融合简化可视图和A^(*)算法的矿用车辆全局路径规划算法

针对矿用车辆在狭窄、弯曲及有未知障碍物的井下巷道中的路径规划效率低的问题,提出了一种融合简化可视图(SVG)和A^(*)算法的全局路径规划算法DVGA^(*)。在构建真实环境点云地图基础上,连接车辆在不同视点下的可视切点,动态生成SVG;将可视切点依次存入OPEN表作为节点,根据A^(*)算法估价函数选取路径最短情况下的节点加入CLOSED表,得到最优路径点并存储路径,同时删除OPEN表中的其余节点,循环此过程,直到OPEN表中出现终点;最后利用路径平滑算法进一步减少路径节点数量,从而提高路径规划效率。实验结果表明,与完整可视图+A^(*)算法、SVG+A^(*)算法及SVGCA^(*)算法对比,DVGA^(*)算法对复杂长距离路径的规划时间最短,平均路径长度分别缩短了10.79%,6.26%和2.86%,具有更强的适应性和更高的规划成功率。井下试验结果表明:在巷道宽度变换区域和躲避静态障碍物时,相比SVGCA^(*)算法,DVGA^(*)算法规划的路径更加平滑;躲避动态障碍物时,DVGA^(*)算法能够及时进行路径纠正,保证了路径规划的时效性和稳定性;在复杂多变的巷道环境中,DVGA^(*)算法的规划时间和路径长度相比SVGCA^(*)算法分别减少了11.51%和1.54%,具有更高的环境适应性和稳定性。

商用洗碗机传送带控制优化设计

为了解决当前商用洗碗机传送带系统调速成本高、稳定性差、调速复杂等问题,提出对商用洗碗机传送带控制系统进行优化设计的方法。该设计包括洗碗机传送带链排结构、减速电机装置、变频器选型和接线设计,并对变频器调速控制部分进行详细设计。该设计的优点是变频器调速易于实现、成本低、稳定性高且传送带不打滑准确性高。该设计在安庆三维电器有限公司生产的商用FTC-IPAD2洗碗机中进行应用实验,结果表明:提出的优化设计科学合理、系统运行稳定,能实现电动机软启动,对机械设备的冲击力较小,调速方便,已经应用于安庆三维电器有限公司生产的商用洗碗机上,洗碗机已经生产销售到全国舰船、大型食堂等场所。

可靠性驱动下的机械元动作单元变论域自适应模糊PID振动控制系统研究

机械元动作装配单元可靠性是整机功能可靠性的重要构成,元动作单元工作过程中振动异常是导致其故障频发的重要因素。因此,采取有效的振动控制策略对降低元动作单元运行故障、提高单元可靠性和整机性能具有良好的工程意义。结合主动控制思想采用简易、精准的作动装置建立了一种智能的振动控制系统。为了提升控制系统中智能位移作动器的进给精度,设计了变论域自适应模糊PID控制器,并通过仿真分析了控制系统的可行性。仿真结果表明,变论域自适应模糊PID控制器下的系统响应具有极低的超调量、较少调整时间和趋于零的稳态误差。此项研究为提高机械产品使用可靠性提供了一种新的振动控制技术手段。

矿用激光雷达与相机的无目标自动标定方法研究

矿用车辆实现无人驾驶依赖于准确的环境感知,激光雷达和相机的结合可以提供更丰富和准确的环境感知信息。为确保激光雷达和相机的有效融合,需进行外参标定。目前矿用本安型车载激光雷达多为16线激光雷达,产生的点云较为稀疏。针对该问题,提出一种矿用激光雷达与相机的无目标自动标定方法。利用多帧点云融合的方法获得融合帧点云,以增加点云密度,丰富点云信息;通过全景分割的方法提取场景中的车辆和交通标志物作为有效目标,通过构建2D-3D有效目标质心对应关系,完成粗校准;在精校准过程中,将有效目标点云通过粗校准的外参投影在逆距离变换后的分割掩码上,构建有效目标全景信息匹配度目标函数,通过粒子群算法最大化目标函数得到最优的外参。从定量、定性和消融实验3个方面验证了方法的有效性:(1)定量实验中,平移误差为0.055 m,旋转误差为0.394°,与基于语义分割技术的方法相比,平移误差降低了43.88%,旋转误差降低了48.63%。(2)定性结果显示,在车库和矿区场景中的投影效果与外参真值高度吻合,证明了该方法的稳定性。(3)消融实验表明,多帧点云融合和目标函数权重系数显著提高了标定精度。与单帧点云相比,使用融合帧点云作为输入时,平移误差降低了50.89%,旋转误差降低了53.76%;考虑权重系数后,平移误差降低了36.05%,旋转误差降低了37.87%。

基于参数映射的叶轮粗加工椭圆摆线轨迹优化

为了提高复杂曲面叶轮流道开槽加工效率,提出了一种曲面粗加工摆线轨迹规划方法。首先确定流道的可加工区域并进行参数化;然后在该参数域建立以最小加工时间为优化目标的椭圆摆线轨迹关键参数的数学模型,通过区间缩小法求解出满足加工要求的最佳椭圆短半轴长度与行距,从而获得参数域摆线轨迹;最后将参数域的轨迹映射至物理域来获取走刀路径。为了验证所提轨迹规划方法的高效性和有效性,以某叶轮为对象,计算了流道椭圆摆线开粗加工轨迹,并将所提方法的计算时间与传统行切法轨迹计算时间进行对比,发现计算效率提高了19.4%。此外,摆线流道开粗和行切法流道开粗的仿真加工对比结果证明,相同参数设置下所提方法的加工效率比传统行切法的加工效率高22.4%。实际摆线铣削开粗结果表明,叶轮流道切痕形状与摆线轨迹一致,表面残留满足粗加工要求,证明所提方法是有效可行的。

“赛教融合”培养学生复杂工程问题解决能力研究与实践——以车辆工程为例

着力提升学生复杂工程问题解决能力是我国本科教学自工程教育开始专业认证工作以来最核心的培养目标。文章通过提出“赛教融合”人才培养教学体系,给出“赛教融合”课程体系改革培养学生复杂工程问题解决能力的理论及方法,同时对“赛教融合”教学改革培养学生复杂工程问题解决能力的模式进行实践与探索。专业建设、人才培养和学科竞赛等方面的成果表明,“赛教融合”培养模式下,大学生实践动手能力和创新创业能力明显增强。

融合注意力机制和先验知识的刮板输送机异常煤块检测

刮板输送机作为综采工作面的主要运输设备,运行状态直接影响生产效率。在其工作过程中,由于采煤过程产生的较大煤块,易造成板刮输送机运输过程的拥堵。然而,煤矿工作环境的恶劣、煤的颜色属性等造成大块煤的检测异常困难,为此本文提出一种融合注意力机制和先验知识的煤矿刮板输送机异常煤块检测模型。为兼顾异常煤检测的准确性与实时性,采用YOLO v4端到端检测模型同时检测出异常煤块的类别信息;考虑到刮板输送机中包含与异常煤块无关的信息,以神经科学和空间抑制思想为基础,构建一种以能量函数为载体的注意力机制检测刮板输送机中不同区域异常煤块,提高异常煤块的检测精度;针对基于深度神经网络的异常煤块检测过多依赖数据且泛化能力较低,受人们经验学习影响的问题,提出具备特征提取的先验知识来降低模型对数据的依赖和提高模型的检测效率;构建了煤矿实际生产场景中异常煤块检测数据集。结果表明:与其他模型相比,所提出模型在测试集上的检测精度可达90.28%,相比YOLO v3和YOLO v4分别提高了5.82%和5.17%,明显优于其他模型;检测速度每秒可达28帧,满足实时检测的需求,同时验证了本文所提出注意力机制和先验知识模型的有效性。

新能源汽车电气技术发展趋势与高职人才培养策略

新能源汽车电气技术正向高压、智能充电和车联网方向发展。高职院校应强化实践教学,优化课程与师资,确保学生技能与行业同步,培养适应未来需求的高素质人才。本文聚焦新能源汽车电气技术的未来动向,致力于探索与之相匹配的高职教育策略,以期为行业的快速进步输送高素质人才。

以学生为中心的车辆工程专业赛教融合教学模式探索与创新

在“以学生为中心”的教学理念下,提出地方高校车辆工程专业赛教融合的教学模式,将学生创新能力培养贯穿本科教学,落实到人才培养方案,采用项目制和案例式教学方法,在专业课程学习中融入学科竞赛知识点,在学科竞赛中进一步巩固对课程目标和知识点的理解,形成课堂教学与学科竞赛相互促进的理论教学体系,充分利用学科竞赛作品开展实践教学,把实践项目与竞赛项目、环节充分对接,形成实践教学与学科竞赛互联互通的实践教学体系,培养车辆工程专业学生的实践动手能力和创新创业能力。

湿法混炼制备高性能轿车胎胎面胶及其结构与性能

采用无粉尘污染的湿法混炼工艺将溶聚丁苯橡胶(SSBR)和白炭黑制备成湿法混炼胶M-SSBR/SiO_(2),再与顺丁橡胶(BR)通过机械混炼制备成轿车轮胎胎面混炼胶M-SSBR/BR/SiO_(2),并对其进行结构与性能研究。结果表明:与传统机械混炼制备的胎面混炼胶SSBR/BR/SiO_(2)相比,M-SSBR/BR/SiO_(2)的结合胶含量提高27%;并且Payne效应大幅度降低,说明填料分散性显著改善;M-SSBR/BR/SiO_(2)硫化胶的300%定伸模量提高17%,回弹性能提高16%,表征滚动阻力的60℃的tanδ降低24%,压缩生热降低30%。

新工科背景下车辆工程专业教学改革与实践——以西安科技大学车辆工程专业为例

新工科建设是为应对新一轮科技革命和产业变革,在建设制造强国背景下做出的重要战略选择。当前,世界新一轮科技革命和产业变革正在加速推进,以人工智能、大数据、云计算为代表的新一代信息技术,不仅催生了工业生产方式、商业模式和社会生活方式的深刻变革。同时,将人们带入万物智联的时代,即“人、机、物”三元融合的时代,颠覆着人们长期的认知观念、思维方式和活动方式。高校新工科专业建设目标是培养具有创新精神和实践能力的专业技术人才,发展新能源汽车是我国从汽车大国迈向汽车强国的必由之路,面对行业发展和车辆智能化相关人才短缺问题,有必要改进车辆工程传统课程体系。本文以西安科技大学车辆工程专业为例,针对车辆工程专业理论教学内容陈旧、实践教学内容传统、实习基地建设不足等突出问题,通过不断改进培养目标、建立评价机制、增加理论教学内容、优化实践教学环节、促进产教融合和开设“智能车辆设计”微专业等教学改革,培养适应新时代社会需求的车辆工程专业人才。

新上海一号煤矿软岩回采巷道预裂卸压技术研究

基于新上海一号煤矿软岩巷道支护薄弱的特点,提出了一种新的预裂卸压技术,旨在解决软岩巷道围岩大变形控制难题。该技术主要采用超前预裂卸压为主、NPR锚索协同支护为辅的方式,通过预裂卸压切断采空区顶板与巷道顶板之间的联系,加速顶板垮断,减小悬臂长度及传递至临空巷道顶板的覆岩荷载。同时,采用NPR锚索提前对巷道进行补强加固,确保了沿空巷道在超前应力影响下的稳定性。实地应用表明,采用预裂卸压技术回采巷道围岩变形量得到有效控制,验证了预裂卸压技术的有效性。为软岩巷道稳定性控制提供了一种新的解决方案。

基于Rhino和3Dmine的露天煤矿边坡三维数值模型构建

针对露天煤矿边坡人工地表起伏突出和自然地层相对平滑的几何特点,以Rhino和3Dmine软件为过渡平台,以Nurbs和DTM曲面差值处理方法分别对露天煤矿地表和地层进行处理,最终在Rhino中完成露天煤矿边坡三维数值模型网格的划分及输出,实现兼顾人工地表特征和自然地层特征的露天煤矿边坡三维数值模型的全程可视化构建。工程案例分析结果表明:此方法所构建的数值模型可充分体现露天煤矿三维边坡的几何特点。

清脂化瘀方联合复方血栓通片对痰瘀互结型年龄相关性黄斑变性患者的临床疗效

目的探讨清脂化瘀方联合复方血栓通片对痰瘀互结型年龄相关性黄斑变性患者的临床疗效。方法88例患者随机分为对照组和观察组,每组44例,对照组给予复方血栓通片,观察组在对照组基础上加用清脂化瘀方,疗程3个月。检测临床疗效、中医证候评分、眼部指标(BCVA、CMT、CNV面积)、眼部血流动力学指标(RI、PSV)、外周血因子(CFH、VEGI、VEGF、TNF-α、IL-6、IL-1β)、不良反应发生率变化。结果观察组总有效率高于对照组(P<0.05)。治疗后,2组中医证候评分、CMT、CNV、RI、VEGF、TNF-α、IL-6、IL-1β降低(P<0.05),BCVA、PSV、CFH、VEGI升高(P<0.05),以观察组更明显(P<0.05)。2组不良反应发生率比较,差异无统计学意义(P>0.05)。结论清脂化瘀方联合复方血栓通片可安全有效地提高痰瘀互结型年龄相关性黄斑变性患者视力,改善眼部血流动力学、外周血因子分泌。

一种基于麻雀搜索算法的分布式驱动电动汽车多目标转矩优化分配策略

以分布式驱动电动汽车为研究对象,针对常用的基于轴向载荷比例的动态转矩分配方法适应性差、不能满足当前对电动汽车多目标控制的需求等问题,提出一种基于麻雀搜索算法(Sparrow search algorithm,SSA)的多目标转矩优化分配策略。首先,建立包含减小轮胎负荷率、提高电机效率以及降低电机转矩变化幅度三个目标的目标函数。其次,将计算出的驱动力矩和附加横摆力矩作为等式约束,用麻雀搜索算法求解优化问题。最后,利用Carsim和Simulink建立联合仿真平台进行仿真试验。结果表明,所提出的多目标转矩优化分配策略能更好地适应各种工况,有效提高车辆稳定性、经济性以及行驶平顺性。

