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面向包装线的2R1T并联机构的动力学性能分析
1
作者 沙鑫美 徐伟 《包装工程》 北大核心 2026年第1期153-160,共8页
目的 为了提升包装生产线印刷和装箱工序的稳定性及控制精度,对应用于包装线的2R1T并联机构的动力学建模及性能展开分析。方法 首先以空间2PRU-PRRPa并联机构为研究对象,采用封闭矢量法求解该机构的逆运动学方程,以及输入参数与输出参... 目的 为了提升包装生产线印刷和装箱工序的稳定性及控制精度,对应用于包装线的2R1T并联机构的动力学建模及性能展开分析。方法 首先以空间2PRU-PRRPa并联机构为研究对象,采用封闭矢量法求解该机构的逆运动学方程,以及输入参数与输出参数之间的映射关系。其次,基于拉格朗日法,建立该机构的动力学方程,定义关节映射惯性指标和关节空间惯性变化系数指标,以及驱动功率接近系数和能量传递效率性能评价指标,并对机构进行动力学性能分析。最后,采用Simulink和Adams进行动力学联合实例仿真试验,通过算例求解机构的动力学性能评价指标分布。结果 并联机构在沿轴向方向旋转固定姿态角时,其截面的中心附近区域内具有良好的惯性特性和加速性能;其驱动功率接近系数λzp在理论范围内,能量传递效率φE在[0.19, 0.31]范围内,其大小与动平台末端的位置有关。结论 系统分析了并联机构动力学性能及其末端位置之间的影响规律,为实现不同包装线工序运动轨迹规划、设定对应的任务工作空间,以及实现包装线工序的稳定及精准控制提供了理论参考。 展开更多
关键词 并联机构 动力学 驱动功率 拉格朗日法 性能评价
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集装箱板低中频模态调整设计及动态响应研究
2
作者 管华超 王强 祝志芳 《包装工程》 北大核心 2026年第1期270-276,共7页
目的对比分析不同加筋集装箱板结构的模态特性,总结集装箱板的低中频模态调控规律,为相关集装箱结构设计及优化提供借鉴与参考。方法建立常规无筋集装箱板结构模型,对其模态特性进行求解,随后基于模态叠加法,利用ANSYS软件,求解得到不... 目的对比分析不同加筋集装箱板结构的模态特性,总结集装箱板的低中频模态调控规律,为相关集装箱结构设计及优化提供借鉴与参考。方法建立常规无筋集装箱板结构模型,对其模态特性进行求解,随后基于模态叠加法,利用ANSYS软件,求解得到不同结构模型的动态响应结果,在此基础上,提出X型加筋集装箱板结构模型,归纳集装箱板结构的低中频模态调整规律。结果通过对比不同集装箱板结构的动态响应结果可知,在无筋集装箱板基础上,通过加筋结构设计可最大提升固有频率增幅为22.2%以及降低振动传递量级的最大降幅为13.3%,有效优化了集装箱板的动力学性能,实现了集装箱板低中频模态调整的目标。结论通过上述结构设计优化思想,结合板振动理论中明确筋条与板固有频率呈正相关,板在增加筋条情况下,可通过提升板弯曲刚度来提高板模态频率,实现集装箱板低中频模态调整的目标,为集装箱结构在复杂海洋物资运输环境下的高稳定性和优异振动抑制奠定了良好的基础。 展开更多
关键词 集装箱板 结构动力学 模态 固有频率
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鲜食玉米回转给袋式真空包装机的送袋机构设计
3
作者 晏祖根 杨鸿阳 +4 位作者 谢安 常程 冯学华 韩鹏 周丽 《包装与食品机械》 北大核心 2026年第1期13-21,共9页
