2021年, 第0卷, 第5期　
刊出日期：2021-05-12

  

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  纤维素基可降解抑菌食品包装材料的研究及应用进展

  陈璐, 王敬敬, 赵勇, 董庆丰, 刘海泉

  . 2021, (5): 1-12. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2021.05.001

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  目的 对纤维素在抑菌食品包装领域的研究进行综述，分析纤维素在抑菌材料中的作用和抑菌效果。方法 归纳近几年国内外基于纤维素、纤维素衍生物以及纳米纤维素的抑菌包装材料的制备方法和抑菌效果，对纤维素基可降解抑菌食品包装的发展方向提出展望。结果 天然高分子纤维素具有优异的生物兼容性、可降解性、可再生性、无毒性等特点，已成为开发现代食品包装材料的重要资源;制备的纤维素基食品包装材料具有优异的力学性能和显著的抑菌效果，且降低了传统化石包装材料有害物质对食品安全的潜在影响。结论 纤维素基食品包装材料有望取代化石包装材料，最大程度地保障食品质量与安全，是现代食品包装产业的发展方向，具有较大前景。
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  静电纺丝制备生物基食品活性包装纤维膜及其应用

  袁文波, 张群华, 刘媛, 潘传灯, 范小平

  . 2021, (5): 13-22. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2021.05.002

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  目的 将具有电纺性的生物基材料应用在食品包装领域，为静电纺丝技术在食品活性包装纤维膜制备中的应用提供参考和依据。方法 对静电纺丝技术的原理、优势进行分析，归纳蛋白质、多糖等生物基大分子材料的可纺性、由不同材料复合制得纳米纤维膜的特性和功能差异，以及静电纺丝技术制备生物基食品活性包装纤维膜及其在抗菌、抗氧化、功能吸收包装等方面的应用，并对该技术在食品活性包装中存在的问题和发展前景进行展望。结果 静电纺生物基纳米纤维膜可用作食品活性包装，具有良好的贮存与保鲜效果。结论 静电纺丝具有工艺简单、成本较低等优点，且制得的纳米纤维膜比表面积大、纳米尺度效应明显，已成为一种非常便捷的制备功能活性食品包装材料的微纳制造技术;再结合生物基大分子材料在安全、无毒、可降解、可食用等方面的优势，其在食品包装领域具有良好的发展前景。
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  果蔬泡沫网套中荧光增白剂及有机偶氮颜料筛查及迁移特征

  杨娇, 黄卓权, 刘焕, 靳登鹏, 卜玲玲, 柯倩华, 柳春红

  . 2021, (5): 23-28. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2021.05.003

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  目的 研究果蔬泡沫网套中风险因子的迁移情况，以期为果蔬泡沫网套的安全监管提出建议。方法 选用市售的果蔬泡沫网套进行荧光增白剂及有机偶氮颜料筛查，筛查出的风险因子在体积分数为4%的乙酸、体积分数为95%的乙醇及异丙醇模拟物中进行模拟迁移实验。结果 果蔬泡沫网套中含有荧光增白剂4,4-双(2-苯并恶唑基)二苯乙烯(OB-1)，未检出有机偶氮;模拟迁移实验表明荧光增白剂OB-1能迁移至体积分数为95%的乙醇和异丙醇模拟物中。结论 果蔬泡沫网套中荧光增白剂OB-1易迁移至非酸性物质或者油性物质中，对人体健康可能存在潜在威胁。
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  果蔬冷链配送网络演化机制分析

  戴剑勇, 宋燕茹

  . 2021, (5): 29-37. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2021.05.004

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  目的 针对BA无标度网络模型中择优连接方式，真实描述果蔬冷链配送网络演化机制的局限性。方法 在分析果蔬冷链配送网络特性的基础上，选取果蔬损耗风险系数和送货及时率作为节点择优连接的测量指标，考虑节点退出及边消失的方式，构建果蔬冷链配送网络演化模型。结果 果蔬冷链配送网络的度分布仍服从幂律分布，具有无标度性，且模型相关参数对度分布和幂律指数产生了一定影响。 结论 对BA无标度网络模型的择优连接进行改进，能真实反映果蔬冷链配送网络的演化机制，为冷链企业合理利用冷链配送中心，防范果蔬冷链配送网络突发失效风险提供帮助。
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  重复使用下咖啡粉用不锈钢量匙中特定元素迁移

  王君, 张萌萌, 李林林, 许超, 王微山

  . 2021, (5): 38-44. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2021.05.005

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  目的 以咖啡粉用不锈钢量匙为例，研究量匙在重复使用条件下与真实食品接触时的迁移行为，为正确使用不锈钢食具和相关决策制定提供数据参考。方法 采用电感耦合等离子体质谱方法(ICP-MS)，研究重复使用次数、咖啡粉开封时间对收集的3种咖啡粉用不锈钢量匙中铅、镍、铬、镉、砷等5种元素迁移规律的影响，且对比分析标准条件和实际使用条件下元素迁移行为的差异。结果 咖啡粉用不锈钢量匙中元素的累积迁移量随重复使用次数增加显著，随咖啡粉开封时间小幅增加，重复使用1000次的元素累积迁移量相当于重复使用100次的2~3倍，明显超标的镍元素可高达12倍;另外，不锈钢量匙在体积分数为4%乙酸模拟液标准条件下的元素迁移量高于与咖啡粉重复接触100次的累积迁移量，但低于重复接触1000次的累积迁移量。结论 在一定范围内，不锈钢制品的标准迁移条件比真实食品接触条件更为苛刻，然而在日常使用中，尚需注意不锈钢食具与同一食品反复接触过多次时所累积的潜在危害。
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  软枣猕猴桃后熟过程中生理及品质变化规律

