●江苏省一级期刊●全国高职高专优秀学报●《CAJ-CD规范》执行优秀期刊

学 报 编 辑 委 员 会

主 任

陆锦军

副 主 任

杨 林

委 员

（以姓氏笔画为序）

马 昀 尹桂波 王 飞 王亚鹏 仲岑然

任 健 孙 兵 江荣华 邢 颖 杨化奎

周 建 姜 生 胡为民 胡 革 胡 梅

贲礼 进 倪红耀 徐 琳 郭江峰 曹 钰

Journal of Jiangsu College of Engineering and Technology

江苏工程职业技术学院学报江苏工程职业技术学院学报

季 刊

2019年 第 1期 (第 19卷)

期刊基本参数：CN 32-1855/TB∗2001∗q∗A4∗112∗zh∗P∗￥8.00∗1 000∗27∗2019-03∗n

JIANGSUJIANGSU GONGCHENGGONGCHENGZHIYZHIYE JISHUE JISHU XUEYUAN XUEBAOXUEYUAN XUEBAO

江苏工程职业技术学院学报 季刊 第 19卷 第 1期 2019年 3月 25日

目目 次次

技技 术术 应应 用用ET200S型 PLC对 KUKA-KR5工业机器人的控制 ……………………………… 顾子明 1涤纶网络丝帆布的生产技术 ……………………………………………………… 蔡永东 5花式纱罗工艺设计与生产实践 …………………………………………………… 毛玉蓉 7基于二维码识别的垃圾分类投放系统设计 ………………… 吴新华，陈一凡，稽 波 11126 kV GIS接地开关用拐臂断裂失效分析 …………………… 史云霞，巫邵波，郑 冲 15

张张 謇謇 研研 究究张謇与近代江苏教育会始末 …………………………………………………… 钱一平 18张謇戏剧教育实践对南通城市文化建设的启示 ………………………………… 易 静 25

区区 域域 发发 展展实施创新驱动战略，构筑南通开放型经济新优势 ……………………………… 舒 兵 30扬子江城市群战略布局中南通经济发展研究 …………………………………… 谢资二 34泰兴市休闲观光农业发展的思考 ………………………………………………… 丁 静 39

文文 化化 艺艺 术术习近平新时代中国特色社会主义思想的历史方位与价值意蕴 ………………… 顾友斌 43

唐诗中的梨花意象及其文化内涵 … … … … … … … … … … … ……………… 李 森 47

唐诗中的龙意象及其文化内涵 …………………………… … … ……………… 闫 慧 52

管管 理理 纵纵 论论国有银行地市级分行组织设计优化 …………………………………………… 李 锋 56

《江苏工程职业技术学院学报》编辑部

主 编 陆锦军 副 主 编 杨 林

编辑部主任 胡 梅 执行编辑 胡 梅

编 辑 王晓燕 英文译校 张 婷

电 话：(0513）81050031 邮编：226007

电子邮箱：fyxb@jcet.edu.cn 传真：(0513）81050031

通讯地址：江苏省南通市青年中路 87号 刊号：ISSN 2096 - 0425CN 32 - 1855/TB

中国居民环保意识与行为背离的影响因素研究——基于CGSS2010调查数据分析 …… 饶 健 60完善我国小微企业税收优惠法律的思考——以企业所得税为中心 …………………… 王金莹 69廉政建设视角下的高校领导干部经济责任审计 ………………………………… 薛玮渭 73应用型本科高校学生工作精准化管理研究 ……………………………………… 张 鹏 飞 76

教教 育育 研研 究究产教融合视域下的职业教育德技并修育人探析 ……………… 赵 斌，孙 标，胡 革 79

“互联网＋”时代智能建造专业集群的教学资源建设 …………………………… 徐广舒 83高职生道德素质的调查及培育路径探析 ……………………………………… 岳增玲 87

“校企双链，工学结合”嵌入式人才培养模式探究——以南京城市职业学院为例

…………………………………………………………………………… 巴佳慧，李 跃 92全国职业院校会计技能大赛与会计专业教学改革 …………………………… 谢惠敏 96基于职业岗位能力多元化的毕业实践教学——以高职建筑工程技术专业为例

……………………………………………………………………………………… 王艳红 99微时代大学生思想政治微教育模式 …………………………………… 曾碧瑶，肖文 政 104儒家友善思想融入高校思政教学探析 …………………………………………… 侯 静 107

新时代大学生的政治意识培育研究 …………………………………………… 仇居宁 110

JOURNALJOURNAL OFOFJJiangsu College of Engineering and Technologyiangsu College of Engineering and Technology

VOL.VOL.1919，，NO.NO.11 MAR.MAR. 20192019CONTENCONTENTSTS

Technology andTechnology and ApplicApplicationationOn KUKA-KR5 Industrial Robot under Control of Siemens PLC ET200S GU Ziming ( 1 )Technology for the Production of Polyester Mesh Wire Canvas CAI Yongdong ( 5 )Design and Production of Fancy Leno Fabric MAO Yurong ( 7 )Design of Classified Garbage Delivery System Based on Two-Dimensional Code Recognition

WU Xinhua ，CHEN Yifan ，JI Bo ( 11 )On Fracture of Crank Arm of 126 kV GIS Earth Switch SHI Yunxia ，WU Shaobo ，ZHENG Chong ( 15 )Studies on ZHAStudies on ZHANG JianNG JianThe Whole Story of Zhang Jian with Modern Jiangsu Education Association QIAN Yiping ( 18 )Enlightenment of Zhang Jian’s Drama Education on Urban Cultural Construction of Nantong City YI Jing ( 25 )Regional DevelopmeRegional DevelopmentntCreating New Favorable Conditions for Developing the Open Economy in Nantong Through Innovation- drivenStrategy SHU Bing ( 30 )On Economic Development of Nantong with the City Cluster Strategy for Yangtze River Delta XIE Zier ( 34 )Reflections on Development of Leisure Tourism Agriculture in Taixing City DING Jing ( 39 )Culture andCulture and AArtrtThe Historical Position and the Value Implication of Xi Jinping’s Thoughts on Socialism with Chinese Characteristicsfor a New Era GU Youbin ( 43 )On the Image of Pear Flower and its Cultural Connotation in Tang Poems LI Sen ( 47 )On Dragon Image and Its Cultural Connotation in Tang Poetry YAN Hui ( 52 )ManagementManagement FFoorumrumOptimized Organizational Design of Prefecture-level Branches of State-owned Banks LI Feng ( 56 )On Influence Factors of the Deviation of Environmental Awareness and Behavior of Chinese Residents——AnAnalysis of the 2010 Chinese General Social Survey RAO Jian ( 60 )Reflections on Perfection of the Legal System of Preferential Tax for Small and Micro Enterprises inChina ——Focusing on Enterprise Income Tax WANG Jinying ( 69 )On Financial Accountability Audit of Leaders in Colleges and Universities from the Perspective of Building aClean Government XUE Weiwei ( 73 )On Precision Management of Student Affairs in Application-oriented Institutes ZHANG Pengfei ( 76 )EEducducationation ReReseasearchrchOn the Combination of Skills Development with Moral Cultivation in Vocational Education from the Perspectiveof Integration of Enterprises with Vocational Schools and Universities ZHAO Bin ，SUN Biao ，HU Ge ( 79 )Research on the Construction of Teaching Resources Library for “Internet +” Intelligent Construction Major Cluster

XU Guangshu ( 83 )A Probe into the Path of Moral Cultivation of Higher Vocational College Students YUE Zengling ( 87 )On the Embedding Talent Development Mode Based on“University-enterprise Cooperation and Job-orientedLearning”——Taking Nanjing City Vocational College as an Example BA Jiahui ，LI Yue ( 92 )Reform of Accounting Teaching Based on National Vocational Colleges Skill Contest XIE Huimin ( 96 )On Practice Teaching of Graduation Project in View of Diversified Competence for Occupations ——TakingArchitectural Engineering and Technology Major at Vocational Colleges as an Example WANG Yanhong ( 99 )On Micro-education Mode of Ideological and Political Education for College Students in the Micro-era

ZENG Biyao ，XIAO Wenzheng (104)On Integration of Confucian Thought of Friendliness into Ideological and Political Teaching in Colleges andUniversities HOU Jing (107)A Study on Cultivating College Students’Political Consciousness in the New Era QIU Juning (110)

+

收稿日期：2019-01-18作者简介：顾子明（1968－），男，江苏海安人，江苏工程职业技术学院机电工程学院副教授，研究方向为智能化机电技术与供配电技术。

江苏工程职业技术学院学报（综合版）Journal of Jiangsu College of Engineering and Technology

Vol.19，No.1Mar . 2 0 1 9

第 19卷 第 1 期2 0 1 9 年 3 月

DOI：10.19315/j.issn.2096-0425.2019.01.001

摘要：根据实际任务要求，应用带 PROFINET现场总线协议模块的 ET200S型 PLC控制 KUKA-KR5工业机器人。分析 ET200S型 PLC 与机器人之间的通信信号，给出设备间的通信接线图、机器人的 I/O 地址分配图，编写机器人控制与运行程序。经调试，系统运行良好，可在类似集成系统中推广应用。

关键词：PLC控制； 西门子 ET200S I/O模块； 工业机器人； KUKA中图分类号：TP242.2；TP273 文献标志码：A 文章编号：2096-0425（2019）01 - 0001 - 04

工业机器人在实际工作中需要实时检测机器人本身的运动及外围设备的工作情况，根据需要将关键

信号反馈给控制系统以便对执行机构进行调整，从而保证机器人的动作符合预定的要求。作为检测装置

的传感器大致可以分为两类：一类是内部信息传感器，用于检测机器人各部分的内部状况，如各关节的位

置、速度、加速度等。另一类是外部信息传感器，用于获取机器人的作业对象及外界环境等方面的信息，

以使机器人的动作能适应外界情况的变化，使之达到更高层次的自动化，甚至使机器人具有某种“感觉”，

例如视觉、声觉等，经外部传感器给出工作对象、工作环境的有关信息，利用这些信息构成一个大的反馈

回路，大大提高机器人的工作精度 [1-2]。

由于工业机器人需要和外围设备交换大量信息与数据，且外围设备可能比较分散，所以一般要用工

业以太网对工业机器人进行系统集成 [3]。库卡机器人拥有标准的现场总线及以太网的专业接口，这让集成

工作变得简单。西门子 ET200S带有集成的工业以太网总线 PROFINET接口，可以直接与触摸屏、计算机或其他 CPU通信，不需要额外的通信模块。PROFINET是基于工业以太网的开放式现场总线，具有传输速率高、功能完善、抗干扰能力强、使用方便等优点。由于 PROFINET可以全面支持 IT技术，能够更好地融入企业生产管理系统中，这为工业控制领域提供了一个完整的网络化的解决方案 [4- 5]。因此，本文基于

PROFINET总线通信，应用 ET200S型 PLC控制 KUKA-KR5工业机器人，实现对库卡机器人系统的集成。

1 ET200S型PLC控制KUKA-KR5工业机器人的要求与系统连接

1.1 控制要求

系统任务描述：上级控制系统通过 PLC外部自动运行接口向机器人控制系统发出机器人进程的相关信号（如运行许可、故障确认、程序启动、程序选择等）；机器人控制系统向上级控制系统发送有关运行状态

和故障状态的信息。此外，机器人具体的工作要求为：① 机器人必须以 PLC 控制进行外部自动运行；② 机器人须在指定的工作台上选择合适的基坐标、以尖触头为工具进行示教构件轮廓；③ 当只有开关 11打开时运行三角形轮廓，当只有开关 12打开时运行圆形轮廓，运行次数由开关 13、14选择，可运行 1、2、3次。按控制要求得到基于 PROFINET总线的 ET200S型 PLC控制 KUKA-KR5工业机器人的接线原理图，见图 1。图 1中两控制器中的 DI为数字量输入端、DO为数字量输出端、AI为模拟量输入端、AO为模拟量输出端，KR C4控制器能接受 1~4 096个数字输入量，产生 1~4 096个数字输出量。

ETET200200SS型型PLCPLC对对KUKA-KRKUKA-KR55工业机器人的工业机器人的控制控制顾 子 明

（江苏工程职业技术学院机电工程学院，南通 226007）

1.2 系统连接

1) 用博途软件（TIA Portal）对 ET200S PLC和 KUKA机器人进行组态。在博途软件中点击“创建新项目”，并在项目视图下添加新设备“ET200S型 PLC”，再点击“选项”→“添加设备描述文件”→“导入 KUKA机器人的 GSD 文件”（这个 GSD 文件可以在 KUKA 机器人的示教器存储目录中找到）→安装 GSD，并对KUKA设备进行组态，再编译下载到 PLC。

2)用ＷorkVisual对 KUKA 进行设置。激活、添加 PROFINET，DTM 选择 PROFINET，双击 PROFINET进行详细设置，进行信号映射，首先生成代码，再下载到 PLC，注意在 PLC 上做好确认工作：机器人侧即为映射时的 IN(..)，PLC 侧则是在博途软件里对 KUKA 设备设置时的 IO 地址。 ET200S 型 PLC 控制KUKA-KR5 工业机器人的系统连接见图 2。ＷorkVisual具体设置见表 1和表 2。此外，还要根据实际控制要求配置$IN[11]、$IN[12]、$IN[13]、$IN[14]4个输入信号。

2 运行程序

2.1 外部自动运行CELL程序

CELL 程序为 ET200S型 PLC控制 KUKA-KR5工业机器人的工作主程序，工作时要选定 CELL程序并运行，程序流程图见图 3。

按流程图设计的 CELL主程序如下：DEF CELL( )INIT

PROFINET

DI $IN[1]……

……

……

DI $IN[4096]DO $OUT[1]……

……

……

DO $OUT[4096]

KR CKR C44

ET200S DI DO AI AO

0V 24V

图1 ET200S型PLC对KR C4的控制系统接线原理图 图2 ET200S型PLC对KR C4的控制系统连接示意图

22 江苏工程职业技术学院学报（综合版） 2019年

端口

123456789

长文本名称

Steuerung bereitNotauskreis geschlossenBedienerschutz geschlossenAntriebe bereitRoboter justiertSchnittstelle aktivSammelstorungPGNO_FBIT_REFLInterner Not-halt

类型

I/OI/OI/OI/OI/OI/OI/OI/OI/O

名称

$RC_RDY1$ALARM_STOP$USER_SAF$PERI_RDY$ROB_CAL$I_O_ACTCONF$STOPMESSPGNO_FBIT_REFLInt.NotAus

值

1371 0131 0111 0121 001140

1 010999

1 002

表2 ＷorkVisual配置的外部自动运行输出端及实际数值设置

端口

123456789

10111213141516

长文本名称

程序号类型

程序号镜像

程序号位字节长度

奇偶位

程序编号第一位

程序编号有效

程序启动

运行开通

错误确认

驱动器关闭

驱动装置接通

激活接口

三角型轨迹选择

圆型轨迹选择

次数选择低位

次数选择高位

类型

VarVarVarVarI/OI/OI/OI/OI/OI/OI/OI/OI/OI/OI/OI/O

名称

PGNO_TYPEREFLECT_PROGPGNO_LENGTHPGNO_PARITYPGNO_FBITPGNO_VALID$EXT_START$MOVE_ENABLE$CONF_MESS$DRIVES_OFF$DRIVES_ON$I_O_ACT$IN[11]$IN[12]$IN[13]$IN[14]

值

104516

1787

109

1 02511121314

表1 外部自动运行输入端及实际值设置

BASISTECH INICHECK HOMESPTP HOME VEL=100% DEFAULTAUTOEXT INILOOPP00 (#EXT_PGNO,#PGNO_GET,DMY[ ],0)SWITCH PGNO;Select with ProgramnumberCASE 1P00 (#EXT_PGNO,#PGNO_ACKN,DMY[ ],0)MY PROG( );EXAMPLE1( );Call User-Program;

调用的机器人运行程序MY PROG( )CASE 2P00 (#EXT_PGNO,#PGNO_ACKN,DMY[ ],0);EXAMPLE2( );Call User-ProgramCASE 3P00 (#EXT_PGNO,#PGNO_ACKN,DMY[ ],0);EXAMPLE3( );Call User-ProgramDEFAULTP00 (#EXT_PGNO,#PGNO_FAULT,DMY[ ],0);EXAMPLE4( );Call User-ProgramENDSWITCHENDLOOPEND

2.2 调用机器人轨迹运行子程序MY PROG( )

MY PROG( )程序为按照控制要求设计的机器人轨迹运行子程序，MY PROG( )程序设计思路及流程图如图 4所示。按流程图设计的MY PROG( )子程序如下：

DEF MY PROG( )INT N,C,C1;变量声明INI；初始化程序N=0,C=0,C1=0；变量赋初值SPTP HOME VEL=100% DEFAULTLOOPIF ($IN[14]=FALSE) AND ($IN[13]=FALSE) THEN;C表示重复次数C=0ENDIFIF ($IN[14]=FALSE) AND ($IN[13]=TRUE) THENC=1ENDIFIF ($IN[14]=TRUE) AND ($IN[13]=FALSE) THENC=2ENDIFIF ($IN[14]=TRUE) AND ($IN[13]=TRUE) THENC=3ENDIFIF ($IN[11]=FALSE) AND ($IN[12]=FALSE) THEN；N表示需绘制的轨迹N=0ENDIFIF ($IN[11]=TRUE) AND ($IN[12]=FALSE) THENN=1

图3 CELL主程序设计流程图CASE1

MY PROG( )

CELL程序开始初始化程序：

INITBASISTECH INI

检查Home点SPTP Home

LOOP

PGNO_LENGTH=4发送 PGNO_FBIT信号

SWITCH PGNO

1 2 3 4CASE2

EXAMPLE2( ) CASE3EXAMPLE3( )CASE4

EXAMPLE4( )END SWITCH

END LOOP

◀

▼

▼

▼

▼

▼ ▼ ▼ ▼

▶ ◀▼

图3 CELL主程序设计流程图

顾子明 ：ET200S型 PLC对 KUKA-KR5工业机器人的控制 33第 1期

ENDIFIF ($IN[11]=FALSE) AND ($IN[12]=TRUE) THENN=2ENDIFSWITCH NCASE 1IF C1

收稿日期：2018-12-06作者简介：蔡永东（1967-），男，江苏南通人，江苏工程职业技术学院教授，研究方向为现代纺织技术。基金项目：江苏省先进纺织工程技术中心建设项目；江苏高校品牌专业建设工程项目（编号PPZY2015A093）。

江苏工程职业技术学院学报（综合版）Journal of Jiangsu College of Engineering and Technology

Vol.19，No.1Mar . 2 0 1 9

第 19卷 第 1 期2 0 1 9 年 3 月

DOI：10.19315/j.issn.2096-0425.2019.01.002

摘要：开发一种可用于灯箱、箱包等的涤纶帆布面料，产品经、纬纱均采用 27.8 tex/（96 f）涤纶DTY轻网络丝。针对原料特点，生产过程中对分条整经与剑杆织造工序采取相应技术措施，进行工艺优化，如调整整

经张力、整经速度及剑杆上机参数等，保证产品顺利投产。产品坯布织造效率达 96%，下机一等品率达 92%。关键词：涤纶 DTY丝； 轻网络丝； 帆布； 分条整经； 剑杆织造中图分类号：TS154 文献标志码：A 文章编号：2096-0425（2019）01 - 0005 - 02

1 产品的原料特点

将涤纶 DTY（Draw Texturing Yarn，拉伸变形丝，简称“DTY”）长丝经压缩空气喷嘴（网络喷嘴在压缩空气的作用下加工而成）进行吹捻加工，在长丝上按一定距离形成网络结，可改进DTY长丝的极光效应和蜡状感，形成具有独特风格的 DTY网络丝，以用于后道加工。按网络度和网络牢度，DTY网络丝分弱网络丝、轻网络丝、中网络丝和重网络丝。重网络丝网络数过多，易导致面料表面出现网络斑，网络点强，松弛加工中

不能充分解捻，染色时上染率不匀；而轻网络丝虽网络数不及重网络丝多，但可保证在织造准备或织造过程

中网络结不松散起毛，经纱强力较强，可避免经纱起毛，且不会影响布面效果及染色加工[1]。因此，本文开发

的产品经、纬纱均采用 27.8 tex/（96 f）涤纶 DTY轻网络丝。

2 产品设计

1) 产品规格设计。根据客户要求及产品加工特点，产品规格设计如下：① 成品门幅为 165 cm；② 经、纬纱均采用 27.8 tex/（96 f）涤纶 DTY轻网络丝；③ 成品经密 331根/（10 cm），纬密 252根/（10 cm）；④ 织物为双经双纬 1/1平纹组织；⑤ 织物经向紧度 69.8%、纬向紧度 53.1%，总紧度 85.8%。

2) 主要上机工艺参数设计。根据产品的规格推算出上机工艺参数：坯布幅宽为 174 cm；坯布经密为329根/（10 cm），纬密为 244根/（10 cm），总经 5 550根；边、地组织每筘穿入 4根，筘号取 78齿/（10 cm），上机筘幅为 180 cm；经纱百米用纱量为 17.07 kg，纬纱百米用纱量为 13.65 kg，总百米用纱量为 30.72 kg。

3 主要生产工艺及技术措施

由于本产品经纱原料为 27.8 tex/（96 f）涤纶 DTY轻网络丝，不须上浆，可直接分条整经成织轴用于织造，故产品质量高低在于分条整经工艺设计与质量控制及剑杆织机上机工艺的设计与优化。

1) 整经工艺。采用国产 GA124H型分条整经机进行分条整经，做成织轴。根据容量，筒子架设计为10绞，每绞 555根。由于经纱为 27.8 tex/（96 f）涤纶 DTY轻网络丝，为减少对网络结的破坏，避免整经时出现丝束松散现象，故整经张力不宜过大，否则一方面会影响整经的正常进行，另一方面会影响最终产品的

