基于CAE的书立注塑模设计及成型工艺优化

通过对塑料书立的结构和工艺性分析,并参考Moldflow对浇口位置选择、填充和冷却分析的结果进行了模具设计;以减少塑件翘曲变形为目标,采用正交试验方法,对工艺参数进行了CAE仿真试验,在试验范围内得到了最优成型工艺参数组合。结果表明,应用CAE技术可缩短模具开发周期,提高模具设计质量。

机器人串果采摘末端执行器设计及仿真

为了促进荔枝采摘机械化,基于荔枝的栽培生长特性,设计了一种适于采摘荔枝串果的采摘机器人末端执行器,应用Adams构建其虚拟样机进行运动仿真分析,并对荔枝串果的可靠夹持力进行了分析。分析显示,荔枝串果可靠夹持的夹持力F≥44N。仿真结果表明,该末端执行器可实现荔枝串果平稳夹持、夹持后快速从茎叶中分离,然后对果梗平稳高速切割。采摘试验表明,末端执行器样机可以快速采摘,且可减小采摘时对荔枝的损伤及其枝叶的损坏。

面向机器人采摘的荔枝果梗力学特性

为了给荔枝采摘机器人夹持与切割器的设计和控制提供依据,对荔枝果梗分别进行了切割性能和夹持性能的影响因素试验以及弯曲试验。试验结果表明:峰值切割力和切割强度随着切割速度增加而减小,随着切割角度的减少而减少,凹刃和凸刃的峰值切割力和切割强度都比平刃小;除果梗直径因素外对峰值切割力和切割强度影响显著的因素均依次为切割角度、刃口形式和切割速度;切割角度每减少1,峰值切割力和切割强度分别减少4.45N和0.16MPa;相比平刃的峰值切割力和切割强度,凸刃分别减少166.90N和2.11MPa,而凹刃分别减少167.39N和4.21MPa。随着夹持力增加,荔枝果梗与夹持物间摩擦力增加,夹持物为橡胶时,摩擦力最大,夹持力对摩擦力的影响大于夹持材料;试验范围内,最大摩擦力为44.54N。荔枝果梗具有较强的抵抗变形的能力,平均弹性模量为867.15MPa;试验范围内,最大弯曲力的平均值为118.95N,抗弯强度的平均值为56.03MPa。该研究为荔枝采摘机器人的夹持与切割机构的优化设计和控制提供了理论依据。

柑橘机器人夹持损伤有限元预测及试验验证

【目的】研究作业机器人不同夹持条件下柑橘的内部应力变化,预测并分析柑橘的夹持损伤。【方法】测定柑橘各组分的力学参数;根据柑橘结构建立其所对应的有限元模型,模拟机器人不同指面夹持柑橘的过程;利用自行设计的末端夹持平台对柑橘实物进行夹持验证试验。【结果】柑橘的纵向果皮和果肉的弹性模量分别为11.408和0.277 MPa,极限应力分别为1.250和0.048 MPa。模拟试验中,得到柑橘果皮和果肉的等效应力分布图;柑橘果皮应力大于果肉;由于果肉的极限应力小于果皮,果肉的损伤先于果皮;相同夹持力下,弧指比平指对柑橘果皮和果肉作用应力小;平指夹持力为23 N时,果肉出现损伤,但弧指夹持力为45 N时,果肉才出现损伤;当夹持力分别为12、23、34、45、56、67 N时,平指比弧指夹持的柑橘果肉损伤率分别大0、10%、30%、40%、20%、20%。夹持试验结果验证了模拟预测试验。【结论】可实现柑橘夹持损伤预测和评估,可为柑橘作业机器人的减损结构设计提供依据。

挤压对荔枝机械损伤和力学参数的影响

为探讨荔枝在机械采摘、贮运中的挤压受损状况,以挤压损伤的可能因素(压缩率、挤压材料、挤压方向和挤压速度)为试验因子,通过加卸载正交试验,研究了挤压对荔枝机械损伤和力学参数的影响。结果表明:对荔枝挤压机械损伤影响显著的因素依次为压缩率、挤压方向、挤压材料和挤压速度。压缩率每增加1%,荔枝的机械损伤度平均增加3.03%;挤压材料为橡胶时,荔枝的机械损伤度最小。影响荔枝弹性度最显著的因素是挤压方向,而对荔枝其余力学参数影响最显著的因素是压缩率;荔枝的弹性度横向大于纵向;压缩率增加,弹性度减少,而其余力学参数增加。荔枝挤压机械损伤与力学参数的关系方程决定系数为0.913,与荔枝挤压机械损伤最相关的力学参数是峰值挤压力和弹性度。

基于二次阈值分割的方向倒脚匹配工件识别

为提高机器人在复杂背景下利用模板匹配对工件的识别率,提出基于二次阈值分割的方向倒脚匹配(orientation chamfer matching)方法。利用大津法对复杂背景的目标图像进行第一次图像阈值分割,使用迭代阈值法对目标图像进行第二次图像阈值分割,运用方向倒脚匹配的方法对工件目标进行识别。对选取的40张复杂背景下的工件图片进行测试与分析,工件的平均识别率达到72.75%,误检测降低到0.75%。实验结果表明,该改进算法与传统方向倒脚匹配相比性能有较大提升,在复杂背景下对工件识别有效可行。

