高回弹性压阻式薄膜压力传感器的研究进展

压阻式薄膜压力传感器作为薄膜压力传感器的重要分支,具有灵敏度高、响应快、弹性好等优点,如何同时实现高灵敏度、宽工作范围、快速响应和快速回弹是未来所面临的挑战,而新型材料、结构设计、传感器制备方式及动态特性建模是高回弹性传感器研制的关键。本文归纳了基底及活性层材料制备及其相应单一微结构、仿生结构、皱褶结构的设计,同时阐述了高回弹性压阻式薄膜的制备技术,总结了薄膜压力传感器动态建模和动态补偿的方法,最后对薄膜压力传感器发展中的新需求做了展望。

温室辣椒自动补苗机构控制系统设计与试验

针对辣椒培育过程中会出现一定量劣苗影响穴盘苗一致性,且目前移栽机械自动化程度低、移栽效果不理想的问题,依照农艺要求规范设计了机-电-气一体的自动补苗机构控制系统。阐述了自动补苗机构工作原理和系统结构,结合传感器和执行器布局和剔补苗运行机制设计了补苗机构控制系统软件和硬件。参照移栽手工作要求,设计气路系统并进行相关计算。对45天辣椒幼苗进行移栽补苗试验,以水平移动速率、取苗深度、含水率为试验因子,剔苗成功率、移栽成功率为衡量指标,设计三因素三水平正交试验,结果表明:水平移栽速率对剔苗成功率和移栽成功率影响较小,移栽手运行平稳,剔苗成功率平均值为94%,移栽成功率为91.1%,表明自动补苗机构性能可靠。

一种西瓜智能收获装置设计

为实现立体种植模式下西瓜的自动化收获,设计了一种西瓜智能收获装置,对其结构及工作原理进行了介绍。该装置主要由西瓜支撑模块、瓜柄剪切模块、输送收集模块组成,具备成熟度识别、瓜柄切割、西瓜输送和收集功能,收获效率高。

散养家禽的自主投料机器人设计及应用

为解决家禽散养模式中饲喂投料环节劳动力需求大、饲喂投料不精准等问题,试验设计并研制散养家禽农场自主投料机器人,该投料机器人由三部分系统组成,分别为投料执行系统、导航避障系统和动力系统。投料执行系统通过机器视觉模块识别并定位饲料桶口位置,再通过多级螺旋输送联动机构进行饲料定量输送;导航避障系统配备Velodyne16线激光雷达和九轴IMU,用于构建地图和路径规划,并且在导航过程中能实时避障;针对投料机器人底盘的结构,构建单舵轮底盘的运动模型并提出控制方法。初步应用试验显示:研制的投料机器人可以完成自主导航并以较高的定位精度到达饲料桶旁,投料执行模块能顺利完成投料任务,并且饲料投放量误差小于1%。表明研制的投料机器人能够提高家禽饲喂投料效率和投料精准性,有效减少劳动力的投入,为散养家禽养殖场提供设备支持。

家禽智慧养殖农场自主投料机器人任务路径规划算法

为了解决家禽智能养殖场饲养环境差、喂养不及时、劳动力需求大等问题,投料机器人的开发迫在眉睫,而路径规划算法的研究是开发饲养机器人的重要环节。饲喂机器人的能耗是路径规划过程中关注的重要内容之一。投料机器人的总重量在投料过程中一直在变化,以最短路径行驶并不意味着其能耗最小,因此需要找到一条最合适的路径而不是最短的路径来使得投料机器人行驶能耗最小。针对以上问题,提出对一定数量的缺料饲料桶采用分支定界算法规划出一条能耗最小的路径;通过最短边集优先选取结合序列不等式方法计算出投料机器人行驶的能耗下界,通过基于Christofides启发式算法计算出投料机器人行驶的能耗上界,同时计算并证明能耗上界与最优能耗的最坏比界。通过在投料机器人的工控机上的运算结果表明:相较于其他求解能耗上下界的方法,所提出方法的求解结果更加精确,能够保证分支定界算法的求解速度更快,同时分支定界算法能快速地求出投料机器人的能耗最小的行驶路径,相较于其他算法而言求解能力更强。

