- 李朋儒;张瑞亮;孙旭光;
国内外中轻型高速履带两栖车辆构型及水动性能研究一直较少，为提高两栖车水上快速性，提出了W型槽道与滑行艇式构成的多效应两栖车构型，基于计算流体力学（CFD）数值模拟，分析了车辆在静水状态下（0～70）km/h各航速下的阻力特性、航行姿态、车体升沉、自由界面波形等车辆水动性能。研究结果表明：滑行艇式两栖车构型，通过W型槽道产生的气动升力与尾部压浪板提供的水动升力，使得车辆抬升，阻力峰值回落明显，进入高速滑行状态后阻力稳定在21.5kN左右，具有高速低阻的显著特征。
2026年04期 No.422 1-5页 [查看摘要][在线阅读][下载 1448K] [下载次数：153 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：18 ] - 彭雪梅;孙永厚;刘夫云;刘凯扬;
为了提升商用车驾驶室轻量化优化效果，以企业某型号商用车驾驶室为研究对象，在SFE-Concept中建立驾驶室隐式参数化模型并生成有限元模型，通过试验分析验证了模型的准确性；以弹性模量为变量进行结构灵敏度分析，筛选出相关结构的厚度和截面形状作为设计变量用于试验设计；根据模态置信因子自动追踪模态阵型并验证了近似模型的拟合精度；利用NSGA-Ⅲ算法进行驾驶室轻量化多目标优化研究，结合TOPSIS方法筛选出最优方案。结果表明：驾驶室质量降低22.5kg，降幅达7.3%，同时提升了刚度，满足驾驶室轻量化和性能要求。
2026年04期 No.422 6-10页 [查看摘要][在线阅读][下载 1472K] [下载次数：400 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：15 ] - 卢欣基;闫德立;李韶华;
针对车辆在高速转弯时质心侧偏角难以准确估计的问题，提出了一种基于自适应无迹卡尔曼滤波算法（Adaptive Unscented Kalman Filter,AUKF）与积分法融合的质心侧偏角估计方法。基于车辆三自由度动力学模型构建了具有遗忘因子的自适应无迹卡尔曼滤波器，通过递推最小二乘法（RLS）获取实时的轮胎侧偏刚度，以提高动力学模型估计质心侧偏角的精度；同时由于积分法误差积累的缺点，提出了具有修正误差效果的积分法质心侧偏角估计器。分析运动学模型与动力学模型的适用范围，设计了一种以轮胎侧偏角为变化量的融合估计方法。通过Carsim/Simulink联合仿真对比路况与实车实验，结果表明该融合算法所估计的质心侧偏角拥有良好的准确性和跟踪性，能够降低传感器带来的噪声误差。
2026年04期 No.422 11-16页 [查看摘要][在线阅读][下载 1420K] [下载次数：126 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：9 ] - 宋旋;刘志超;
变形量的准确预测是变形监测的关键，针对现有基坑变形预测方法精度低、耗时长等问题，提出了一种改进的量子粒子群优化算法和径向基函数神经网络相结合用于预测基坑变形。引入了早熟自检和自适应扰动算子优化量子粒子群优化算法，通过优化算法优化径向基函数神经网络参数，将优化后的参数作为训练预测模型的初始值。通过实验对所提预测方法的优越性进行验证。结果表明，与传统的基坑变形预测方法相比，这里所提基坑变形预测方法具有更高的精度和效率，RMSE指数约为0.02,IA指数约为0.99，训练时间约为3s。该研究为变形预测的发展提供了更加科学有效的手段。
2026年04期 No.422 17-21页 [查看摘要][在线阅读][下载 1317K] [下载次数：14 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：6 ] - 王燕;吴佳琪;
为提高精度，提出了一种基于循环一致生成对抗网络非线性模态分析方法。首先定义了从自然坐标空间到模态空间的正向映射以及逆映射，从而实现非线性模态的叠加。然后通过使用循环一致生成对抗网络和一组以保持正交性为目标的神经网络实现映射学习，发生器的目标分布从自然坐标转换为模态坐标，是一个具有对角相关矩阵的多元高斯分布。对抗性训练迫使生成器生成具有相似分布的样本，从而实现模态坐标之间的解耦。最后模拟数据和实验数据上进行了测试，结果表明，提出方法能有效地分离模态，另外还保证了较高的精度。
2026年04期 No.422 22-29+34页 [查看摘要][在线阅读][下载 1683K] [下载次数：11 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：7 ] - 刘瑞瑞;王立标;李津蓉;
为研究齿轮内部激励下车辆横向稳定杆传动系统的非线性特性，建立了含齿轮时变啮合刚度等非线性参数的车辆横向稳定杆传动系统的动力学方程。利用数值方法对动力学模型进行求解，并采用分岔图、相平面图和庞加莱截面图等方法分析齿轮内部激励对车辆横向稳定杆传动系统的动态响应。研究结果表明：随着齿轮内部激励频率的变化，传动系统会经历稳定和不稳定两个状态；当内部激励频率在（30.12～42.78）rad/s区间时，传动系统甚至会进入混沌状态，这种非线性特性会直接降低传动系统的使用寿命。研究结果为传动系统非线性振动分析提供了基础理论。
2026年04期 No.422 30-34页 [查看摘要][在线阅读][下载 1357K] [下载次数：281 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：8 ] - 张峰;张朋举;姚再起;王则龙;
针对某轿车上车身在概念设计阶段进行结构优化设计。首先，通过SFE CONCEPT软件创建上车身全参数化模型，将SFE模型生成的网格与下车身CATIA数据网格进行耦合，得到白车身有限元模型，并进行白车身刚度、模态分析；接着，利用白车身网格和其他整车系统网格，创建整车有限元模型并进行小偏置碰、顶压和侧碰等安全工况分析；最后，利用拓扑优化、截面优化等手段，优化车身的刚度及模态性能，同时结合碰撞结果进行安全工况的优化。基于全参数化概念模型，提早开始CAE分析工作，综合识别车身结构刚度、模态、碰撞等问题并优化达标，在仅增重3.4 kg(0.91%)的前提下，车身扭转刚度提升3980N·m/°，顶压工况最大顶压力优化后达到整车重量的4.76倍，小偏置工况乘员舱最大侵入量优化后下降约13%，侧碰工况生存空间优化后提高73%,B柱对应腹部侵入速度下降12.8%，前门对应腰部侵入速度下降12%。为开发周期越来越短情况下的车身结构正向设计，提供了一种新的思路。
2026年04期 No.422 35-40页 [查看摘要][在线阅读][下载 1575K] [下载次数：223 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：8 ] - 郑皎;杨玉中;
针对混联生产线工序间在制品堆积而导致的交货拖期和成本高的问题，运用排队论等理论和方法，采用先到先加工与机器带有优先级相结合的排队规则，将相互交织的串并联机器转化为单类型和两类型机器的排队问题，建立了单队列混联生产线排队模型。该模型以最短完工时间和最小加工成本为目标函数，满足系统服务强度和空间资源限制的约束。通过将构建的排队模型在某洗碗机工厂进行应用，并采用模型求解与仿真实验相结合的方法，得到了在四种关联度下最优的在制品数量选择策略。通过对交货期和生产成本等因素的关联分析，既能保证对工序间在制品数量进行动态调整，又能使系统成本最小。
2026年04期 No.422 41-45+52页 [查看摘要][在线阅读][下载 1510K] [下载次数：141 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] - 江屏;韩宇轩;周吉浩;
