本期導(dǎo)讀

方法與技術(shù)

1.適用于形性一體化的工業(yè)備件增材制造工藝研究

關(guān)鍵詞：增材制造工藝 P1~4

針對(duì)企業(yè)備品備件管理面臨的新挑戰(zhàn)，《適用于形性一體化的工業(yè)備件增材制造工藝研究》一文基于備件增材制造應(yīng)用研究的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，分析了增材制造用于工業(yè)備件國(guó)產(chǎn)化替代的必要性及可行性與存在的問(wèn)題，探討了適用于增材制造的工業(yè)備件的技術(shù)特性、形性影響因素及保障措施，提出了基于逆向工程理念的形性一體化增材制造工藝研究框架及國(guó)產(chǎn)化替代實(shí)驗(yàn)技術(shù)方案，研究了增材制造用于備件國(guó)產(chǎn)化替代的經(jīng)濟(jì)效益與技術(shù)應(yīng)用評(píng)估方法。以線纜接頭為例進(jìn)行了增材制造的形性一體化試驗(yàn)研究，結(jié)果表明備件試驗(yàn)件具有了原件的形性功能要求，為備件增材制造的工業(yè)化應(yīng)用提供了新的研究思路。

2.激光式甲烷探測(cè)器極端氣候環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)研究

關(guān)鍵詞：激光甲烷探測(cè)器 P5~6，27

可燃?xì)怏w探測(cè)器在可燃?xì)怏w的泄漏檢測(cè)中有著重要的作用和意義，《激光式甲烷探測(cè)器極端氣候環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)研究》一文從探測(cè)器環(huán)境適應(yīng)性研究出發(fā)，考慮探測(cè)器實(shí)際應(yīng)用環(huán)境，研建多災(zāi)耦合環(huán)境條件下可燃?xì)怏w報(bào)警器綜合性能測(cè)試系統(tǒng)。試驗(yàn)結(jié)果表明：淋雨、降雪和覆冰等單一氣候環(huán)境對(duì)可燃?xì)怏w監(jiān)測(cè)儀的測(cè)試性能產(chǎn)生影響，極端氣候環(huán)境會(huì)導(dǎo)致可燃?xì)怏w監(jiān)測(cè)儀的數(shù)據(jù)不穩(wěn)定，波動(dòng)較大且存在一定的誤差。相比于溫度環(huán)境的變化，單一的淋雨、降雪和覆冰等災(zāi)害環(huán)境對(duì)可燃?xì)怏w監(jiān)測(cè)儀的影響更大。同時(shí)，在復(fù)合氣候環(huán)境條件下的監(jiān)測(cè)性能影響更大，如風(fēng)和高低溫、風(fēng)和淋雨、風(fēng)和覆冰、風(fēng)和降雪等環(huán)境的耦合。在復(fù)合環(huán)境中，不同災(zāi)害因素之間相互作用，會(huì)對(duì)可燃?xì)怏w監(jiān)測(cè)儀的性能產(chǎn)生復(fù)雜的影響。

3.基于改進(jìn)Otsu+Hough 圖像處理算法的菌落計(jì)數(shù)研究

關(guān)鍵詞：圖像處理算法的菌落計(jì)數(shù) P7~10，27

在農(nóng)業(yè)、食品、醫(yī)學(xué)等行業(yè)的微生物檢測(cè)中，從業(yè)者用人工計(jì)數(shù)的方法對(duì)菌落計(jì)數(shù)，不僅充滿不確定性，而且效率低。《基于改進(jìn)Otsu+Hough 圖像處理算法的菌落計(jì)數(shù)研究》一文提出一種基于改進(jìn)Otsu 的菌落計(jì)數(shù)系統(tǒng)，該系統(tǒng)分為2 個(gè)部分：硬件的視覺(jué)圖像采集系統(tǒng)和軟件圖像處理算法組成；運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)通過(guò)使用Labview來(lái)控制，視覺(jué)采集系統(tǒng)通過(guò)工業(yè)相機(jī)收集菌落圖像，實(shí)現(xiàn)了微生物圖像自動(dòng)采集。圖像處理利用Python 語(yǔ)言的方便快捷性，根據(jù)開(kāi)放源代碼OpenCV 庫(kù)來(lái)對(duì)多種圖像進(jìn)行Otsu、Hough 變換等處理算法，使得微生物計(jì)數(shù)在保證正確率和效率的同時(shí)，由算法自動(dòng)生成計(jì)算和分析計(jì)數(shù)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，程序處理圖像平均用時(shí)較短，算法計(jì)數(shù)結(jié)果與人工計(jì)數(shù)結(jié)果相比誤差較小，通過(guò)算法精簡(jiǎn)可以實(shí)現(xiàn)相關(guān)實(shí)驗(yàn)室對(duì)菌落計(jì)數(shù)的自動(dòng)化處理。

4.基于ESP32 的三軸機(jī)械臂雙模式控制系統(tǒng)

關(guān)鍵詞：三軸機(jī)械臂雙模式控制系統(tǒng) P11~13

在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中三軸機(jī)械臂以其簡(jiǎn)潔、靈活和高效的特點(diǎn)成為了自動(dòng)化領(lǐng)域的熱門(mén)選擇?！痘贓SP32 的三軸機(jī)械臂雙模式控制系統(tǒng)》一文以ESP32 芯片為核心，設(shè)計(jì)一個(gè)三軸機(jī)械臂雙模式控制系統(tǒng)，在系統(tǒng)中，利用上位機(jī)編寫(xiě)的Python 應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)對(duì)下位機(jī)數(shù)據(jù)及指令的傳輸，通過(guò)ESP32 主控芯片完成步進(jìn)電機(jī)對(duì)機(jī)械臂的控制。將正向運(yùn)動(dòng)學(xué)原理應(yīng)用于直接控制模式的設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)計(jì)算得到可交互界面上的滑塊數(shù)值、步進(jìn)電機(jī)的步數(shù)與模擬PWM 波脈沖信號(hào)之間的關(guān)系，再通過(guò)4988 模塊驅(qū)動(dòng)機(jī)械臂轉(zhuǎn)動(dòng)到目標(biāo)位置。利用逆向運(yùn)動(dòng)學(xué)實(shí)現(xiàn)姿態(tài)跟隨控制模式，系統(tǒng)對(duì)機(jī)械臂跟隨目標(biāo)的坐標(biāo)進(jìn)行計(jì)算求解，自動(dòng)將機(jī)械臂模式圖調(diào)整到目標(biāo)位置上，進(jìn)一步逆解析出所需要轉(zhuǎn)動(dòng)的角度之后，生成控制信號(hào)發(fā)送給ESP32，使得機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)到目標(biāo)位置，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)跟隨。經(jīng)過(guò)對(duì)機(jī)械臂系統(tǒng)的調(diào)試，所設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)先設(shè)定的各種功能。

5.新型水果采摘裝置的設(shè)計(jì)與研究

關(guān)鍵詞：水果采摘裝置 P32~34，70

收獲采摘是果品生產(chǎn)中最為關(guān)鍵的過(guò)程之一，《新型水果采摘裝置的設(shè)計(jì)與研究》一文設(shè)計(jì)了一種用于蘋(píng)果采收的輔助機(jī)械手。其機(jī)械手是一種手持長(zhǎng)桿結(jié)構(gòu)，前端滑塊利用液壓系統(tǒng)，推動(dòng)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而可以完成剪刀的開(kāi)啟和閉合，再與手柄所連接的連桿機(jī)構(gòu)相結(jié)合，可以將剪刀移到果柄處，從而剪斷果柄，最后，蘋(píng)果果實(shí)落到收納機(jī)構(gòu)中，同時(shí)完成對(duì)蘋(píng)果的采摘和收納。在水果的底部配備柔性收納裝置，可以將水果暫時(shí)收納到一個(gè)袋子中，等水果收集滿后，再放入箱內(nèi)。本研究成果對(duì)于實(shí)現(xiàn)果樹(shù)的高效、低成本、高效率的高效采摘具有重要的實(shí)踐意義和應(yīng)用價(jià)值。

管理與人才培養(yǎng)

6.ABAQUS 軟件在“工程力學(xué)”課程教學(xué)中的應(yīng)用

關(guān)鍵詞：“工程力學(xué)”課程教學(xué) P101~103

“工程力學(xué)”是一門(mén)重要的工科課程，《ABAQUS 軟件在“工程力學(xué)”課程教學(xué)中的應(yīng)用》一文針對(duì)“工程力學(xué)”教學(xué)中學(xué)生面臨的公式繁多、概念原理不易理解的問(wèn)題，指導(dǎo)學(xué)生課后采用ABAQUS 有限元軟件，把概念和公式轉(zhuǎn)化為有限元算例，通過(guò)計(jì)算，消化理解課程中的概念和公式，進(jìn)行輔助教學(xué)。課后，學(xué)生隨時(shí)可以在微信群內(nèi)探討把概念或公式轉(zhuǎn)化為有限元算例的合理性、ABAQUS 軟件有限元計(jì)算的問(wèn)題、課程知識(shí)點(diǎn)以及與課程有關(guān)的問(wèn)題，教師與學(xué)生、學(xué)生之間都可充分討論。與傳統(tǒng)課堂授課相比，ABAQUS 軟件在“工程力學(xué)”課后輔助教學(xué)能夠使得學(xué)生直觀理解課程中的理論公式和概念。本研究為學(xué)生課后學(xué)習(xí)“工程力學(xué)”課程，提供了切實(shí)可行的新思路。

應(yīng)用與優(yōu)化

7.8t 汽車起重機(jī)伸縮式主臂結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

關(guān)鍵詞：汽車起重機(jī)P182~186，207

汽車起重機(jī)是應(yīng)用最廣泛的工程起重機(jī)類型，汽車起重機(jī)的伸縮式主臂，直接決定了起重作業(yè)的可靠性與安全性?！?t 汽車起重機(jī)伸縮式主臂結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)》一文以8 t 汽車起重機(jī)伸縮式主臂作為結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的對(duì)象，在Creo 軟件參數(shù)化建模的基礎(chǔ)上，參照該汽車起重機(jī)額定起重量表，合理選擇了伸縮式主臂多個(gè)工作位置，分別對(duì)其進(jìn)行ANSYS 有限元結(jié)構(gòu)靜力分析。將獲得的伸縮式主臂各節(jié)臂的應(yīng)力、變形等響應(yīng)數(shù)據(jù)作為結(jié)構(gòu)改進(jìn)的參考依據(jù)，指導(dǎo)伸縮式主臂各節(jié)臂局部強(qiáng)化、減少應(yīng)力集中和減材等方面的設(shè)計(jì)優(yōu)化，接著對(duì)優(yōu)化設(shè)計(jì)后的伸縮式主臂結(jié)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)靜力分析。分析結(jié)果顯示，優(yōu)化設(shè)計(jì)后的伸縮式主臂結(jié)構(gòu)最大等效應(yīng)力值明顯小于材料的基本許用應(yīng)力值，強(qiáng)度是足夠的，局部結(jié)構(gòu)強(qiáng)度得到了改善，整體質(zhì)量減輕了約12.61%，符合設(shè)計(jì)預(yù)期。

專論與綜述

8.我國(guó)微小型燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)展概況與國(guó)產(chǎn)化對(duì)策

關(guān)鍵詞：微小型燃?xì)廨啓C(jī) P274~277

燃?xì)廨啓C(jī)是能源動(dòng)力的高端核心裝備，代表著一個(gè)國(guó)家重大裝備制造業(yè)的總體水平?！段覈?guó)微小型燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)展概況與國(guó)產(chǎn)化對(duì)策》一文圍繞微小型燃?xì)廨啓C(jī)，分析了“十二五”以來(lái)國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策環(huán)境，國(guó)內(nèi)外進(jìn)展和優(yōu)勢(shì)企業(yè)及機(jī)構(gòu)，目前和下一代微小燃機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)以及國(guó)內(nèi)外差距；針對(duì)國(guó)內(nèi)研究基礎(chǔ)薄弱、關(guān)鍵技術(shù)尚未掌握、研究力量分散、產(chǎn)業(yè)配套不夠完善等問(wèn)題，提出利用產(chǎn)業(yè)、科技、金融等措施，整合資源形成發(fā)展合力、聚焦重點(diǎn)突破制約瓶頸、設(shè)立微小型燃機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展基金的三條推動(dòng)國(guó)產(chǎn)化發(fā)展的策略建議，為加快我國(guó)微小型燃?xì)廨啓C(jī)國(guó)產(chǎn)化替代進(jìn)程提供參考。