基于改进YOLOv5s的辣椒采摘机器人识别定位方法

为了准确研究辣椒采摘机器人受不同作业场景影响的规律,利用获取的采摘目标信息构建基于改进YOLOv5s的辣椒采摘识别定位模型.基于光照强度、光照角度、枝叶遮挡和果实重叠等场景建立图像数据库,引入双向特征金字塔网络改进YOLOv5s的特征融合网络进行深层次特征提取,以增强网络的信息表达能力,提高检测精度.探讨不同场景对该模型检测精度P、检出率R和平均精度均值(mean average precision,MAP)的影响规律.结果表明:改进后YOLOv5s模型对辣椒的检测精度高达95.6%,较YOLOv4、YOLOv3、YOLOv2及Faster R-CNN模型分别提高了6.1%,9.3%,44.4%,8.2%;光照角度处于正面90°时的检测效果最佳,MAP达97.3%;模型在白天强光和傍晚弱光场景下的鲁棒性好,MAP值高于90%;模型在枝叶遮挡场景下比果实重叠时的检测精度高;辣椒距离相机坐标系的空间坐标测量值取0.2 m时的误差仅为1 mm,满足辣椒采摘定位精度需求.

优质轻简高效生产技术(十三) 莲藕优质轻简高效栽培技术规程

针对我国莲藕栽培管理粗放、机械化应用率低、用工多、生产成本高等问题,集成缓释肥一次性追肥等精准肥水管理、机械化施肥和采收、病虫害绿色防控等轻简高效栽培技术,大幅度减少了用工成本和化肥、农药用量。莲藕又称藕、莲、荷等,属莲科多年生水生草本植物,可炒食、做汤、鲜食,亦可加工制成盐渍藕、保鲜藕和速冻藕等出口外销,还可糖渍或加工制成藕粉,莲藕未膨大根状茎(俗称莲鞭、藕带)可制成泡菜或炒食。

“新工科”背景下高校工科专业课程思政实践路径探析--以《机械制造技术》课程为例

2020年5月教育部印发了《高等学校课程思政建设指导纲要》(以下简称“纲要”),指出要紧抓课堂教学“主渠道”,使各类课程与思政课程同向同行。为了应对新一轮科技革命和产业革命,教育部推行“新工科”建设理念,致力于培养一批具有家国情怀和责任担当,能够适应新时代需要的高素质创新型卓越的工程技术人才。二者存在契合之处,前者注重人才培养的软实力,后者强调人才培养的硬实力,因此想要培养德才兼备的“新工科”人才,建设高水平的人才培养体系,“新工科”背景下高校工科专业要能够紧抓机遇,开展课程思政建设。

基于多尺度残差空间注意力轻量化U-Net的农业害虫检测方法

田间害虫的快速精准检测是作物害虫防治的前提。现有基于卷积神经网络的作物害虫检测方法常包含大量训练参数,难以应用于现实场景中。针对上述难点,提出1种基于多尺度残差空间注意力轻量化U-Net(Multi-scale residual spatial attention lightweight U-Net,简称MSRSALU-Net)的检测方法,并应用于田间害虫检测。MSRSALU-Net由编码模块与解码模块组成。在MSRSALU-Net编码模块中,多尺度残差卷积模块用于提取害虫多尺度信息以缓解害虫尺度变化对检测性能的影响;空间注意力机制模块用于提取特征的全局依赖以缓解复杂背景对检测性能的干扰。此外,使用残差连接路径模块连接MSRSALU-Net的编码模块与解码模块,以更好地传播特征信息。在构建的IP13数据库上进行试验,基于MSRSALU-Net的害虫检测方法的识别精度为95.11%。与基于UNet、注意力UNet、MultiResUNet的害虫检测方法相比,MSRSALU-Net检测精度分别提高11.85%、5.38%、2.41%。模型参数量与U-Net、注意力UNet、MultiResUNet相比,分别减少了25.81%、21.45%、18.39%。结果表明,提出的MSRSALU-Net能有效克服害虫尺度变化、背景复杂等因素干扰,实现害虫的快速精准识别。该方法可为田间作物害虫检测系统提供技术支撑。

水田慈姑植保无人机施药装置设计与试验

针对水田慈姑蚜虫虫害防治的低量定向施药需求,在对水田环境、慈姑植株特性以及慈姑蚜虫防治等调研的基础上,设计了水田慈姑植保无人机施药装置。利用有限元软件进行四旋翼植保无人机旋翼下风场和施药场数值模拟,并对平台进行不同工况的喷雾试验研究。结果表明:悬停高度提高,旋翼下流场强度分布层次丰富,更容易产生雾滴偏移;飞行速度降低,来流造成的雾滴飘移减小;喷头流量为20mL/min、压力增加达到0.07MPa时,喷头雾化达到最佳工况。无人机高度降低,喷洒雾滴附着率增加,无人机速度降低,喷洒雾滴附着率增加。因此,低空低速条件下雾滴叶片附着率更高、施药效果更佳,可实现可靠高效的慈姑病虫害防治。

基于知识图谱的在线学习系统

教育是国之大计,党之大计,计算机时代引领国内教育步入了信息化、智能化发展道路,智慧教育受到广泛关注,教育领域知识图谱是智慧教育的基石,教育智能化离不开教育知识图谱。自适应学习是教育信息化2.0的伟大探索,是教育智能化的前沿工作。因此提出了基于知识图谱的自适应学习系统构建方法,并初步构建自适应学习系统,这为准确把握学习者的学习进度及学习情况、满足学习者个性化学习需要提供支撑。

一种新型莲藕收获实验平台设计

为探寻合适的莲藕收获机结构和工作参数,设计了一种新型莲藕收获实验平台,对其结构及工作原理进行了介绍。该装置主要由固定框架、直线模组、执行装置和莲藕种植装置四部分组成,可用于验证莲藕收获效果,通过实验平台改变喷头直线移动速度以及前后、左右方向上的角度,探寻合适的结构和工作参数。

一种挖掘式生姜收获机结构设计

随着生姜需求量的上升,机械逐渐代替人工收获生姜。现有的生姜收获机功能不够完善,自动化程度低,缺乏相应的扶禾、抖土、收集功能。为了解决上述问题,设计了一种挖掘式生姜收获机,该生姜收获机功能完善,具备完整的行走、切茎、挖掘、抖土、收集功能,收获效率高,自动化程度高。

核电站用空气闸门抗震强度分析

在介绍了某空气闸门组成的基础上,为评估空气闸门的结构能否满足抗震要求,建立了空气闸门的有限元模型,分析了其在地震载荷作用下的力学强度。通过应力评定,所设计的空气闸门能够承受给定的地震载荷。

一种西甜瓜采摘机器人结构设计

为了解决西甜瓜垂直种植人工收获效率低的问题,设计了一种西甜瓜采摘机器人,并对其结构及工作原理进行了介绍。该装置主要由轮式移动模块、旋转模块、移动模块和末端执行器四部分组成,通过末端执行器、行星齿轮减速电机和直线模组实现西甜瓜的采摘和装车,节省劳力,提高了工作效率。

一种移动式洗车机器人

机动车的数量迅速上升,机械逐渐代替人工洗车,现有的洗车机器人无法根据汽车的外形自动调节贴合度,造成清洗效果差,工作效率低下。为了解决上述问题,设计了一种移动式洗车机器人,该洗车机器人可根据汽车的外形自动调节贴合度,工作效率高。

