024, (28): 71-74.

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本文提出了一种新型的装载机新能源改造技术方案，其关键技术包含高性能的变频调速系统、无缝互换的电动动力总成、高安全性能的电缆滚筒输电系统及便捷、安全的云管理平台，通过对传统柴油动力系统进行更换，以电动动力系统来驱动，从而降低能耗和碳排放。在推广应用方面，本文结合中铁广州工程局集团第二工程有限公司搅拌站用装载机的实际改造应用，验证了改造后的装载机在经济效益和环境保护方面均表现出显著优势。该技术方案可以直接拓展至公司挖机和装载机，不仅每年可节约大约1379.20万元成本，而且在性能、管理效率和后续维修成本方面均有较大优势。本文研究以期在提质增效的同时实现绿色低碳发展，助力中国中铁推进生态文明建设和实现碳达峰碳中和目标。

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基于CDIO理念的光伏发电技能实训课程设计

王玲玲

中国机械. 2024, (28): 75-79.

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本文将CDIO理念引入光伏发电实训课程中，以相关项目小任务为驱动，深入开展“做中学，做中教”，并结合项目化教学和情景体验教学等教学方法，确保CDIO能在课程教学中真正得到有效实施，加强学生对专业的思考能力，培养其创新设计能力及综合实践能力，进一步实现高效课堂。

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基于信息反馈的氢厂房机械通风系统设计

姜小亮

中国机械. 2024, (28): 80-83.

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氢能作为清洁高效的能源形式，其安全性备受关注，本文针对传统氢厂房通风系统存在的响应速度慢、控制精度低等问题，提出了一种基于信息反馈的机械通风系统设计方案。该方案采用多点布置的氢气浓度传感器实时监测厂房内氢浓度分布，通过对通风系统正常风机与事故风机的无缝切换，实现了氢气泄漏事故工况下的快速稀释和安全防控。本文设计的方案能够在保证厂房氢浓度始终低于设计报警下限的同时，最小化通风能耗，具有良好的动静态控制性能，为氢能产业的安全发展提供了新思路。

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基于现有光伏 I-V 技术的新型智能诊断技术在复杂山地光伏电站的研究与应用

李贵鹏

中国机械. 2024, (28): 84-88.

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光伏组件的故障不仅会使得组件的发电效率下降，更有甚者会引发一系列安全问题。本文介绍了基于组串式逆变器的 I-V 曲线在线诊断技术的应用背景、诊断方案、诊断故障类别、山地光伏智能诊断存在的一些问题及解决方案等。

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基于工艺数模一体化设计的数控零件快速加工技术

张达张云鹏王雪飞刘本刚乔永莲刘冠

中国机械. 2024, (28): 89-92.

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针对数控加工零件数模内外表面曲率不连续、碎面多影响数控编程及加工的问题，本文通过工艺数模一体化设计，优化零件数模内外表面质量，将碎面整合为曲率连续的曲面。在曲面优化过程中，本文着重介绍了碎面脊线设计方法，以实现曲面的最优设计。同时，在保证零件曲面尺寸精度的前提下，提出将双曲率曲面转化为直纹曲面的方法，在零件双曲率曲面简化区域实现数控行切加工，以此来提升零件加工质量和切削效率。

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UWB系统在煤矿智能辅助运输中的应用研究

田波唐松

中国机械. 2024, (28): 93-96.

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伊犁一矿为实现井下车辆安全管理调度，以UWB车辆精确定位为基础、车载终端为核心，对井下车辆的位置信息及乘车人员的位置信息进行实时监测，同时检测井下车辆数量、位置、速度等信息，并在监控屏上显示，实现运输全流程的信息化管理和车辆调度一体化管控，建立了高效、安全的辅助运输管理体系。

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移动灌浆装置搅拌混合的数值分析

=熊灿1 王吉珍2

中国机械. 2024, (28): 97-100.

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为设置移动灌浆装置搅拌装置的工作参数，使其满足连续进料、连续搅拌、同步泵送的工况要求，本文通过ANSYS Fluent软件仿真计算了物料质量流量对搅拌的影响，物料混合效果，搅拌器内液位高度控制对输出泥浆混合效果的影响。计算结果量化了物料混匀效果，确定了搅拌器桶内控制最低液位的高度。运用仿真结果指导移动灌浆装置运行，使用该装置生产的水泥浆制备试块，在28d养护完成后剖切试块，其剖切面均匀性良好，无任何贯穿性裂纹。试验结果验证了计算的有效性。

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矿山浮选机械自动化控制系统优化与智能监控技术应用

刘伟

中国机械. 2024, (28): 101-104.