布面质量，导致布面不够平整或起球起毛。同时，为保证网络丝在整经过程中处于拉直状态，避免出现起圈

涤纶网络丝帆布的生产技术涤纶网络丝帆布的生产技术

蔡 永 东

（江苏工程职业技术学院，南通 226007）

或扭绞，整经张力也不能太小，否则会影响整经质量，并严重影响后道织造，如造成开口不清或布面出现“三

跳”疵点。可见，整经张力应适中。筒子在筒子架上的位置对均匀整经张力影响较大，根据“前大后小，边纱

适当加大”的原则在筒子架上分区段配置张力，前、中、后区分别为 10 cN、8 cN、6 cN，边纱处适当加大张力，为9 cN，这样一方面较好地满足了涤纶网络丝的特殊整经要求，另一方面又保证了整经时片纱张力均匀。

网络丝产品整经速度原则上不宜过快，因为整经速度过快会导致网络结松脱，出现毛丝，严重影响后道

织造，如增加经纱断头或经纱相互纠缠造成开口不清。由于国产 GA124H型分条整经机整经时其条带卷绕速度最高达 600 m/min、织轴卷绕速度可达 150 m/min，故该产品整经时整经速度宜偏低控制，为确保整经质量，条带卷绕速度宜控制在 350 m/min左右，织轴卷绕速度宜控制在 100 m/min左右。由于涤纶网络丝在织造过程中容易产生静电，故在整经倒轴装置前加装上油槽，让条带片纱经过抗静电油剂处理，上油

量控制在 0.3%以内，这样可以减少织造时产生的静电，避免因开口不清而严重影响织造生产及产品质量 [2]。2) 织造工序。由于涤纶网络丝产品较为特殊，宜采用速度不高、引纬可靠的织机进行织制，因此选用

GA747-180型剑杆织机。同时，该产品原料较粗，又未曾上浆处理，产品总紧度高达 85.8%，并且是双经双纬 1/1平纹组织，有一定织造难度，故必须优化其上机工艺参数并采取必要的技术措施，方可保证顺利投产。根据产品原料的特殊性及产品结构特点，结合 GA747-180型剑杆织机上机工艺参数调节要求，经反复试织调节，最终确定该产品采用“中车速、迟开口、大梭口、早进剑、迟退剑、低后梁、大张力”的织造上机工艺

路线进行生产，有关上机工艺参数设定如下：织机车速为 180 r/min，开口时间为 300°，梭口高度为 36 mm，进剑时间为 68°、退剑时间为 294°，梭口中央两剑交接时间为 180°，后梁高低、前后位置为 8 cm、3 cm，停经架高低、前后位置为 4 cm、2 cm，上机张力为 250 kN。这样一方面可保证织造时梭口清晰，顺利引纬，避免出现纬缩、烂边等织疵，另一方面可使布面平整丰满，颗粒效应明显。另外，须对一些辅助机构，如接纬侧开

夹器、纬纱剪及绞边器等进行精心调节，以有效避免出现纬缩、烂边，保证布边成形良好。同时，须加大车

间温、湿度，以减轻织造时静电的产生，温度应控制在 25℃以上，相对湿度应控制在 75%左右 [3-4]。

4 结语

由于原料合适，生产工艺合理，本产品的设计与生产获得成功，坯布织造效率达 96%，下机一等品率达92%。产品经染色整理后，取 5 cm × 20 cm的成品试样进行性能测试，测试结果为：经、纬向断裂强力分别达950 N、756 N，经、纬向断裂伸长率分别为 15.4%、21.7%，织物厚度为 1.18 mm，各项指标均达到使用要求 [5]。

参考文献：[1] 蔡永东，马箭 . 剑杆织机织造网络丝织物的工艺措施[J]. 上海纺织科技，1993（7）：18-20.

[2] 王平 . 优化帆布工艺生产优质胶带骨架材料[J]. 产业用纺织品，2009（6）：26-29.

[3] 蔡永东，赵志华，马顺彬 . 丙纶短纤矿物过滤帆布的设计与生产[J]. 上海纺织科技，2015（4）：57-58.

[4] 吴金亮，卢庆丰，丁国军，张逢书，吴剑虹 . 83 dtex/36 f 轻网高弹涤纶DTY生产工艺[J]. 丝绸，2016，53（6）：11-14.

[5] 毕松梅，陆娟，谢艳霞，方祥，朱泽贺，周业昌 . 新型改性聚酯纤维骨架帆布的制备与性能研究[J] . 化工新型材料，2013

（11）：59-61. （责任编辑：王晓燕）

Technology for the Production of Polyester Mesh Wire Canvas

CAI Yongdong（Jiangsu College of Engineering and Technology，Nantong 226007，China）

Abstract：Polyester canvas is developed as a fabric for light boxes，packaging，bags and suitcases. Both the warpand weft of the fabric are made from 27.8 tex/ (96 f) light mesh wire of polyester DTY. Taking into account thecharacteristics of the raw material，such technologies of sectional warping and rapier weaving as warping tension，warping speed and rapier loom processing parameters have been optimized in the process of production，in orderto guarantee the successful production. The loom efficiency rate of grey fabric has reached 96% and the rate offirst-grade finished products is up to 92%.Key words：polyester DTY； light mesh wire； canvas； sectional warping； rapier weaving

66 江苏工程职业技术学院学报（综合版） 2019年

收稿日期：2018-12-10作者简介：毛玉蓉（1979-），女，江苏南通人，江苏工程职业技术学院纺织服装学院讲师，研究方向为纺织品工艺设计。

江苏工程职业技术学院学报（综合版）Journal of Jiangsu College of Engineering and Technology

Vol.19，No.1Mar . 2 0 1 9

第 19卷 第 1 期2 0 1 9 年 3 月

DOI：10.19315/j.issn.2096-0425.2019.01.003

摘要：设计了一种立体感较强的菱形花纹纱罗组织，探讨织物的设计与生产要点：地经轴用分批整经

工艺，绞经轴用分条整经工艺，地经浆纱时，单纱上浆，股线过水，以使毛羽伏贴，穿综时使用空筘工艺。

生产实践中织机改造的重点为安装二组辅助织轴轴架，安装特殊的绞综张力调节系统，制作花筘等。

关键词：花式纱罗； 绞综； 绞经张力； 调节杆； 花筘

中图分类号：TS105.11 文献标志码：A 文章编号：2096-0425（2019）01 - 0007 - 04

在常规织物中，经纱都是平行排列，在纱罗织物中，经纱分成地经和绞经，需要采用特殊的绞综、特殊

的穿综方法，使地经、绞经发生相互扭绞。近年来，纱罗织物的生产花样不断翻新，往往将几种不同的扭

绞方法结合在一起织造，构成花式纱罗织物。纱罗组织构成的织物透气性好，结构稳定，表面具有清晰、

均匀分布的纱孔，织物较为轻薄，布面光洁，布身挺爽，有轻、柔、透的风格特点，主要用作夏季衣料 [1-3]。

1 织物效果设计

织物布面以 2组 3绞 11根的纱罗组织形成大菱形花纹，采用对称绞、花筘、空筘等工艺突出菱形图案，其中 3根 14.6 tex双股线合在一起作绞经，11根 14.6 tex单纱为地经，一个绞组的经纱合计 14根，绞组中的地经纱采用纬二重组织（因绞组中的地经纱总数 11根，量少，纬二重组织虽会使织物增厚，但所增厚度很有限）。与大菱形花纹相比，大菱形花纹两边以二绞二的纱罗形成的小菱形花纹除了花筘工艺外，还使用了其

他工艺，每边各 2组，对称分布。小菱形花纹之间用平纹组织隔开，在每花结束处用 16根纱构成 4组 4枚缎纹。本织物虽为漂白布，但从视觉上看，颜色更替，立体感强，典雅美观，适宜做女士夏季服装的面料 [4-5]。

2 织物规格及主要上机参数

织物成品幅宽 136 cm，经密 413根/（10 cm），纬密 213根/（10 cm）；坯布幅宽 160 cm，经密 354根/（10 cm），纬密 213根/（10 cm）；绞轴一与地轴的送经量之比为 1.08，绞轴二与地轴的送经量之比为 1.2。

经纱有 4种：A，地轴上 14.6 tex单纱；B，地轴上 14.6 tex双股线；C，绞轴一上织制小菱形花纹的 14.6 tex双股线；D，绞轴二上织制大菱形花纹的 14.6 tex双股线。选择 14.6 tex双股线作绞经纱，不仅能突出纱罗效果，还能减少绞经纱断头。织物总经根数为 5 648根，总筘齿数为 2 620齿，其中 A纱 4 368根，使用 A纱中的96根作为边纱，B纱 576根，C纱 512根，D纱 192根，筘幅 167.4 cm，筘号取 156齿/（10 cm）。全幅 32花，每花174根，减头 16根，减纱为A纱，每花 81筘。经纱的排列顺序为：6A，（1B，2A）*4，1B，8A，4C，8A，（1B，2A）*4，6A，4C，15A，6D，15A，4C，8A，（1B，2A）*4，6A，4C，8A，（1B，2A）*4，1B，22A。织物纹板图见图 1。3 生产工艺及技术措施

3.1 络筒

选用 1332M型络筒机对购买的色纱进行倒筒，倒筒速度为 500 m/min，张力垫圈质量为 9 g。为保证纱

花式纱罗工艺设计与生产实践花式纱罗工艺设计与生产实践

毛 玉 蓉

（江苏工程职业技术学院，南通 226007）

线质量，采用手持式空气捻接器接头。

3.2 整经

地轴用分批整经机加工，绞经轴用分条整经机加工。

1) 分批整经。选用 CGGA114B—SM型分批整经机对 A、B 两种地经纱分开整经，浆纱时再合并，整经时采用集体换筒，分段配置张力垫圈。张力垫

圈分成前、中、后 3个区域。14.6 tex单纱前区垫圈质量为 9 g，中区垫圈质量为 8 g，后区垫圈质量为 7 g；14.6 tex双股线前区垫圈质量为 13 g，中区垫圈质量为 12 g，后区垫圈质量为 11 g。边纱为 14.6 tex单纱，垫圈质量为 11 g。织制纱罗织物时，绞经与地经之间的摩擦比较严重，故对前道工序的要求较高。为确保整经质量，整经速

度须适中，故选用 670 m/min的速度进行整经。整经配轴时，A纱 4 368根，整经成 8 轴，配为 546根*8轴；取地轴 14.6 tex双股线 576根，加工成 1个经轴。

2) 分条整经。由于绞经上的经纱根数比较少，如用分批整经，需要将少量的经纱进行倒筒，倒成小筒子，每个筒子上还要有筒脚纱，因此用分批整经比较麻烦，而且还需要较多纱线（筒子个数多，筒脚纱就

多）。绞经纱本身是股线，为形成好的纱罗效果，也不能上浆。故选用分条整经以简化工序，节省成本。

分条整经工艺为：对绞轴一的 512根 14.6 tex双股线取 3条带，第 1与第 2条各 171根，条带宽度为 54.8 cm，第 3条 170根，条带宽度为 55.4 cm；对绞轴二 192根的 14.6 tex双股线取 3条带，每个条带 64根，条带宽度为 55.0 cm。在生产过程中，绞经轴一、二整经条带数都取 3条，由于条带纱线根数少，没有合适的定幅筘，就用稀筘、空筘的方法确定条带的宽度。

3.3 浆纱

1) 浆纱设备、浆料配方及相关参数设定。织制纱罗织物时，因绞经与地经摩擦严重，要使得浆纱浆膜的柔韧性、耐磨性好，浆纱时可加入 PRS-u 转基因淀粉及 TE-N德国产纳米浆料；经纱要耐磨，故以中等压浆力压浆，以获得较好的被覆；浆纱速度不宜过快，以防止浆纱断头。为此，浆纱设备、浆料配方及

相关参数设定如下：① 选用 ASGA365-1-01双浆槽浆纱机进行生产。② 纱浆料配方：PRS-u 转基因淀粉5 kg ；TE-N德国产纳米浆料 1.5 kg；变性淀粉 75 kg ；丙烯酸类 5 kg；蜡 2 kg；调浆体积 870 L。③ 相关参数设定：浆液黏度 7.5~8 s ，温度 98 ℃ ；第一烘房温度 120 ℃，预烘 14.6 tex单纱；第二烘房温度 115 ℃，预烘14.6 tex双股线；第三烘房温度 105 ℃，烘合并后的纱线。浆纱速度为 50 m/min～55 m/min，上浆率 8.5% ，回潮率（7 ± 0.5）% ，伸长率 0.6%。

2) 浆纱工艺。14.6 tex双股线不能上浆，否则织造时发硬不弯曲会导致沉头。因此，使用双浆槽上浆；14.6 tex单纱放Ⅰ浆槽，14.6 tex双股线放Ⅱ浆槽；14.6tex单纱浆槽中放浆液，而 14.6 tex双股线浆槽中放入水。生产过程中地轴落轴时要放分层绞线，分开 14.6 tex单纱和 14.6 tex双股线，以便穿综。在浆纱的时候，使用分色分层法，14.6 tex双股线放入Ⅱ浆槽，在上层；14.6 tex单纱放在Ⅰ浆槽，在下层。浆纱过后在烘房前放绞线，把线和纱分开，线在上层，纱在下层。

3.4 穿综插筘

1) 穿综。1～4 页为绞综；5～10页综为平纹织物，4枚缎纹组织穿在 11～14页综内，纱罗绞组中的地经纱穿在 15～16页综内；绞轴一上的绞经纱穿在半综 1的孔内，共 512根；绞轴二的绞经纱穿在半综 2的孔内，共 192根；布边穿在第 5～6页综内。穿综图见图 2。

2) 插筘。平纹 14.6 tex单纱部分 2入 /筘；平纹双股线部分 1入 /筘；小菱形效果的纱罗部分绞经和地经得插同一筘齿，4 入 /筘，两组纱罗间空一筘；大菱形效果的纱罗部分用花筘工艺，14 入 /筘。4 枚缎纹处 4入 /筘，穿筘要求见图 2。3.5 织造

1) 选择织机。花式纱罗织物组织复杂，织缩率（织缩率是指织物中纱线原长与织物长度之差与织物中纱线原长之比，可分为经缩率和纬缩率）相差很大，绞经的经缩率为地经经缩率的 1.2倍，且绞经纱的张

图1 纹板图

88 江苏工程职业技术学院学报（综合版） 2019年

浅色阴影部分（第 5、8页）穿地轴的 C40/2线；第 1～4页为绞综，第 1、2页为半综，浅色阴影部分第 1页穿绞轴一的 C40/2线（共 512根），深色阴影部分为第 3页穿绞轴二的 C40/2线（共 192根）

空

筘

空

筘

空

筘

2次 2次

2次

2次 4次

穿综图

布边48根

布边48根

图2 穿综插筘图

力小，梭口不易清晰，不

能选用高速织机生产。

GA747 织 机 车 速 介 于180 r/min～200 r/min，车速适宜，且价格低，性价

比高，尤其是织制组织

复杂的织物时，能充分

发 挥 该 织 机 的 潜 在 性

能 ，因 此 试 验 选 择

GA747织机织制产品。2) 织造方法。地经

轴安装在原有的送经机

构上，绞轴一绞经纱较

多，装在织机上方，依靠

摩擦力控制绞经的退绕

张力，退绕方向与地轴方

向相反；绞经轴二安装在

织机后方的地面上，同样

依靠摩擦力送经，绞轴二

的旋转方向与地经轴相

反。因此，本产品采用

三轴织造法。

3) 制作花筘。同一组绞经和地经必须穿在

同一筘齿内，本织物为 3绞 11根的纱罗组织，1个绞组的纱罗组织中经纱根数多达 14根，必须拔去部分筘齿。本织物拔除筘齿如图 3所示：每一花中第 35、37以及 39、41筘眼间的筘齿片拔掉，每花拔掉 4个筘齿片，以方便形成纱罗的孔。

4) 安装绞综。因为绞综梭口不易清晰，故绞综要穿入最前面的综框。绞组中的地经放在 15～16页综，用张力杆取代后综。当织机处于综平位置时，绞组中的地经纱要略高于半综顶部。两者之间的距离

若太小，则容易产生漏绞；若太大，则纱罗中的地经纱容易悬在梭口中，影响梭口清晰。鉴于此，此距离控

制在 2 mm左右。本织物使用 1～4页综安装绞综，1～2页绞综为第一组，织制小菱形花纹；3～4页综为第二组，织制大菱形花纹。绞综组数多会增加织造难度，故一般不超过 2组。此外，半综依靠基综提起，半综下端用 2根停经条穿在一起，2根综条用铁夹固定在一起（若不固定，机器运行过程中一旦两根综条运动时发生不同步，会损坏绞综），铁夹下端用弹簧连结在回综箱内。

5) 调节张力。张力调节杆安装在双臂杆上，双臂杆固定在左右墙板上，双臂杆一端安装张力调节杆，另一端由弹簧连接在左右墙板上。

双臂杆由多臂机构控制，通过钢丝

绳、滑轮等将双臂杆和多臂机构上的

提综杆连接在一起。当形成绞转梭

口时，提综杆上的钢丝绳带动张力调

节杆向前运动，放松经纱，绞转梭口

结束后，双臂杆在弹簧的作用下带动 图3 花筘图

33花81齿/花3.5 cm 35齿 7齿 39齿

箭头所指处筘片拔掉（4根/花）

79.5#花式筘，筘总长 185.0 cm，33花，81空/花

空

筘

空

筘

毛玉蓉 ：花式纱罗工艺设计与生产实践 99第 1期

张力调节杆复位。形成绞转梭口时，绞经张力很大，很容易引起绞经和绞组内地经纱断头，因此，绞经纱

使用强力高的双股线，并让绞经张力调节杆向机前运动，以减小绞经的张力。在形成普通梭口时，再让

绞经张力调节杆向后方移动，收回形成绞转梭口时所释放的经纱。用第 1页综上的提综杆控制绞轴一上的绞经张力调节杆，用第 3页综上的提综杆控制绞轴二上的绞经张力调节杆。要根据具体织造时的状况调节张力调节杆的放松量，绞经轴一上的绞经放松量大概在 5～6 cm，绞经轴二上的绞经放松量大概控制在 6～7 cm。

6) 设置工艺参数。①织机速度 180 r/min。织物组织复杂，有平纹、缎纹、纱罗组织，纱罗组织中又分成2绞 3，3绞 11，经缩率差异非常大，梭口极不易清晰，因此选用较低的 180 r/min车速，以获取良好的梭口清晰度。② 80°时进剑。选用 80°进剑时间，稍晚于常规品种，有利于降低边部三跳疵点，也有利于减少边部经纱的断头。③ 285°开口。本织物织制时，经纱有地经、绞经一、绞经二，而且绞经纱形成普通梭口时，绞经张力较小，因此梭口不易清晰，故采用 285°的早开口有利于梭口清晰。④ 高于普通综框 1 ~2 cm的绞综高度。绞综综框动程要大一些，将安装绞综的 1~4页综综框动程调节块下移两格，使综框动程增加，有利于梭口清晰。⑤ 2.5 kg的张力重锤。织制纱罗织物时，上机张力不能太大，因为地经纱张力过大，与绞经绞转时，纱罗的效果不明显，影响织物外观。因此，给 GA747织机两侧的张力重锤杆上各配置 1只 2.5 kg的张力重锤以调节上机张力。

4 结语

使用 GA747织机织制花式纱罗织物，需要对织机进行改造，安装 2组辅助经轴架，设计安装控制绞经张力的控制系统、半综回复系统、花筘等。当基综 1、基综 3提升，形成绞转梭口时，绞经张力系统向机前方向移动，以减少绞经的张力和摩擦，达到减少绞经断头的目的。张力系统向机前移动的距离需要根据

实际生产状况进行多次调试才能确定。工艺设计时，绞经纱使用股线、空筘、花筘等措施，突出纱罗织物

效果。整经时地经纱使用分批整经工艺，绞经纱使用分条整经工艺。上浆时地经轴上的单纱上浆，股线

过水。织造时使用低车速、晚引纬、小张力等工艺。通过一系列措施，使织机的织造效率达到 85%左右，取得了较好的经济效益。

参考文献：[1] 胡志毅，崔欣，田少辉，谢光银 . 机织纱罗织物的开发研究[J].上海纺织科技，2015，43（4）：44-46.

[2] 贺荣 . 电子提花纱罗织物工艺与设计实践[D]. 杭州：浙江理工大学，2018.

[3] 马顺彬 . 竹浆纤维色织经起花织物的设计与生产[J]. 上海纺织科技，2018，46（3）：3-34，40.

[4] 贺荣，张红霞，祝成炎 . 电子提花纱罗织物设计原理与实践[J]. 丝绸，2016，53（8）：39-44.

[5] 马顺彬 . 纯棉小提花织物的工艺设计[J]. 棉纺织技术，2017，45（3）：74-76.（责任编辑：王晓燕）

Design and Production of Fancy Leno Fabric

MAO Yurong（Jiangsu College of Engineering and Technology，Nantong 226007，China）

Abatract：This paper discusses the design and production of the fancy leno weave，a fabric with diamond-gridpattern. The techniques of batch warping and sectional warping are used in the warp yarn creel and doup yarncreel respectively. The warp yarn is processed through single end sizing while the folded yarns are immersed inwater to reduce hairiness. The denting is applied in healding. In order to guarantee the successful production，theloom should be remodeled by using fancy reeds as well as installing two auxiliary weaving creels with theregulating system for doup tension.Key words：fancy leno； doup yarn； doup tension； regulating rod； fancy reed

1010 江苏工程职业技术学院学报（综合版） 2019年

收稿日期：2018-12-24作者简介：吴新华（1980-），男，江苏南通人，江苏工程职业技术学院图文信息中心高级工程师，研究方向为计算机通信、网络安全。基金项目：南通市应用基础研究关键技术重点研发专项项目（编号MS12017019-6）；

江苏省大学生实践创新训练计划项目（编号201810958009Y）；南通市软科学研究课题（编号2018N05）。

江苏工程职业技术学院学报（综合版）Journal of Jiangsu College of Engineering and Technology

Vol.19，No.1Mar . 2 0 1 9

第 19卷 第 1 期2 0 1 9 年 3 月

DOI：10.19315/j.issn.2096-0425.2019.01.004

摘要：分析当前垃圾分类投放系统的研究现状，利用条码识别、单片机编程和传感器等技术，构建一套

基于二维码识别的垃圾分类投放系统，实现通过二维码自动识别垃圾种类、投递分类垃圾时进行实时称重

并同步发送垃圾投递信息，同时支持语音实时提示、垃圾桶超限报警，从而保障垃圾分类投放的顺利进行。

关键词：垃圾分类； 垃圾箱； 二维码识别； 垃圾称重； 超限报警

中图分类号：TP202 文献标志码：A 文章编号：2096-0425（2019）01 - 0011 - 04

1 垃圾分类及其投放系统的研究现状

近年来，随着全球经济的快速发展和人口数量的迅速增加，城市规模随之不断扩大，城市生活垃圾数

量急剧上升，“垃圾围城”所引发的土地侵蚀、环境污染等问题，不仅严重威胁着公众的健康，而且已成为

影响和制约我国乃至世界各国城市可持续发展的因素之一 [1]。推动生活垃圾分类，构建垃圾分类投放系

统，已成当务之急和必然趋势。

从世界范围看，垃圾分类经历了 4个阶段，从最初人们毫无垃圾分类意识到塑料分类垃圾桶的普及，再到可以机械称重的分类垃圾箱，进而到目前采用微系统设计的自动称重垃圾箱 [2]。国内垃圾分类投放系统

的研究正从最初的依靠居民自发投放方式逐步过渡到智能数字化分类垃圾投放方式。例如，利用垃圾兑换

积分方式，徐立文等人设计了一套积分换实物的垃圾回收网络服务平台 [3]；基于条码辨认技术，王珺楠等人

设计研发了一套饮料瓶回收装置 [4]；李艳等人基于射频无线网进行城市垃圾回收系统的设计研究 [5]。尽管

目前我国垃圾分类系统的设计研究已取得一定的成绩 [6-7]，但在人们日常生活应用中一直未被普及，究其原

因是垃圾回收设施分类过于简单，智能化程度不够，垃圾箱的垃圾分类不规范，给人们分类投放垃圾带来

不便，打击了人们对垃圾分类的热情。

2 垃圾分类投放系统的设计

在对现有垃圾分类投放系统进行研究的基础上，笔者所在课题组基于条码识别技术、单片机编程技

术和传感器技术设计并研发了一套基于二维码识别的垃圾分类投放系统。应用该系统，用户可以扫描垃

圾袋上的二维码进行垃圾分类装袋，然后根据不同垃圾箱盖（所设计的垃圾箱为多盖款式，根据垃圾的种

类打开相应的盖子）的打开提示进行垃圾的分类投放，垃圾箱在感应到用户投入的垃圾时，对所投垃圾进

行称重，称重完毕后，垃圾箱再将识别的相关信息进行无线发送。该分类垃圾箱系统支持语音实时提示、

垃圾重量超限报警等功能。

2.1 系统的总体架构设计

系统的总体架构如图 1所示。利用 AT89C52单片机，基于传感器技术、二维码识别技术和计算机编

基于二维码识别的垃圾分类投放系统设计基于二维码识别的垃圾分类投放系统设计

吴 新 华 ，陈 一 凡 ，稽 波

（江苏工程职业技术学院，南通 226007）

程技术，对垃圾分类投放系统进行整体

架构设计，系统包括垃圾袋二维码扫描与

识别模块、垃圾箱的垃圾称重模块、垃圾

投递信息发送模块。

制作印有垃圾分类功能二维码的

垃圾袋。投放垃圾时，垃圾箱识别二维

码后自动打开相应的垃圾箱盖。垃圾

箱一旦感应到用户投入垃圾，压电传感

器即对投入的垃圾进行称重，经 A/D 转换后将垃圾重量信息发送给单片机处

理，随后将垃圾投递的相关信息（如垃

圾分类信息、垃圾重量信息和用户个人

信息等）通过无线通信模块发送给服务

器，与相关移动设备进行信息交互。在垃圾投递和称重过程中，配有相关的 LCM（LCD 显示模组，LCDModule，简称“LCM”）、指示灯引导、实时语音提醒等功能，同时有累计垃圾桶总重功能，一旦超过载荷，系统就进行垃圾桶超限报警。

2.2 垃圾袋二维码扫描与识别模块设计

1) 分类垃圾袋二维码信息内容分析。相应管理部门根据用户的申领信息统一进行垃圾分类二维码的制码和垃圾袋的派发，垃圾分类二维码不仅有助于垃圾的分类投放，而且便于垃圾的分类处理与跟踪。

由于垃圾分类二维码包含垃圾袋发放日期、垃圾分类信息以及垃圾袋用户的相关隐私信息，为了保护用户

的隐私，垃圾袋上的垃圾分类二维码需具有保密性。实际应用中，垃圾分类二维码经过“垃圾袋二维码扫描

与识别模块”扫描和识别后解析出的数据由垃圾分类显示码和垃圾分类隐藏码组成。垃圾分类显示码包括

垃圾袋用户所在的省市区、垃圾袋发放日期和垃圾分类类别等信息；垃圾分类隐藏码包括垃圾袋用户的具

体住址和联系方式等隐私信息（需经加密处理）。

2) 二维码扫描与识别的工作流程设计。二维码扫描模块对准分类垃圾袋上的二维码，通过光电转换、译码自动感应并识别二维码，将解析数据传递给单片机进行处理，同时打开相应的垃圾箱投递盖，

指示灯亮起并语音提示进行相应的垃圾分类投递，并为垃圾称重做准备。此处二维码扫描模块选择

DataMan 50/60系列紧凑读码器，主要基于两点考虑：其一，DataMan 50/60 系列紧凑读码器将采集的模拟信号进行处理后，可以直接输出数字信号，正是该二维码扫描模块所需要的；其二，扫码枪虽可直接通过

USB端口与系统连接，无需驱动，但因系统中的单片机为 RS232串行接口，故需用转换接头进行连接，即需要有 USB转串口，而 DataMan 50/60 系列紧凑读码器经济实惠，操作方便，仅需连接转换接口即可进行数据读取。

2.3 垃圾称重模块设计

垃圾箱感应到投递盖被打开后，投递口自动弹出称重设备，由压电传感器称量投递垃圾袋的净重，并

由 A/D转换器处理并送给单片机；称重完毕后，称重设备自动收缩，投递的垃圾袋掉入垃圾箱中。称重模块部件选择应变片式传感器，单次所称垃圾的质量范围在 0~5 kg，精确度为 0.01 kg，并且满刻度误差不超过 0.005 kg，同时选用HX711作为应变片式传感器量身定制的 A/D转换芯片。2.4 垃圾投递信息发送模块设计

1) 分类垃圾袋上二维码的解密算法。在垃圾投递信息发送模块，服务器接收到信息后需对分类垃圾袋上二维码中垃圾分类隐藏码进行解密处理，相关解密处理算法描述如下：

令服务器接收到的垃圾分类显示码、垃圾分类隐藏码对应的 ASCII码数值型序列表示为 B1和 B2，再

服务器

无线通信子模块

LCM显示

指示灯

垃圾投递信息垃圾投递信息发送模块发送模块

基于二维码识别的智能分类垃圾箱的微处理器

实时语音提醒

垃圾桶超限报警

垃圾称重模块垃圾称重模块

A/D转换子模块

压电传感器子模块

二维码扫描子模块

二维码

垃圾袋二维码垃圾袋二维码扫描与识别模块扫描与识别模块

图1 系统功能模块图

1212 江苏工程职业技术学院学报（综合版） 2019年

将数值型序列 B2进行变换运算得到数值型序列 C1，即 C1=B2-32。利用垃圾分类显示码（B1对应的字符）的 MD5值 M（M=“M1M2……M31M32”）以及外部密钥 α、β，按照

如下所示公式分别计算得到 Logistic混沌系统的初值 x1、参数 μ、初始迭代步数m1、m2和抽取间隔 n1、n2：x1= mod æ

èç

öø÷

sum(bianm(M ))512 +

sum(B1)128 × L1 + α，0.9 +0.1，

μ= β+mod æèç

öø÷β - sum(bianm(M ))512 +

sum(B1)128 × L1，4 - β ，

m1= 280+mod ( )ë û((μ - x1) × 1 000 - ë û(μ - x1) × 1 000 ) × 1012 ，73 ，n1=mod ( )ë û((μ - x1) × 1 000 - ë û(μ - x1) × 1 000 )× 1012 ，17 +1，m2= 280+mod ( )ë û((μ - x1) × 1 000 - ë û(μ - x1) × 1 000 ) × 1012 ，87 ，n1=mod ( )ë û((μ - x1) × 1 000 - ë û(μ - x1) × 1 000 )× 1012 ，13 +1，

其中 bianm( ) 为自定义函数；L1为垃圾分类显示码的长度；双方约定的外部密钥 α∈(0，1)，β∈[3.75，4)，从而保证 x1∈(0，1)，μ ∈[3.75，4)。

由初值 x1和参数 μ 对 Logistic混沌映射进行迭代，得到混沌序列X= { }x1，x2，x3，…，xk，… ，从第m1个元素开始每隔 n1个取 1个元素形成混沌序列 Y= { }y1，y2，y3，…，y94，y95 ，同时从第 m2个元素开始每隔 n2个元素取 1个元素形成混沌序列 Z= { }z1，z2，z3，…，z94，z95 。

将数值型序列 C1中各元素依次进行双向解密（数值型序列 C1长度为 L2），得到数值型序列 R1、R2：R1，L2 + 1 - k = mod（（C1,k+190-zk-C1,k-1⊕zk-1)，95）R2，k = mod（（R1，k +190-yk-R1,k-1⊕yk-1)，95）

其中外部密钥 z0和 C1,0为逆向解密运算初值，外部密钥 y0和 R1，0为正向解密运算初值，yk 、zk 分别为：

yk=mod ( )ë ûyk × 1010 - ë ûyk × 1010 ) × 10 000 ，95zk=mod ( )ë ûzk × 1010 - ë ûzk × 1010 ) × 10 000 ，95

从而得到双向解密后的数值型序列 R2，再将数值序列 R2转化成原文字符序列 R，即为垃圾分类隐藏码恢复的字符信息。

2) 垃圾投递信息的发送流程设计。经过方法论证并考虑成本预算，系统选用无线通信模块发送信息，服务器接收到信息后进行处理，然后服务器端发布垃圾投递的相关信息（如垃圾分类信息和垃圾重量

信息），用户可以在无线移动端（以微信公众号、网页浏览等形式）查看，或者服务器直接将垃圾投递的相

关信息推送给绑定的微信号。

3 垃圾分类投放系统测试

1) 假 设 垃 圾 分 类 二 维 码 原 始 未 加 密 的 垃 圾 分 类 码 信 息 为“JS- NT- 001- 04- SJXC11#108-13512286772-20190118”，其中“JS-NT”表示江苏省南通市，“001”表示南通市某一区域，“04”表示垃圾分类类别为有害垃圾，“SJXC11#108”表示居住地址，“20190118”表示时间，为了保障分类垃圾袋用户的隐私，加密以后的垃圾分类二维码信息为“JS-NT-001-04-+/jGtv0+1|c-!!d|*&v6#v-20190118”，如图 2a所示。

2) 垃圾袋上贴上相应二维码标签后准备投递，将垃圾袋二维码标签对准扫码枪，自动开启相应的垃圾箱投递盖，同时听到语音提示，LCD屏幕显示相关信息。

3) 将充电宝作为有害垃圾进行投递，压力传感器自动称重，LCD屏幕以及与其蓝牙配对的移动设备均可显示投递垃圾重量（如图 2b所示）。

4) 垃圾投入后，用户可在无线移动端（以微信公众号、网页浏览等形式）查看，或者服务器直接将垃圾投递的相关信息推送给绑定的微信号（如图 2c所示）。同时，系统累计垃圾箱中垃圾总重量，若超限，则发送报警信息。

吴新华，等 ：基于二维码识别的垃圾分类投放系统设计第 1期 1313

经测试 ，基于二

维码识别的分类垃圾

箱系统能够正确引导

垃圾分类，实现自动

识别垃圾袋二维码、

投递的分类垃圾实时

称重以及垃圾投递信

息传输功能，满足设

计要求。

4 结语

本文设计并构建了一套基于二维码识别的垃圾分类投放系统。但随着人民生活水平的日益提高，对

垃圾分类投放系统的智能化、网络化等要求也会不断提高。本文设计的系统还可从以下几个方面进行改

善：① 实现智能分类垃圾箱联网监控，由调度中心统一规划安排环卫进行回收，提高效率；② 智能垃圾分类信息网络化，采用用户积分奖励制，大大提高居民的垃圾分类意识及热情；③ 兼顾智能分类垃圾箱的安全问题，将智能垃圾分类投放箱等贵重公共设施的安全防盗考虑进去。

智能垃圾分类投放系统在未来有很大的发展空间，在研发方面也有很多工作等待着进一步完善，相信

在不久的将来，随着自动化、智能化垃圾分类投放系统等公共系统的普及，人们的生活环境会更加美好。

参考文献：

[1] 刘琼霞 . 城市生活垃圾综合处理研究[J]. 智能城市，2016（9）：266-267.[2] 吕维霞，杜娟 . 日本垃圾分类管理经验及其对中国的启示[J]. 华中师范大学学报（人文社会科学版），2016，55(1)：39-53.

[3] 徐文立 . 杭州市区高校生活垃圾分类与网络回收服务平台设计[J]. 科技通报，2014，30(7)：170-176.

[4] 王珺楠 . 基于条码识别的饮料瓶回收装置设计[D]. 太原：中北大学，2013：64-65.

[5] 李艳，杨刚，任爱峰 . 基于射频无线网的城市垃圾回收系统研究[J]. 现代电子技术，2015，38(16)：48-50.

[6] 周蓬蓬，王艳艳 . 基于垃圾分类宣传的宁波城市公共垃圾桶设计[J]. 工业设计，2018（2）：56-57.1

[7] 崔行知，袁飞，王晓飞 . 基于光谱扫描和互联网身份认证的智能付费垃圾分类收集系统[J]. 电子制作，2018（4）：66-67.

（责任编辑：王晓燕）

Design of Classified Garbage Delivery System Based onTwo-Dimensional Code RecognitionWU Xinhua ，CHEN Yifan ，JI Bo

(Jiangsu College of Engineering and Technology，Nantong 226007，China)

Abstract：Based on the recent relevant researches，a set of classified garbage delivery system based on two-dimensional code recognition is designed and implemented with the technologies of bar code recognition，SCMprogramming and sensor. The system is capable of automatically recognizing different garbage categories throughtwo-dimensional code，conducting real- time weighing of classified garbage being delivered，and synchronouslytransmitting the information about garbage delivery. The system also supports real-time voice prompt and out-of-gauge garbage alarm so as to guarantee the smooth progress of garbage classification.Key words：garbage classification； dustbin； two-dimensional code recognition； garbage weighing； out-of-gauge garbage

图2 分类垃圾箱测试界面图

a 二维码界面 b 移动设备 c 微信公众号界面

1414 江苏工程职业技术学院学报（综合版） 2019年

收稿日期：2018-12-24作者简介：史云霞（1974-），女，江苏海安人，江苏工程职业技术学院机电工程学院讲师、工程师，研究方向为机械制造、材料工程。

江苏工程职业技术学院学报（综合版）Journal of Jiangsu College of Engineering and Technology

Vol.19，No.1Mar . 2 0 1 9

第 19卷 第 1 期2 0 1 9 年 3 月

DOI：10.19315/j.issn.2096-0425.2019.01.005

摘要：某 126 kV GIS中的 FES故障关合接地开关用拐臂在做寿命测试时突然断裂，通过直读光谱仪（OES）、扫描电镜（SEM）、金相显微镜、能谱分析仪（EDS）和硬度计，对发生断裂的拐臂进行断裂失效分析。结果表明：试样的化学成分符合国标对 ZG40Cr的要求；硬度测试符合零件的技术要求；脆性断裂是拐臂的断裂模式，引起拐臂断裂的直接原因是拐臂材料内存在严重的晶内成分偏析和缩松缩孔。通过长

时间退火处理和严格控制铸造工艺可以减少缩松缩孔，从而有效防止拐臂断裂失效。

关键词：拐臂； 断裂失效分析； 成分偏析； 退火

中图分类号：TG142；TG115 文献标志码：A 文章编号：2096-0425(2019)01 - 0015 - 03

高压组合电器操动机构中的分合闸操作是以动触头与静触头的接触和分离来实现的，动触头的运动

由拐臂传动，拐臂的质量在 GIS（Gas insulated Switchgear，气体绝缘金属封闭开关设备，简称“GIS”）中的作用非常重要，直接影响电站的安全运行。因此，拐臂零件在设计制造后，需要经过万次寿命测试验证 [1-3]。

笔者所在学校合作单位生产的某拐臂，用于 126kV GIS中的 FES（Functional Electro Stimulation，功能性电刺激，简称“FES”）故障关合接地开关，在做寿命测试时，仅 7 000次拐臂就突然断裂。本文针对此断裂拐臂，从材料的化学成分、断口的宏观及显微分析、硬度、金相组织等方面进行分析研究，查明拐臂的断裂失

效原因，并提出改进措施，以生产制造出高质量、高可靠性的拐臂零件 [4-5]。

1 试验材料与测试方法

试验材料取自断裂失效拐臂，为准确分析拐臂的失效原因，取两件试样，试样 1断口尺寸 9 mm，试样 2断口尺寸 8 mm。通过赛默飞世尔 ARL 3460型直读光谱仪（OES）对试样进行化学成分分析，表 1是拐臂的材料成分测试结果，该拐臂材料为牌号为 ZG40Cr的铬系合金铸钢，试样 1 和试样 2 的化学成分基本相同。根据 GB/T11352—2009《一般工程用铸造碳钢件》中对 ZG40Cr化学成分的要求，可以看出，拐臂的化学成分都合格，排除拐臂断裂是由于化学成分不合格引起的 [6]。

采用索尼 ILCE-6500型数码相机对断裂失效拐臂进行宏观形貌拍摄；使用北京中科科仪 X-射线能谱仪（EDS）、EM8100F扫描电子显微镜（SEM）对断口进行宏观、微观组织观察；金相试样经过打磨、机械抛光后，使用上海光学仪器厂 4XC型金相显微镜进行观察；硬度测试在华银布氏硬度计上进行。2 试样失效原因分析

2.1 宏观断口分析

发生断裂失效的拐臂

外 形 及 断 口 宏 观 形 貌 见

图 1，断裂发生在拐臂拨叉

126 kV GIS接地开关用拐臂断裂失效分析接地开关用拐臂断裂失效分析

史 云 霞 1 ，巫 邵 波 1 ，郑 冲 2

(1.江苏工程职业技术学院，南通 226007；2. 南通四方冷链装备股份有限公司，南通 226001）

表1 试样成分的测试结果

试样及国标

12

国标

各种元素的占比/%C

0.440.44

0.35~0.45

Si0.380.39

0.2~ 0.4

Mn0.640.64

0.50~ 0.80

Cr0.850.86

0.80 ~1.10

P0.0140.013

≤ 0.035

S0.0080.007

≤ 0.035

结论

合格

合格

—

U型槽的半圆与直线交界位置附近。图 1中，a是试样 1的断口宏观外貌，b是试样 2的断口宏观外貌。由图 1可见，断口平齐且光亮，与正应力垂直，断口中部颜色灰暗，可观察到放射状花纹，并且可见闪亮的金属颗粒，断口基本没有塑性变形，可判定为脆性断裂。

2.2 微观断口分析

图 2是使用北京中科科仪 EM8100F型扫描电子显微镜（SEM）对试样断口微观形貌进行分析的结果。图 2左 4图（试样 1）中，a中箭头处光滑，为撕开的气孔内壁，b中为缩松缺陷，呈明显的枝晶露头形貌，c中有裂纹，其尺寸大于 1 mm，d中观察到颗粒较大的不规则的析出物 [7]。图 2右4图（试样 2）中，a中观察到很明显的缩松组织，b中观察到大量的裂纹，从微米级到毫米级不等，最长的达 0.8 mm，c中可见明显的气孔，d中也可观察到不规则析出物。

利用 X-射线能谱仪（EDS）加 EM8100F 扫描电子显微镜对试样 2断口析出物做能谱分析，能谱分析结果显示试样中不规则的颗粒状析出物为Mn S夹杂物，图 3为试样 2断口析出物的能谱分析图。从微观断口的

分析结果看，Mn S在晶界析出，弱化了晶粒间的结合力，降低了拐臂的断裂韧性；Mn S颗粒较大，呈不规则形状，易造成材料的应

力集中，引起开裂，并且在断口中也观察到

大量裂纹，从微米级到毫米级都有。据此可

以推断断裂拐臂材料内存在成分偏析。

2.3 金相分析

对试样进行打磨、机械抛光后，通过

4XC金相显微镜观察，得到试样的金相图，见图 4（a、c、e放大倍数为 100，b、d、f放大倍数为 500）。从试样 2抛光后未腐蚀的图片来看，a中可以观察到大量的夹杂物，b中可观察到孔洞，孔洞最大尺寸达 100 μm。从试样 1 和试样 2 腐蚀后的金相组织图片可以观察到，金相组织为回火索氏体，有明显

的缩孔缺陷，从 c中还可看到缩孔周围有一圈析出物，从 c和 e中都可见明显的成分组织偏析。结合微观断口分析结果，可以判

定断裂拐臂材料内存在严重的成分偏析。

2.4 硬度分析

按照 GB/T 231. 1—2009《金属材料 布氏硬度试验》，使用华银布氏硬度计、10 mm球体压头，计算“试验力-压头球直径平方的比率”（比率值为 30），试验力 29 420 N 下保持时间 15 s，测试试样的布氏硬度，测试结果如表 2所示，布氏硬度值符合要求。

图1 断裂拐臂外观和断口外观形貌

a b

a b

试样 1 试样 2图2 断口微观形貌

a b a b

c d c d

图3 试样2断口析出物能谱分析10 μm

试样 2未腐蚀 试样 1腐蚀后 试样 2腐蚀后图4 试样金相图片

a c e

b d f200 μm 200 μm 200 μm

20 μm 20 μm 20 μm

⇩

⇧ ⇨

1616 江苏工程职业技术学院学报（综合版） 2019年

拐臂经调质处理后，硬度在 220 HB~270 HB。拐臂生产工艺为：铸造→调质→金加工→检验入库。以上分析结果表明，断裂拐臂的化学成分和硬度都符合设计要求，其金相组织为回火索氏体，也符合调质

要求，说明调质处理工艺没有问题。

3 结论及改进措施

综上，断裂拐臂的材料为 ZG40Cr，调质后金相组织为回火索氏体，其化学成分和硬度都符合设计要求，但材料内存在严重的成分偏析和缩松缩孔，

使得材料强度及韧性降低，从而导致拐臂的断裂失效 [8]。ZG40Cr铬系合金钢各组成元素在结晶时分布不均匀，造成成分偏析，偏析分为晶内偏析、区域性偏析和比重偏析 3种。晶内偏析是由于浇铸时的冷却速度、偏析元素扩散能力以及固相线倾斜度等引起的；区域性偏析是在较大范围

内出现的化学成分不均匀现象；比重偏析是因为合金凝固时析出的初晶与还未凝固的液体存在较大的比重

差，导致材料出现分层，引起化学成分不均匀。纵观断裂拐臂的理化检验结果，成分偏析不是发生在较大范

围内，也未见分层现象，故排除区域性偏析和比重偏析。因从金相图片中明显可见铸件有缩松和缩孔，在缩

孔周围有一圈析出物（见图 4中 c），故判定该拐臂材料的偏析为晶内偏析 [9]。根据以上分析，提出改进措施：采用长时间退火工艺，消除晶内成分偏析，改进后拐臂的生产工艺为：

铸造→调质→二次退火→金加工→检验入库；严格执行浇铸工艺，控制缩孔缺陷，严防杂质混入，避免因为孔洞形成的裂纹源。企业按本文提出的改进措施小批量试制产品，所制拐臂经万次寿命测试，符合质

量要求。故按此工艺投入批量生产，生产出的拐臂零件完全符合设计要求，并已投入使用。

参考文献：[1] 王建华，耿英三，刘志远，闫静 . 高电压等级真空开断技术[J]. 高压电器，2017，53(3)：1-11.

[2] 李超，陶蓉 . 一起 126kV GIS设备故障后的检测实例分析[J]. 高压电器，2015，51(1)：145-149.

[3] 任效龙，高宏力，田怀文，何翔 . 断路器弹簧操动机构参数化建模与优化[J]. 机械设计与制造，2018(2)：142-145.

[4] 银俊鹰，赵勇桃 . 汽车变速箱齿轮轴断裂失效分析研究[J]. 铸造技术，2018，39(10)：2398-2400.

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[6] 薛钢，杨澍，张永辉，姚润钢 . 12CrNi2MnCu铸钢异常断口分析[J]. 材料开发与应用，2006(5)：24-26.

[7] 薛钢，杨澍，姚润钢，张永辉 . 铸钢中贝壳状断口形成机理研究[J]. 金属热处理，2006(S1)：72-74.

[8] 徐道芬，陈送义，余芳，陈康华，刘德博 . 2219大规格铸锭成分偏析行为及多向锻-固溶时效热处理对铸锭组织和性能

的影响[J]. 中国有色金属学报，2017，27(12)：2451-2459.

[9] 贾培刚，刘建康 . 淬火后回火温度对ZG40Cr组织及性能的影响[J]. 热加工工艺，2012，41(16)：182-184.

(责任编辑：王晓燕)

On Fracture of Crank Arm of 126 kV GIS Earth Switch

SHI Yunxia1，，WU Shaobo1，，ZHENG Chong2

(1. Jiangsu College of Engineering and Technology，Nantong 226007，China；2. Nantong AMC Machinery Co. Ltd.，Nantong 226001，China)

Abstract：The crank arm of certain 126 kV GIS FES suddenly broke during the service life test. By using opticalemission spectrometer (OES)，scanning electron microscope (SEM)，metallurgical microscope，energy dispersivespectrometer (EDS) and hardness tester，the reason for the fracture was analyzed. The result shows that thechemical component of the crank arm tested meets the international standards for ZG40Cr，that the hardness testsatisfies the technical requirements for components，that it is defined as a brittle fracture，and that the immediatecauses of the fracture are the shrinkage porosity and cavity as well as the serious microsegregation which can beavoided through long-time annealing treatment and strict control of casting process thereby effectively preventingthe fracture of crank arm.Key words：crank arm； analysis of fracture failure； composition segregation； Annealing

表2 试样硬度测试结果

试样号及要求

12

设计要求

硬度/HB249，246250，240220～270

结论

合格

合格

—

史云霞，等 ：126 kV GIS接地开关用拐臂断裂失效分析第 1期 1717

收稿日期：2018-11-23作者简介：钱一平（1996-），男，江苏苏州人，南通大学文学院毕业生，华东师范大学人文社会科学学院2018级硕士研究生，研究方向为世界史。基金项目：国家级大学生创新创业训练计划项目“张謇与江苏教育会研究”（编号201610304003Z）。

江苏工程职业技术学院学报（综合版）Journal of Jiangsu College of Engineering and Technology

Vol.19，No.1Mar . 2 0 1 9

第 19卷 第 1 期2 0 1 9 年 3 月

DOI：10.19315/j.issn.2096-0425.2019.01.006

摘要：1905年，新式教育团体江苏教育会在文人结社和教育近代化浪潮中成立。江苏教育会明确宗旨，制定章程，与时俱进，利用士绅的威望处理地方学务，渗透地方教育行政，并加强与其他社会组织的联合

以影响政府运作，在全国教育改革中具有示范作用。倡立江苏教育会的是以张謇为首的士绅群体，他们推

动地方教育的发展，拓展教育会在公共领域的社会功能，通过教育政治化推动立宪运动发展，重塑权力结构

和公共资源分配方式，成为实现民主共和、地方自治、形成新政治秩序和教育救国的一种途径。

关键词：江苏教育会； 张謇； 士绅群体； 教育近代化中图分类号：K827 文献标志码：A 文章编号：2096-0425（2019）01 - 0018 - 07

张謇（1853—1926年）是中国近代史上的重要人物，在推动立宪、发展实业、改革教育等方面都有其活跃的身影。江苏教育总会是他着力过的重要社会机构之一，从晚清到民初都有重要的影响力。

1 江苏教育会兴起的历史背景

江苏省教育会（1905—1927年）原名江苏学务总会。“光绪三十一年阳湖恽祖祁等发起江苏学会，崇明王清穆等继之”，“选举通州张謇为总理，恽祖祁为协理”[1]，办事处设于上海闸北酱园巷。

1) 党禁松动下结社传统的再现。江苏教育会是历史上文人结社的异化形式。结社以明代最为典型，文人结社带来的弊端使得统治者对结社严加干涉，到清顺治帝时更是严令禁止。在此情形下，文人便利

用各类社学、义学和学堂来传播知识，宣传思想。清末，在内外交困的情形下，官方对不危及其统治的会

社限制有所松动，持默许的态度，甚至希冀通过会社的力量起到传播知识、促进改良的作用，来维护其统

治 [2]36。江苏教育会相较于政治参与更偏重学术、文化，这是其在戊戌政变后得以留存的原因。清末新政期

间短时间内如雨后春笋般涌现的新式社会团体并非凭空出现，而是在戊戌党禁压制后的再现，也是以下层

绅士和留学生为主体的两类发起群体联络各界的结果，这样的阶级构成也反映了权力结构从强调精英下行

到强调民众，有一种对上分权对下集权的体制特征 [3]。教育会作为辅助教育行政的机构，在新政中推动了地

方教育行政改革。由于章程初创，官方机构劝学所与教育会权限划分模糊，“教育会设立之宗旨，期于辅助

教育行政，图教育之普及，应与学务公所及劝学所联络一气”。江苏教育会还积极承担了本应由行政官厅

承担的调查、调解学务纠纷的责任，在处理纠纷过程中拓展功能，这是清末公共领域成长的表现 [4]。

2) 教育近代化过程中会社的新形式。洋务运动时期教育近代化已经萌芽，甲午战后党禁政策有所松动，戊戌变法时期出现了新式学堂、学会，如苏学会、蒙学会、镇江学会等，此时的倡立者多是体制外的知识

分子，难以对政府运行机制产生影响。清末教育改革中，1902年中国教育会、1903年省级教育机构雏形学务处和学校司出现，但缺乏立法和监督的功能，州府县基层出现了教育行政真空，亟待填补。1903年侯鸿鉴成立了江苏教育会无锡支部，常熟、江阴、同里、高邮、宝山、娄县等地也相继成立支部 [5]。1905年江苏教育会正式成立，不仅是对官方新式学堂功能缺失的补充，也是对各地方教育会支部的一种整合。

张謇与近代江苏教育会始末张謇与近代江苏教育会始末

钱 一 平 1，2

（1. 南通大学，南通 226019；2. 华东师范大学，上海 200062）

3) 科举废除与教育主旨的转向。科举制不仅是教育和人才选拔制度，更是社会阶层流动的阶梯，因而在科举逐渐废除、科举与学院合流过程中，各方势力围绕地方教育、办学务的主导权展开争夺 [6]。教育

系统的变动带来了学务管理体制的变化、官僚队伍的扩大，新旧之争中，江苏教育会作为仲裁机构便应运

而生了 [7]。张謇为首的士绅团体筹集资金，一改之前地方性学会各自为政的做法，对新式教育的推广做好

总体谋篇布局，形成影响官方的合力。清朝廷颁布的兴学诏书中有：“人才为政事之本，近日士学，或空疏

无用，或浮薄不实，如欲除此弊，自非敬教劝学不可。”[2]19这段话体现了官方教育观念的转变，而热心变革

教育的士绅与留学生共同促进了新型知识分子群体的形成，满足了教育主旨转向的人才条件。

4) 士绅群体教育救国理念的体现。在晚清大变局中，自治自立思想萌发，以改变合群观念缺失的现状。“既名为三江，则学额略分主客，或多或少，皆可不计，至建筑开办费，应视三省占额成数分任。”[8]1575-1578南

京地区排外和合群两种思想倾向本身的对立变为一种“小范围的合群”态势，以地域纽带或同乡之谊联结，成

了实现地方自治的关键一步[9]。在与外来入侵者竞争中，知识分子认识到必须开启民智。1903年创建通州师范学校时张謇早已袒明心迹，认为国内外剧烈变动之际，不重视教育不能开化智力，不开启民智不能拥有合

格的国民，没有合格的国民无以称为国家。有识之士认识到了实业的繁荣与发展教育之间的联系，认为随时

代变化，商战世界的背后实则是教育事业、人才培养的角力。值得一提的是，张謇对于江苏省学额问题处理

令人信服，使他成为沪、宁、苏三地士绅都可以接受的领袖，为他成为教育会会长赢得了声望[10]。

2 江苏教育会的组织架构和运行模式

1) 内部组织运行机制及成员分层。1906年江苏学务总会改名为江苏教育总会，“光绪三十二年，学部奏颁教育会章程，乃改定今名。”[1]张謇担任江苏教育总会会长，王同愈任副会长，教育会下设五部为组织

核心。1905—1927年江苏教育会的发展沿革情况见图 1。2) 教育总会内部人员安排包括正副会长、评议员、干事员、会员、职员，分工明确。教育会内部结构上

具有组织上的非强制性、自愿原则、民主选举以及权责结合的特点。教育会对下层进行有效监督、对上层权力

进行制约以及相互监察的体制，能较好地实现会社内民主 [2]81。

3) 新旧参半的教育职能及成员构成。江苏学务总会的成立，标志着教育学会独立于传统教育体制，走上了与学堂分野、进行私塾改造的道路。通过履行对新式教育的调研、监督职能来完成教育会社与新

式教育的转型 [11]14。一方面，教育会站在官方立场监督、指导地方学会和新式学堂运作，如杨廷栋对两江师

范 学 堂 的 办 学 效 率 低

下、浪费教育资源的现

象进行调查。黄炎培则

做到“江苏六十三县，我

足迹及四分之三”[12]49。

另一方面，教育会又站

在地方教育的立场为新

式教育成长减少守旧势

力干预学堂的阻力，争

取地方学堂合法权益。

既以绅权的集体力量与

地方行政当局斡旋，又

充当学堂和政府之间纠

纷的调停人 [11]320。

1906 年 学 部 颁 发《奏 定 各 省 教 育 会 章 图1 1905—1927年江苏教育会的发展沿革

近代江苏教育会始末

1905年江苏学务总会

1906—1911年江苏教育总会

1912—1927年江苏省教育会

构成

组织

组织

会长、副会长

会董会

评议员会（决策、立法）

干事员会（执行）

庶务部

调查部

普通部

特殊部

经济部

学校教育部

社会教育部

庶务部

调查部

钱一平 ：张謇与近代江苏教育会始末第 1期 1919

程》，裁学政，设提学司管理学务，学务公所、劝学所作为附属，确立了地方教育行政体制。裁学政反映出

中央与地方行政关系的重大调整，官、绅、民三者的准科层制政治结构中，“势必上下相维，官绅相通，借

绅之力以辅官之不足，地方学务乃能发达”[13]。绅商合流后，传统士绅留下的阶层真空被新绅士、新知识

分子和商人、军人所填补。出国留学改造了绅士的思想。张謇考察日本后，倡仿日本师范之风 [14]，绅商

尽管不以求财为目的，但亦可凭借商会在清季兴起的市民社会中扩大社会影响力 [15]。学务公所和教育

会可以视作为商会提供资金的外围机构。教育会成立之初受到当局的重视以及地方行政官员两江总

督端方的支持，得以迅速发展。1906—1911年间，教育会在取得官方合法地位后，不仅教育会本身得到发展，对江苏教育的影响力也迅速增强，江苏学校及毕业生数迅速增加。7年中，与教育会相关的学校和毕业生状况见表 1[16]。

4) 官方改组及自身调适下的发展。修改章程后，会长每 3年选举 1次，每年召开解决内部事务的最高决策会议。江苏省内设置宁、苏

提学使，这与朝廷“划江而治”下形成江苏独特

的“双省城”体制有关，教育行政系统被分为

宁、苏两中心，在江南设置了江苏学务处、两江

学务处，在江北设置了江北学务处，省内认同

度低。1908年教育总会因“上海者，吾国之第一商埠也，风气开通为全国最”[17]而将上海作为会址。选址上海的优势在于上海处于体制之外，政治开明。基于平衡内部关系考虑，“光绪三十四年修改会章，定副

会长宁苏各一人”[1]。对于设置宁苏两名副会长一事，张謇道：“当力主教育总会设于上海以融合之，而于

宁苏各设一事务所，以分承提学使行政之机关。”[18]1909年苏属的唐文治接任了宁属的张謇。1913年张謇接任会长，相伴教育会兴衰始终，深孚众望。随后 1922—1923年袁希涛担任会长。江苏教育会历届正副会长情况见表 2。

5) 在全国教育改革中的特殊地位。在“东南百人取一人，西北十人取一人”的政策下，江苏士人读书风气盛行，因此教育会能够

作为第一个省教育会出现，早于朝廷颁发教育会章程，在全国教育

改革中起到了先导作用，故江苏教育会成立元年可单独作为其发

展的雏形阶段。“中国之行省，匪独一江苏也；而江苏乃独有学

会”[8]1628，江苏士绅群体的胆识和创新为此提供了基础。1906年，教育总会改组后确立了内部的秩序，活动更加规范化。

3 江苏教育会的教育实践及社会关系

1) 江苏教育会的宗旨。江苏教育会的宗旨是“专事研究本省学务之得失，以图学界之进步，不涉学外事”[19]，即研究省内学务得

失，促进教育事业的发展，推动新教育的实行。工作重点是“注重

师范”“考求实业”“劝设实业学校，养成农工商实业人才”[20]。教育

会将教育视为内务行政的一部分，以教育来实现政治上的目标，

从政治教育入手。1906年设立了法政研究会，雷奋任正讲员，培养出王树声等第一届毕业生。结社集会是民主政治的产物，也是清

季士绅团体在新的政治环境、民族主义情绪熏陶下的创举。“教育

之道，普及为先”[13]。教育普及又推动了教育事业的发展。教育会落实宗旨的策略意图体现在 1908年《江苏教育总会简章》中：“凡部章未见专条而本省已实行无弊或部章颁行以后因时势之关系为教育宗旨所必先注

重者，应订专章与部章相辅而行。”[21]271教育和政治是教育会的两大主题，即在政治改革大旗之下进行教育改

年份

1906190719081909191019111912

与教育会相关的学校数量

3 3143 5603 9716 4606 7716 8157 182

与教育会相关的毕业生数量

13 09719 84919 16023 49226 48429 84833 996

表1 与教育会相关的学校和毕业生数量

2020 江苏工程职业技术学院学报（综合版） 2019年

年份

190619071908190919101911191219131914191519161917191819191920192119221923

会长

张謇

张謇

张謇

唐文治

唐文治

唐文治

张謇

张謇

张謇

张謇

张謇

张謇

张謇

张謇

张謇

张謇

袁希涛

袁希涛

副会长

王愈之

王愈之

王愈之

张謇

张謇

张謇

王同愈

王同愈

黄炎培

黄炎培

黄炎培

黄炎培

黄炎培

黄炎培

黄炎培

黄炎培

黄炎培

黄炎培

副会长

许鼎霖

蒋炳章

蒋炳章

蒋炳章

表2 江苏教育会历届正副会长情况

注：表中资料出自《上海县续志》卷 11第16页及《民国上海志》卷7第 5-6页

革，以教育发展来推进宪政。“注意政治上之教育，以养成议院及本省咨议局各地方议事会董事会之人才”，

“注意实业教育，使农工商三业人才其实力足以助各种机关之发达而立富国之基本”[22]。

2) 组织的扩张、发展以及所遇阻力。教育会致力于充当地方劝学所与教育会联合的桥梁，在地方教育行政上施加影响。随着教育会社会认同度的提高，教育会在经费方面也得到了资助。例如：通州彭培

根堂捐助江苏教育总会上海贫儿院房产；1909年上海刘江氏捐款十万圆，呈报督抚程德全，用作私立龙华法政大学费用 [23]；华侨捐助中华职业教育社；等等。这些都表明教育会对地方教育发展的作用被民众认

可。章程规定了教育会职责在于教育研究、建师范学校、调查学务以及省内的教育情况报告等，利用评议

员和干事员调查学务情况，为进一步研究提供基础；还对地方教育的权责作了明确的规定，事无巨细地说

明了每一府一县一乡一镇有各自条件，所以要设立测绘科。创办者们清晰地认识到地方官所乐意看到的

是办学的“政绩”，但办真正的学务更为重要。官绅、绅绅之间是一种相互利用的关系。官方的旧观念仍

存在，民智未充分启迪，中间阶层绅商要真正“上下相维”则势必要去集中运用社会资源，以改变原有的社

会权力结构。“立宪大业，教育先行”表明教育会是立宪派实现理想社会秩序、政治体制的途径。如何推广

教育就成了一大难题，教育会认为与其强迫倒不如因势利导，振民族主义、爱国热情，由官方带头树立榜

样。清末教育会团体所推崇的国家思想无疑民族性色彩更为浓厚 [24]。沈恩孚记述了教育会发展过程：“溯

自总会成立以来其进化之历史，约可分为二时期：最初则理论之时期，一二年后即转入于实行时期。而实

行时期又可分面为二，则由本省教育主动时期而入于各省教育界交通时期是也。”[25]1910年是转型时期，教育事业、政治、实业也有较大发展，“于政治界则有咨议局联合会，于实业界则有南洋劝业会”[25]，这一时

期社会思想的进步，是政治、经济、教育因素综合作用的结果。教育会目标是普及教育，养成“立宪国民”、

发展实业、培养军国民精神，这些都离不开省行政当局的支持。

3) 学务活动以及与其他社会组织的联络。1905—1925年间，开办的新式教育包括学校教育、社会教育、职业教育及童子军教育。教育会开办全省学堂成绩展览会，展览内容涉及高等及专门学校、中等学

校、小学和女学。根据《奏定学堂章程》中《初等小学堂章程》精神，“盖由乡僻兴学，筹款维艰，创办一校而

必多设课堂，广延教习，势有所难，故编制全校儿童于一学级而以一教员同时分班授课，谓之单级小

学”[26]666-667，权衡考虑单级和多级两种小学模式，从普及优先的原则出发，设置单级教授练习所。为加强对

地方教育和教育行政的统合，在 1910年组织江苏各属劝学所教育会联合会，在南洋劝业所公议厅开会制定统一方法推行教育 [27]。教育会成立后的活动可分为倡导成立团体、学务调查和研究、建设图书馆、发起

展览竞赛、审查戏剧、出版宣传、与其他团体合作等。从发起的主体来看，又分为教育会事业、官厅及其他

团体委托办理的事业、与其他团体共办事业 3种 [28]。教育会设图书审查会筛选符合时代变化的图书；发刊教育杂志来研究学理，达到教育统一的目的；1917年筹备附属图书馆，通过买、抄、捐、借、存等各种方式完备书籍供人查阅。教育研讨方面，组织了学校卫生管理体育要旨讲演会，向听众传递共同的价值观，目的

在于强调卫生、体育以对学风建设起到积极影响，与德育、智育相剂。沈恩孚主持小学教授法讲习会及小

学教员暑期讲习会，成立国语补习会及注音字