在产品的改进过程中产品系统内可能潜在着冲突，冲突阻碍着产品的改进，针对该问题提出了一种冲突发现方法，发现并消除冲突得到合理的改进方案。这里提出了使用约束（Thinking of Constrain,TOC）理论的五大核心步骤为框架，制定初步的改进措施后，在TOC思想的引导下确定元素-名称-量值模型（Element-Name-Value Model,ENV Model）中的控制参数与评价参数，根据ENV模型中参数的变化，明确系统中功能的变化，构建TOC理论中的未来树图表工具，确定并表达出改进措施对系统的影响，判断系统内是否存在着冲突，对存在的冲突使用TOC理论中的蒸发云图表结合发明问题解决理论（Theory of Inventive Problem Solving,TRIZ）的方法对冲突进行消除，得到最终的解决方案，以等离子切割机外壳的保护帽失效问题为实例进行问题解决，验证该分析流程的有效性。
2026年04期 No.422 46-52页 [查看摘要][在线阅读][下载 1451K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] - 杨文生;骆兴华;王文宾;李明;
为了提高保持恒定尺度的低压线路故障测试精度，在提高RepPointsv2网络对于重要部件与缺陷检测性能的基础上，设计了一种基于了SI-FPN定尺度金字塔网络的线路缺陷检测方法，并开展了实验结果分析。研究结果表明：经过更多次训练后，loss曲线持续降低，中心点和目标尺寸分支损失快速下降，最终达到收敛状态。采用本设计网络达到了更高精度，检测速度也较快，为28.2FPS，可以满足对低压线路进行准确高效巡检的性能要求。消融实验表明SI-FPN定尺度金字塔能够实现RepPointsv2网络性能优化的作用。相对其它网络模型更大，本网络符合低压线路巡检的精度要求。在训练期间检测精度也呈现平稳上升，最终mAP达到96.4%。该SI-FPN结构在ATSS目标检测网络基础上使mAP指标增大1.9%，显著优化了低压线路故障检测。该研究方法能够满足非实时检测状态下的线路巡检精度控制要求，为后续建设电网系统提供可靠电力设施保障。
2026年04期 No.422 53-56+63页 [查看摘要][在线阅读][下载 1341K] [下载次数：53 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：4 ] - 王景辉;
针对汽车驱动轴系统的轴向摩擦力的计算，提出了基于随机变量的不确定性计算模型。将三脚架关节的铰接角和节圆半径视为随机变量，将输入扭矩、轴系位置角和摩擦系数视为区间变量。为了提高优化的效率和精度，提出了摄动-顶点法来计算不确定性模型的响应。在此基础上进行了轴向摩擦力可靠性优化，以轴向摩擦力可靠性的下界为优化目标，确定汽车驱动轴系统的最佳设计参数。最后通过试验验证了轴向摩擦力计算的不确定性模型的有效性，并通过数值算例对轴向摩擦力进行了可靠性分析和优化。
2026年04期 No.422 57-63页 [查看摘要][在线阅读][下载 1375K] [下载次数：78 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：5 ] - 闫志彩;李志强;
针对多约束条件下的高效率铣削过程，提出了一种用于粗加工的铣削参数优化方法。以加工效率为目标，以主轴转速、径向和轴向切削深度为变量，考虑基本参数可行域、切削力、稳定性、主轴扭矩和功率等多约束条件，建立了优化问题的数学模型。将离线优化与实时监控相结合，建立了刀具磨损与铣削力的定量关系，实现了切削力系数的实时估计；在此基础上，提出了一种基于随机向量搜索的数值优化方法，并给出了整体优化过程。最后通过实验表明，所提出的参数优化方法可以大幅提高加工效率，证明了该方法的有效性。
2026年04期 No.422 64-70+76页 [查看摘要][在线阅读][下载 1568K] [下载次数：16 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：6 ] - 张昌凡;高见;何静;
学习率和其下降因子是基于长短期人工神经网络（Long Short-Term Memory，简称LSTM）的滚动轴承剩余使用寿命（Remaining Useful Life，简称RUL）预测关键参数。然而，目前通过先验知识确定其参数值难以保证预测精度。为此，提出了一种通过松鼠搜索算法（Squirrel Search Algorithm，简称SSA）对LSTM进行自动参数寻优的方法。首先，通过SSA对LSTM的学习率及其下降因子进行自动寻优；其次，通过优化后的LSTM模型进行预测，生成误差序列，同时通过引入完全自适应噪声集合经验模态分解（Complete Ensemble Empirical Mode Decomposition with Adaptive Noise，简称CEEDMAN）对原始误差进行重构，将重构误差与原始数据相结合，最后得到高精度的预测结果。研究表明：该方法能够更好地找到使LSTM预测精度更高的学习率与学习率下降因子的参数值，并且引入CEEMDAN能够有效降低预测误差，从而实现对于滚动轴承RUL预测精度的提高。
2026年04期 No.422 71-76页 [查看摘要][在线阅读][下载 1423K] [下载次数：313 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：6 ] - 杨铮鑫;孙乐遥;党鹏飞;
为揭示石墨烯润滑油添加剂对滚动轴承摩擦磨损性能的影响，运用超声震荡分散法将不同质量分数的石墨烯添加剂加入46#抗磨液压油中，采用MMW-1A立式万能摩擦磨损试验机，在试验载荷2450N、转速为250r/min的工况下，对添加不同质量分数石墨烯润滑油润滑下的81107-TN型推力圆柱滚子轴承进行摩擦磨损性能对比试验。试验后利用三维非接触式形貌仪以及电子天平对磨损表面形貌和磨损量进行表征。结果表明：石墨烯添加剂在46#抗磨液压油中对滚动轴承表现出良好的减摩抗磨效果。在测试的添加范围内，当石墨烯添加剂的质量分数为0.1%时减摩抗磨效果最佳，轴承摩擦系数曲线峰值低且平稳，到达稳定润滑阶段摩擦系数降低25%，轴圈磨损量最高可降低14.52%，保持架磨损量最高可降低40.38%，座圈磨损量最高可降低24.07%，同时轴承外圈磨损表面形貌得到有效改善。
2026年04期 No.422 77-80+86页 [查看摘要][在线阅读][下载 1358K] [下载次数：220 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 班宇煊;刘春阳;杨芳;赵伟桦;
针对RV减速器主轴承在低速重载的典型服役工况下的动态特性研究相对缺乏的情况，设计了RV减速器主轴承试验载荷谱，建立了RV减速器主轴承的多体动力学模型，分析了RV减速器主轴承运转过程中径向载荷和内圈角速度对轴承内圈径向位移和轴向位移的影响。通过RV减速器主轴承试验机对RV减速器主轴承内圈径向位移和轴向位移动进行测量，将试验结果与动力学模型分析结果进行对比，验证了RV减速器主轴承动力学模型的有效性。结果表明：在轴承启停过程中，内圈的径向位移变化区间会随着径向载荷或内圈角加速度的增大呈线性增大趋势，内圈的轴向位移变化区间会随着径向载荷的增大呈线性减小趋势，随着内圈角加速度的增大呈线性增大趋势；在轴承匀速稳定运行阶段，内圈的径向位移会随着径向载荷的增大呈线性增大趋势，随着内圈转速的增大呈线性减小趋势，内圈的轴向位移会随着径向载荷或内圈转速的增大呈线性增大趋势，且转速对轴承位移的影响更加显著。
2026年04期 No.422 81-86页 [查看摘要][在线阅读][下载 1483K] [下载次数：125 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 尹周杨;李明伟;
针对体育器材用合金钢的耐磨性，研究了电磁感应对合金钢硬度的影响。通过搭建电磁感应系统，对合金钢进行了不同强度的电磁感应。结果表明经电磁感应后的合金钢具有较好的力学性能，随着磁场强度的增大，平均显微硬度增大，硬度波动范围减小。电磁感应降低了材料的平均残余应力，残余应力分布更加均匀。电磁感应使合金钢中的溶质碳含量增加，α-Fe相比例增加。此外，电磁感应降低了位错积聚区位错密度，位错的扩散和扩散增加了位错整体密度。通过研究表明，电磁感应提升了合金钢材料的整体性能。