荔枝采摘器优化设计与仿真

为改善荔枝的采摘条件,提高其采摘效率,通过分析荔枝的栽培生长特性,设计了一种简易且不伤果的荔枝串果采摘器具;建立了采摘器剪切运动和剪切力模型,利用Matlab进行了结构参数优化;应用Adams和AN-SYS构建了采摘器虚拟样机及有限元模型,进行了运动仿真分析和强度分析,验证了采摘器整体设计和结构参数的合理性。采摘试验表明,采摘器样机可快速采摘且柔性接果。

机械损伤对荔枝电特性的影响

为了探索以电特性区分微观损伤荔枝的可能性,设计了荔枝电学参数测试系统,测试了经挤压微观损伤处理荔枝和对照荔枝在10个测试频率下的复阻抗Z、并联等效电感Lp、并联等效电容Cp、并联等效电阻Rp、品质因子Q等5个电参数。结果表明:除品质因子外,其余电参数均随频率的增大而减小;在一定测试频率下,损伤荔枝与对照荔枝的电参数均差异显著;损伤荔枝与对照荔枝最佳区分的电参数频率是0.8 kHz。

荔枝采摘机器人非线性运动刀具设计

建立了刀具刃口的曲线方程,确定其切割路径曲线和数学模型,并用仿真工具求解该模型,构建了刀具的三维模型;分析了刀具切割时的受力情况,讨论了滑切运动规律,导出了静态条件下的等滑切角刃口曲线方程,设计了刀具刃口曲线;求解了刀具切割机构的非线性偏心滑切运动方程,给出了动态条件下刀具的滑切角;对刀具受力和运动进行了三维可视化仿真,用安装该切割机构及其刀具的水果采摘机器人物理样机对1~8 mm的荔枝果枝进行了切割试验。试验和仿真结果表明,验证了刀具切力模型和运动轨迹方程有效性,切割机构带动刀具的非线性运动能实现进给与旋转切割的空间复合轨迹运动要求,省去了X与Y方向进给电动机和传动机构,达到切割目的。仿真和切割试验得到了果枝最大切割力为600 N,试验用的刀具尺寸对1~6 mm的果枝截面切割质量较好。

LT6800陶瓷板压机的技术特点分析

本文主要介绍了LT6800陶瓷板压机的结构及技术特点。该设备是恒力泰公司针对需求旺盛的陶瓷板市场推出的产品,非常适合压制750mm×1500mm、800mm×1600mm等陶瓷板。其应用了多项专利技术,具有机架刚性好、砖坯成型质量好、自动化程度高、智能化、使用成本低等优点,是成熟又稳定的产品。本文对这款压机的技术特点进行详细分析,为其他陶瓷板压机的设计提供参考。

国产岩板压机技术难点简析及展望

陶瓷岩板是近年来陶瓷行业的大热点,给瓷砖企业和配套设备制造商的转型升级及发展带来新机遇。简要介绍了国内外岩板压机的分类,并着重分析了采用模腔干压成型方式的岩板压机面临的技术难点和使用痛点,包括主机设计、性能控制和装换模具等方面。通过分析岩板产品发展趋势和生产制造趋势,对岩板压机的发展趋势进行了展望,认为模腔干压成型工艺路线具有优势,同时认为岩板压机会往“厚薄兼备”、自动化、智能化的方向不断发展、进步。

YP8390型液压自动压砖机的技术特点分析

恒力泰YP90系列压砖机是本司对YP系列压砖机系统结构不断升级的重要成果,其应用了本司近年来多项专利技术,具有抗疲劳性强、稳定性好、自动化程度高、可拆分运输、节能等优点,是成熟又稳定的产品。目前,YP90系列压砖机包括YP7890、YP8390、YP8890、YP10090、YP12090。本文将以YP8390为例,对其技术特点进行详细分析,为日后其他大吨位液压自动压砖机的设计提供参考。

YP16890型陶瓷岩板压机的技术特点分析

本文主要介绍了YP16890型陶瓷岩板压机的结构特点及技术创新。该设备是恒力泰公司针对需求旺盛的岩板市场推出的拳头产品,非常适合压制800mm×2600mm、1200mm×2700mm等主流规格的岩板。其应用了近年来多项专利技术,具有稳定性好、自动化程度高、使用成本低等优点,是成熟又稳定的产品。本文对这款压机的技术特点进行详细分析,为其他岩板压机的设计提供参考。

荔枝应力松弛特性及其损伤的试验研究

为探讨荔枝的应力松弛特性及其在压缩松弛条件下的损伤规律,对其进行了不同试验条件的压缩应力松弛和损伤统计试验,确定了荔枝应力松弛模型并分析了试验因素对模型参数和荔枝损伤的影响等。结果表明:荔枝的应力松弛特性可用五元件Maxwell模型描述,模型拟合R2达到0.98;试验范围内,变形量对模型弹性模量影响不显著,而加载方向对其影响最大;试验因素均影响模型松弛时间和粘性系数;模型弹性模量与松弛时间之间无显著相关,但各自都显著相关;对损伤影响显著的因素依次为压缩变形量、加载方向、松弛时间和加载速率;变形量、松弛时间和加载速率分别每增加1 mm、10 s和10 mm/s,荔枝吸收的能量分别平均增加3.3 m J、0.26 m J和0.2 m J;荔枝的粘性系数与其吸收的能量无显著相关;随着压缩变形量增加,荔枝吸收的能量和损伤度也不断增加;荔枝损伤度与其吸收的能量近似二次曲线关系。