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本文针对矿山浮选机械的自动化控制系统优化与智能监控技术进行了深入研究，提出了一种基于模糊控制的自动化控制策略和智能监控系统的架构。通过某矿业股份有限公司案例，对其进行自动化控制系统的优化和智能监控技术应用建议。研究结果表明，自动化控制系统优化与智能监控技术能够显著提高浮选过程的效率和质量，为矿山企业创造更大的经济效益。

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隧道电动牵引车升级改造研究

廖培杰

中国机械. 2024, (28): 105-109.

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为满足地铁施工需求，本文对隧道电动牵引车进行了升级改造，将45t电动牵引车升级改造为55t电动牵引车，同时，为提升工效，减少工序时长，将电动牵引车的动力源电池由铅酸电池改为锂电池。经过论证和改造实施，55t锂电池电动牵引车组满足现场生产施工需求。

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轨道车辆地板布加热分解控制与应用研究

田冬1 张红利1, 通讯作者孙超1, 通讯作者陈有根2 曹原2 曹孟科2 李日鹏2

中国机械. 2024, (28): 110-114.

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随着轨道车辆的发展与普及，车辆地板对舒适性、美观性等的要求越来越高。轨道车辆地板布磨损或达到规定使用年限后，必须对其进行换新处理。当前地板布分解工作基本靠人工进行，存在效率低下、分解效果不好、基板无法重复使用等问题。本文针对这些问题设计了地板布分解电加热器，并对典型车辆地板布加热温度控制及分解效果进行了测试。通过实验验证了装置的有效性，为轨道车辆地板布分解工艺与方法的制定提供了参考依据。

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轨道交通车辆转向架结构优化设计

李光明

中国机械. 2024, (28): 115-118.

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转向架是轨道交通车辆的重要组成部分，起到承载车体重量、引导运行、减振和传递牵引/制动力的作用。转向架能有效吸收运行过程中产生的振动和冲击，减少对车体的影响，提高乘坐舒适性。同时，转向架通过降低轮轨摩擦和磨损，延长了轨道和轮对的使用寿命。在牵引和制动过程中，转向架将力从车头传至各个车厢，实现列车平稳加速和减速。因此，优化设计转向架的结构和性能，对于提升列车的运行安全、舒适和经济性具有重要意义。基于此，本文介绍了轨道交通车辆转向架结构优化设计方法，并对其应用前景和未来发展方向进行了阐述。

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无刷直流电动机转子抖振抑制方法研究

曹德云1 黄顺华2

中国机械. 2024, (28): 119-123.

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在实际应用中，无刷直流电动机的转子抖振问题成为影响系统性能和控制精度的关键因素之一。转子抖振不仅会导致机械振动和噪声的增加，还可能引起系统的不稳定。因此，本文提出无刷直流电动机转子抖振抑制控制方法。首先建立无刷直流电动机的数学模型，进而通过构建专门的观测器来监测无刷直流电动机的反电动势，从而间接计算出电动机的运行速度及转子精确位置，最后在该滑模观测器中引用一种新型滑模速度控制策略，实现电动机转子的抖振抑制。试验结果表明：无刷直流电动机转子抖振抑制控制方法能够有效抑制了电动机转子的抖振情况，该方法的转速监测结果呈现一定的规律性，而另外两种方法的控制效果较差，因此可以证明该方法的可行性。

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基于机器学习的港口机械液压系统故障诊断与预测分析

唐琦

中国机械. 2024, (28): 124-127.

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港口机械的液压系统在恶劣的工作环境下长期运行，极易发生各种故障，影响设备运行效率和可靠性。本文针对港口机械液压系统的常见故障，提出一种基于机器学习的故障诊断与预测方法。首先通过各种传感器采集液压系统的实时运行数据，然后利用数据预处理技术去噪和特征提取。在此基础上，训练多种机器学习模型对故障模式进行分类和预测。通过在港口起重机上的应用验证，该方法能够准确诊断多种常见的液压系统故障，并及时预警潜在的故障风险，为设备维护提供有力支持，提高设备可靠性和运行效率。

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景电提灌工程机电设备运行异常及处理措施研究

吴庆锋

中国机械. 2024, (28): 128-131.

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在长周期、高强度的运行条件下，机电设备不可避免地会出现各种问题，严重威胁到提灌工程的正常运转。因此，深入研究机电设备运行异常问题的表现形式、产生机理及处置方法，对于提高设备运行可靠性、保障提灌工程安全经济运行具有重要意义。本文通过分析景电提灌工程机电设备运行中的典型异常问题，总结异常诊断与处置的实践经验，为同类工程设备管理提供参考。

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某项目飞机吊挂套盒区域干涉问题改进

王龙飞

中国机械. 2024, (28): 132-135.