2026年04期 No.422 87-91+95页 [查看摘要][在线阅读][下载 1483K] [下载次数：78 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 侯小远;陶猛;
基于管道一侧截面内排列的Helmholtz共振腔单元，这里设计了一种宽低频的声人工结构。采用有限元仿真建立了正入射条件下多腔Helmholtz阵列的仿真模型，并根据有限元仿真软件中的压力声学模块计算得到管道内部声速、声强分布云图，分析了复合结构的宽低频隔声机理。最后打印3d试验样品，对比实验和有限元曲线来验证模型的正确性。结果表明，在厚度仅为100mm情况下，在（450～600）Hz内可以实现平均隔声量超过35dB，最大隔声量超过60dB。说明该复合结构在宽低频隔声降噪领域有一定的应用价值。
2026年04期 No.422 92-95页 [查看摘要][在线阅读][下载 1338K] [下载次数：116 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] - 董永康;李晶晶;范文婧;杨艳;
为解决基于三态开关单元的直流-直流降压变换器的非最小相问题，设计了基于三态开关单元的降压变换器小信号新模型。该模型利用基于电压控制模式的闭环控制实现主要的功率传输调控，并利用PSIM??软件对所设计变换器模型的两种运行模式进行频率扫描仿真和模型验证。验证结果表明，所设计的直流-直流降压变换器的小信号模型对应的拓扑结构是最小相系统，解决了现有3SSC降压变换器拓扑结构的非最小相问题。此外，在电压控制模式下设计的基于三态开关单元的直流-直流降压变换器小信号模型，可在输出功率和输入电压受到周期或非周期干扰时对输出电压进行快速、有效控制。
2026年04期 No.422 96-102+108页 [查看摘要][在线阅读][下载 1560K] [下载次数：177 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 马志芳;刘宁波;袁媛;
为探究横风环境下桥上地铁行车舒适度的悬挂参数影响，基于轮轨接触理论分析、多刚体动力学、空气动力学理论、车桥刚柔耦合方法，构建了脉动风载荷模型-山区地铁车辆-桥梁振动模型。利用该模型，分析了加载横风对车辆动力学响应影响、两系悬挂参数变化影响、车轮磨耗情况影响，并利用统计学方法对悬挂参数进行灵敏度分析。结果表明，一系横向K_(py)/纵向K_(px)直接影响轮对摇头及轮对抵抗外部风载能力；二系横向K_(sy)影响最大，可使某些车辆模态与风振主频在1Hz左右耦合；悬挂参数灵敏度：K_(sy)>K_(px)>K_(py)>K_(sx)；磨耗轮对比新轮使得一系横向定位刚度对风致舒适度变得尤为敏感，建议K_(py)不小于6mN/m，二系悬挂合适刚度选择范围较小，建议值0.15mN/m。
2026年04期 No.422 103-108页 [查看摘要][在线阅读][下载 1494K] [下载次数：85 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ]
- 刘少杭;聂少武;耿龙龙;
为了降低试切成本，便于指导机床开发，基于VERICUT软件针对摆线齿锥齿轮开展了切齿仿真研究。开发了四轴联动铣齿机模型，分析了机床运动及切齿过程，借助VERICUT软件建立了运动等效机床模型。分析了刀盘结构并建立了刀盘数学模型，基于UG软件采用参数化设计建立了与实际刀盘结构一致的刀盘三维模型。基于刀盘、齿坯、摇台之间的运动关系，开发了数控加工程序。在此基础上建立了摆线齿锥齿轮四轴展成加工基本数学模型，采用齿面网格划分方法，求解出理论数值齿面。最后以17/28齿轮副为例针对左旋大轮进行了VERICUT切齿仿真和切齿实验，结果表明，仿真加工齿面与理论齿面一致，实际加工齿轮齿面误差满足精度要求，进而验证了VERICUT切齿仿真方法的正确性与可行性。
2026年04期 No.422 109-114页 [查看摘要][在线阅读][下载 1579K] [下载次数：144 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 丁毓晋;单泉;陈砚;张力;
针对水下管道内壁清洗机装配序列规划问题易发生组合爆炸和求解效率低下的特点，为提高产品装配的效率，提出了一种基于改进粒子群算法的水下管道内壁清洗机装配序列智能规划方法。该方法以粒子群算法为主体，通过建立产品干涉矩阵和接触矩阵判断所生成序列的几何可行性和稳定性；构建以装配几何可行性、装配稳定性、装配重定向次数和装配聚合性为优化目标的适应度函数；其次将基本粒子群算法离散化并引入混沌思想更新粒子位置，并将算法中惯性权重递减非线性化、学习因子非对称化以建立装配序列数学优化模型；最后以水下管道内壁清洗机为例，验证所提算法在提高产品装配效率之时，较为明显地提高了算法的收敛速度，也避免离散粒子群算法陷入局部最优，最终所得装配序列更加满足实际装配需求。
2026年04期 No.422 115-119+123页 [查看摘要][在线阅读][下载 1351K] [下载次数：194 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] - 商亚倩;赵利平;李国彦;刘涛;
为规范预焙阳极质量管理，对内部裂纹缺陷进行定位定量化研究，采用敲击声振法，研究不同大小和位置的裂纹对声振信号的影响。对仿真信号做傅里叶变换（FFT），取频率和幅值，利用主成分分析（PCA）筛选出特征向量，再用支持回归机（SVR）对炭块裂纹大小和位置进行量化，引入粒子群优化算法（PSO）对SVR参数寻优，得到预焙阳极内部裂纹定量定位的映射关系。通过试验证明了预焙阳极裂纹定位定量方法的有效性，操作简单，为工程应用提供有力的依据。
2026年04期 No.422 120-123页 [查看摘要][在线阅读][下载 1295K] [下载次数：61 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 吴玉厚;张禹生;包志刚;孙健;
为了研究不同温度下以及加入石墨烯的润滑油粘度对氮化硅摩擦副摩擦特性的影响，采用控制变量的方法，利用MFT5000摩擦磨损试验机对氮化硅摩擦副进行了不同温度以及不同粘度的润滑油加入石墨烯的摩擦磨损试验，试验结果与理论模型进行对比分析，通过试验机记录的摩擦系数以及超景深三维显微镜对摩擦副的理化性质进行评价。结果表明：当温度为90℃及以下时50号润滑油摩擦系数最小，当温度为120℃及以上时220号润滑油摩擦系数最小，温度对于粘度较大的润滑油影响较小，加入石墨烯的润滑油摩擦系数均要小且达到稳定的时间更快。分析表明：90℃及以下时，对润滑油粘度影响较小，不足以降低油膜承载力，120℃及以上时，温度升高，分子之间的内聚力减小，使粘度降低，24号和50号润滑油因粘度过低，无法形成油膜承载法向载荷，220号润滑油仍能形成油膜。加入石墨烯，润滑油粘度增大，油膜厚度增大，动压油膜承载项大于为粗糙峰承载项，摩擦副间直接接触面积变小使得摩擦系数小。
2026年04期 No.422 124-129+133页 [查看摘要][在线阅读][下载 1464K] [下载次数：183 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] - 谷明辉;王孟飞;郭小锋;朱从云;
针对3D打印Z补偿下细微结构成型变形过大的问题，提出了一种二维几何修正的自动化方法。将已知细微结构特征点，按拓扑聚集迭代分群，每群按拓扑结构连接成三维网格树；利用改进活性边表法，求三维网格树与3D打印切片的交点—层初步特征点；判断距离对层初步特征点去伪存真，根据细微结构层真正特征点对切片层轮廓进行修正；对修正切片轮廓后续处理并叠加成型。方法无需人工测量及事后修补，易融入现有3D打印流程。实验表明，方法对Z补偿下细微结构成型有更小的变形误差，有利于3D打印特征保持。
