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2017年, 第0卷, 第15期 
刊出日期:2017-08-08
  

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  • 何红, 刘滔, 李聪基, 王治鹏, 藤祖荣, 高申俊, 范一强
    . 2017, (15): 1-4.
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    目的 针对目前冲压生产中手工送料产生的质量问题,设计一个自动送料旋转托架。方法 通过控制矩形波信号发生器输出信号的占空比和频率来控制旋转托架的间歇旋转,利用光电传感器检测旋转托架停止位置来配合冲床完成工件的自动冲压生产。结果 该设计能改进现有的手动加工方式,节省人力,实现冲床生产线的自动化运行。结论 该设计对同类生产线的送料自动化生产具有参考价值。
  • 范一强, 刘士成, 金玉洁, 张亚军
    . 2017, (15): 5-8.
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    目的 探索纸质食品、药品包装与纸基微流控检测芯片的整合方法与规律。方法 在传统纸质食品或药品包装的内表面,通过喷蜡打印的方法,整合具有特定生物化学检测作用的纸基微流控芯片,并探索微流体在包装内表面构成的纸基微流控芯片中的运用规律。结果 通过喷蜡打印,成功地将纸基微流控芯片整合在了传统纸质食药包装的内表面,经过测试可以完成液体pH检测等基础生物化学检测应用。结论 将纸基微流控芯片与食药纸质包装相结合,为食品、药品的实时和现场自我检测提供了新的思路和手段,该方法不仅成本低廉、易于操作,且检测精度高。
  • 袁振洋, 贾志刚, 王奎升, 刘欢, 于硕, 冯璐瑶
    . 2017, (15): 9-13.
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    目的 在包装工程流场测量的研究中,验证粒子图像测速(PIV)技术的可行性。方法 用超白玻璃制作复合流道板式换热器的模型,基于PIV技术采集被测区域图像,应用互相关分析法进行计算,获得流场数据,并与数值模拟结果比对进行验证。结果 实验结果流型清晰,数据和数值模拟基本一致。结论 PIV技术可应用于流动复杂、非接触的包装工程类的流场测量,且超白玻璃是一种理想实验材料,能够为拓展该领域的探索思路提供参考。
  • 刘乔楠, 张仁杰, 李倩倩
    . 2017, (15): 14-20.
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    目的 缸套内面网纹角是影响缸套性能的重要参数,为了在生产过程中快速准确检测出网纹角参数,剔除不合格产品,研究基于改进的Hough变换缸套内面网纹夹角检测方法。方法 确定缸套图像的预处理算法,增强图像网纹特征,滤除次要信息;确定基于Canny算子的网纹特征边缘分割方法;确定基于改进的Hough变换网纹直线特征提取方法,通过计算提取直线夹角的平均值得到缸套网纹角值。结果 试验表明,基于改进的Hough变换网纹角检测结果与进口仪器检测结果相比,平均误差为1.54%,检测精度高。结论 提出的检测算法可准确识别缸套内表面网纹角,能很好地代替传统人工复膜检测和昂贵的进口检测仪器,满足工业现场自动检测的需要,提高了检测的效率和精度,降低了检测成本。
  • 张静宜, 何红, 贺建芸, 高申俊
    . 2017, (15): 21-25.
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    目的 研究橡胶辊在交变载荷作用下因滞后作用造成的温升。方法 采用有限元数值计算方法,得到橡胶辊在交变载荷作用下的应力应变历程,并据此编程计算滞后生热率,以此作为材料单元的内热源进行热传导有限元计算,得到其温度场分布。同时研究不同载荷、损耗因子、转速及材料厚度这4种因素对橡胶辊滞后温升的影响。结果 橡胶辊平均滞后温升和最高滞后温升都随载荷、损耗因子、转速的增加而增加,随厚度的增加而减小,其中载荷因素对滞后温升影响最大,最高滞后温升约为2~10 ℃。结论 合理设计及选择橡胶辊材料、尺寸、载荷及转速,可有效避免生热以及因热造成的疲劳损坏,延长橡胶辊的使用寿命。
  • 徐鹏, 何红, 于志帅, 张鹤, 吕迪
    . 2017, (15): 26-30.
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    目的 研究出口产品的包装设计方法,确保输电线路金具出口产品安全抵达目的地。方法 利用分类包装设计的方法,先对出口输电线路金具产品按品种、材质、质量、尺寸等因素分类,按类别的不同特点有针对性地进行包装设计。具体类别的包装设计过程中,利用CAD等绘图软件进行模拟排布试装,确定包装件外形尺寸。结果 通过对输电线路金具进行分类包装设计和模拟排布试装,针对不同品种设计出了合理的产品外包装,出口产品安全抵达了目的地,节省了包装成本。结论 对于输电线路金具产品的包装设计,分类包装设计和模拟排布试装方法切实可行。
  • 时君丽, 刘利勋, 王帅, 王立新, 宋京鸿, 张永爱
    . 2017, (15): 31-35.