  孙兴盛, 顾思彤, 蒋海峰, 姜爱丽, 胡文忠, 李江阔

  . 2021, (5): 45-54. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2021.05.006

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  目的 研究不同的软枣猕猴桃品种在后熟衰老过程中生理及品质变化规律，及其差异性产生的内在原因。方法 将“桓优1号”和“龙成2号”软枣猕猴桃置于(20±1)℃下贮藏7 d，每天测定其呼吸代谢、营养成分、抗氧化物质含量及相关酶活性等生理指标，同时利用透射电镜进行超微结构观察。结果 “龙成2号”软枣猕猴桃的呼吸强度较高，果实硬度相对较低，并且有较高的可溶性固形物(TSS)含量、总酚含量、类黄酮含量、Vc含量和多酚氧化酶(PPO)活性。“桓优1号”的呼吸代谢缓慢，但过氧化物酶(POD)活性较高。通过对果实超微结构的观察，发现“龙成2号”在贮藏后期中胶层和细胞壁已经降解，结构松散且不完整，然而“桓优1号”的细胞壁和细胞膜结构相对完整。结论 “桓优1号”因其呼吸代谢缓慢，耐贮性更好，但口感较差，而“龙成2号”具有较好的营养风味品质和抗氧化等特性，但其耐贮性较差。研究结果将有助于合理选择软枣猕猴桃的栽培品种。
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  灰度关联法分析冰温贮藏对鲜枸杞品质的影响

  李齐, 张鹏, 刘景超, 李春媛, 李江阔

  . 2021, (5): 55-64. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2021.05.007

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  目的 比较不同贮藏方式下鲜枸杞果实的品质差异，探索冰温贮藏对鲜枸杞品质的调控效果，为鲜枸杞的贮藏技术提供理论依据。方法 以鲜枸杞为实验材料，将其置于冰温((−0.5±0.3)℃)与低温((2±1)℃)环境下贮藏，研究果实感官指标、理化指标和生理指标的变化，并采用灰度关联法分析各项指标的权重以及主要差异指标与不同处理间的关联度。结果 冰温贮藏能有效抑制果实感官评分和硬度的下降，延缓果实腐烂率、褐变度、质量损失率和相对电导率的上升，维持较高的可溶性固形物含量和甜菜碱含量，同时呼吸强度和乙烯生成速率显著低于低温贮藏，而可滴定酸含量差异不明显。通过变异系数法权重分析可知，2个处理组的主要差异指标为腐烂率、相对电导率和呼吸强度，关联度分析结果表明，冰温贮藏与主要差异指标的关联度高于低温贮藏。结论 与低温贮藏相比，采用冰温贮藏技术能够更好地提升鲜枸杞的保鲜效果。
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  解冻技术在肉制品中的应用研究进展

  刘瑜, 李保国

  . 2021, (5): 65-72. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2021.05.008

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  目的 对国内外肉品解冻技术的研究进展进行综述，以提高解冻效率和解冻肉的品质。方法 阐述各种解冻技术对肉制品的作用机理，分析其优势和限制其推广应用的关键问题;论述应用于牛肉、猪肉和羊肉的解冻工艺，并对肉品解冻的未来研究方向进行展望。结论 各种解冻技术均有利弊，对于牛肉，高压静电解冻技术虽是一种极具潜力的新型解冻技术，但仍存在解冻规模小和生产成本高等问题;对于猪肉，低温高湿解冻较适用于实际生产;对于羊肉，冷水和低温空气解冻是较为合适的方法。未来可根据不同肉制品的特性，有针对性地研究其解冻工艺。同时，也应对组合解冻技术和肉品的预处理技术进行研究，以提高冻肉的解冻效率和品质。
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  茶多酚抑菌机理及在水产品保鲜中的应用进展

  蓝蔚青, 杜金涛, 梅俊, 谢晶

  . 2021, (5): 73-79. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2021.05.009

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  目的 随着人们对食品安全问题的重视，探究茶多酚的作用机制并将其用于水产品保鲜现已成为研究热点之一。方法 在介绍茶多酚的化学组成和主要作用机制的基础上，阐述茶多酚在水产品保鲜中的应用研究进展，提出存在的问题和解决方法，展望茶多酚在水产品保鲜领域的发展前景。结果 茶多酚具有良好的抗氧化性和抑菌活性，作为一种来源广泛、天然安全的生物保鲜剂，相较于化学合成的保鲜剂，更能满足人们追求绿色健康食品理念的要求。结论 只有充分挖掘茶多酚的优势，结合新型保鲜剂或处理方式，才能更好地发挥茶多酚在水产品保鲜方面的作用，使其发展前景更加广阔。
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  采后果实的果皮褐变机理及防褐变研究进展

  白鸽, 王甄妮, 朱丹实, 吕长鑫, 曹雪慧

  . 2021, (5): 80-87. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2021.05.010

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  目的 对果实在采后贮藏过程中果皮褐变的发生机理进行综述，以期为延长果实采后的贮藏货架期提供理论依据。方法 围绕在贮藏过程中引起果皮褐变的各种因素进行分析，探究果皮褐变与能量状态、酶系统之间的关系，通过了解果皮褐变发生的机理，总结通过使用物理处理方法和化学处理方法来防止果皮褐变的研究进展，为后续延长果实贮藏期的研究提供一定的参考。结论 果实果皮褐变的原因主要为酶促褐变，不同种类果实的果皮褐变机理不尽相同。目前，国内外关于果实果皮褐变的发生机理仍存在争议，且不同胁迫下的褐变机理、同类果实不同品种以及不同种类果实的褐变机理存在异同。需要通过大量实验，总结不同因素导致褐变发生机理的异同点，为针对性的果皮防褐变措施提供一定的理论依据。
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  不同培养条件对红曲鲜榨米色价的影响

  李学进, 刘紫韫, 阎一鸣, 李卢, 郅文莉, 林青, 李喜宏

  . 2021, (5): 88-94. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2021.05.011

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  目的 针对鲜榨米易氧化、吸潮的问题，使用红曲对鲜榨米进行发酵，制备红曲鲜榨米，开发鲜榨米新产品，分析不同培养条件对红曲鲜榨米色价的影响。方法 以鲜榨米为固态培养基质，利用传统固态发酵的方式，制备红曲鲜榨米，并分析培养温度、水添加量、pH值、外源氮含量和培养时间等培养条件对红曲鲜榨米色素色价的影响。结果 红曲鲜榨米醇溶性色素色价明显高于水溶性色素;水分含量对色素积累的影响较小;在30 ℃时，醇溶性橙、黄、红色素的色价分别高达298.34，186.35，230.09 U/g;当pH值为4.0时，水溶性色素色价最高，当pH值为7.0时，醇溶性色素色价最高;当醇、水溶性色素色价最高时，外源氮的质量分数分别为0.9%，0.5%;在培养6 d时红曲鲜榨米醇溶性色素色价最高，在培养7 d时水溶性色素色值最高。结论 外源氮含量、pH值和培养时间对红曲鲜榨米水溶性和醇溶性的影响较大。
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  环氧树脂改性大豆蛋白胶黏剂的研究

  赵艳, 张泽宇, 赵晨程, 庞久寅

  . 2021, (5): 95-99. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2021.05.012

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  目的 为了改善大豆胶黏剂本身耐水性不足、胶合强度低的缺点，并有效利用环氧树脂胶黏剂优异的胶合强度、耐腐蚀性和机械强度，对大豆蛋白进行改性，制备大豆蛋白-环氧树脂环保型复合胶黏剂。方法 采用正交试验对复合胶黏剂的固含量、粘度和胶合强度进行分析与研究;探讨大豆蛋白质量，环氧树脂质量及顺丁烯二酸酐质量对胶黏剂胶合性能的影响。结果 最佳工艺参数为大豆蛋白20 g、环氧树脂20 g、马来酸酐4 g，所得的胶合强度达到1.60 MPa，满足国家Ⅱ类胶合板GB/T 9846—2004使用要求。结论 最佳工艺条件下的大豆蛋白胶黏剂的胶合强度显著提升，环氧树脂对大豆蛋白的改性效果较好。
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  改性大豆蛋白基胶黏剂的研究进展

  张泽宇, 林玥彤, 王堡, 庞久寅

  . 2021, (5): 100-110. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2021.05.013

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  目的 解决大豆蛋白胶黏剂胶合强度低、粘度大的问题，使制得的胶黏剂能满足室内使用人造板及胶合制品的要求。方法 通过综述改性大豆蛋白胶黏剂在胶合强度、粘度方面的研究进展，分析原子转移自由基聚合(ATRP)法改性大豆蛋白胶黏剂的前景。结论 采用ATRP对大豆蛋白进行接枝改性，可在提高胶合强度的同时保障粘度适中。ATRP改性大豆蛋白胶黏剂为改性大豆蛋白胶黏剂的研究提供了新的探索道路，对制备粘度适中、胶合强度。
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  抗氧化活性包装阻氧性与活性剂应用研究进展

  刘金铭, 孔保华, 王辉

  . 2021, (5): 111-118. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2021.05.014

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  目的 为抗氧化活性包装阻氧性与抗氧化活性剂应用的研究提供相应的理论基础，以期为解决抗氧化活性包装目前存在的问题提供更新颖的解决思路。方法 对抗氧化活性包装的阻氧性不同影响因素进行分析，表述抗氧化活性包装的抗氧化评价方式，按照作用方式对抗氧化活性剂进行分类，并阐述其作用机理与应用进展。结果 包装中抗氧化活性剂的包埋方式单一，缓释性能和安全性能需进一步提高，还需探究含特殊气味的抗氧化活性剂对食品风味的影响。结论 抗氧化活性包装可以有效减缓食品因氧化造成的风味及品质劣变，在食品保鲜领域拥有更广大的发展前景。
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  γ辐照对纤维素纳米纤丝膜结构及性能的影响

  王彩霞, 吴敏, 鲁鹏, 陈顺利, 高琳

  . 2021, (5): 119-128. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2021.05.015

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  目的 为了平衡⁶⁰Co γ射线辐照灭菌纤维素纳米纤丝(CNFs)膜的辐照剂量与薄膜性能之间的关系，探究⁶⁰Co γ射线辐照剂量对纤维素纳米纤丝(CNFs)膜结构和性能的影响，旨在得到对CNFs膜各项性能指标影响较小的辐照剂量。方法 以蔗渣浆板为原料，采用机械研磨法制备CNFs，采用浇筑法制备CNFs膜，用5～50 kGy的γ射线辐照CNFs膜，对膜的表面形貌、化学结构、结晶度、热稳定性、力学性能及阻隔性能等进行测定。结果 随着辐照剂量的增加，CNFs的纤丝状开始变得粗细不均，说明辐照致使CNFs发生了氧化降解;此外，经辐照处理的CNFs膜的拉伸强度下降，而弹性模量增强，当辐照剂量为5 kGy时，样品膜的拉伸强度仅仅降低了1.8%，而弹性模量增加了15.1%，此时CNFs膜的力学性能最优异;阻隔性实验结果表明，辐照对CNFs膜的阻隔性没有显著性影响，但经10 kGy γ射线辐照处理的CNFs膜的氧气透过量和水蒸气透过量相较于未辐照处理的样品膜依次下降了约6.2%和4.1%，此时，样品膜阻隔性能最佳;此外，γ辐照会使CNFs膜的亲水性下降，结晶度增大，热稳定性降低。结论 适量的⁶⁰Co γ射线辐照可以使CNFs膜的刚性有一定程度的增加，且薄膜的其他各项性能受影响较小， ⁶⁰Co γ射线辐照的CNFs膜在包装中具有一定的应用前景。
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  包装薄膜材料和袋标准对标达标的案例研究

  余振华, 曹国荣, 刘珈序, 张云

  . 2021, (5): 129-133. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2021.05.016

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  目的 通过对标，帮助企业找出执行标准与国际先进标准之间的差距，参与制定国际标准，填补国内包装薄膜材料及袋标准的空白，提升企业标准化工作能力和水平。方法 以包装薄膜材料和袋产品为例，查阅产品质量性能指标的国际先进标准，研制ISO 15988:2003，ISO 17555:2003，ISO 8367-1—1993，ISO 8367-2—1993对标技术方案。结果 双向拉伸PET聚酯薄膜有2家企业的2个产品对标;BOPP薄膜有2家企业的5个产品对标;纸袋有3家企业的3个产品对标。7家企业10个产品相应的全部或部分性能指标达到或优于对标技术方案中的指标。结论 通过比对发现，目前包装薄膜材料和袋产品标准内容相对完善，性能测试基本采用国际标准和国家标准的测试方法。企业对标结果显示，大部分产品均达到或优于对标方案要求，但因为包装薄膜材料和袋产品的应用范围广泛，针对产品包装要求的不同，技术指标要求会略有不同。
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  两款木包装箱的生命周期影响分析及对比

  巩桂芬, 李想

  . 2021, (5): 134-141. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2021.05.017

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  目的 研究木包装箱在全生命周期过程中对环境的影响，对比钢边箱和传统木箱对环境的影响。方法 通过全生命周期分析软件eBalance分析2款木包装箱从产品生产、物流运输到使用后的废物管理整个生命周期的物耗、能耗及向环境中的排放，对其数据清单进行分类、特征化和归一化计算，得到木包装箱3个流程的主要环境影响类型和对应指标值。结果 传统木箱在产品生产、物流运输和废物管理流程的LCIA加权综合指标分别为6.87514×10⁻⁹，1.93549×10⁻¹²，5.20×10⁻¹³，其中胶合板生产在产品生产过程中的占比为99.86%，胶合板处理在废物管理过程中的占比为99.82%;钢边箱在产品生产、物流运输和废物管理流程的LCIA加权综合指标分别为6.53463×10⁻⁹，3.57256×10⁻¹³，2.96531×10⁻¹³，其中胶合板生产在产品生产过程中的占比为97.43%，胶合板处理在废物管理过程中的占比为99.38%;钢边箱对环境影响的总量比传统木箱小约5%。结论 木包装箱全生命周期的环境影响主要体现在胶合板的生产和废物管理过程中，木包装箱在设计、生产加工、运输、废弃物处理等方面都有较大的改进余地，钢边箱比传统木箱更具有环境友好性，对木包装箱绿色化的生产设计具有参考意义。
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  步进电机驱动器和EPE衬垫配合间隙与振动关系

  李国志, 刘鸿梅, 孙德强, 李彬, 石威

  . 2021, (5): 142-147. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2021.05.018

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  目的 为确定步进电机驱动器和EPE衬垫的配合间隙与振动的关系。方法 选取步进电机驱动器为研究对象，以密度为20，28，32 kg/m³的EPE衬垫为隔振包装，研究对象与衬垫在垂直方向的配合间隙为−4，−2，0，2，4 mm。定制木质夹具的密度为32 kg/m³，配合间隙为−4 mm的EPE衬垫模型，参照ASTM-D4169随机振动试验部分的PSD功率谱密度曲线，进行随机振动试验分析。依据试验结果，修正该包装件的仿真模型、接触方式、网格划分等，仿真结果与试验结果的RPSD曲线吻合程度良好。依据该包装件的仿真设置，对密度为20，28 kg/m³的系列配合包装件进行仿真分析。结果 同一密度EPE衬垫，间隙配合比过盈配合振动强度低，0 mm配合的RMS值最小，振动强度最低。同一配合间隙，过盈配合时，EPE衬垫密度越低，RMS值越小，振动强度越低;间隙配合时，EPE衬垫密度越高，RMS值越低，振动强度越低。结论 采用EPE衬垫包装步进电机驱动器时，在同密度衬垫和同量级的外界激励下，0 mm配合隔振性能最佳，间隙配合隔振性能优于过盈配合。
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  电暖器包装结构优化仿真分析及试验验证

  马瑞博, 李燕华, 牛美亮, 戴隆翔, 甄文军

  . 2021, (5): 148-156. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2021.05.019

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  目的 基于有限元软件对运输条件下的电暖器包装件进行踩踏损伤分析和包装结构优化，解决运输环境下的电暖器发生踩踏损伤的问题。方法 依据售后问题对电暖器包装件进行踩踏试验，并基于Creo对电暖器和缓冲包装进行建模，利用有限元软件对产品包装件进行仿真分析，依据仿真结果对电暖器缓冲包装结构进行优化设计，最后对比优化前后的踩踏结果，并进行相关包装运输的测试试验，确保新的包装件符合包装运输的标准要求。结果 包装件原有的缓冲包装结构并未对产品起到保护作用，外罩发生了较大面积的应力集中，最大应力为304.5 MPa。优化包装结构后，新的缓冲结构承受了绝大部分的力，很好地保护了电暖器，满足各项包装运输试验测试的要求。结论 通过利用有限元软件进行包装结构优化设计，有效地解决了电暖器踩踏问题，合理优化了电暖器的缓冲包装结构，节省了新包装结构的开发时间。
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  运输包装件低气压振动模拟试验方法

  陈志强, 尹兴, 魏娜, 杨林

  . 2021, (5): 157-162. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2021.05.020

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  目的 在常温下通过控制低气压和振动双危害因素，研究一种模拟运输的试验方法，用于评估物流包装对产品的保护性能。方法 研发一种低气压振动试验装置，将其与振动系统相结合，在实验室内模拟高原运输或飞机运输中的低气压环境条件。实现一种能够在特定的温湿度下控制低气压和振动综合环境因素的试验方法。结果 低气压振动试验系统能够满足ISTA 3A中的试验要求，根据国内外低气压试验标准和随机振动试验标准，制定了低气压振动综合试验方法。结论 对于评价高海拔卡车、铁路和航空运输包装件的模拟试验提供了可行性依据。
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  高效节能的永磁同步电机混合控制算法

  金爱娟, 卢宝忠, 李少龙

  . 2021, (5): 163-172. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2021.05.021

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  目的 保证永磁同步电机在变速变载时能够快速响应的同时，降低其在稳态时的转矩脉动和开关频率，使永磁同步电机在整个包装过程更加高效节能。方法 分析永磁同步电机的2种控制策略DTC和PIPC的优缺点和共同点，提出在启动、变速和变载过程采用DTC控制策略保证电机的动态响应速度，在稳态时切换到PIPC控制策略，降低电机的转矩脉动和开关损耗。结果 仿真结果表明，2种控制策略能够实现平滑切换，电机动态响应快，抗干扰能力强，稳态时转矩脉动小、开关频率低;相比DTC，在空载、轻载和重载时转矩脉动分别减小了30%，12.5%和2.4%，开关频率降低了约45%;相比PIPC，响应速度提高了约7%。结论 相比单一的控制策略，DTC_PIPC混合控制算法融合了2种控制策略的优点，使电机在整个运行过程既能快速应对各种突变情况，又能降低其在稳态运行时的转矩脉动和开关频率。
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  多头组合秤的算法研究分析

  丁威涛, 苏宇锋, 徐家良, 张岩

  . 2021, (5): 173-180. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2021.05.022

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  目的 为研究不同类型算法对提高多头组合秤称重精度和称重速度的影响。方法 把动态规划算法和遗传算法应用于多头组合秤，通过对比不同数量的称量斗，2种算法在组合成功率和组合时间上的优劣，分析出最适合多头组合秤的算法。结果 动态规划算法的组合时间明显少于遗传算法的组合时间。遗传算法的组合成功率一直保持着96%以上的高水平;动态规划算法在称量斗数量少于10时的组合成功率低于90%，但随称量斗数量的增加而明显提高。结论 在少于20个称量斗的称重系统中采用遗传算法，虽然花费时间稍多，但是可以获得高组合成功率;在大于20个称量斗的称重系统中采用动态规划算法，既花费时间少，也能获得高组合成功率。
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  基于混合遗传算法的多航空集装器装箱优化设计

  陈丙成, 李艳华

  . 2021, (5): 181-186. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2021.05.023

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  目的 为了解决当前航空业因航空集装器上货物的组装编排均由人工完成，尚无任何软件系统可以实现自动计算，造成航空货运经济效益和时效性低下的问题，开展航空集装器装箱算法研究。方法 充分利用精英选择策略的精英遗传算法和轮盘赌的简单遗传算法相结合，研究多航空集装器的装箱最优问题。结果 以某航空公司的某国际航线选取了20 d的历史数据来进行实验，计算得出，国际航线平均舱位利用率提升了5%。结论 对多航空集装器装箱进行了装箱模型构建和算法优化，提升了航空货运舱容利用率，装载得到了有效地优化，实现了装箱最优。
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  压电喷墨驱动器特性研究及参数优化

  武秋敏, 徐磊, 袁方, 武吉梅

  . 2021, (5): 187-192. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2021.05.024

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  目的 研究压电驱动器结构参数对其驱动性能的影响，并对其结构进行优化，为进一步研究压电喷墨的喷射特性奠定基础。方法 总结近年来压电喷墨印刷技术的研究现状，利用有限元数值模拟软件Comsol Multiphysics建立压电驱动器的数值模型，分析压电薄膜PZT、SiO2振动板和Parylene保护层这3个部分的结构尺寸对压电驱动器位移的影响规律，并且利用正交试验方法确定压电驱动器主要部件的最优尺寸。结果 压电驱动器的结构尺寸对其振幅有较大影响，不同的结构组合可以得到不同的压电驱动器位移。在压电薄膜与振动板宽度之比为0.7，振动板宽度为140 μm，保护层厚度为0.7 μm，振动板厚度为0.9 μm，压电薄膜厚度为1 μm时，驱动器位移达到最大。结论 通过对压电驱动器的结构尺寸进行优化，可使驱动器位移达到最大，从而使其驱动性能最优。
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  纸盒包装生产线粉尘运移规律研究

  李丹阳, 于洋, 崔洁予, 孙昊

  . 2021, (5): 193-198. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2021.05.025

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  目的 研究全自动高速纸盒包装生产线上气流和粉尘的运移规律，从而提供合理的控尘方案。 方法 利用Ansys Fluent软件对某制药厂纸盒生产线上气流与粉尘的运动进行仿真模拟，并与现场实测数据进行比较。结果 气流与粉尘的运移轨迹基本一致;在开盒工位，含尘气流互相掺杂，粉尘扩散范围广，落尘严重;在说明书堆叠工位，粉尘受阻碍回流大量散落在承载台表面;在合盒工位，粉尘易团聚落入机构内部;在纸盒料仓工位，部分粉尘因静电吸附在传送带上，未降落粉尘随气流进入开盒区域。结论 文中控尘方案在说明书和纸盒料仓工位设置了吸尘口，以减少粉尘的输出，在开盒工位处设置了吸尘口以阻断粉尘的运移，达到了有效的除尘和控尘效果。
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  道钉整理装箱生产线设计及平衡分析

  罗文科, 李光

  . 2021, (5): 199-208. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2021.05.026

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  目的 为了提高道钉整理装箱效率，提升其生产线的整体自动化程度，研制一种全自动道钉整理装箱系统。方法 该系统采用差速传送带分离的方案，实现道钉的整理和分离;根据道钉装箱的实际要求，选用合适的Delta工业机器人完成装箱;基于Flexsim仿真软件完成生产线平衡前后各设备、暂存区的仿真，并进行优化。结果 设计出了一条全自动道钉整理装箱生产线，并通过生产线平衡分析和平衡操作使得使用率较低的机构的使用率提升的平均值达到83.71%，各暂存区的最大存量趋于平稳，标准差由平衡前的785.73降至平衡后的17.37。结论 该道钉整理装箱生产线有效提高了生产效率，降低了生产成本。
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  (2-RPU/RPS)&R混联机构的工作空间及其分拣应用

  赵杰前, 李瑞琴, 李庠, 庞国旺, 张建康, 亢书华

  . 2021, (5): 209-215. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2021.05.027

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  目的 针对包装生产线上需对食品、电子元器件等产品进行分拣的功能需求，提出一种新颖的(2-RPU/RPS)&R混联机构。方法 基于螺旋理论建立2-RPU/RPS并联机构的螺旋矩阵，并用修正的Kutzbach-Grübler公式对所得自由度数进行验证。通过机构的结构特征建立约束方程，并采用闭环矢量法求出机构的位置逆解。然后利用粒子群优化(PSO)算法分析机构的位置正解。最后采用数值搜索法求解机构的可达工作空间。结果 (2-RPU/RPS)&R混联机构具有4个自由度(3R1T)。在PSO算法实例中，分析得到了动平台位置正解的数值解和适应度曲线，工作空间连续且无空洞，满足分拣活动范围的需求，在给出的应用实例中表明(2-RPU/RPS)&R混联机器人能很好地应用于手机包装生产线中物体的分拣和抓取等工作。结论 (2-RPU/RPS)&R混联机构运动学性能良好、工作空间大、运行平稳，适用于包装生产线上具有不同方位的物品的分拣功能需求。
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  基于QFD的外卖包装设计顾客需求分析模型构建

  张冬, 王贵容, 李志刚

  . 2021, (5): 216-222. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2021.05.028

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  目的 为满足企业在疫情下对外卖产品包装质量提供更加准确的改进方向和快速决策争取宝贵时效，提出一种基于QFD研究框架的包装设计模型。方法 该模型在传统QFD的基础上运用粗糙集获取顾客需求初始权重，避免需求分析过程中的主观弊端，再结合Kano模型将顾客需求进行分类，最终确定顾客的需求重要度。结果 通过模型分析得出了前3个需要重点改进的顾客需求，分别为有防疫提示、包装严实、一次性开启，其最终重要度分别为0.22，0.21和0.18。结论 运用该模型可以使外卖包装设计更加准确地满足客户需求，同时也为外卖包装服务质量的改进提供了合理的工具方法。
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  高速智能泡罩枕包装盒一体机的发展趋势

  李文磊, 李俊杰, 陈治贵, 问轲, 张炜, 陆俊杰, 张学昌

  . 2021, (5): 223-232. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2021.05.029

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  目的 通过分析国外及我国药品包装机械发展的现状和特点，针对中国药包机械产业存在的问题，总结药品包装机械行业未来发展趋势。方法 对药品泡罩包装一体机中的泡罩包装机、枕式包装机、折纸机、装盒机等关键核心部件性能参数进行分析。对比国内外知名药品包装机械的优缺点，结合中国药品包装机械产业存在的短板与问题，深入剖析药品泡罩包装一体机的现状及发展趋势。结果 对国内外药品泡罩包装一体机的对比发现，新型包装机械需要逐步实现柔性化、精密化、集成化和智能化等特点。结论 文中对国内外各大典型药品包装机械的对比与分析，可以为国内药品包装机械的发展提供基础，深入指导与科学设计新型药品包装机械。
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  筒子纱包装自动撑口套袋系统的设计与实现

  张佰顺, 袁金铭, 陈纪旸

  . 2021, (5): 233-239. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2021.05.030

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  目的 为提高包装效率，根据纺织企业筒子纱编织袋包装工艺要求，设计并实现西门子PLC S7-1200作为控制器的筒子纱编织袋包装自动撑口套袋系统。方法 在系统的机械结构设计方面，设计撵袋吸运子系统和自动撑口套袋子系统，子系统由若干机械装置组成;在控制系统方面，对控制系统的硬件和软件进行设计，由可编程逻辑控制器PLC进行整体控制，通过驱动直流电机、气缸电磁阀及真空发生器等执行元件实现动作，并由西门子触摸屏进行组态，实现生产过程的监控和手自动模式切换。结果 样机稳定性测试，每组100次，进行10组，结果表明运行相对稳定，成功率达到了99.3%。结论 该系统整体运行稳定，包装效率较人工得到了较大提高。
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  求解包装生产中复杂问题的布谷鸟算法改进

  王晓红, 杨礼彬, 任展翔, 莫海宁, 庞斌, 陈利, 黄泽铭

  . 2021, (5): 240-246. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2021.05.031

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  目的 为了解决在求解复杂的高维函数优化问题时存在的求解精度不够高和易陷入局部最优等问题，提出一种基于莱维飞行发现概率的变步长布谷鸟搜索算法(LFCS)。方法 在相同环境下，选取6个不同难度、不同类型的测试函数，将LFCS算法与IPSO，IDE，IABC，CS算法比较，分析算法的收敛速度和收敛精度。结果 相比其他4种算法，LFCS算法迭代次数更少，收敛速度更快，收敛精度更高。结论 无论是低维函数还是高维函数，LFCS算法在收敛速度和收敛精度方面都有所提高，尤其是针对复杂的高维函数优化问题，在取值范围较大的情况下，LFCS算法能够更快、更准地找到最优解。
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  NFC在智能包装中的应用与分析

  蒋志辉, 王访平

  . 2021, (5): 247-254. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2021.05.032

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  目的 为了解决目前RFID智能包装成本偏高、二维码智能包装易被仿制等问题，将NFC近场通信技术应用到智能包装中，为消费者提供更好的消费体验。方法 通过对NFC标签不同型号的分析对比，选出性价比较高的NFC标签，并将其制作成智能包装，然后手机利用NFC功能与NFC标签进行信息交换，完成对智能包装的体验。最后将NFC智能包装与其他类型的智能包装进行对比。结果 试验结果表明，NFC智能包装使得消费者获取商品信息形式更加多样化，真伪辨别也更加方便简单。结论 与目前应用广泛的智能包装相比，NFC智能包装防伪性能最优，消费体验趣味性更强。
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  面向智能制造的数字仓储系统设计

  姜大立, 林萍, 胡瑞鹤

  . 2021, (5): 255-260. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2021.05.033

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  目的 从设计的角度探究如何运用数字仓储系统满足智能制造发展需求的相关理论，以期为制造企业提供智能化生产服务。方法 运用文献研究和典型案例分析法，通过系统架构、管理模块、数据流等方面对数字仓储系统进行全面设计，揭示出数字化仓储技术与装备的功能特点，进而提出数字仓储系统实现路径。结果 数字仓储系统实现了对物料、成品从订单发出到在途、上架、入库、出库全流程的追踪监控，对仓储、物流资源进行了一体化管理，实现了智能制造信息深度自感知、智慧优化自决策、精准控制自执行。结论 在智能制造的大环境下，数字仓储系统能够满足制造企业大规模定制生产要求，具备高柔性的全流程数字化管理模式，助推智能制造进一步发展。
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  瓦楞纸板等长度切断控制系统设计

  常卫花, 王高尚

  . 2021, (5): 261-265. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2021.05.034

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  目的 为提高瓦楞纸板剪切机的切割精度和速度，基于STM32控制器设计一种瓦楞纸板等长度切断控制系统。方法 基于瓦楞纸切割工作原理，以STM32控制器为核心搭建其控制系统，给出硬件结构框图。由于控制过程的非线性特点，常规PID控制器很难取得理想控制效果，采用径向基函数神经网络设计一种瓦楞纸板等长度切断控制器。同时利用随机梯度下降法实时在线调整网络权值并给出一种学习率衰减方法。通过仿真和实验研究验证所述方法的可行性和有效性。结果 实验结果表明，REF神经网络控制系统具有较好的速度跟随特性和抗干扰性能;瓦楞纸板的长度波动并不大，最大平均偏差只有0.2 mm;瓦楞纸板的切口平整，没有出现褶皱、拉扯等情况;系统运行稳定。结论 所述控制系统可以提高瓦楞纸板的切断精度，可满足相关行业的要求。
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  不均衡训练集特征选择的印刷套准状态识别

  简川霞, 舒治鹏, 谢浩喆, 周玉淇, 王华明

  . 2021, (5): 266-272. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2021.05.035

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  目的 针对不均训练集导致印刷套准识别模型无法较好识别印刷套不准图像的问题，提出基于最大相关、最小冗余的印刷标志图像数据特征选择方法。方法 提取印刷标志图像的多维特征数据，计算特征与印刷套准和印刷套不准2类之间的相关性和特征之间的冗余度。确定特征选择的目标函数，通过增量搜索方法寻找最优特征，加入特征子集，实现不均衡印刷标志图像的特征选择。结果 文中的特征选择方法获得了3项不均衡数据分类性能评价指标，A为0.9900，R为0.9400，Gmean为0.9466。结论 在不均衡印刷标志图像套准识别中，文中提出的方法性能优于实验中的未处理方法、PCA方法、Relief方法和NCA方法。
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  基于多级LatLRR和HSI空间的彩色图像融合算法

  张孟孟, 孔玲君, 杨晟炜

  . 2021, (5): 273-283. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2021.05.036

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  目的 为提高红外与彩色可见光融合图像的可视性，更好地再现图像的对比度和色彩效果，提出一种基于多级低秩表示和HSI颜色空间的彩色图像融合算法。方法 首先利用RGB到HSI颜色空间转换，把彩色可见光RGB图像转化到HSI颜色空间，并分离H，S，I三通道。然后利用LatLRR对彩色可见光图像的I通道图像和红外图像进行二级分解，可得到显著的细节部分和基础部分，并将彩色可见光图像I通道和红外图像的细节部分采用核范数自适应加权融合策略进行融合，基础部分采用高斯模糊逻辑值自适应加权进行融合。最后把融合后的细节部分和基础部分相加产生新的I通道图像，结合H，S通道再转到RGB空间，得到融合图。结果 实验结果表明，文中算法得到的融合图主观上彩色失真度最小、场景细节最清晰、红外目标更突出，同时客观评价指标值上升约1%～24%。结论 文中算法是一种有效的算法，对彩色图像融合结果有较好的改善作用。
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  利用聚乳酸线材进行盲文增材制造的最优参数研究

  赵晨飞, 王军, 阮思源

  . 2021, (5): 284-289. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2021.05.037

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  目的 为了解决目前3D打印制造盲文存在的成本高、操作复杂的问题，将生物相容性好、可回收利用的聚乳酸线材应用于熔融沉积成型3D打印机来制造盲文，使盲文的增材制造更加简便、成本更低。方法 首先利用三维软件设计盲文文本，根据盲文文本的特点和标准设计相应的参数，如点径、点距、方距、点高、行距等。然后将设计好的3D文本分层，用单螺杆挤出的聚乳酸线材和熔融沉积3D打印机进行打印，在打印的过程中设置不同的打印温度、打印速度和层高。对打印的质量评价采用平滑度、尺寸精度、耐磨性、耐水性等4个参数进行综合评价。结果 采用正交试验法对打印参数层高、打印温度、打印速度进行分析，当打印温度为180 ℃，打印速度为90 mm/s，打印层高为0.1 mm时，打印盲文的质量优良。结论 按最优参数打印后的盲文安全无毒，经久耐用，可回收及降解，耐摩擦，具有一定的防水性，而且成本低，操作简单，可用于部分盲文制品。
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  点特征提取在锂电池丝印图像配准的应用

  张绪红, 陈滢, 张先勇, 刘南渤

  . 2021, (5): 290-298. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2021.05.038

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  目的 为了提高锂电池丝印图像配准精度，从而解决产品质量检测中的漏检和误报问题，研究点特征提取算法在锂电池丝印图像配准中的应用。方法 对基于点特征的锂电池丝印图像配准进行综述，首先概述点特征提取算法的发展历程，然后着重围绕Harris，SIFT，SURF，ORB和AKAZE等5种经典的点特征提取算法进行分析，并介绍近几年的提升算法，最后对锂电池丝印图像进行配准测试，利用几种测评技术对实验效果进行分析，总结不同点特征提取算法在锂电池丝印图像配准中的优缺点和适用性。结果 实验结果表明，AKAZE算法提取的特征点具有较高的重复率和匹配准确率，经过配准后的定位误差也都控制在1个像素以内，但是该算法的尺度不变性较差。结论 相较于前4种算法，AKAZE算法具有较高的可靠性和稳定性，能够满足锂电池丝印图像配准的实时性和高效性需求。