2026年04期 No.422 130-133页 [查看摘要][在线阅读][下载 1357K] [下载次数：35 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：7 ] - 程涛;陈德帅;杨明;
金属板在损伤形成过程中会产生振动波信号，通过对信号的重构可以确定振源位置。基于压缩感知的稀疏信号重构是解决振源定位问题的一种方法。核心在于确定性测量矩阵的构造。一般通过下采样方法对振源信号稀疏采样。利用采样后的信号组合构造测量矩阵。采样率过低容易造成采样信号发生失真或缺失。针对上述问题，这里提出一种双三次插值的稀疏采样方法，能够有效减小信号失真率。实验对比发现，双三次插值采样方法获取的信号失真较小，且无信号缺失。利用双三次插值信号构造测量矩阵并进行优化。通过实验验证测量矩阵和优化矩阵的重构效果。采用OMP算法重构，矩阵优化前后重构概率为1的稀疏度由1增加至6左右。采用BP算法的稀疏度由11增加至54左右。矩阵优化效果明显，有效地提高了信号重构精度。
2026年04期 No.422 134-137+143页 [查看摘要][在线阅读][下载 1283K] [下载次数：91 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 李萌;沈杰;左海平;
为探究空间脉动风场下斜拉桥上车辆运行的平稳性及安全性问题，基于刚柔耦合方法搭建高速列车-独塔斜拉桥耦合振动分析模型，利用MATLAB生成了考虑空间纵向及竖向的相干性的脉动风场模型，进而研究了多种变参量对列车走行平稳性的影响特性及其限值。研究结果表明：基于刚柔耦合方法可以快速搭建和求解高速列车-斜拉桥耦合模型，并以此完成相关风致安全性动力学分析。脉动风会激起桥面、轮轨及车体（1～2）Hz的低频振动；由于风车参数原因使得编组内动力学响应不尽相同；风速为（0～30）m/s时对应的安全车速涵盖（245～345）km/h，可为桥上列车风致安全性仿真分析提供参考。
2026年04期 No.422 138-143页 [查看摘要][在线阅读][下载 1639K] [下载次数：80 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 邓文;张金山;
针对传统人工巡检及单传感器阈值报警机制存在的效率低、误报率高、环境适应性差等问题，提出了一种基于SCNN-BiLSTM算法的轨道交通列车关键零部件的智能诊断新算法。通过结合卷积神经网络算法（CNN）提取列车部件图像空间特征，并利用双向长短期记忆网络（BiLSTM）建模时序数据的双向依赖关系，引入模仿学习机制融合司机操作经验以增强复杂工况下的决策适应性，实现轨道交通列车关键零部件的高精度识别诊断。实验结果表明，相较于原CNN、BiLSTM算法及两者的融合模型，改进算法具有更高的智能诊断精度，当数据缺失率达35%时，本文方法仍保持89%的高准确率。
2026年04期 No.422 144-149页 [查看摘要][在线阅读][下载 1357K] [下载次数：141 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 姚峰林;周磊;吕世宁;孟文俊;
螺旋叶片的形式对颗粒的运动规律甚为重要，但目前缺乏因叶片母线倾角变化引起颗粒在倾斜式螺旋输送机内运动形态改变和影响规律的研究。通过结合工程实际和曲线方程理论对弯曲螺旋叶片母线函数进行拟合，确定了弯曲叶片母线函数的表达形式。利用EDEM软件对设计的弯曲螺旋叶片形式和传统直母线叶片形式下的输料过程进行仿真，分析不同工况下物料在螺旋输送机中的速度、输送量和受力等情况。结果表明：随叶片母线倾角和螺旋转速的增加，相比直母线螺旋叶片，弯曲螺旋叶片颗粒的平均轴向速度可以提高7.7%且其叶片所受法向接触力变化平缓、受力稳定；母线倾角为20°的弯曲螺旋叶片在输送效率以及物料输送稳定性方面具有良好的性能。为之后的螺旋输送机叶片设计提供理论和实验指导。
2026年04期 No.422 150-156页 [查看摘要][在线阅读][下载 1523K] [下载次数：202 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 吴志刚;朱楠楠;陈敏;周杨;
为了克服平面XY微/纳米定位平台耦合误差和输出位移小的缺点，提出了一种X、Y方向完全对称的全解耦三自由度（XYθ_z）微/纳米定位平台。提出的新机构打破了传统XYθ_z精密定位台以120°分布的定位平台设计。采用两个完全对称的两级位移放大器来放大Y方向的输出位移，并产生绕Z轴的旋转运动。利用伪刚体建模方法和拉格朗日方法建立运动学和动力学模型。采用有限元分析方法对这些模型进行了仿真分析。结果表明，该新型柔顺精密平台具有大位移行程和低耦合误差。
2026年04期 No.422 157-161页 [查看摘要][在线阅读][下载 1446K] [下载次数：367 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 叶方平;江伟杰;李明志;邓宏权;
为了降低地震激励条件下集装箱起重机的破坏程度，这里提出了一种基于颗粒阻尼的集装箱起重机减震方法，建立了颗粒阻尼器集装箱起重机的动力学模型，推导了颗粒与型腔内部的弹性力与阻尼力，分析了Kobe波激励条件下起重机位移变化结果，运用刚柔耦合仿真方法探究了不同颗粒材料与型腔填充率条件下起重机的减震情况。研究结果表明：颗粒阻尼器集装箱起重机动力学模型具有良好的适用性，钢、铝、铅三种材质的颗粒阻尼器，铅制颗粒阻尼器的减震效果较好，同种激励条件下起重机横梁位移峰值减少了16%；铅制颗粒阻尼器的填充率达到76.5%时其减震性能较好，此时起重机横梁结构的位移峰值减少了28%；随着颗粒填充率的增加，堆积在阻尼器型腔底层的颗粒运动速度降低，阻尼器减震效果受限。研究结果有助于设计与优化颗粒阻尼器结构参数，提高集装箱起重机的减震性能。
2026年04期 No.422 162-166页 [查看摘要][在线阅读][下载 1468K] [下载次数：100 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] - 王宝金;韩瑞;许明杰;
随着对海洋资源的不断探索和开发，越来越多的水下机器人逐渐代替人类进行水下作业。ROV在水下易受到水流、波浪的影响，增加了操控困难性，减弱了系统稳定性。通过建立水下机器人ROV的运动控制模型，利用滑膜控制算法构建滑膜控制器，在MATLAB/Simulink模块下，对ROV的定深和定艏任务进行仿真分析，获得运动曲线图。同时建立了模糊PID控制器并进行仿真分析，通过对比两种控制器的仿真运动曲线图，ROV定深和定艏运动中使用滑模控制器的控制效果明显优于模糊PID控制器，滑模控制不仅避免了超调现象，具有更强的抗干扰能力和响应速度，能够满足ROV定深与定艏的运动需求。
2026年04期 No.422 167-172+177页 [查看摘要][在线阅读][下载 1424K] [下载次数：285 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 邢勇香;尹章轩;李路可;李峰;
AlN基板在高精度的测控设备上得到广泛应用，但其表面软化热性存在一定的不足。通过激光改性处理使AlN基板表面形成包含铝的软组织，利用机械加工将其去除，使AlN基板具备更强可加工性。为评价经过激光改性处理的AlN基板加工性，对不同气体氛围、激光条件下得到的硬度、变质层组成与熔覆层深度分析。研究结果表明：N_2、Ar、O_2条件下硬度均值依次是479.85、254.73、401.39HV。在试样表面压入金刚石压头时，随硬度减小形成更清晰压痕。在氩气条件下试样达到较小硬度，具备良好塑性。在Ar气氛围中，激光功率为12、16、20W下平均硬度依次是301.52、254.49、174.62HV,AlN高温处理时生成了Al与N_2，促使更多AlN分解形成Al，而Al硬度相对AlN偏低。随着扫描间隔升高，试样硬度与纯AlN相近，大部分AlN未转变为Al。通过正交极差分析优化条件，确定最佳工艺参数组合：环境为Ar、扫面间隔3??m、激光功率12W、扫描速度80mm/s。