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本文主要介绍了某型号飞机吊挂在装配过程中套盒区干涉的问题，经过现场实际装配情况跟踪调查、数据搜集及干涉问题的原因分析，对套盒区域的零件外形尺寸公差进行更改调整，解决了套盒区域前梁下缘条与外侧吊挂上机翼连接前接头的装配干涉问题，完成了该飞机吊挂套盒区域的顺利装配。

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轧钢设备液压泄漏成因与预防管理措施探析

高俊亮

中国机械. 2024, (28): 136-139.

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轧钢设备是现代钢铁生产的核心装备，其可靠性和稳定性直接影响着产品质量和生产效率。液压系统作为轧钢设备的重要组成部分，在设备运行过程中发挥着关键作用。然而，由于各种原因，轧钢设备液压系统经常出现泄漏问题，不仅影响设备性能，还可能导致安全事故和环境污染。因此，深入分析轧钢设备液压泄漏的成因，探索有效的预防管理措施，对于提高设备可靠性，确保生产安全高效具有重要意义。本文从液压泄漏的类型入手，系统剖析轧钢设备液压泄漏的主要成因，并在此基础上提出针对性的预防管理措施，以期为轧钢企业设备管理提供有益参考，促进轧钢设备安全、高效、环保运行。

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基于“岗课赛证”深度融合的机械制造及自动化专业人才培养模式研究

王刚谭文君王爽吴斌

中国机械. 2024, (28): 140-144.

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在当前职业教育领域，专业课程与职业岗位的不完全匹配是制约人才培养质量提升的重要因素。为了解决这一问题，本文以机械制造及自动化专业为例，将岗位需求、课程内容、技能竞赛和职业资格证书相结合，形成“岗课赛证”四位一体的综合育人模式。首先，对“岗课赛证”的基本内涵进行了阐释，明确了其在职业教育中的重要作用和实际应用价值。然后，为实现“岗课赛证”深度融合，提出了具体的人才培养模式实施策略。通过本研究的实施，可以有效提升机械制造及自动化专业的人才培养质量，满足社会对高素质技术技能型人才的需求。同时，本文也为其他专业在“岗课赛证”综合育人模式方面提供了有益的借鉴和参考。

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新能源汽车技术专业课程教学方案设计探析

夏仲敏

中国机械. 2024, (28): 145-148.

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随着新能源汽车产销持续地高速增长，我国新能源汽车迈向坚持自主创新和展现品牌效应的新时期，这不仅带来了市场活力，还为经济发展注入了新动力。在汽车行业向新能源汽车转型的同时，对新能源汽车技术人才的需求也大幅度地增加。然而很多高职院校开设的新能源汽车技术专业起步较晚，教学资源匮乏、教师队伍建设不足等问题严重影响了新能源汽车技术专业人才的培养。对于新能源汽车技术专业课程的教师，怎样利用有限的资源，设计出合理的教学方案进行教学活动，是提高教学质量、实现人才培养目标的重要环节。

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数字化赋能高校教材建设方法的探索与研究——以《压力容器》数字化教材为例

张红升1 郎秀峰2 于美琪1 郭凯1, 通讯作者

中国机械. 2024, (28): 149-152.

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专业支撑与数字赋能是教育部确定的课程教学改革深化方向，而教材的数字化改革是课程数字化的重要内容之一。针对传统教材个性化不足、表现形式单一、学生参与程度不足等问题，本文提出了创新型的活页式数字化教材及其开发新模式。根据过程装备与控制工程的专业特点，以创新型人才培养为导向,采用校企协同育人模式完成了《压力容器》数字化教材，并研究了其在多维度场景中的应用，以期为高等院校的教材建设提供参考和借鉴。

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“三环双线一体”中职机械零部件测绘教学研究与实践

俞挺

中国机械. 2024, (28): 153-156.

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机械零部件测绘课程是中职机械专业的一门综合基础实训课程，在机械专业人才能力培养中具有重要意义。本文通过“三环双线一体”的教学模式实践，即在课前、课中和课后三个教学环节中以思政和技能双线为引导，将理论学习、虚拟仿真、实践操作融合为一体的实训课程，改变在传统授课过程中的问题，提升学生动手操作能力、思政素养和综合应用能力。

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高职院校教师创新团队“学竞研产”一体化递进式培养模式探究

牟小燕

中国机械. 2024, (28): 157-160.

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教师教学创新团队建设已成为高职院校培养高技术人才的重要之路。本研究首先深入探讨了组建教师教学创新团队的必要性，随后以电气自动化专业的教师教学创新团队试点为例，分析了团队制度建立与实施的多个关键问题。最后，讨论了当前教师教学创新团队建设面临的挑战，并提出了相应的解决策略。本研究提出的“学竞研产”一体化递进式培养模式，以教学为基础，以竞赛牵引，以项目为纽带，协同培养创新人才，旨在满足国家对高端人才的需求，推动社会的持续进步。

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2024年, 第28期　刊出日期：2024-10-10

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