新工科背景下机械类专业热工基础案例式教学改革与实践

案例式教学是一种以实际案例为基础的教学方法,非常适合应用性强的工科课程。在热工基础课程中,采用案例式教学可以让学生更好地理解和应用所学知识,提高其工程实践经验和现代工程师素养。教学内容与实际问题相结合,让学生通过分析和解决实际问题来学习相关知识。案例式教学强调教师的引导和学生的探究,培养学生的创新和实践能力。这种教学方式一方面能培养学生的学习动力和兴趣;另一方面可以提高学生动手实践能力和解决问题能力,值得在热工基础课程中广泛应用。

麦秸杆负载罗伊氏乳杆菌肠溶颗粒剂的制备及其性能研究

为开发益生菌制剂用的新包埋载体材料,以解决现有技术产品热稳定性差的难题,文章采用麦秸秆做载体材料负载罗伊氏乳杆菌,对负载罗伊氏乳杆菌的麦秸秆进行制粒包衣成肠溶颗粒剂,并对其相关性能进行研究。结果表明:麦秸秆负载罗伊氏乳杆菌颗粒分别在50、121℃下热处理60 min,罗伊氏乳杆菌活菌量分别保持在2.8×10^(8)、6.0×10^(7) CFU/g;而对照组多孔淀粉负载罗伊氏乳杆菌颗粒在50℃下热处理60 min,罗伊氏乳杆菌活菌量为2.3×10^(7) CFU/g,在121℃下热处理60 min,罗伊氏乳杆菌几乎全部失活;用麦秸秆负载罗伊氏乳杆菌制备成肠溶颗粒剂后的活菌量为2.4×10^(8) CFU/g,且在人工肠液中具有一定的缓释效果;而用对照组多孔淀粉负载罗伊氏乳杆菌制成肠溶颗粒剂后的活菌量为2.6×10^(7) CFU/g,在人工肠液中不具有缓释效果。因此麦秸秆负载罗伊氏乳杆菌颗粒具有较好的耐热性能和一定的缓释效果。

新工科背景下“学练研赛”四位一体实践教学体系改革——以车辆工程专业为例

针对传统实践教学模式下学生按部就班完成预设实践内容,实践效果不佳的情况。本文提出新工科背景下“学练研赛”四位一体实践教学体系改革新思路,有机融合教学、学科竞赛,充分调动学生动手实践的热情,提升其创新应用能力。以“学练研赛”四位一体实践教学体系改革为载体,培养理论基础好、实践能力强、解决复杂工程问题能力突出的机械类创新创业工程人才。

碳酸亚乙烯酯的合成工艺

碳酸亚乙烯酯(VC)作为一种锂离子电池添加剂,可以显著提高锂离子电池的循环性能。因此高纯度VC的工业化生产具有十分重要的意义和价值。以氯代碳酸乙烯酯(CEC)为反应原料、三乙胺(TEA)为缚酸剂、碳酸二甲酯(DMC)为反应溶剂、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(BHT)和四丁基溴化铵(TBAB)以及吩噻嗪(PTZ)为辅料,合成了纯度较高的VC,并通过红外和核磁对其结构进行了表征。研究了反应温度、反应时间、溶剂和三乙胺用量以及三乙胺滴加速率对β-消除反应的影响,并对其反应动力学进行了验证。研究结果表明:当CEC用量为62.50 g、DMC用量为89.09 g、TBAB用量为1.00 g、BHT用量为0.50 g、PTZ用量为0.50 g、TEA用量为68.24 mL时,为合成VC的最佳工艺条件。在此最优条件下,CEC转化率为68.10%,VC的纯度为98.27%,VC收率为66.92%。经验证,该反应为吸热反应,反应动力学级数为一级。

光热法制备氯代碳酸乙烯酯的工艺条件和反应动力学

氯代碳酸乙烯酯(CEC)主要用于锂电池电解液添加剂和有机合成中间体,其工业化生产一直是合成化学中研究的课题。本文利用碳酸乙烯酯(EC)为原料,在紫外光和加热条件下,通入氯气,生成氯代碳酸乙烯酯。通过改变反应时间、反应温度和氯气流量,用气相色谱方法测量EC转化率和CEC收率,系统地研究了工艺条件对光热法制备CEC过程的影响。结果表明:反应时间、反应温度和氯气流量对CEC的合成过程都有十分重要的影响。综合考虑CEC收率和副产物收率,选择最佳工艺条件为:反应时间4 h,反应温度85℃,氯气流量80 mL/min。通过加入自由基抑制剂,确定了制备CEC的过程为自由基反应。通过研究不同时间原料的转化率,确定了该反应为一级动力学反应,该反应的活化能为37.65 kJ/mol。