2026年04期 No.422 173-177页 [查看摘要][在线阅读][下载 1331K] [下载次数：117 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ]
- 谭学玉;孙波;
齿轮修形可以改善变速箱传动过程中由于壳体变形、轴系变形等引起的传递误差和偏载现象产生的振动和噪声问题。针对齿轮修形，提出一种基于遗传算法的行星齿轮修形参数数值优化方法。首先搭建考虑齿廓修形和齿向修形的齿轮时变啮合刚度数学模型，并带入行星齿轮动力学模型进行求解得到动态啮合力以及传递误差。对齿轮进行接触分析求解其载荷分布系数。基于遗传算法对齿轮修形参数进行多目标优化，控制变量为齿向鼓形、齿向斜度、渐开线鼓形，目标函数为动态啮合力、传递误差和齿面载荷分布系数的权重函数，通过MATLAB进行参数求解得到优化的修形参数，以及修形前后的啮合刚度、动态啮合力、传递误差数据以及载荷分布。仿真发现修形后的太阳轮与行星轮传递误差幅值下降90%，动态啮合力最高值下降9N、幅值下降80%。通过台架实验发现修形后的扭矩波动下降20%,x方向振动加速度下降38%,y方向加速度下降67%,z方向振动加速度下降15%，实验证明所提修形参数优化方法可明显改善振动和噪声问题。
2026年04期 No.422 178-184+190页 [查看摘要][在线阅读][下载 1548K] [下载次数：375 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：5 ] - 潘宗友;纪琪;方虹苏;杨炜;
针对雾天图像模糊及光照不均进而影响车辆检测精度的问题，提出了一种改进YOLOv8的车辆检测算法YOLODCL。首先引入Dysample轻量动态上采样模块，以增强算法抗干扰能力；其后将部分原C2f模块替换为C2f-DWR，以增强算法特征表征能力；最后引入轻量级共享卷积检测头LSCD，以轻量化网络并且改善检测性能。此外，构建了雾天车辆检测数据集，以精确率P、召回率R、平均精度AP_(50)及AP_(50-95)为评价指标进行消融及对比实验，结果表明，改进算法相较基础算法，P提升1.2%,R提高6.9%,AP_(50)提高7.1%,AP_(50-95)提高5.8%，为最优算法，进而论证了YOLO-DCl在雾天场景下对车辆检测的有效性。
2026年04期 No.422 185-190页 [查看摘要][在线阅读][下载 1506K] [下载次数：730 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 陆仁德;程文佳;秦小飞;李双全;
为了提高U形波纹管的耐压性能使之应用于气举阀，提出了一种有别于现有内压液压成形工艺的外压液压成形工艺方法，通过有限元分析方法研究了最大成形位移、成形内压、成形外压等外压液压成形参数对波纹管成形后几何结构、应力参数的影响规律，再对比应用相同工艺参数物理外压液压成形后波纹管的结构形态与参数，得到外压液压成形工艺参数下有限元分析结果与物理测试结果一致的结论；通过对优选的外压液压成型工艺参数所成形的10只波纹管开展了载荷率、开关性能、老化性能等验证测试，测试结果表明外压液压成形所得的S形波纹管性相比原U形波纹管耐压性能得到明显提升且老化性能等各参数均达到了API 19G2 V1等级对波纹管的各项要求，验证了有限元分析方法所优选的液压成形工艺参数的适应性。
2026年04期 No.422 191-195页 [查看摘要][在线阅读][下载 1339K] [下载次数：89 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 周映宇;何玲;陈家兑;刘丹;
为了构建适用于新能源公交车续航里程测试的行驶工况，提出了一种基于UMAP-KNN算法的纯电动公交车行驶工况的构建方法。首先制定一条测试路线采集真实的公交车行驶数据，并对行驶数据划分运动学片段，将每个运动学片段提取特征参数后，采用均匀流形逼近与投影算法对各运动学片段的特征参数进行数据降维。然后将降维结果使用K近邻算法进行分类成低速、中速以及高速三类，再基于灰色关联度分析计算每个类别中运动学片段与总样本的关联度，遴选出关联度最大的运动学片段构建公交车的行驶工况。最后，将建立的行驶工况与传统方法构建的行驶工况进行对比。结果表明，采用UMAP-KNN构建的行驶工况较真实数据误差更小。
2026年04期 No.422 196-200+206页 [查看摘要][在线阅读][下载 1371K] [下载次数：219 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 赵军阳;吕慎华;李永旭;祝慧鑫;
为了解决滑模控制方法在自动驾驶轨迹跟踪中存在的跟踪精度低和鲁棒性差的问题，提出了一种反步滑模的轨迹跟踪控制方法。首先建立了车辆动力学模型，并以横向位置误差和横摆角误差为基础建立了综合误差模型。其次，通过两步定义的Lyapunov函数设计了以前轮转角为控制输入的反步滑膜控制律，保证了系统的渐近稳定性，并在外界干扰激励下以反步滑模控制方法消除跟踪误差跟踪。最后，在实车实验平台和MATLAB/Simulink-CarSim搭建的联合仿真试验平台中对轨迹跟踪算法的效果进行了验证，结果表明：在实车验证和仿真验证两个方面，相比于滑膜控制方法，反步滑膜控制方法在轨迹跟踪误差方面提升了0.19m和0.26m的跟踪精度，并在外界干扰的情况表现出了更高的鲁棒性。
2026年04期 No.422 201-206页 [查看摘要][在线阅读][下载 1387K] [下载次数：258 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 翟彦春;隋晓敏;陈兴强;马丛贞;
在实际应用环境下，层合复合材料结构经常受到外在载荷的作用，因此是否具有优良的承载能力成为检验层合复合材料结构在实际应用中是否可靠的指标之一。探究层合复合材料结构其弯曲特性，总结弯曲特性随微观和宏观结构参数的多尺度变化规律，具有重要的实际意义。为探究层合复合材料结构弯曲特性，建立了层合复合材料结构的微观尺度材料属性数学模型，推导了层合复合材料结构宏观弯曲特性力学方程。基于验证后的弯曲特性力学方程，探究了基体和纤维体积分数等对层合复合材料结构弯曲特性的影响规律。
2026年04期 No.422 207-210+215页 [查看摘要][在线阅读][下载 1327K] [下载次数：117 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 乔晶晶;任红格;史涛;
针对跟踪样本边界效应造成漂移的问题，提出一种双层滤波模型的背景感知跟踪算法。此算法中用核相关滤波器做浅层滤波器，对目标进行初步信息分析。另外，将背景感知滤波器与其结合构成双层滤波器，完成目标识别。使用方向梯度直方图（HOG）和Harris角点特征提取目标信息，令客观模型具有光照不变特性和仿射稳定性。检测阶段使用平均峰值的历史均值能量（APCE）判据来决定目标模型是否需要更新。选取五种算法和新算法分别在OTB50数据集、OTB100数据集和TC128数据集上进行对比实验，仿真表明新算法在目标外观变化、周围景物干扰和长时间跟踪的情况下，成功率可达到0.815，精准率达到0.831。
2026年04期 No.422 211-215页 [查看摘要][在线阅读][下载 1487K] [下载次数：12 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 杨智勇;陈宏伟;徐显金;孙剑韬;