网毯式油气成藏体系——以济阳坳陷新近系为例

根据济阳坳陷新近系油气成藏特点 ,提出网毯式油气成藏体系概念。该体系为 3层结构 :下部为油源通道网层 ,中部为仓储层 ,上部为油气聚集网层 ,这种岩相结构由河流层序发育过程中可容空间的变化速率从小到大所决定。在济阳坳陷北部 ,油源通道网层由古近系和断裂网构成 ,切入烃源岩的油源断裂起油气向上运移的单向阀作用 ,为新近系提供它源油气 ;仓储层为新近系馆陶组下段低位域辫状河流相砂砾岩 ,连通性好、分布广、厚度大 ,蓄积来自古近系的油气形成毯状聚集 ;油气聚集网层为新近系馆陶组上段、明化镇组的退积域和高位域沉积 ,以曲流河相为主的砂体平面呈树枝状 ,剖面呈透镜状 ,油气通过砂体 断裂输导网络运移聚集。对网毯式油气成藏体系中石油运移、聚集过程的二维物理模拟实验结果表明 ,在油源断裂幕式活动的地震泵作用下 ,周期性沿断裂向上输送的油气首先充注仓储层 ,呈毯式以放射状方式运移 ,通过沟通仓储层与上覆岩层的断裂进入上覆砂层的油在断裂两侧的砂体聚集成藏。济阳坳陷新近系网毯式油气成藏体系已发现 3类 9种油 (气 )藏类型 ,潜山披覆构造主体及其周围分布构造型油气藏组合 ,储量丰度大 ;岩性型油气藏组合受河道控制 ,分布范围广 ,横向变化大 ,油水关系复杂 ;缓坡构造带分布地层型油气?

济阳坳陷油气勘探现状及主要研究进展

济阳坳陷勘探 40年共发现 70个油气田 ,资源探明程度达 5 6.97% ,已属中高勘探程度区。济阳坳陷剩余石油资源总量为 46.72× 10 8t ,占坳陷剩余资源总量的 5 5 % ,整个坳陷还有较大的油气勘探潜力。目前勘探存在 3方面问题 :①有待重新评价资源潜力和重新总结油气分布规律 ;②隐蔽油气藏 (尤其是岩性油气藏 )在新发现油气藏中所占比例逐年增大 ,但目前缺乏有效的预测理论和勘探技术 ;③岩性圈闭含油气性变化大 ,成藏机理还认识不清。用门限控烃理论研究的结果 ,济阳坳陷进入成藏门限的 19个成藏体系的剩余资源潜力为 1.42× 10 8～ 6.3 1× 10 8t,7个成藏体系尚未进入成藏门限 ;根据三元复合成藏理论 ,岩性油气藏的形成必须满足 3个条件 :一是砂体的成因类型要有利 ,二是包裹砂体的烃源岩生、排烃要达到一定数量 ,三是砂体的物性要达到一定的临界条件。图 8表 2参

济阳坳陷地温—地压系统特征及其对油气藏分布的控制作用

济阳坳陷发育两类复式温—压系统,即高压型复式温—压系统和低压型复式温—压系统。主要生烃凹陷同一层段的温—压系统平面分区特征在横向上有较大的变化:高压型复式温—压系统促使与断层有关的油气藏富集在中浅层,低压型复式温—压系统造成与断裂有关的油气藏可以发育在相对深层;高压型复式温—压系统可以产生长距离运移,而低压型复式温—压系统只能发生短距离运移。温—压系统控制油气藏分布,油气藏分布在相对低能区。

断陷盆地隐蔽油气藏形成机制——以渤海湾盆地济阳坳陷为例

该文从断陷盆地隐蔽油气藏勘探实际出发,以隐蔽油气藏形成的主控因素为主线,系统分析了以断裂为主要表现形式的构造运动对沉积(储层)的控制作用,建立了断陷盆地"断坡控砂"模式;研究了断陷盆地输导体系类型及构成要素,提出了"网毯式"、"T-型"、"阶梯型"和"裂隙型"输导体系及其空间构成的复式输导关系;系统分析了"相"、"势"在油气成藏中的作用及耦合关系,提出了"相势控藏"的理论认识。