南昌大学学报(工科版)|| 2026年第2期

1T2R并联机构变换参照系的基点运动转换方式及工作性能分析

向以恒¹，李小兵^1,2*，吴浩杰¹，吕松涛¹，杜兴^1,2，石志新^1,2

（1. 南昌大学先进制造学院；2. 江西省高等学校现代机械设计工程技术研究中心）

摘要：针对少自由度转-平混合并联机构普遍存在运动耦合性较强、基点的转动会对移动产生干扰等问题，本文提出一种基于变换参照系的基点转动-平移解耦方法。该方法在不改变并联机构结构参数以及拓扑构型的前提下，将2-UPU/UP并联机构的基点由转动-平移耦合状态转换为转动-平移解耦状态，并基于离散搜索法对比同一机构在2种状态下基点的工作空间、转动能力以及灵巧度。研究结果表明：基点转动-平移解耦状态与转动-平移耦合状态下的工作空间以及转动能力存在对应关系，且2种运动状态下的转动能力具有2种不同的表达方式。基点转动-平移解耦状态下的全局灵巧度（0.004 8）远远优于基点转动-平移耦合状态（0.001 7），验证了所提基点转动-平移解耦方法的有效性。

关键词：并联机构；变换参照系；运动转换方式；转动能力；灵巧度

基金项目：国家自然科学基金资助项目（52165003）。

引用格式：

向以恒, 李小兵, 吴浩杰, 等. 1T2R并联机构变换参照系的基点运动转换方式及工作性能分析[J]. 南昌大学学报(工科版), 2026, 48(2): 109-118.

XIANG Y H, LI X B, WU H J, et al. Base point motion transformation method and operational performance analysis for 1T2R parallel mechanism via reference frame switching[J]. Journal of Nanchang University (Engineering & Technology), 2026, 48(2): 109-118.

多物料高速分拣的视觉定位与路径规划设计

郭嘉豪，杨富富，何镇，庄豪懿，刘潇，张俊^*

（福州大学机械工程及自动化学院)

摘要：为解决Delta机器人动态分拣中视觉识别误差大、多物料分拣路径冗余的问题，本文提出一种集成深度学习视觉算法与多物料分拣策略的方案。视觉端通过透视变换矫正图像畸变，结合手眼标定实现坐标精准转换，搭配边缘结果去除和物料坐标动态修正消除误识别，提高识别精度；多物料分拣端改进了蚁群算法，引入动态补偿机制计算物料随传送带移动的实际拾取位置，优化分拣路径。实验结果表明，该方案的分拣速度达65.8 次/min，抓取准确率为97.88%，分类准确率为99.39%。该方案实现了物料动态分拣精度与效率的提升，可满足多种工业场景的高速分拣需求，为工业机器人多物料分拣系统优化提供技术参考。

关键词：动态分拣；深度学习；Delta机器人；蚁群算法；动态补偿

基金项目：国家自然科学基金资助项目（52375009）；福建省自然科学基金资助项目（2024J02007）。

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郭嘉豪, 杨富富, 何镇, 等. 多物料高速分拣的视觉定位与路径规划设计[J]. 南昌大学学报(工科版), 2026, 48(2): 119-128.

GUO J H, YANG F F, HE Z, et al. Visual positioning and path planning design of multi-material high-speed sorting[J]. Journal of Nanchang University (Engineering & Technology), 2026, 48(2): 119-128.

多糖对发芽全组分燕麦乳稳定性的影响及其作用机制

邵雪琪¹，魏齐敏¹，陈军^1,2，任长忠³，戴涛涛^1,2，王乙惠^1,2，黄思¹，马飞跃^1,3*

（1. 南昌大学食品科学与资源挖掘全国重点实验室；2. 南昌大学国际食品创新研究院；3. 白城市农业科学院国家燕麦改良中心）

摘要：为解决用高能流体磨制备的发芽全组分燕麦乳长期储存过程中会产生分层、絮凝等稳定性问题，本文探究了果胶、黄原胶和瓜尔豆胶3种多糖对其稳定性的影响，并选取稳定化效果最好的多糖进行机制探究。研究发现，加入黄原胶和瓜尔豆胶使燕麦乳的Zeta电位分别由−3.50 mV降低到−22.32 mV和−18.34 mV，但均在12 h内出现明显分层；而添加果胶的燕麦乳电位下降至−32.56 mV，且在48 h内样品保持稳定。选择果胶进一步进行燕麦乳稳定性机理研究，结果表明：随着果胶添加量从0增加到0.16%，燕麦乳的粒度分布曲线向小粒径方向偏移；燕麦乳的Zeta电位由−3.50 mV下降到−40.50 mV，表明果胶通过静电排斥有效阻止颗粒聚集，抑制沉降；浊度从0.29增加到1.91，稳定系数从7.35上升到51.69。流变结果显示，当剪切速率为0.1 s−1时，随着果胶添加量的增大，全组分燕麦乳的表观黏度从81.23 mPa∙s升高到1 875.67 mPa∙s。微观结构表明，随着果胶添加量的增加，蛋白质被果胶包裹，形成较小的复合物颗粒，且逐渐渗入燕麦乳体系中，表明果胶在燕麦乳中形成了凝胶网络。综上所述，果胶与燕麦乳之间通过黏度效应、静电排斥、空间位阻、形成凝胶网络的协同机制，实现对体系的稳定。

关键词：高能流体磨；全组分燕麦乳；果胶；稳定性

基金项目：国家重点研发计划（2023YFD1600704-3）；江西省研究生创新专项资金资助项目（YC2024-S100）。

引用格式：

邵雪琪, 魏齐敏, 陈军, 等. 多糖对发芽全组分燕麦乳稳定性的影响及其作用机制[J]. 南昌大学学报(工科版), 2026, 48(2): 129-138.

SHAO X Q, WEI Q M, CHEN J, et al. Effects of polysaccharides on the stability of germinated whole-component oat milk and the underlying mechanism[J]. Journal of Nanchang University (Engineering & Technology), 2026, 48(2): 129-138.

吖啶基钌配合物催化二硫醇和二醇脱氢聚合制备聚硫酯

李琳，刘红秀，王轶斌，姚昌广^*

（南昌大学化学化工学院）

摘要：为解决聚硫酯合成中因硫原子导致催化剂普遍失活的问题，本研究筛选出一种对硫具良好耐受性的吖啶基钳型钌配合物作为高效催化剂，它能高效催化二硫醇和二醇的脱氢聚合反应，在 150 ℃下反应 24 h，即可制备出可化学循环的聚硫酯，且仅产生氢气作为副产物。该反应转化率超过90%且产率在80%以上，选择性好，原子经济性高，为聚硫酯的合成提供了一种新的路径。另外，机理研究发现，二硫醇既是聚合单体，又可作为辅助配体通过外球机理生成活性物种。

关键词：聚硫酯；脱氢聚合；外球机理；化学可回收；高分子

基金项目：国家自然科学基金资助项目（22261034，22061027）。

引用格式：

李琳, 刘红秀, 王轶斌, 等. 吖啶基钌配合物催化二硫醇和二醇脱氢聚合制备聚硫酯[J]. 南昌大学学报(工科版), 2026, 48(2): 139-146.

LI L, LIU H X, WANG Y B, et al. Preparation of polythioesters through dehydrogenative polymerization of dithiols and diols catalyzed by acridine-based ruthenium complex[J]. Journal of Nanchang University (Engineering & Technology), 2026, 48(2): 139-146.

污泥-木屑混合成型燃料制备工艺优化及燃烧特性

武江南¹，何志毅²，王厚锋^2*

（1. 福建海峡环保集团股份有限公司；2. 福建农林大学资源与环境学院）

摘要：针对城市污泥能源化利用中成型燃料结构强度低、燃烧稳定性差的技术瓶颈，探究成型力与污泥-木屑掺混比对燃料物理性能及燃烧特性的协同影响机制，以优化污泥基生物质成型燃料制备工艺。以市政污泥与木屑为原料，系统测试成型力（4～12 kN）和污泥质量分数（0～100%，干基）对燃料致密性（密度、耐磨性）、力学性能（抗压强度）及燃烧特性（热值、热重分析）的影响，结合微观形貌与能耗分析揭示作用机制。实验结果表明：在污泥-木屑质量比1∶1条件下，8 kN成型力表现最优，燃料密度达810.4 kg/m³，抗压强度为3.98 MPa，能耗较12 kN降低21.70%；当污泥质量分数为50%时（成型力为8 kN），成型燃料热值最高（13.70 kJ/g），微分热重峰值增至13.8%/min，较纯污泥燃料提高253.8%，可燃性指数（S）达9.10×10⁻⁷ min⁻²·℃⁻³，较纯污泥燃料提升295.7%；同时，该条件下样品耐磨率为0.302%，抗压强度为3.98 MPa，能满足工业应用标准要求。微观结构分析显示，木屑纤维与污泥有机质形成了较为致密的结合结构。综合来看，污泥质量分数为50%、8 kN成型力为最优工艺组合，兼具高机械强度与燃烧效率，为污泥资源化提供了可工业化推广的技术参考。

关键词：污泥；木屑；生物质成型燃料；成型力；燃烧特性

基金项目：福建省生态产业绿色技术重点实验室开放基金项目(WYKF-EIGT2023-2)。

引用格式：

武江南, 何志毅, 王厚锋. 污泥-木屑混合成型燃料制备工艺优化及燃烧特性 [J]. 南昌大学学报(工科版), 2026, 48(2): 147-154.

WU J N, HE Z Y, WANG H F. Optimization of the preparation process and analysis of combustion performance for sludge-sawdust mixed fuel pellets[J]. Journal of Nanchang University (Engineering & Technology), 2026, 48(2): 147-154.

基于NURBS曲线与节点平移法的自由曲面网壳形态优化

曾雨星^1,2，朱南海^1,2*

（1.江西理工大学土木与测绘工程学院；2. 江西省环境岩土与工程灾害控制重点实验室）

摘要：为提高自由曲面网壳结构的光顺性及其力学性能，本文采用非均匀有理B样条（non-uniform rational B-spline, NURBS）曲线技术，将结构几何形状的构建与网格划分相结合，提出了一种自由曲面网壳结构形态优化设计方法。以NURBS曲线技术为基础，建立自由曲面网壳结构的轮廓线与轨道线并进行等弦长划分，得到轮廓线与轨道线上的控制点；在此基础上，采用节点平移法推导了结构任意节点的坐标解析表达式；最后以轮廓线与轨道线控制点的坐标值为优化变量，在一定的约束条件下，优化目标为结构应变能最小化，采用量子粒子群算法对结构形状及其力学性能进行优化。结果表明：将NURBS曲线技术与节点平移法相结合，既可快速建立结构分析模型，也可保证结构曲面的光顺性，同时采用量子粒子群优化算法，通过优化轮廓线与轨道线控制点的坐标位置即可得到符合力学性能要求的结构形态，且其承载力、用钢量和杆件长度方差等均优于同一曲面下投影法生成的结构。

关键词：自由曲面网壳；NURBS曲线技术；结构形态；节点平移法；结构应变能

基金项目：国家自然科学基金资助项目（52368018）。

引用格式：

曾雨星, 朱南海. 基于NURBS曲线与节点平移法的自由曲面网壳形态优化[J]. 南昌大学学报(工科版), 2026, 48(2): 155-162.

ZENG Y X, ZHU N H. Shape optimization of free-form reticulated shell based on NURBS curve and node translation method[J]. Journal of Nanchang University (Engineering & Technology), 2026, 48(2): 155-162.

基于均匀试验-随机有限元的边坡稳定可靠性分析

杨志刚^1*，胡雅婷¹，宋金兰²，宋建平³，宋秋平³

（1. 南昌大学工程建设学院；2. 江西省建筑设计研究总院集团有限公司；3. 千亿设计集团有限公司吉安分公司）

摘要：为了解决边坡稳定可靠度分析中因有限元计算量太大难以实际应用的问题，本文采用可靠度全概率理论，采取样本权重系数的概念和均匀试验设计等方法，并结合结构随机有限元分析，进行了基于权重系数-均匀试验-随机有限元可靠度计算方法方面的研究。本研究根据随机变量的分布特征和小样本t分布估计，得到了在给定的置信度下所需的最小样本容量；采用均匀试验设计和样本抽样，结合随机有限元分析，大大减少了结构可靠度分析所需的随机有限元法试验次数。基于试验随机样本权重概念，由全概率公式和乘法原理计算得到了随机有限元的响应值的随机分布数字特征值，根据Bayes公式和可靠度定义可直接进行可靠度指标计算。结合边坡稳定工程实例，设计了均匀试验，经过有限次数的随机有限元分析，对边坡稳定进行了高效可靠度计算。

关键词：可靠度分析；随机有限元；试验均匀；边坡稳定；t分布

基金项目：国家自然科学基金资助项目（52469022)；教育部产学合作协同育人项目（231006419313129）。

引用格式：

杨志刚, 胡雅婷, 宋金兰, 等. 基于均匀试验-随机有限元的边坡稳定可靠性分析[J]. 南昌大学学报(工科版), 2026, 48(2): 163-168.

YANG Z G, HU Y T, SONG J L, et al. Reliability analysis for slope stability by using uniform experiment and stochastic finite element method[J]. Journal of Nanchang University (Engineering & Technology), 2026, 48(2): 163-168.

长螺旋扩底桩扩底施工可视化监控设备研发

曹开伟¹，徐升才¹，孙旭辉¹，梁海安²，吴赞^1*，王信刚³

（1. 江西中恒地下空间科技有限公司； 2. 东华理工大学土木与建筑工程学院；3. 南昌大学工程建设学院）

摘要：土木工程信息化、可视化施工，是未来我国工程建设的发展趋势。本文通过对长螺旋扩底压灌桩扩底施工工艺系统和打桩监控设备的研究，利用可编程逻辑控制器（programmable logic controller, PLC）采集打桩深度、扩底直径等数据，将采集到并经过处理的信息显示在触摸屏界面上，实现打桩与扩底施工自动匹配。同时还研发了包括通信中断提醒、打桩过程动画实时显示功能的自动化监控设备，可实现打桩施工质量和扩底施工监控的可视化。

关键词：模拟量信号采集；传输模块；可视化；可编程逻辑控制器

引用格式：

曹开伟, 徐升才, 孙旭辉, 等. 长螺旋扩底桩扩底施工可视化监控设备研发[J] . 南昌大学学报(工科版), 2026, 48(2): 169-174.

CAO K W, XU S C, SUN X H, et al. Research and development of visualized monitoring equipment for bottom-expanding construction of the under-reamed continuous flight auger pile[J]. Journal of Nanchang University (Engineering & Technology), 2026, 48(2): 169-174.

基于电阻率特征分析的高速公路岩溶地层的破坏规律

朱烈豪¹，王玉琴²，廖焕旺³，张震⁴，陈忠达⁴，赵华^2*

（1. 江西省交通建设工程质量安全保障中心；2. 南昌大学工程建设学院；3. 江西省交通投资集团有限责任公司吉安西管理中心；4. 长安大学特殊地区公路工程教育部重点实验室）

摘要：为评估岩溶地层中溶洞的稳定性对高速公路工程建设的危害，本研究通过电阻率层析成像技术对江西省某高速公路沿线进行勘察。通过钻探校正电阻率层析成像中各类岩土的电阻率值，并利用钻探结果对Wenner装置探测盲区进行补充解释；利用电阻率等值线向下弯折等异常状况识别潜在的岩溶塌陷边界，根据高阻环状异常包裹低阻核部的电性结构，判定溶洞内存在充填物。基于反演模型构建数值模型进行数值分析，得到路表沉降曲线。施工过程模拟结果表明：溶洞顶板首先形成倾斜剪切带引发岩层滑动，上覆土层因基岩失稳产生竖直剪切带，最终路基发生水平层状拉裂。研究成果可为岩溶区高速公路施工风险控制提供理论依据。

关键词：溶洞；电阻率；层析成像技术；Wenner装置；破坏机理

基金项目：江西省交通运输厅科技项目（2024ZG018）。

引用格式：

朱烈豪, 王玉琴, 廖焕旺, 等. 基于电阻率特征分析的高速公路岩溶地层的破坏规律[J]. 南昌大学学报(工科版), 2026, 48(2): 175-180.

ZHU L H, WANG Y Q, LIAO H W, et al. Failure mechanisms of karst formations in expressways based on resistivity characteristic analysis[J]. Journal of Nanchang University (Engineering & Technology), 2026, 48(2): 175-180.

应力转移型增容导线力学特性分析

张志炫，张世洋，肖奉英，黄模佳^*

（南昌大学工程力学实验中心）

摘要：应力转移型增容导线的承力结构一般为绞合型的铝包殷钢、镀锌殷钢或碳纤维复合芯。目前针对应力转移型增容导线的研究较少，尚不能准确评估其力学特性。本文在综合考虑了应力转移型增容导线拐点温度特性的基础上，引入应变能理论，从微观角度出发，推导了适用于应力转移型增容导线拐点温度前后的等效弹性模量和等效热膨胀系数计算公式，并利用有限元方法对其正确性进行了验证。结果表明：应力转移型增容导线的拐点温度与其受到的张力成正比，在拐点温度后，对于应力转移型增容导线，需考虑铝导线蓬松后弯曲变形能对其等效弹性模量和等效热膨胀系数的影响。

关键词：应力转移；增容导线；拐点温度；特性分析；应变能

基金项目：江西省教育厅科学技术研究项目（GJJ2200371）。

引用格式：

张志炫, 张世洋, 肖奉英, 等. 应力转移型增容导线力学特性分析[J]. 南昌大学学报(工科版), 2026, 48(2):181-187.

ZHANG Z X, ZHANG S Y, XIAO F Y, et al. Mechanical characterization of stress-transferred capacity-enhancing conductors[J]. Journal of Nanchang University (Engineering & Technology), 2026, 48(2): 181-187.

考虑碳交易与需求侧响应的微电网优化运行调度 

熊永康^1,2，杜昀²，姜宜辰²，高连升²，熊俊杰¹，宋冠宏^2*

（1. 国网江西省电力有限公司电力科学研究院；2. 南昌大学信息工程学院）

摘要：为提高微电网运行的经济性与低碳性，本文针对含风、光、蓄电池与可调负荷等元素的微电网，提出了一种综合考虑碳交易与需求侧响应的优化运行调度模型。该模型以储能系统一天所需的成本、微电网和配电网交互产生的环境污染治理成本等费用综合最低为目标，通过CPLEX求解器对考虑碳交易与需求侧响应的微电网模型进行求解，得到微网中各元素的出力结果。以IEEE 30节点系统为例建立多场景，用于验证所提方法的有效性。验证结果表明，所提模型能降低微电网优化运行成本，具有良好的经济效益。

关键词：碳交易；需求侧响应；微电网；储能系统；优化运行

基金项目：江西省自然科学基金项目（20232BAB212021，20242BAB20051，20252BAC240666，20252BAC240026）。

引用格式：

熊永康, 杜昀, 姜宜辰, 等. 考虑碳交易与需求侧响应的微电网优化运行调度[J]. 南昌大学学报(工科版), 2026, 48(2): 188-195.

XIONG Y K, DU Y, JIANG Y C, et al. Optimization of microgrid operation scheduling considering carbon trading and demand-side response[J]. Journal of Nanchang University (Engineering & Technology), 2026, 48(2): 188-195.

基于幅值预测的固态断路器过流保护方法

叶建盈^1*，严东¹，鲍光海²，杨万宇¹，万威¹，舒一展¹

（1. 福建理工大学福建省汽车电子与电驱动技术重点实验室；2. 福州大学电气工程与自动化学院）

摘要：交流固态断路器的动作时间与线路故障的检测与识别速度密切相关，为了满足交流固态断路器的快速动作特性，本文引入了电流幅值预测模型，提出了具有过载和短路故障识别功能的数字控制方法。以SiC MOSFET作为主器件，采用STM32单片机作为控制单元，研制了一款基于数字控制的交流固态断路器，并对其进行了短路和过载故障试验。结果表明：采用的幅值预测和数字控制的检测和识别方法能在不同相角发生短路故障时迅速切断电路，动作时间为微秒级别，在不同过载倍数和对应保护时间下能够准确动作，且过载和短路故障不会出现误判现象。

关键词：交流固态断路器；故障；检测与识别；幅值预测

基金项目：福建省自然科学基金资助项目（2021J011081）；福建工程学院科研基金项目(GY-Z18179)。

引用格式：

叶建盈, 严东, 鲍光海, 等. 基于幅值预测的固态断路器过流保护方法[J]. 南昌大学学报(工科版), 2026, 48(2): 196-203.

YE J Y, YAN D, BAO G H, et al. Overcurrent protection method of solid state circuit breaker based on amplitude prediction[J]. Journal of Nanchang University (Engineering & Technology), 2026, 48(2): 196-203.

断齿位置与夹角对斜齿轮刚度特性及损伤因子的影响

林梅彬^1,2*，郭为安¹，张琴³

（1. 福州职业技术学院交通工程学院；2. 同济大学中德工程学院；3. 福州职业技术学院信息工程学院）

摘要：针对断裂齿轮啮合刚度的计算问题，本文提出了一种包含断齿位置与夹角的接触线分析与切片法相结合的新方法，用于计算断裂齿轮单齿刚度及啮合刚度。首先，将不同重合度斜齿轮进行分类，确定齿轮左边断裂与右边断裂时的相关参数；然后，在不考虑齿根断裂的情况下，推导断裂齿轮单齿刚度及啮合刚度解析公式并进行验证；最后，借助数值仿真分析手段，重点研究断裂位置与夹角对齿轮刚度特性及损伤因子的影响情况。研究结果表明：齿轮左边断裂时的刚度波动因子最大值大于右边断裂时的刚度波动因子最大值；齿轮右边断裂时，无论重合度大小，损伤因子随着啮合位置（ξ）的增加呈现先减小后增大的趋势；齿轮左边断裂且夹角（α）＞基圆螺旋角（β_b）时，若满足端面重合度（ε_α）≤轴向重合度（ε_β）以及断裂位置（ξ_xu）∈(0, ε_β)，或满足ε_α＞ε_β时，损伤因子的最小值与夹角无关，仅由断裂位置决定；当齿轮右边断裂且ε_α＞ε_β时，无论断裂点位置大小，总存在夹角，该夹角会对单齿刚度的中间区域产生影响；当齿轮左边断裂且ε_α≤ε_β、ξ＞ε_α时，不同断裂位置的刚度波动因子随夹角的增大迅速增大，断裂位置对刚度波动因子的影响很小；当齿轮左边断裂且ε_α＞ε_β时，刚度波动因子的增长规律与当齿轮左边断裂且ε_α≤ε_β、ξ_xu≤1.2时的刚度波动因子增长曲线相似。

关键词：啮合刚度；损伤因子；刚度波动因子；断裂位置；夹角；接触线分析与切片法

基金项目：福建职业技术学院校级金教材建设项目（2025jjc010）；福建省教育厅中青年教师教育科研项目（JAT220655）；国家自然科学基金资助项目（92367101）。

引用格式：

林梅彬, 郭为安, 张琴. 断齿位置与夹角对斜齿轮刚度特性及损伤因子的影响[J]. 南昌大学学报(工科版), 2026, 48(2): 204-216.

LIN M B, GUO W A, ZHANG Q. The influence of tooth breakage position and angle on the stiffness characteristics and damage factor of helical gears[J]. Journal of Nanchang University (Engineering & Technology), 2026, 48(2): 204-216.