针对目前加热不燃烧卷烟在加热过程中因加热元件温度不稳定导致的烟支烟丝加热质量差、烟气释放不均匀等问题，提出一种基于改进粒子群优化的烟具电阻式加热元件温度模糊控制方法。根据加热元件加热烟丝过程中的传热特性，建立温控系统的控温模型。利用改进的粒子群算法优化模糊PID控制器的量化因子及比例因子，并采用时间乘以误差绝对值积分评估优化目标的优劣，得到最佳的控制参数。最后，使用改善后的模糊PID控制器优化温控系统，通过仿真对比和实验分析，验证电阻式加热烟具中加热元件的自适应温度控制效果。结果表明，提出的温控方法相比于传统的PID控制和常规模糊PID控制，能降低温控系统的超调量，提升其控温稳定性，有效控制减少加热元件温度偏差。
2026年04期 No.422 216-221+229页 [查看摘要][在线阅读][下载 1383K] [下载次数：177 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 王豫;刘平军;
针对电动汽车制动过程的能量再生，提出了一种线控式机电制动系统的分层协同控制策略。首先，建立了电动汽车机电线控制动系统模型，根据简化的系统模型设计了其转矩调节方法。在此基础上提出了一种由气动再生制动控制器、制动转矩分配控制器和转矩比控制器组成的分层控制策略，同时实现防抱死制动系统（ABS）控制和能量再生。实验结果表明该策略具有较好的制动安全性和能量再生性能，该研究为电动汽车车辆稳定性控制提供了一种低成本方法的解决方案。
2026年04期 No.422 222-229页 [查看摘要][在线阅读][下载 1551K] [下载次数：281 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 汪天闯;张慧;
针对核桃内部缺陷检测问题，提出利用X射线无损检测技术结合图像缩减方法和ResNet50神经网络对其内部的正常、干瘪和空壳进行判别分类。首先对获取到的核桃X射线初始图像进行降噪和背景消除，然后利用感兴趣区域（ROI）提取、裁剪和不等比缩小方法分别对图像进行缩减得到新的核桃X射线图像数据集，进行数据扩充后采用ResNet50神经网络构建内部缺陷核桃X射线图像判别模型。通过对3种模型的混淆矩阵结果、模型预测损失值和模型训练时间进行分析对比，得出基于ROI提取方法的模型判别性能最优，具有更好的泛化能力和鲁棒性，平均判别准确率为86.04%，对空壳样本预测精确率为90%，对正常样本预测精确率为89.80%。此外，该模型的模型预测损失值最小，仅为0.0240，模型训练时间最短，只有15min56s。
2026年04期 No.422 230-234页 [查看摘要][在线阅读][下载 1339K] [下载次数：90 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 刘志恩;李心怡;安宏杰;满兴家;
根据链条齿型设计的相关标准及啮合原理，对某双凸轮轴正时系统的链条齿型进行优化设计。采用了内-外复合啮合机制的新型Hy-Vo齿型链，在Valdyn软件中建立配气机构、附件轮系统、曲轴及正时系统的动力学模型，并搭建整体发动机动力学模型；分析了考虑配气机构、附件轮系统对正时齿形链传动系统振动噪声（NVH）性能的影响，获得了链条系统的评价指标；计算了链条内力、接触力、链条摆动、传动误差、链条与固定导板和张紧导板之间的摩擦功，确定了结构设计参数对发动机异常噪声的影响。以3000r/min作为典型工况进行优化分析，优化导板型线之后，链条最小张紧力明显增大，振动位移下降了75%，其他评价指标均满足行业标准，系统的振动噪声得到了很大程度上的优化。
2026年04期 No.422 235-240页 [查看摘要][在线阅读][下载 1592K] [下载次数：188 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 陈燕;贾沛沅;胡小春;曹勉;
针对目前人工在晶粒度评级执行过程中存在精度低、半定量、主观因素较大的问题。提出一种基于EfficientNet图像分类技术的晶粒度智能评级方法。通过添加多尺度特征融合模块，增强网络特征提取效果；添加标签平滑的交叉熵损失和添加H-Swish激活函数模块，提高网络泛化能力；使用多视场分类模块对特征进行分类，提高网络分类准确率。实验结果表明该网络在500倍显微镜下的金相显微图像数据集测试，分类准确度为90.62%。该模型在金相晶粒度评级任务表现优秀，为智慧生产提供了可行方法。
2026年04期 No.422 241-246+252页 [查看摘要][在线阅读][下载 1487K] [下载次数：143 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 柯庆镝;黄杰;薛冰;陈鹏飞;
在大数据、网络化环境中，由于海量的设计资源导致设计人员无法高效利用已有设计资源开展机电产品绿色设计。针对这一问题，本研究提出了绿色需求关联下的绿色设计知识匹配方法。首先，通过识别机电产品全生命周期下设计需求类型，利用环境质量功能配置方法，分析产品设计需求与绿色特征映射关系，提出基于可拓距的绿色需求权重分析方法。其次，基于产品功能-结构模型及语义分析方法，分析绿色需求-功能-结构与绿色设计知识的匹配机制，提出面向产品全生命周期的绿色设计知识匹配方法。最后，结合某工程机械液压阀的设计实例，验证了所提出方法的有效性。本研究可实现在产品研发过程中绿色设计知识的有效利用，为高效开展机电产品全生命周期绿色设计提供方法与技术支撑。
2026年04期 No.422 247-252页 [查看摘要][在线阅读][下载 1351K] [下载次数：97 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 詹凯;李翔宇;熊晓燕;
由于多阶段任务系统在工程领域的广泛应用，尤其是在航空航天领域，其可靠性分析受到了广泛关注。在以往的研究中，大多数研究都假设所有元件相互独立，这不符合工程实际。而在PMS中，系统结构会随着阶段的变化而变化，因此元件之间的依赖关系也可能发生变化。为了解决这一问题，提出基于Copula函数的方法对具有相关元件的多态多阶段任务系统进行了可靠性研究分析。首先，利用不同的Copula函数对具有相关元件的多状态PMS系统的可靠度进行评估，其次使用RMSE、AIC、BIC等方法选择不同阶段的最佳Copula函数。最后使用航天器姿态轨道控制系统来说明该方法的正确性和有效性。
2026年04期 No.422 253-259页 [查看摘要][在线阅读][下载 1483K] [下载次数：154 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 郭延涛;张昊;闫洋洋;
为提高风机系统的出口风量来改善弥雾机的性能，基于三阶Bezier曲线多控制点约束叶轮型线参数化设计，采用了BP神经网络与粒子群优化算法相结合的方法，对多翼离心风机叶轮型线进行优化设计。引入了优化拉丁方试验设计方法生成56组样本，通过CFD数值计算得到不同方案下的出口风量，生成样本矩阵空间；构建BP神经网络模型，建立4个设计变量与风机平均出口风量之间的回归方程；利用粒子群优化算法进行寻优。结果表明，蜗舌涡流减小，出口回流得到有效抑制，叶轮径向出口主流面积增大，提高了风机的整体性能。出口风量较原型机提升了18.67%，出口平均速度较原型机提升了17.74%，出口总压较原型风机提升了42.46%。
2026年04期 No.422 260-263+271页 [查看摘要][在线阅读][下载 1383K] [下载次数：20 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 田军南;陈樟柯;李伟;蒋吉慧;