为提高鲜食玉米的包装效率,设计了一种可夹持一袋双穗玉米的送袋机构。规划送袋机构各部件尺寸与工作行程,在SolidWorks中完成机构整体建模;以MATLAB模拟送袋凸轮轮廓曲线,计算关键尺寸,完成凸轮建模;建立送袋机构执行部件数学模型,结合... 为提高鲜食玉米的包装效率,设计了一种可夹持一袋双穗玉米的送袋机构。规划送袋机构各部件尺寸与工作行程,在SolidWorks中完成机构整体建模;以MATLAB模拟送袋凸轮轮廓曲线,计算关键尺寸,完成凸轮建模;建立送袋机构执行部件数学模型,结合Adams进行动力学分析与仿真;进行整机生产试验,证明结构设计的合理性。结果表明,送袋机构可以夹持一袋双穗玉米,完成送袋工作,将玉米包装效率从60穗/min提升至120穗/min,成品合格率达到99.33%。研究为鲜食农产品真空包装效率的提升提供借鉴。 展开更多
关键词 鲜食玉米 送袋机构 一袋双穗 仿真分析
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融合线激光投影与YOLOv7的烟包铝箔纸平整度在线检测方法
4
作者 杨彩虹 易进参 +5 位作者 朱开林 浦绍虎 王探探 郭浩 嵇昌文 蔡培良 《包装工程》 北大核心 2026年第5期190-199,共10页
目的解决高速卷烟包装生产中烟包铝箔纸因高反光、柔性特质导致的褶皱、破损等外观缺陷在线检测难题,以及传统视觉检测方法误检率高、深度学习算法在复杂工况下泛化性不足的现状。方法提出一种融合线激光投影统计学与YOLOv7目标检测算... 目的解决高速卷烟包装生产中烟包铝箔纸因高反光、柔性特质导致的褶皱、破损等外观缺陷在线检测难题,以及传统视觉检测方法误检率高、深度学习算法在复杂工况下泛化性不足的现状。方法提出一种融合线激光投影统计学与YOLOv7目标检测算法的双光源视觉检测方法。该方法通过构建双光源成像系统,基于三角测量原理将表面微观高度变化转换为激光线像素位移;继而利用投影统计特征(标准差、梯度等)实现缺陷快速初筛;最后引入YOLOv7算法,利用其扩展聚合网络(ELAN)与重参数化卷积(RepConv)结构,对复杂及统计学特征不明显的缺陷进行精准识别,形成统计学初筛与深度学习精判的双重检测机制。结果实验结果表明,该系统在400包/min的生产速度下稳定运行,铝箔纸缺陷检出率超过99.9%,下游工序缺陷返回数量由安装前的日均1.6包降为0。结论本研究有效解决了铝箔纸高反光干扰下的缺陷检出问题,为烟草包装高反光材质表面缺陷在线检测提供了高精度、高鲁棒性的可靠方案。 展开更多
关键词 铝箔纸缺陷 线激光投影 投影统计学 YOLOv7 在线检测 机器视觉
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融合改进RRT^(*)与多策略粒子群算法的码垛机器人路径优化
5
作者 黄凯 李芳丽 《包装工程》 北大核心 2026年第5期144-155,共12页
目的针对码垛机器人在运动过程中存在的避障路径规划与运动效率不足的问题,开展码垛机器人避障路径规划与运动轨迹优化研究。方法首先,采用五次B样条曲线构建码垛机器人运动轨迹,并提出一种两阶段RRT算法进行避障路径规划。该算法在探... 目的针对码垛机器人在运动过程中存在的避障路径规划与运动效率不足的问题,开展码垛机器人避障路径规划与运动轨迹优化研究。方法首先,采用五次B样条曲线构建码垛机器人运动轨迹,并提出一种两阶段RRT算法进行避障路径规划。该算法在探索阶段引入启发式采样策略和优先队列策略,以提高搜索效率;在优化阶段采用即时传播成本更新机制,以加速最优路径的收敛。在所得避障路径的基础上,以时间最优为目标,提出一种多策略改进粒子群算法,该算法融合了多模态自适应参数调整机制、量子行为增强策略和分层精英学习策略,对码垛机器人运动轨迹进行优化。结果实验结果表明,两阶段RRT算法可使码垛机器人在无碰撞条件下从起点运动至目标点,其搜索效率和路径长度均优于传统RRT及其改进算法;经多策略改进粒子群算法优化后,码垛机器人运动时间为37.42 s,相比于自适应权重粒子群算法与标准粒子群算法,运动效率分别提高了23.29%和26.41%。结论两阶段RRT^(*)算法与多策略改进粒子群算法的协同作用,为码垛机器人规划出一条合理可行的作业路径,在确保避障安全的同时显著缩短了运动时间。 展开更多
关键词 码垛机器人 避障路径优化 轨迹优化 粒子群算法 RRT^(*)