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    目的 针对目前网络销售货物存在的包装效率低下、人工成本高等问题,设计一台可实现对不同尺寸货物进行自动分类的包装机。方法 通过距离光电传感器检测货物的大小,将尺寸不同的货物进行分类,用机械手臂拾取分类好的货物,并放到传送带运送的盒子内,再利用气缸的运动将货物进行封装,最后利用自动打包机将封装好的货物进行外部包装。结果 所设计的货物分类包装机能实现对货物进行快速分类、包装,采用气缸带动机器运动,实现了自动化控制,不需人为操作,结构更简单,操作更方便。结论 货物自动分类包装机可以用于多种尺寸商品的分类、包装,既可以帮助大型商店、物流公司整理繁杂的货物,又可以帮助小型网店快速整理、包装多品种货物,提高了效率,减少了人工资源浪费。
  • 尹兴, 孙诚, 付春英, 高彤
    . 2017, (15): 36-40.
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    目的 以聚乳酸(PLA)为原料,添加纳米二氧化钛(Nano-TiO2)来制备新型可生物降解抗菌包装材料。方法 将抗菌剂Nano-TiO2添加到PLA中,采用溶液流延法制备Nano-TiO2/PLA抗菌薄膜。测试该抗菌薄膜的抑菌性、力学性能、透湿性,并用扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱、X射线衍射测定等手段对改性结果进行评估。结果 当Nano-TiO2的质量分数为4%时,抗菌薄膜对金黄色葡萄球菌的抑菌率为90.27%,其拉伸强度为23.2 MPa,断裂伸长率为2.2%,透湿系数为2.3×10‒13 g•cm/(m2•s•Pa)。结论 Nano-TiO2/PLA抗菌薄膜具有优良的抑菌效果,可用于食品、药品等产品的包装。
  • 王婷, 陈晓, 于嘉伦, 徐丹
    . 2017, (15): 41-46.
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    目的 探究不同品种柑橘果皮中主要抗氧化成分的含量与其抗氧化活性、纳米银还原效率间的关系。方法 从8个品种的橘皮中分别提取类黄酮、可溶性酚酸和维生素C,测定各自的成分、含量以及抗氧化活性;采用8种橘皮的提取液制备纳米银,测定其还原率和纳米银粒径;将橘皮中抗氧化性物质的含量分别与IC50值(DPPH质量分数降到50%时抗氧化剂的质量分数)和纳米银还原率进行相关性分析。结果 8种橘皮中类黄酮、酚酸和维生素C的含量有显著性差异;8种橘皮的提取液均可成功制备纳米银,其中天草柑橘皮的还原率最高,且所制得的纳米银粒径最小。橘皮对纳米银的还原效率与其类黄酮、酚酸和维生素C的抗氧化性显著相关,与类黄酮中的新橙皮苷、酚酸中的芥子酸以及维生素C的含量显著相关。结论 纳米银的合成主要利用了橘皮类黄酮中的新橙皮苷、酚酸中的芥子酸和维生素C的还原性,且所测量的8种柑橘中天草柑橘皮合成纳米银的效果最好。
  • 唐丽丽, 陈蕴智, 张正健, 赵华凤
    . 2017, (15): 47-52.
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    目的 将微纤化纤维素(MFC)和聚乳酸(PLA)共混成膜,以提高薄膜的透湿、透氧、阻光等性能,满足果蔬等食品的包装要求。方法 采用酶解法与机械处理的方法制备MFC,使用硅烷偶联剂KH560对MFC进行疏水改性处理,再将改性处理的微纤化纤维素(MFC-S)与PLA共混制成薄膜。结果 当MFC-S的质量分数为0.75%时,MFC-S/PLA共混包装膜的拉伸强度比纯PLA膜增加了13.3%,当MFC-S的质量分数为2%时,MFC-S/PLA共混包装膜的透氧系数为纯PLA膜的1.43倍,透湿系数为纯PLA膜的1.26倍,透光率降低了60%,阻光效果较好。结论 MFC-S的质量分数为0.75%时,包装膜的拉伸强度较好;MFC-S的质量分数为2%时,透氧、透湿、阻光性较好。
  • 王庆伟
    . 2017, (15): 53-57.
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    目的 研究玻璃纤维(GF)对聚丙烯(PP)/六钛酸钾晶须(SPTW)复合材料力学性能的影响。方法 首先选用硅烷偶联剂KH550对六钛酸钾晶须进行改性,采用聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)作为相容剂,通过在PP/SPTW复合材料中引入不同质量分数的玻璃纤维(GF),利用熔融共混法制得一系列PP/SPTW/GF复合材料。采用SEM观察冲击断面结构和XRD观察复合材料晶型结构,并比较引入不同质量分数的GF后PP/SPTW复合材料力学性能的变化。结果 当复合材料中GF质量分数为5%时,复合材料的弯曲强度、拉伸强度和冲击强度达到最佳,分别提升了18.38%,16.31%,20.24%;当复合材料中GF质量分数大于5%时,复材料的力学性能开始下降。结论 在复合材料中引入GF后,能够明显改善复合材料的力学性能,且随着GF质量分数的逐渐增加,复合材料的力学性能整体呈现出先上升后下降的趋势。
  • 张美英, 卢立新, 丘晓琳
    . 2017, (15): 58-61.
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    目的 制备基于茶多酚-β-环糊精包合物的吸氧剂并对其性能进行研究。方法 以茶多酚和β-环糊精为原料,通过饱和水溶液法制得茶多酚-β-环糊精包合物。采用红外光谱对包合物结构进行表征,并对其热稳定性能与吸氧性能进行研究。结果 通过红外光谱图分析,可知茶多酚已进入β-环糊精的疏水空腔中,成功形成了包合物。与单独的茶多酚相比,包合物的热稳定性大幅增强,吸氧性能有所下降,但其最大吸氧量可达62.8 mL/g,仍是一种高效吸氧剂。结论 文中研究制备的茶多酚-β-环糊精包合物不仅具有良好的吸氧性能,而且热稳定性能较佳,可用于制备单层/多层吸氧薄膜。
  • 周娇, 卫燕霞, 马晓军
    . 2017, (15): 62-66.
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    目的 以聚乙烯醇(PVA)、3-羟基丁酸-3羟基己酸共聚酯(PHBHHx)为基材,制得一种性能优良的新型可降解绿色环保材料。方法 采用溶液共混流延法制备聚乙烯醇/PHBHHx共混膜。通过力学性能检测、扫描电镜、X射线衍射、透氧性能测试、热重分析和生物降解性检测对薄膜的性能进行分析。结果 研究表明,当PVA与PHHBHHx质量比为2∶1时,制得的共混膜断面结构致密且无孔洞,组分之间相容性较好。结论 与纯PHBHHx薄膜相比,PVA/PHBHHx共混膜力学性能、阻氧性能得到了提高,且共混膜的加工窗口变宽,在可降解包装材料领域有着广泛的应用前景。
  • 陈海生, 皮阳雪, 李娜, 付文婷
    . 2017, (15): 67-71.
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    目的 为了满足食品包装对油墨安全性的要求,研制一种具有缓释抗菌特性的水性油墨。方法 以β-环糊精为包埋材料,采用超声波法制备肉桂精油微胶囊,设计L9(34)正交实验方案,研究芯材(肉桂精油)与壁材(β-环糊精)的质量比,壁材与水的质量比,反应转速,反应时间等对包埋率的影响。以制备的肉桂精油微胶囊为抗菌剂,辅以水性丙烯酸酯树脂、颜料、填料、水及各类助剂制备抗菌水性油墨,选用大肠杆菌和青霉菌检测油墨的抗菌性。结果 确定了超声波法制备肉桂精油微胶囊的最佳工艺条件,芯壁质量比为1∶5,壁材与水的质量比为1∶8,反应转速为2000 r/min,时间为6 min,此条件下可制备包埋率为33.88%的肉桂精油微胶囊。抗菌性检测结果表明,肉桂精油微胶囊抗菌水性油墨对大肠杆菌和青霉菌均有显著的抑制作用,当肉桂精油微胶囊质量分数为7%时,对大肠杆菌和青霉菌的抑菌圈直径分别为24 mm和17 mm。结论 通过添加肉桂精油微胶囊,可制备具有显著抗菌性的水性油墨,提升了水性油墨在食品包装方面的应用价值。
  • 牟信妮, 卢立新, 马永胜
    . 2017, (15): 72-76.
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    目的 设计一款增强型蜂窝芯层创新结构。方法 通过平板粘合尺寸决定新增芯层在六边形蜂窝胞元中的形状,选取直线肋板结构为研究对象,对比创新结构与常规结构的面外承载性能,在现有蜂窝芯层加工工艺的基础上,对此蜂窝芯层的成型工艺及参数进行分析研究。结果 新结构可实现平板状粘合,当胞元内粘合尺寸为胞元边长的0.625倍时,在蜂窝孔内形成直线肋板结构,分布均匀,创新结构比常规结构的平台应力提高了315.74%,同时针对该结构改进设计了半自动及全自动粘合工艺方法。结论 创新结构科学稳定,承载性能得到显著提高,芯层粘合工艺改动小,能为扩充夹层板材结构及成型工艺提供参考。
  • 赵丽丽, 董静, 吕明阳, 林晶, 肖玮
    . 2017, (15): 77-81.
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    目的 运用科学方法合理优化运输方案。方法 利用运输设计软件Cape Pack和Load Expert,从运输包装物品的排列方式入手进行空间优化设计。结果 听装运输包装尺寸为200 mm×300 mm×103 mm、PET瓶装运输包装尺寸为169 mm×173 mm×224 mm、冲剂袋装盒式运输包装尺寸为250 mm×568 mm×166 mm时的组合运输更加经济。结论 优化后的方案可节约运输货车的使用,提高配送效率,降低物流业运输配送的成本。
  • 赵鹏, 田军委
    . 2017, (15): 82-86.
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    目的 针对现有有价票据包装工艺中自动化程度低、人力成本高、分包效率低、出错率高的现象,设计一套视觉复检自动化分包系统。方法 采用自动分拣机构实现票据高速分机和整理,并通过视觉检测技术检测票据编码的正确性;利用双工位机械臂和包扎机构实现快速包扎和整理。结果 所设计系统分拣速度达800张/min,工作节拍可达80捆/min,最大限度地提高了系统工作效率。结论 该设计为各类票据高速、高效包装系统的实现提供了参考。
  • 蔡培良, 孙成顺, 何邦贵
    . 2017, (15): 87-91.
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    目的 为解决卷烟生产中卷包机组和装封箱机组操作人员进行质量检测时发现产品存在质量缺陷而不能及时提醒沟通、停机处理、缺陷产品分流,导致产生大量废品,造成人力、物力巨大浪费的问题,设计一种新型多工位在线包装质量呼叫与互控系统。方法 该系统通过对条烟提升机、条烟输送系统、垂直排包机控制系统的控制,建立各工位人机交互平台及质量报警系统,实现卷包机组和装封箱机组操作人员的实时信息互通。结果 该系统在卷烟厂实施后取得了良好的经济效益,卷包机组生产的缺陷产品数量同比降低了35%;设备有效作业率提升了0.5%。结论 研究成果可推广应用于烟草生产企业的卷包设备与装封箱机设备上。
  • 李海广, 安振涛, 武红文, 秦旭
    . 2017, (15): 92-96.
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    目的 研究公路运输条件下典型弹药系统的基本振动特性。方法 以某典型弹药系统为对象,设计运输振动模拟试验测试弹体和关重件的振动加速度响应,进而分析各层弹药系统的功率谱密度和振动传递率。结果 下层弹药和弹体振动响应激烈,振动传递具有多模态性,有明显的主次之分,最大传递率分别为5.681和4.054。结论 试验结果为我军同类弹药系统运输包装的改进和设计提供了基本数据。
  • 曲俊良, 王凤誉, 李世勇
    . 2017, (15): 97-100.
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    目的 研究贮运安全监测系统应用到导弹包装上的设计方法。方法 介绍导弹包装贮运安全监测系统的设计思路以及关键技术问题。结果 对贮运安全监测系统设计给出了解决途径,实现对导弹所处“微环境”参数的实时监控、记录和分析。结论 将贮运安全监测系统应用到导弹包装上,可实现导弹包装的信息化。
  • 李成发, 李英, 廖文忠, 李泳涛, 陈旭辉, 孙小颖, 白爽
    . 2017, (15): 101-105.
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    目的 建立食品接触材料中32种添加剂迁移量的高效液相色谱检测方法,调查市售塑料食品接触材料中32种添加剂的迁移水平。方法 选取103批不同材质的塑料食品接触材料,采用异辛烷、乙醇(体积分数分别为50%,20%,10%)、质量分数为3%的乙酸浸泡样品,得到模拟液,用液相色谱仪分析,外标法定量。结果 DBP,DEHP,二苯酮,UV-1577,BHT,697,2246,BHEB和荧光增白剂184均有检出,其中11批PVC样品中DBP或DEHP、1批PP样品中二苯酮和1批PC样品中UV-1577的迁移量高于限量要求。上述添加剂在异辛烷模拟物中的检出率最高,在体积分数为50%的乙醇模拟物中有较低的检出率,在其他3种模拟物中均未检出。结论 塑料食品接触材料不宜直接用于接触油类食品和浓度较高的酒类食品。PP材质中的二苯酮、PC材质中的UV-1577、PVC材质中的DBP和DEHP存在的潜在危害较大,应加强监管。
  • 商贵芹, 姜欢, 刘桂华, 季玮玉
    . 2017, (15): 106-110.
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    目的 研究食品接触材料新食品安全国家标准的主要要求和变化,给出合规性评价建议。方法 全面深入研究食品接触材料新国标,并与旧国标进行比较,分析新国标的管理特点和重要变化。结论 新标准在标准涵盖范围、管理模式、技术要求、迁移试验规则等方面发生了一系列的重大变化,并给食品接触材料相关行业带来了挑战。为了更好地实施新标准,给出了新标准合规性评价的建议。
  • 王军利, 冯博琳, 熊超, 贺洋洋, 张昌明
    . 2017, (15): 111-115.
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    目的 解决称量传感器标定装置因进给系统在实际工作时频繁受到电机的振动而可能引发检测装置共振的问题。方法 利用三维设计软件PROE建立称量传感器标定装置进给系统三维模型,结合有限元仿真技术对称量传感器标定装置进给系统进行动态特性分析和瞬态分析,并对模态分析结果进行试验验证。结果 当外界激励频率与进给系统第5阶模态(412 Hz)接近时,进给系统的变形、应力值较大。结论 在实际工作环境中应当避免称量传感器标定装置工作在第5阶(412 Hz)模态频率附近。
  • 张恩慧, 范芯蕊, 马岩, 许洪刚, 周玉成
    . 2017, (15): 116-120.
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    目的 对激光封边机的激光器结构进行改进,提高激光封边机器的激光利用率,降低加工成本,提高加工环境安全性。方法 基于热辐射、高分子聚合物流变原理,利用激光射线辐射加热特殊的激光封边条,实现激光封边加工工艺。基于光折射反射原理,利用分光镜作为第二介质对激光射线进行二次整合,提高激光利用率,保证激光路径的准确性。结果 激光射线路径能够按照预期完成整合,部分由于封边条反射未被吸收的射线重新得到了利用。结论 通过对第二介质的利用,提高了激光封边机的激光利用率,激光封边温度控制更加准确,加工成本降低,整体工作环境得到改善。
  • 马文华, 张冬梅, 刘昕彤, 王建强
    . 2017, (15): 121-125.
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    目的 为了解决传统指数趋近律方法所固有的收敛速度慢和抖阵问题,从而提高多电机同步控制系统控制精度。方法 基于相邻交叉耦合控制系统结构,采用自适应积分滑模控制算法,提出一种多同步电机速度同步控制策略。结果 仿真结果表明,电机的实际转速能够迅速跟踪参考转速,且同步误差为0。结论 该策略可提高多电机同步控制系统的同步跟随性能和抗干扰性能,增强系统的同步协调控制能力。
  • 杨健, 王艳芳, 豆昌军
    . 2017, (15): 126-131.
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    目的 通过分析高速绞龙螺旋的设计要求,研究高速绞龙螺旋的实际工作条件,确定高速绞龙螺旋的结构设计参数。方法 运用SolidWorks三维建模软件建立三维几何模型,并导入Ansys Workbench有限元分析软件中,对其分别进行静力学分析和模态分析。结果 通过仿真分析和优化,高速绞龙螺旋结构的质量、总变形量和等效应力都减少了10%以上。结论 通过对高速绞龙螺旋结合实际工作条件的仿真分析和优化,确定了高速绞龙螺旋的材料、内径和转速等参数。
  • 杨新顺
    . 2017, (15): 132-136.
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    目的 提高瓦楞纸板横切机速度跟踪精度,减小其剪切误差。方法 基于模糊控制设计一个速度控制系统。介绍横切机的工作原理。针对其速度跟踪控制,阐述具体的控制算法。基于模糊控制设计一种速度跟踪控制器,以解决其非线性、数学模型不精确等问题,主要包括模糊化、隶属度函数、模糊规则等。以DSP为核心,搭建实验平台。同时详细阐述硬件电路结构,包括IPM模块、驱动隔离电路、速度和位置检测电路等。结果 实验结果表明,即使存在干扰,控制系统仍可以在很短的时间内完成速度响应。同步区速度偏差较小、跟踪精度高。结论 所述控制系统能够提高剪切效率、降低剪切误差,满足横切机的设计要求。
  • 李鸿明, 钟鸣, 周义
    . 2017, (15): 137-142.
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    目的 开发一种瓦楞纸板包装设计的集成设计方法。方法 通过一系列有限元分析软件ABAQUS的应用实例,来展示瓦楞纸板包装的有限元集成设计方法。结果 采用该集成设计方法开发出了2种常用的瓦楞纸板包装:B1型纸箱和农用盘式纸箱。结论 通过2类盒型包装设计实例并利用ABAQUS模拟技术所提供的夹层包装结构材料的简化模型,这一集成设计方法可扩展应用到不同种类的瓦楞纸板包装设计中。
  • 张雯, 孟婕
    . 2017, (15): 143-148.
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    目的 综述将数字水印技术应用于印刷防伪领域,开发具备“难仿制、易识别、低成本、无公害”特点的印刷品防伪技术的研究进展。方法 将该技术在印刷防伪领域应用流程划分为包括水印生成与嵌入、印刷-采集过程、水印提取与检测3个阶段并分阶段探讨其研究现状。结论 现阶段研究主要着力权衡鲁棒性和不可感知性之间的矛盾,进一步研究可从印刷-采集图像攻击对水印的影响着手,从而权衡水印不可感知性与抗印刷-采集攻击鲁棒性之间的关系,加强对水印“防二次印刷”脆弱性的研究,描述印刷原稿、水印算法和印刷工艺参数之间的关系,建立并完善数字水印印刷防伪可视化应用平台。
  • 崇岚, 潘军辉, 熊鹏文
    . 2017, (15): 149-154.
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    目的 研究近年来智能包装技术的发展历程和应用现状,以及智能包装技术拥有的市场前景。方法 简述智能包装技术的概念,根据各自不同的工作原理和特点,将其分为功能材料型、功能结构型、信息型,并对每种类型举例讲述其工作原理和应用范围。列出典型的应用案例,反映智能包装技术给社会带来的便利,阐述智能包装技术的发展历程,探讨智能包装技术的未来前景。结果 智能包装技术扩充了人们对“包装概念”的认知,该技术有较高的科技含量,目前处于发展的初始阶段,它极大地丰富了包装的功能,使包装工业在人性化服务和智能化体验方面有了质的飞跃。 结论 智能包装技术还需要投入大量的研究来提高其效率和普及率,其拥有着良好的发展前景。
  • 石红芹, 余鹰, 王艳
    . 2017, (15): 155-160.
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    目的 为了提高彩色图像的抗几何攻击能力,提出一种基于NSCT与离散小波变换的全频域彩色图像双水印算法。方法 基于Fibonacci变换对水印图像进行分块置乱加密,自适应地选择嵌入的强度因子,将彩色载体图像的y分量先分块,再进行NSCT分解,然后进行DWT变换,随机选择生成的嵌入数组,通过调节嵌入数组各块的奇异值将水印循环嵌入到载体图像中。对含水印图像提取其各分块最大奇异值二维量化生成零水印。结果 该算法的透明性良好,且能有效抵抗剪切、滤波、缩放、高斯噪声等常见的几何攻击。结论 算法解决了单水印功能单一双水印算法2种水印互相干扰的问题,可以对数字产品同时进行版权保护和内容认证,算法具有较好的鲁棒性和不可见性。
  • 谢勇, 王凯丽, 刘林, 谭海湖
    . 2017, (15): 161-167.
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    目的 为实现对印刷输出图像中提取水印质量的有效预估,研究硬拷贝输出方式对印刷品全息防伪水印提取质量的影响。方法 先将傅里叶全息水印的高频分量嵌入宿主图像经2次小波变换的中频区域,实现信息隐藏。使用喷墨打印、激光打印、胶版印刷、数码印刷等4种常用方式对含水印防伪图像进行硬拷贝输出,然后从承印物纸张表面质量、图像色彩空间转换和输出精度等3个方面,利用NC参数对硬拷贝图像的水印提取质量进行评价,并对比分析影响水印提取质量的因素。结果 数字图像、打印图像、印刷图像间的水印提取质量有较大的差别,总体表现为喷墨打印>胶版印刷>数码印刷和激光打印。承印物基材较高的白度、平滑度有利于水印提取。在输出与输入过程中,含水印图像经历的多次色彩空间转换对原始图像的色彩分布、复现质量有一定程度的改变,进而影响水印提取质量。在满足图像复现质量要求的前提下,输出精度对水印提取质量的影响较小。结论 研究水印的抗打印/扫描鲁棒性时,不能用模拟攻击与桌面打印代替实际输出方式。选择表面质量高的承印物有利于防伪水印信息的识别。验证水印方案的抗打印/扫描鲁棒性时,其分辨率满足图像的复现质量要求即可。
  • 王晓红, 王禹琛
    . 2017, (15): 168-172.
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    目的 为了克服彩色图像去噪后存在的特征模糊,研究基于双边滤波的自适应彩色噪声图像去噪方法。方法 使用二维离散小波变换(DWT)对含噪声的彩图图像进行近似分量、水平细节分量、垂直细节分量和对角细节分量等4个方向的分解。根据DWT各方向分量归一化后的方差比例,利用RBF神经网络构造双边滤波系数模型确定不同方向的最佳去噪系数,提出彩色噪声图像自适应去噪方法(DWT-ABF),并将该方法与常规方法作对比。结果 在不同噪声类型以及混合噪声失真情况下文中方法都能有效地去除噪声,并同时保留图像细节信息,且与其他方法相比,文中方法去噪后的图像都具有更高的PSNR值。结论 文中方法克服了传统双边滤波无法自行确定最佳参数的缺陷,同时也良好地解决了去噪图像特征模糊的问题。
  • 季诺然, 吕晓琪, 谷宇, 赵瑛, 刘坤
    . 2017, (15): 173-178.
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    目的 针对现行数字水印算法中抗几何攻击能力弱以及嵌入水印信息容量差的问题,提出一种Contourlet变换下QR码与混沌加密相结合的彩色图像水印算法。方法 采用QR码作为水印图像,利用Logistic混沌序列对其进行加密,再将加密的水印图像嵌入到二级Contourlet变换的低通子带中,利用系数间的大小关系,修改系数完成水印嵌入与提取。结果 通过实验结果可知,水印的嵌入对载体图像影响较小,PSNR值高达42.764,经过旋转、剪切及常规攻击后,提取出的水印均可正确解码。结论 该算法具有良好的安全性、不可见性,对于各类攻击具有较优的鲁棒性。水印信息容量高于普通图像,水印提取方式为盲提取,能够更好地满足各类数字作品版权保护的实际需要。
  • 陈青, 张超
    . 2017, (15): 179-183.
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    目的 提出一种基于伪Zernike矩和DWT-SVD的抗旋转图像盲水印算法。方法 对原始图像内切圆的内接正方形区域进行二级小波变换,对其低频子带进行奇异值分解。在一定的嵌入强度下将水印叠加到奇异值矩阵中,实现水印的嵌入。记录含水印图像的伪Zernike矩的相位信息用于检测旋转角度,在提取水印时校正旋转攻击。结果 仿真结果表明,该算法水印的不可见性很好,PSNR值高达45.12,提取的水印与原水印相似度很高,NC值为1。该算法对旋转攻击具有很强的鲁棒性,对常见的信号处理攻击具有很强的鲁棒性。结论 该算法对任意角度的旋转攻击都有很强的鲁棒性,能满足数字产品的版权保护需要。
  • 向华, 林木雄, 欧阳欣, 李永梅, 刘全忠, 唐晖然
    . 2017, (15): 184-189.
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    目的 探索影响荧光凹印油墨透明度的因素,研究获得高透明度的条件。方法 采用4种荧光粉和4种蜡粉,设计制备一系列适用于塑料薄膜的荧光凹印油墨样品,通过肉眼初略观测样品的透明度,使用荧光金相显微镜观察样品微区表面,深入探索透明度影响因素,通过紫外可见分光光度计开展可见光区的透射率研究,并测试所得优选配方油墨的印刷适性指标粘度、细度、附着牢度和初干性。结果 经肉眼观察发现,使用油溶性佳的自制稀土配合物荧光粉所制样品1-1透明度明显高于使用市售荧光粉所制油墨样品1-2/3/4的透明度;采用自制粉分别与4种蜡粉制备的样品2-1/2/3/4中,样品2-4比其他3种样品更透明。荧光金相显微镜观察结果表明,自制粉和蜡粉4在样品中呈现微纳尺寸分布是获得高透明度的主要条件。透射率研究结果发现采用油溶性佳的蜡粉4可使油墨样品获得高达99.28%的透明度。样品2-4的粘度为28 s,细度为0 mm,附着牢度为99%,初干性为33。结论 采用自制粉和蜡粉4有助于显著提高所制荧光凹印油墨的透明度,所得优选配方油墨印刷适性符合GB/T 18754—2002的要求。
  • 孙叶维, 孔玲君, 刘真, 刘攀
    . 2017, (15): 190-196.
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    目的 针对跨媒体光谱颜色复制中不同颜色媒介光谱色域不一致的问题,在LMS-PCA光谱空间下构建一种修改LMS加权特性的PCA空间内光谱色域映射模型。方法 利用调整后的修改LMS加权函数对高维光谱数据进行加权,采用主成分分析法提取其加权光谱的前3个主成分,用以构建LMS-PCA光谱链接空间。在LMS-PCA空间内引入分区成熟SMGBD算法描述设备的光谱色域,对超出设备光谱色域的图像颜色点进行LSLINceLmax色域压缩以映射到设备光谱域内,LSLINceLmax色域压缩基于传统LSLIN算法优化得到。结果 新模型相比于利用其他色域映射方向的光谱色域映射模型,以及普通加权视觉特性的PCA空间内光谱域映射模型,拥有更高的光谱精度和色度精度,且在变观察环境下具有稳定的色差精度。结论 修改LMS加权特性的PCA空间内色域映射模型能够基本解决变观察环境下,不同颜色媒介光谱色域不一致的问题,具有较好的实用性。
  • 刘亭利, 陈广学
    . 2017, (15): 197-201.
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    目的 研究纸张表面微观形态观测系统,对纸张表面形态进行高精度的立体观测及细节表征。方法 通过组合DT-400E精密程控三维平移台和基恩士LJV-7200二维激光扫描仪,开发高精度纸张表面形态立体观测及表征系统硬件部分,扫描并传输纸张表面形态点云数据至计算机。研发系统软件部分的相应软件将得到的纸张表面形态数据进行处理、表征和分析。结果 该系统精确、直观地还原并分析了纸张的立体表面形态,并使局部细节得到了详细表征,其点云数据可应用于3D打印或其他方向。结论 利用该系统对样张扫描,可以科学而准确地对纸张表面形态进行立体观测和分析,为研究纸张表面形态对印品质量的影响提供了有效而新颖的手段。
  • 弓云峰, 崔得龙
    . 2017, (15): 202-206.
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    目的 研究物体的形状特征在图像描述及图像检索中的区分度和检索性能。方法 设计一种综合PHOG形状和提升小波变换的图像检索算法。算法首先对原始图像进行极坐标系方向归一化,提取图像旋转不变特征;其次提取分层图像的PHOG形状特征;然后提取分层图像低频变换系数均值和方差作为提升小波变换特征;最后将各种特征进行融合并用于图像检索,并定义距离衡量公式。结果 通过文中设计算法提取的图像形状特征可使各标准测试图像间距离均值为0.2352。结论 在Corel图像集上的检索实验结果优于RIM算法和FWTH算法,表明文中算法图像检索领域具有一定的应用前景。
  • 苏绮钿, 向华, 蔡绵, 黎佩影, 简丹凤, 林木雄, 张炜斌
    . 2017, (15): 207-212.
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    目的 获得一种透明荧光防伪印油的优选配方和制备步骤,并研究影响其物理指标和防伪指标的因素。方法 采用自制稀土基荧光粉,制备了一系列用于塑料薄膜的透明荧光防伪印油样品,通过研究树脂、荧光粉、芥酸酰胺(EA)和370M质量分数对印油印记物理指标——干燥性、抗反粘、附着牢度和防伪指标荧光性的影响,筛选出一种优化配方,并与同类某进口产品(市场样)进行比较研究。结果 树脂分子有助于提高荧光粉的发光强度;EA和370M有助于改善3个物理指标;EA和370M最优质量分数为1.5%。所得优选印油比市场样干燥快25%,负重抗反粘性比市场样提高了48%,附着牢度与市场样接近;印记透明,隐蔽性强,具有完全不同于市场样的防伪特征,表现出对检测波长的选择性,防伪力度优于市场样,耐光性5级,远高于市场样1级。结论 所得优选印油的各项指标综合表现优于同类进口产品,可望用于烟、酒和化妆品等高端产品外层的透明塑料薄膜上进行防伪。
  • 郭健, 秦进
    . 2017, (15): 213-218.
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    目的 提高当前图像匹配算法的匹配精度与鲁棒性。方法 引入Forstner算子,精确提取图像特征点;采用一阶Haar小波来生成特征点主方向,并通过求取 小波响应来生成特征描述子;利用特征向量构建余弦约束模型,联合特征向量的距离度量方法构成双重匹配约束,从而完成特征点之间的匹配;引入投票机制对RANSAC方法进行改进,制定多重筛选方法对伪匹配点进行剔除,完成图像匹配。结果 与目前图像匹配方法相比,文中提出的算法具有更强的鲁棒性与匹配精度,在特征总数为200个时,所提算法的匹配正确数量达到196个。结论 所提匹配技术具有较好的匹配正确率,对包装印刷产品的识别以及信息安全检测等领域具有较好的应用价值。
  • 李梦雅, 黄秀玲, 袁峰, 徐兰萍
    . 2017, (15): 219-223.
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    目的 通过Matlab编程建立色彩调和系统,自动生成遵循孟塞尔调和理论的搭配色,从而实现对色彩的精确表述与设计。方法 对包装领域的色彩设计策略进行探讨,着重研究系统的相关关键技术及实现方法。对色彩设计过程进行建模,建立色彩调和系统,通过Matlab编程,实现自动生成符合孟塞尔调和理论的搭配色。结果 系统可根据用户的要求,提供十色相、十二色相、十六色相和二十四色相等4种精度,垂直调和、内面调和、圆周调和、同色斜内面调和、互补斜内面调和、斜横内面调和、螺旋调和等7种调和模式的色彩搭配方案,使得设计的色彩符合人们对色彩设计的期望。结论 系统能帮助用户快速完成色彩的设计,具有较好的使用价值。
  • 姚瑞玲, 毛宏萍, 余勇, 隋明
    . 2017, (15): 224-230.
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    目的 优化可食油墨的制备工艺以提高印品质量。方法 研究大豆油、色料、蔗糖、黄原等质量分数对印品墨层质量的影响,并对它们的交互作用进行研究,采用响应面法分析实验数据,并寻求最佳制备工艺。结果 大豆油质量分数为45.00%,色料质量分数为0.11%,蔗糖质量分数为40.35%,黄原胶质量分数为0.23%的条件下,可食油墨印品墨层质量综合分预测值为69.75,修正因素水平后的实测印品墨层综合分为66.87。结论 响应面分析法可以用于优化可食油墨的制备工艺以提升其印品质量。
  • 王莉, 王进修, 程潇苇
    . 2017, (15): 231-234.
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    目的 研究施工现场建筑包装废弃物量化模型,以达到减量化目的。方法 用问卷调查和专家访问的方式,根据工程量清单对建筑包装废弃物分类和相应指标分析,建立施工现场建筑包装废弃物清单,提出定量估算施工现场建筑包装废弃物方法。结果 该模型能较准确和全面地预估施工现场包装废弃物量,促进施工阶段现场包装废弃物分类和量化管理。结论 通过建立建筑材料包装废弃物量化管理模型,为管理者提供较准确的废弃物预估量清单和最佳处置方式。