针对当前火灾隐患不易发觉、消防检查数据采集难、消防检查工作量大等问题，设计了一种结合ZigBee与OneNET云平台的多终端室内无线消防数据采集与预警系统。该系统以STM32为核心主控制器，硬件部分包括ZigBee模块、GSM模块、GPS定位模块、显示模块、WiFi模块、电动水阀控制模块、报警模块以及温湿度等环境数据采集传感器。软件部分利用ZigBee模块通信驱动程序、数据存储与分析模块以及OneNET云平台等实现所设计的功能。系统通过传感器采集数据，并借助卡尔曼-指数平滑滤波进行数据预处理，再传输至主控制器，利用基于阈值的火灾探测算法进行判断，并实时将监测数据上传至OneNET云平台进行数据存储、分析和预警。测试结果表明，该设计方案稳定可靠，实现了消防数据采集和预警的智能化、简便化及科学化，能够有效保障消防安全和人员的生命安全。
2026年04期 No.422 264-271页 [查看摘要][在线阅读][下载 1637K] [下载次数：463 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 陈国华;左乾君;张林;闫青;
针对无动力滑翔伞无法在平地起飞、对起飞条件要求较高等原因造成的滑翔伞飞行效率低、滑翔伞运动不够普及等问题，设计一种滑翔伞牵引机。使用TRIZ理论对牵引机进行优化设计，通过对现有牵引设备进行分析，找出存在的问题，对牵引系统组件的功能进行分析，使用因果链分析全面识别牵引系统缺点，找出关键缺点和关键问题，并通过技术矛盾和物-场模型分析找到解决问题的发明原理和标准解，根据TRIZ理论工具的提示和牵引系统具体的要求形成了相应的解决方案。将各个方案进行整合，得到最终的滑翔伞牵引机设计方案。使用TRIZ理论，提高了产品的设计效率，为相关产品设计提供了参考。
2026年04期 No.422 272-275+281页 [查看摘要][在线阅读][下载 1382K] [下载次数：289 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 黄模佳;夏仁松;肖奉英;沈逸舟;
基于弹簧经典理论公式未考虑螺旋角对圆柱螺旋弹簧刚度的影响，且当螺旋角较小、弹簧截面面积较大时，弹簧刚度受到剪切作用的影响较大，故利用能量法对圆柱螺旋弹簧刚度进行较为精确的分析。考虑弹簧在变形过程中产生的扭转势能、弯矩势能、剪切势能以及轴力势能对弹簧刚度产生的影响，利用能量守恒定理对弹簧刚度进行求解，以此得到精确的解析解，并通过有限元仿真模拟计算对解析解进行验证，同时将解析解与已有的实验结果进行比较。结果表明：弹簧刚度的解析解与有限元结果接近，误差控制在1%左右，对于较粗的弹簧需考虑剪切作用的影响；解析解与实验结果吻合较好，最大的误差在5%左右，因此证明解析解具有较高的精度，该结论对工程中的弹簧设计和应用具备一定的参考价值。
2026年04期 No.422 276-281页 [查看摘要][在线阅读][下载 1332K] [下载次数：147 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 金仲平;董灵军;张雍;李琛;
针对电梯曳引轮轮槽磨损难以实时定量检测的问题，设计了电梯曳引轮槽深度及磨损程度的定量测量系统。通过高速工业相机对曳引轮槽进行图像采集，利用三维重构算法实现对轮槽表面形貌重构复现，基于重构结构结果对轮槽深度、绳轮间隙等数据与标准数据进行比对分析，实现对曳引轮槽磨损量的计算。通过对5槽曳引轮的实际测量分析可得，测量总体准确率大于98%。实验结果表明，本系统能够实现电梯曳引轮准确、快速的现场检测，为电梯安全运行、维护公共安全提供了技术保障。
2026年04期 No.422 282-284+289页 [查看摘要][在线阅读][下载 1334K] [下载次数：106 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 贾会芳;张明;
为了提高齿轮箱故障诊断能力，设计了一种深度置信网络（Deep Belief Networks,DBN）和信息融合方法来诊断齿轮运行故障，通过多传感器信息融合振动信号。为了防止人为方式结构参数设置时引起DBN特征提取性能变化，利用混合蛙跳算法（（Shuffled Frog Leaping Algorithm）,SFLA）所具备的快速全局搜索、快速收敛及克服局部极值的优势来获得优化后DBN结构参数，从而提高故障诊断精度。研究结果表明：采用SFLA-DBN模型进行测试时，相对DBN模型获得了更高精度与更快收敛速率，模型获得更优故障诊断能力，获得了更高准确率与损失值，迭代次数明显减少。对各类齿轮故障的识别率都达到了97.4%，表明SFLA-DBN模型对于未知数据集实现了优异泛化效果。采用多传感器融合诊断准确率均高于单一的传感器。该研究有助于提高机械传动振动信号处理能力，可提高机电设备运行稳定性。
2026年04期 No.422 285-289页 [查看摘要][在线阅读][下载 1318K] [下载次数：221 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ]
- 杨瑜;王龙葛;孙文杰;李兆丰;
针对现有多个机器人仓库路径规划方法存在的规划路径长、效率低、动态性不足等问题，在多个机器人仓储路径规划系统的基础上，提出了一种结合全局规划、局部规划和优先级排序的多机器人仓储路径规划方法。通过启发式函数、代价函数和平滑处理优化D~*Lite算法完成多机器人仓储的全局路径规划，通过评价函数优化动态窗法完成多机器人仓库的局部路径规划，通过改进优先级搜索算法优化多机器人系统的路径规划优先级顺序，结合上述方法完成多个机器人仓储路径规划。通过实例验证所提规划方法的优越性。结果表明，所提混合路径规划方法可以实现多个机器人动态仓储环境下的路径规划，有效解决多个机器人仓储路径之间存在的动态冲突问题。与常规方法相比，该方法有效地降低了规划路径的长度和动态冲突的发生，提高了规划效率。可为多个机器人集中控制发展提供一定的助力。
2026年04期 No.422 290-295+301页 [查看摘要][在线阅读][下载 1511K] [下载次数：313 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 张云;侯晓磊;李景景;付东学;
机器人在运动过程中，受到外部负载和内部非线性因素的影响，关节负载转矩会呈现出动态波动特性，导致系统产生低频振动。这种波动不仅难以通过传统传感器直接精确监测，还会导致控制系统无法对关节负载转矩展开补偿，从而难以实现有效的振动抑制。基于此，提出了一种机器人伺服驱动装置柔性关节低频振动抑制方法。通过对机器人伺服驱动装置柔性关节的低频振动机理展开分析，确定关节负载转矩波动是引起关节低频振动的主要原因，为后续控制策略的设计提供了理论依据。在此基础上，引入卡尔曼滤波器对关节负载转矩波动进行实时监测，从带有噪声的传感器数据中提取出高精度的负载转矩信息，解决了传统传感器难以精确监测负载转矩波动的难题。利用改进积分型滑模控制器对存在波动的关节负载转矩展开动态补偿，通过设计积分滑模面和等效控制器，结合切换控制的优化幂次项，有效抑制了负载转矩波动，进而实现了柔性关节低频振动的全面抑制。实验结果表明，所提方法能够精确监测柔性关节的负载转矩波动，监测曲线与实际变化曲线完全吻合，且改进积分型滑模控制器对负载转矩波动的补偿效果显著，使得抑制后的关节振幅波动极小，始终稳定接近于0mm，验证了方法的有效性。
2026年04期 No.422 296-301页 [查看摘要][在线阅读][下载 1403K] [下载次数：263 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 李波;潘江涛;聂奥;陈庚;
航空发动机叶片制造成本高，腐蚀叶片通常采用人工打磨后使用，但人工打磨存在效率低、安全隐患等问题，难以满足日益增值的发动机叶片再制造行业发展需求。为此开展了基于华数机器人的受损叶片恒力磨抛修复系统技术研究，首先提出了系统构建的整体方案，然后进行了采集信号的滤波处理、机器人末端执行器标定及重力补偿、自适应环境刚度阻抗控制器设计，最后搭建了受损叶片恒力磨抛修复系统，进行了恒力磨抛测试验证。相关测试表明：受损叶片恒力磨抛修复系统运行稳定，力控精度高，满足了受损叶片修复的需要，具有一定的工程应用价值。