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面向涵洞搬运机器人的构型设计及性能分析
6
作者 王乾垚 马春生 +3 位作者 李瑞琴 苑鹏飞 韩涛 李超超 《科学技术与工程》 北大核心 2026年第2期518-524,共7页
针对当前城市中存在大量危险复杂的地下涵洞使得人类不宜进入或无法进入,开发具有多地形适应特性的移动机器人,实现涵洞内物资搬运与设备巡检等任务意义重大。提出了一种2-PRU/UPR并联机构。通过SolidWorks软件构建2-PRU/UPR机构的三维... 针对当前城市中存在大量危险复杂的地下涵洞使得人类不宜进入或无法进入,开发具有多地形适应特性的移动机器人,实现涵洞内物资搬运与设备巡检等任务意义重大。提出了一种2-PRU/UPR并联机构。通过SolidWorks软件构建2-PRU/UPR机构的三维模型;基于螺旋理论的约束力偶分析法解算2-PRU/UPR机构的自由度特性,联合修正的G-K公式完成理论验证;采用闭合矢量运动链方程求解机构的运动学逆解,利用MATLAB点云算法生成机构工作空间的三维点云图;在Adams软件中开展虚拟样机仿真分析。结果表明:2-PRU/UPR机构具备沿Z轴方向的平动自由度与绕X、Y轴方向的转动自由度,共3个自由度,其工作空间呈现中心对称分布且覆盖范围广,运动平稳性良好。2-PRU/UPR机构结构简单、快捷、工作空间大,可以代替人工完成地下涵洞搬运、巡检等工作,极大地提升了工作效率。 展开更多
关键词 2-PRU/UPR 自由度 位置逆解 工作空间
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基于双模式Pa/U运动副的并联机构工作空间分析及其在物料分流中的应用
7
作者 林娣 李瑞琴 +1 位作者 胡微微 安燕霞 《包装工程》 北大核心 2026年第1期143-152,共10页
目的针对高档酒盒、高端礼品盒等产品类型多样、装配过程复杂的流水线,提出一种双模式2-RPU+(Pa/U)PS并联机构,用于车间流水线上不同高度及不同方位主支线上物料的分流和分拣。方法并联机构支链(Pa/U)PS中的双模式Pa/U运动副,通过滑块... 目的针对高档酒盒、高端礼品盒等产品类型多样、装配过程复杂的流水线,提出一种双模式2-RPU+(Pa/U)PS并联机构,用于车间流水线上不同高度及不同方位主支线上物料的分流和分拣。方法并联机构支链(Pa/U)PS中的双模式Pa/U运动副,通过滑块的滑移和嵌套,可实现Pa副与虎克铰2种模式的切换。采用支链分解综合法,基于螺旋理论,对并联机构进行自由度的计算,以确定其可实现的空间位姿功能。基于机构的运动学逆解,对机构进行工作空间分析。结果所提出的双模式2-RPU+(Pa/U)PS并联机构在2种模式下分别具有4个和5个自由度,实例表明并联机构能够适应车间流水线上主支线间400mm的高度差,以及相邻支线间输送方向800mm的偏移量。结论双模式2-RPU+(Pa/U)PS并联机构的2种模式可以根据需求进行切换,模式I可以满足流水线终端成品分拣及装盒需求,模式Ⅱ能适应不同高度及不同方位的主支线上的物料分流需求,极大地降低了人工成本,有效提高了物料的分流和分拣效率。 展开更多
关键词 并联机构 双模式Pa/U运动副 运动学逆解 工作空间 物料分流
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侧装式两转两移混联轮腿式机构运动学分析与步态规划
8
作者 韩涛 马春生 +2 位作者 苑鹏飞 王欢 高宇杰 《科学技术与工程》 北大核心 2026年第3期962-969,共8页
针对复杂的地面环境,为提高轮腿式机器人的稳定性和承载能力,提出了一种两转两移混联腿机构,采用侧装并联结构作为主体部分,并对其运动性能进行仿真分析。设计采用(2-RRS-RPS)&R混联机构,基于螺旋理论,建立了机构的运动螺旋矩阵对... 针对复杂的地面环境,为提高轮腿式机器人的稳定性和承载能力,提出了一种两转两移混联腿机构,采用侧装并联结构作为主体部分,并对其运动性能进行仿真分析。设计采用(2-RRS-RPS)&R混联机构,基于螺旋理论,建立了机构的运动螺旋矩阵对自由度进行分析,并结合修正的Grübler-Kutzbach公式验证机构的自由度,求解机构的运动学逆解;以运动学的逆解为基础,绘制出可到达的活动空间;利用Adams软件模拟单腿动作,以验证模型成立的正确性;通过对移动机器人跨越障碍步态规划和仿真进一步确认其在复杂地形下的稳定性和运动能力。结果表明该机构运动性能良好,可满足运动和工作范围需求。 展开更多
关键词 2-RRS-RPS并联机构 螺旋理论 工作空间 步态规划
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单驱对称式扩展机械悬臂关键部件结构动力学特性研究
9
作者 王宏 王芸 +2 位作者 黄霄 黄勇 李强 《机械设计》 北大核心 2026年第1期183-189,共7页
文中旨在分析和比较单驱对称式扩展机械在振动传递过程中动力学性能方面的表现,以期为机械系统的减振优化设计提供参考。对单驱对称式扩展机械进行结构设计,随后采用有限元软件进行动力学特性仿真分析,获得了模态叠加法和振动传递特性... 文中旨在分析和比较单驱对称式扩展机械在振动传递过程中动力学性能方面的表现,以期为机械系统的减振优化设计提供参考。对单驱对称式扩展机械进行结构设计,随后采用有限元软件进行动力学特性仿真分析,获得了模态叠加法和振动传递特性分析。通过对比可知,单驱对称式扩展机械的整机动力学特性,同时对其他机械部件和扩展臂不同位置进行动力学分析。结果表明:该单驱对称式扩展机械避免了在46.9和378.4 Hz附近产生共振,而在高于300 Hz后整机振动传动率相对较小;同时,在面向激励下限位盘和齿轮的振动传递主要表现在面向方向上,其共振频率为280 Hz,其他水平振动传递依然相对稳定。对于悬臂结构不同位置,通过竖直方向上的振动传递曲线结果可以很明显看到通过该机械在低频段60~180 Hz具有较低的振动传递率,该设计方法可为后续同类机械设计和优化提供新的思路。 展开更多
关键词 单驱对称式扩展机械 动力学仿真 动力学分析
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基于SolidWorks和Ansys的铁路敞车荒料运输加固装置设计
10
作者 练兵 袁舜 +1 位作者 潘帅 周宝宪 《包装工程》 北大核心 2026年第1期204-210,共7页
目的为了解决铁路荒料运输中经常出现“货等车”“货挑车”的现象,提高铁路在荒料运输市场中的竞争力,设计了一款安全可靠、可拆卸、循环使用、面向常规荒料的铁路敞车荒料运输加固装置。方法首先,根据敞车内部结构和《铁路货物装载加... 目的为了解决铁路荒料运输中经常出现“货等车”“货挑车”的现象,提高铁路在荒料运输市场中的竞争力,设计了一款安全可靠、可拆卸、循环使用、面向常规荒料的铁路敞车荒料运输加固装置。方法首先,根据敞车内部结构和《铁路货物装载加固规则》的要求,设计一款铁路敞车荒料运输加固装置。然后,制定最不利装车工况下的装载加固方案,计算了作用于加固装置的各种力。接着,采用SolidWorks构建加固装置的三维模型,利用Ansys进行调车工况的有限元分析。最后,根据有限元分析,对后挡装置进行优化,以提高装置整体安全裕度。结果加固装置最薄弱部分应力分别为102.20、116.48和112.72MPa,变形量分别是0.57、0.16和0.55mm,均低于规定的限值,满足铁路安全运输需求。结论加固装置安全可靠,可以有效提高铁路在荒料运输市场的竞争力,具有重要的工程应用价值。 展开更多
关键词 铁路敞车 荒料运输 加固装置 SOLIDWORKS ANSYS
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印刷机递纸滚筒的结构动态特性研究
11
作者 张书柏 李帅 +4 位作者 张军 冯才源 定冬旭 王坤 张明洋 《包装工程》 北大核心 2026年第5期156-163,共8页
目的为分析印刷机递纸滚筒在高速运行下的动态性能与共振风险,确保其工作安全与可靠。方法基于ANSYS软件对建立的递纸滚筒的有限元模型进行模态分析,获取其前6阶固有频率与振型;同时,采用YSV测试系统与力锤激励法进行试验模态分析,通过... 目的为分析印刷机递纸滚筒在高速运行下的动态性能与共振风险,确保其工作安全与可靠。方法基于ANSYS软件对建立的递纸滚筒的有限元模型进行模态分析,获取其前6阶固有频率与振型;同时,采用YSV测试系统与力锤激励法进行试验模态分析,通过布置加速度传感器测量振动响应,将试验结果与仿真结果对比,以验证模型准确性,并计算临界转速。结果仿真与试验获得的固有频率相对误差均小于4%,振型吻合良好。一阶试验模态固有频率为177.75 Hz,据此计算得到一阶临界转速为10665 r/min,该滚筒实际工作转速小于200 r/min,远低于临界转速。结论研究验证了有限元模型的可靠性,并证实递纸滚筒在当前工作转速下运行安全,不会发生共振,满足使用要求。 展开更多
关键词 递纸滚筒 有限元分析 模态分析 临界转速 共振
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YB518A包装机透明纸输送及切割伺服控制系统设计
12
作者 陈华 邹明耀 +2 位作者 赵鑫 朱奕希 王旭峰 《包装工程》 北大核心 2026年第5期173-180,共8页
目的完成YB518A包装机透明纸包装过程中的彩膜定位以及定长切割的需求。方法设计一套透明纸输送及切割伺服控制系统。通过设计普通透明纸模式与彩膜标记模式,在普通透明纸模式下,伺服切割装置根据设定的透明纸尺寸裁切出固定的长度,在... 目的完成YB518A包装机透明纸包装过程中的彩膜定位以及定长切割的需求。方法设计一套透明纸输送及切割伺服控制系统。通过设计普通透明纸模式与彩膜标记模式,在普通透明纸模式下,伺服切割装置根据设定的透明纸尺寸裁切出固定的长度,在彩膜标记模式下,系统不仅能完成定长切割的功能,还能根据传感器所检测的彩膜标记位置调整伺服透明纸电机的转速,使彩膜标记能够位于烟包的固定位置,并且在此基础上设计一套自动化的透明纸拼接流程。结果实验结果表明,在普通透明纸模式下伺服输送及切割装置可以很好地跟随物理主轴运动,在彩膜标记模式下每个运行周期内的最大跟随误差不超过0.15°,自动拼接功能全程通过逻辑指令完成,自动定位纠偏打纸,全程无需人工干预。结论该套透明纸输送及切割伺服控制系统不仅替代了传统机械结构下使用普通透明纸的完整功能,并且满足设备多样性的包装需求,如透明纸定长切割、彩膜定位,并且实现了带彩膜透明纸自动拼接功能。 展开更多
关键词 YB518A包装机 透明纸输送和切割单元 伺服控制系统 自动拼接功能
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搬运机器人动态RRT*增强路径规划算法研究
13
作者 温海骏 孟宇婷 《包装工程》 北大核心 2026年第3期133-145,共13页
目的针对工厂搬运机器人使用传统RRT*算法在复杂环境中规划路径时存在的随机采样冗余性高、收敛速度慢、路径局部震荡显著等问题,提出了一种动态RRT*增强路径规划算法(Dynamic Enhanced RRT*,DE-RRT*)。方法首先,引入变步长最小均方(VSS... 目的针对工厂搬运机器人使用传统RRT*算法在复杂环境中规划路径时存在的随机采样冗余性高、收敛速度慢、路径局部震荡显著等问题,提出了一种动态RRT*增强路径规划算法(Dynamic Enhanced RRT*,DE-RRT*)。方法首先,引入变步长最小均方(VSS-LMS)算法,实现对步长的动态控制,进而随偏离终点误差的变化而调整步长;其次,构建不同安全等级的可通行区域,将障碍物区域膨胀2次,以不同的优先等级,减少树枝延伸无效的情况;再次,通过限制采样角度、控制“树”总长,提高探索效率;最后,结合机器人运动特性,采用3次B样条曲线对规划路径进行平滑处理,显著降低拐角数量。结果与RRT*、IRRT*相比,DE-RRT*在搜索效率和路径质量方面均有显著提升,平均迭代次数降低35%~45%,规划路径长度平均缩短10%~20%;实车实验结果表明,与RRT*路径相比,DE-RRT*总长缩短43.4%,整体用时减少50.3%,同时,平滑性更具优势。结论改进后的算法在长度、时效性及平滑性上均取得较好表现,能够为实现工厂智能物流系统的搬运机器人路径规划提供新的解决方案。 展开更多
关键词 DE-RRT* 路径规划 动态采样策略 局部增强
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不同偏心距下RV减速器综合寿命评估方法
14
作者 李森 魏腾跃 +1 位作者 李亿万 张凯 《包装工程》 北大核心 2026年第3期189-197,共9页
目的针对RV减速器寿命评估试验周期长、耗资高等问题,提出一种基于有限元的偏心轴寿命高效计算框架,及综合偏心轴与偏心轴轴承来评估RV减速器寿命的计算方法,避免寿命试验带来的高耗时。方法利用有限元理论建立适用偏心轴的寿命评估模型... 目的针对RV减速器寿命评估试验周期长、耗资高等问题,提出一种基于有限元的偏心轴寿命高效计算框架,及综合偏心轴与偏心轴轴承来评估RV减速器寿命的计算方法,避免寿命试验带来的高耗时。方法利用有限元理论建立适用偏心轴的寿命评估模型,基于轴承寿命基本模型建立偏心轴轴承的寿命评估模型,通过对不同偏心距下的偏心轴及偏心轴轴承寿命的分析,得到不同偏心距下偏心轴机构的薄弱部分,以此来综合评估RV减速器的寿命。结果随着偏心距的增加,RV减速器的寿命增加,当偏心距大于0.97 mm时,薄弱零件为偏心轴轴承,当偏心距为1.25 mm时RV减速器的最大寿命为7823 h。搭建加速寿命试验台进行寿命试验,RV减速器寿命计算方法与试验结果误差小于10%,验证了理论计算方法的准确性。结论寿命为RV减速器可靠性的重要判定标准,该计算方法为降低试验成本、节约生产时间及RV机构的设计提供了一定理论依据。 展开更多
关键词 RV减速器 寿命 偏心轴轴承 偏心距
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RV减速器摆线针轮机构的承载性能评估
15
作者 周建慧 魏腾跃 +1 位作者 蒋铭松 张凯 《包装工程》 北大核心 2026年第1期169-177,共9页
目的针对国产RV减速器承载能力弱、承载性能评估标准不明晰等问题,提出一种承载性能评估模型,用以评估不同型号尺寸RV减速器摆线针轮传动机构的承载性能,并研究RV减速器摆线针轮传动机构的针齿半径、针齿分布圆半径、偏心距对机构动态... 目的针对国产RV减速器承载能力弱、承载性能评估标准不明晰等问题,提出一种承载性能评估模型,用以评估不同型号尺寸RV减速器摆线针轮传动机构的承载性能,并研究RV减速器摆线针轮传动机构的针齿半径、针齿分布圆半径、偏心距对机构动态承载能力的影响。方法基于摆线针轮机构啮合传动关系,构建负载下摆线轮齿动态载荷分布及动态应力分布函数,基于摆线轮与偏心轴之间的传动受力关系,构建偏心轴刚度计算模型,综合考虑摆线针轮啮合与偏心轴刚度,构建摆线针轮机构承载性能评估模型。结果偏心距对摆线轮动态载荷分布系数、动态最大接触应力、偏心轴刚度等3个表征因素均有较大影响,在研究范围内,针齿半径、针齿分布圆半径、偏心距每变化0.1mm,承载评估系数平均变化值分别为0.0023、0.0033、0.0425。结论偏心距对承载评估性能的影响最大,动态最大接触应力为摆线针轮传动机构承载性能最主要的评估因素,所建立的摆线针轮机构承载性能评估模型为RV减速器摆线针轮传动机构的承载性能评估及设计参数优化提供了理论依据。 展开更多
关键词 RV减速器 摆线针轮传动 承载性能评估
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结构参数对颗粒分选通道流动特征的影响分析
16
作者 吴玄皓 范智源 +3 位作者 陈智敏 赵渊浩 马寅杰 周长江 《包装工程》 北大核心 2026年第3期168-177,共10页
目的探究颗粒分选通道内部流场特征,解决包装工程领域高能耗、低效率的行业痛点,优化通道结构设计以提升梗丝分选效率并降低能耗,为提升分选性能提供理论支撑。方法首先,采用RNG k-ε湍流模型并结合增强壁面处理方法,对分选通道内部流... 目的探究颗粒分选通道内部流场特征,解决包装工程领域高能耗、低效率的行业痛点,优化通道结构设计以提升梗丝分选效率并降低能耗,为提升分选性能提供理论支撑。方法首先,采用RNG k-ε湍流模型并结合增强壁面处理方法,对分选通道内部流场进行数值模拟。其次,通过计算流体动力学技术解析不同结构参数下分选通道内部的流场特性与压降变化。最后,应用正交试验设计方法,研究关键结构因素对流场的影响。结果研究表明,通道结构优化对分选通道的进出口压差影响显著。将通道拐角改为130°时,流场流体进出口压差降至269.6 Pa,变动率为–35.5%,有效降低了系统能耗,但对整体流速及流场稳定性影响不大。结论正交试验与极差分析表明,悬浮分离通道拐角是影响进出口压差的最关键结构参数。本文确定了压差最低的优化结构组合,在保证分选效果的同时可实现能耗显著降低,为分选通道的低能耗工程设计提供了重要参考。 展开更多
关键词 分选通道 计算流体力学 流场特性 结构优化 正交设计
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苹果包装箱气孔的优化设计 被引量：1
17
作者 苏铁青 宋卫生 薛阳 《包装工程》 北大核心 2025年第17期194-201,共8页
目的基于现有的苹果包装设计,寻求在满足苹果预冷效果的基础上,包装箱抗压强度最高的气孔设计方案。方法基于流体动力学在Fluent中模拟了在一定初始条件和边界条件下箱内苹果的温度变化历程,在模拟分析过程中,利用UDF(用户自定义函数)... 目的基于现有的苹果包装设计,寻求在满足苹果预冷效果的基础上,包装箱抗压强度最高的气孔设计方案。方法基于流体动力学在Fluent中模拟了在一定初始条件和边界条件下箱内苹果的温度变化历程,在模拟分析过程中,利用UDF(用户自定义函数)加载了模拟苹果生成热和蒸腾热的热源程序。从开孔直径、开孔数量、开孔纵向位置、开孔横向位置4个角度进行单因素试验和对比分析。以箱内所有苹果的最高温度是否达到预期温度作为预冷效果的评价指标。在此基础上开展了纸箱抗压试验。结果开孔直径、开孔数量、开孔纵向位置均对预冷效果有明显的影响。而开孔横向位置的影响则不明显。当开孔直径为1.6 cm,开孔数量为4,纵向开孔位置处于1、2两层间和3、4两层间时,预冷效果最好。在此基础上进行的纸箱抗压试验发现,横向位置变化对包装箱抗压强度相对明显,当开孔间距为12 cm时,抗压强度最高。结论开孔方式直接影响着苹果的预冷效果和包装箱的抗压强度,在优化过程中,应以预冷效果为首要考虑因素,在此基础上通过包装箱抗压强度的对比分析得出最优方案。本文的优化设计思路可以为其他开孔纸箱的设计提供一定的参考和帮助。 展开更多
关键词 开孔 预冷 抗压强度 苹果包装箱
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香烟硬质条盒包装机组控制系统设计研究 被引量：1
18
作者 李光 刘庆玉 李紫迪 《印刷与数字媒体技术研究》 北大核心 2025年第2期143-152,共10页
针对香烟硬质条盒专用包装机组缺乏和智能化程度较低的问题,本研究对包装机组的装盒、贴标、裹包等包装过程展开分析,提出了一套机电一体化包装机组控制系统。以三菱可编程逻辑控制器(PLC)为控制核心,结合通信模块、伺服电机驱动系统和... 针对香烟硬质条盒专用包装机组缺乏和智能化程度较低的问题,本研究对包装机组的装盒、贴标、裹包等包装过程展开分析,提出了一套机电一体化包装机组控制系统。以三菱可编程逻辑控制器(PLC)为控制核心,结合通信模块、伺服电机驱动系统和触摸屏人机界面等实现对包装机组的自动控制,并采取PID控制策略对电机调速,利用Matlab平台对伺服系统进行建模并仿真分析。结果表明,在1.5s位置突变时,转速和转矩等参数能在较短时间内达到稳定,稳态误差小,响应迅速,控制效果较好;包装机组系统整体运行率达98.15%,合格率为99.03%,生产能力约为9600包/时,满足生产要求。本研究所设计的包装机组控制系统结构简单、紧凑,自动化和智能化程度高,应用前景广阔。 展开更多
关键词 包装机组 可编程逻辑控制器 伺服系统 PID控制 人机界面
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基于改进NSGA-Ⅱ算法的五杆月饼装盒机构优化设计
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作者 蔡国庆 周利杰 +3 位作者 郝瑞林 王文成 张铁壁 石岩 《包装与食品机械》 北大核心 2026年第1期41-49,共9页
针对当前月饼生产线中的机器人本体价格昂贵、占用空间大的问题,通过佳点集生成初始化种群,增加多点交叉变异和局部搜索算子改进NSGA-Ⅱ算法,对五杆机构的整体灵巧度、最小灵巧度及整体尺寸进行多目标优化设计,以代替多自由度工业机器... 针对当前月饼生产线中的机器人本体价格昂贵、占用空间大的问题,通过佳点集生成初始化种群,增加多点交叉变异和局部搜索算子改进NSGA-Ⅱ算法,对五杆机构的整体灵巧度、最小灵巧度及整体尺寸进行多目标优化设计,以代替多自由度工业机器人完成月饼装盒任务。结果表明,较NSGA-Ⅱ算法,改进后的NSGA-Ⅱ算法(GMLNSGA-Ⅱ)得到的解集超体积增加3.5%,反转世代距离减少16.4%,解集多样性和质量更高;相较于优化前,优化后的五杆机构整体灵巧度由0.50提升至0.68,最小灵巧度由0.002提高至0.190,整体尺寸由475 mm减少至445 mm;实现同样的末端运动,只需更低的主动杆角速度与角加速度,具有更好的运动性能。研究为五杆月饼装盒机构的设计和优化提供依据。 展开更多
关键词 NSGA-Ⅱ 优化设计 五杆机构 月饼装盒 灵巧度
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芒果采摘包装车机械臂结构设计与分析
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作者 张春芝 严宇晴 刘世豪 《包装工程》 北大核心 2025年第23期189-196,共8页
目的针对芒果种植区地形复杂、果柄含腐蚀性漆液等问题,设计一款履带式芒果采摘包装车。方法整机由履带行走底盘、三自由度电动缸调平平台、五自由度机械臂及末端执行器构成。采摘包装车的调平平台基于倾角传感器实时维持机械臂基座水平... 目的针对芒果种植区地形复杂、果柄含腐蚀性漆液等问题,设计一款履带式芒果采摘包装车。方法整机由履带行走底盘、三自由度电动缸调平平台、五自由度机械臂及末端执行器构成。采摘包装车的调平平台基于倾角传感器实时维持机械臂基座水平;末端执行器融合鳍条效应四指柔性抓取机构,集成压力传感实现无损抓取,并结合剪切式漆液吸附结构。机械臂通过D-H法建立运动学模型,结合动力学分析优化驱动参数,并进行结构轻量化优化。结果五自由度机械臂实现了结构轻量化,质量减少了13.8%;并且最大变形量为1.978 mm,最大等效应力为35.638 MPa,均满足刚度和强度要求。五自由度机械臂在芒果采摘包装环节具有良好的适应性,对降低人工成本、提升作业效率具有积极作用。结论采摘包装车具备柔性抓取、漆液高效处理及果实初步分类能力,为破解芒果机械化采摘包装难题提供有效的技术方案。 展开更多
关键词 芒果采摘包装车 履带式底盘 机械臂 结构优化 仿生设计
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