2026年04期 No.422 302-306+312页 [查看摘要][在线阅读][下载 1432K] [下载次数：98 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 牛珂;刘怡然;王新华;
轴承是旋转装置的核心元件，其性能状况对机械系统的稳定性和安全性至关重要。为解决轴承故障特征提取难、诊断准确率低的问题，提出一种新型智能算法河马优化算法（HO），并结合变分模态分解（VMD）与时间卷积网络（TCN）组合形成HO-VMD-TCN轴承故障诊断方法。首先，利用VMD对原始信号进行分解，提取轴承振动数据中的特征数据，得到一系列模态分量（IMFs）。其次为了确定VMD算法中最佳的模态分量个数K及惩罚参数α，增强特征提取的效果，将最小排列熵作为适应度函数，采用HO算法进行参数优化，并找寻最小适应度的索引值，将两个参数以及索引值代回VMD中。接着，计算最佳IMF分量的统计特性，生成特征矩阵。最后，将特征矩阵输入到TCN模型中进行故障分类。使用西储大学轴承数据集进行实验，结果表明HO-VMD-TCN轴承故障诊断方法能够强化故障特征，提取有效特性，显著提高故障诊断的准确性和效率。
2026年04期 No.422 307-312页 [查看摘要][在线阅读][下载 1498K] [下载次数：610 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 李青;龙文波;叶振环;高志武;
为满足道路矩形绿植修剪造型对修剪机器人结构强度、刚度和工作效率的需求，设计了一种同时对道路绿植三面修剪的机器人结构。首先对整机设计及工作原理简要阐述；然后对绿植修剪机器人的修剪机构及刀具进行理论分析与设计，并以进给速度、旋转速度为试验因素，最大切割阻力为试验指标，进行二因素混合水平正交试验，利用LS-dyna模块对圆锯片刀具切割过程受力与仿真分析；最后对绿植修剪机器人机构进行有限元静力学和振动模态仿真分析，探究极限条件下机构结构的等效应力、位移量和安全系数，求解前六阶固有频率，并与外部激荡频率对比分析。仿真结果表明：获得最优运行参数时的进给速度是3km/h、旋转速度2450r/min，此时最大切割阻力70.47N；极限条件下矩形机构最大等效应力47.543MPa，最大位移量3.3996mm，最小安全系数4.968，强度和刚度均满足技术指标的要求；且其固有频率远离圆锯片产生的激荡频率40.8Hz和路面产生的激荡频率3Hz，不会引起矩形机架发生共振，很大程度上提高了修剪效率。研究为道路绿植修剪机器人研制提供机械结构设计方法与方案，具有一定的应用价值。
2026年04期 No.422 313-320+327页 [查看摘要][在线阅读][下载 1640K] [下载次数：519 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] - 刘永波;林香;张兵;
针对外骨骼手功能康复手套尺寸大、舒适性差、驱动力小、无法实现角度精确控制等问题，研究了一种柔性线绳驱动的软体手功能康复机器人。通过直流伺服电机驱动模拟手指肌腱的柔性线绳，在指心指背双侧驱动患指进行精确的屈伸运动。根据手指在柔性手套中的状态，进行了一定肌张力下患指驱动力和驱动行程的受力分析和数学建模，得出患指末端所需最大驱动力48.10N及最大驱动行程32.90mm；并据此设计了主机驱动模块，确定了电机性能要求；对训练手套、主从控制手套和更换装置进行了结构设计；搭建了控制系统的软硬件平台。最后通过实验验证了设计的合理性和可行性。其设计思路对可穿戴康复机器人开发具有一定的参考价值。
2026年04期 No.422 321-327页 [查看摘要][在线阅读][下载 1499K] [下载次数：637 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 许远康;侯悦民;刘磊;
基于对海鸥飞行照片的图像处理通过测量得到海鸥正常飞行时翅膀的运动参数。依据鸟类尺度效应经验公式和海鸥的骨骼尺寸的相关文献，提出了一种新型空间仿生扑翼机构。以最大扑动角为目标函数，极位夹角及最小传动角的取值范围为约束条件建立优化模型。基于序列二次规划（SQP）算法对模型进行优化求解得到驱动机构的杆长参数，并通过ADAMS对驱动机构进行运动仿真，通过对比仿真结果中的极位夹角、扑动角、最小传动角的数值，验证了优化结果的准确性。建立空间扑翼机构多刚体运动动力学模型，经余弦相似度计算基于MATLAB机构运动仿真的结果与测量的海鸥飞行时翅膀的运动参数基本一致。
2026年04期 No.422 328-337页 [查看摘要][在线阅读][下载 1635K] [下载次数：553 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 魏子凯;武利生;张金柱;
针对雷达测速仪项目实际应用需求，为了探寻一种缆道式机器人自我感知新技术，对基于RTK技术的GNSS/INS的组合导航系统进行研究，结合GNSS-RTK技术定位精度高（厘米级）和GNSS/INS组合定位技术稳定性好、抗干扰能力强的优势，设计一种低成本的缆道式机器人自我感知系统，实现对缆道式机器人自身位置、姿态的实时获取。通过改进的Sage-Husa AKF算法对GNSS-RTK/INS的速度、位置等信息进行信息融合，使滤波后状态误差更加收敛，增强了滤波算法的自适应性。试验结果表明，该系统实现了厘米级实时动态定位精度，很好地解决了目前水文测流工作中缆道式机器人无法获取精确空间位置的技术难题，而且该系统的低成本、低功耗、稳定性好和抗干扰能力强的优势使其应用于解决缆道式机器人的高精度定位问题上具有可行性，同时还适用于空旷环境下工作范围不超过5km的其他具有高精度动态定位需求的应用场景。
2026年04期 No.422 338-342+348页 [查看摘要][在线阅读][下载 1484K] [下载次数：117 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 刘硼棚;匡兵;
在类似泊车的工况中，不仅要求规划的轨迹末端位置和航向角正确，而且要求轨迹末段为直线段，才能实现车辆准确地停靠。为了满足路径终点的精确位姿要求，采用Dubins曲线路径规划方法，利用Dubins曲线进行路径规划可以得到符合车辆运动学约束、符合车辆始末速度方向的最短路径。但传统的Dubins曲线末段有大曲率段，针对这一情况，采用前移终点位置的方法，并在末段轨迹增加直线段，以此保证轨迹末段的曲率为0。利用搭建的叉车AGV试验平台，进行货托拾取路径规划及轨迹跟踪试验。试验数据表明，改进的Dubins曲线路径规划方法可满足路径终点的精确位姿要求，确保叉车AGV能安全拾取货托。
2026年04期 No.422 343-348页 [查看摘要][在线阅读][下载 1422K] [下载次数：230 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 陈琳;李浪;潘海鸿;
针对下肢运动功能障碍患者康复早期不能下地行走，但有必要进行爬楼梯步态训练的康复需求，提出一种适用于下肢康复机器人的角加速度平滑的原地爬楼梯康复步态规划算法。首先，将原地爬楼梯步态划分为跨步和收步两个动作，建立各自的运动模型；然后，用五次多项式在笛卡尔空间规划跨步动作，在关节空间规划收步动作；最后，引入优化系数r截取跨步的一段轨迹，置于关节空间用五次多项式进行二次规划，解决跨步起始处的关节角加速度突变问题，优化跨步动作的平稳性。结果表明针对不同的测试者与楼梯类型，原地爬楼梯步态的角加速均能平滑过渡，下肢康复机器人运动平稳。
2026年04期 No.422 349-353页 [查看摘要][在线阅读][下载 1365K] [下载次数：88 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ]