果园作业平台关键技术研究进展

果园机械化是提升生产效率、增加果农经济收入的重要手段。总结国内外果园作业平台关键技术研究进展,分析作业平台最新的研究成果,对比不同类型底盘结构之间的性能差异,概括常见作业平台升降机构、自动调平机构的类型与特点以及安全与稳定性方面的研究进展,探讨无人驾驶技术在作业平台中的应用情况并阐述常见路径规划技术路线。指出果园机械化发展存在配套设施不完善以至平台扩展性差、智能化程度低等问题,并提出果园作业平台应向着适应性强、底盘专用化、整机高度智能化、调平精度高等发展建议。

基于全局灵敏度分析的卧式加工中心关键几何误差元素溯源研究

针对局部灵敏度分析试验点单一、全局灵敏度分析变量自带随机性的问题,提出一种基于几何误差元素辨识和全局灵敏度分析的机床关键几何误差元素溯源方法。借助螺旋理论构建基于全局坐标系的机床空间误差模型,借鉴正交实验设计思想,在机床工作空间内选取25个试验测点,设计关于位置误差模型的多因素正交试验。将正交试验的显著性检验结果F值作为全局灵敏度系数,准确溯源机床12项关键几何误差元素,为数字制造装备精度设计提供了重要的理论基础。

基于AdvantEdge的Ti6Al4V钛合金多工步切削加工表面残余应力分析

本文基于Third Wave AdvantEdge软件,采用Johnson-Cook本构模型和库伦摩擦模型建立了Ti6Al4V合金多工步切削有限元模型,且基于已有文献验证了模型的准确性。以工件已加工表面残余应力为研究对象,分析了切削速度、进给量及刀具涂层对不同工步作用下残余应力的影响,得出可供参考的结论。

基于自平衡的林间竹子独轮搬运车的设计

利用现代设计方法学完成林间竹子搬运车的初步功能方案设计,再通过有效值分析法获得最佳设计方案.完成竹子独轮搬运车的行走装置、搭载平台和平衡调节装置的结构设计后,还进行了搬运车自平衡控制系统的设计与运动仿真分析.基于自平衡的林间竹子独轮搬运车的设计,能有效地解决目前竹子搬运工具的通过性和平衡性差的问题,提升了运输效率、减轻了劳动强度,具有良好的开发前景.

一种应用于城轨制动电阻DC/DC直流测试电源系统

为实现对城轨制动电阻的性能测试,研究了一套直流电压3000V等级的DC/DC直流电源系统,可模拟实际运行时牵引逆变器制动斩波器的电压变化曲线进行温升试验。本文分析了DC/DC直流电源系统工作原理,同时采用载波移相技术降低输出侧直流电压纹波。搭建了DC/DC直流电源系统实验平台,通过实验验证,直流电源系统能够根据上位机给定的电压曲线运行,满足模拟实际制动电阻电压变化进行性能测试的要求,同时载波移相技术的应用降低了直流侧电压纹波,保证了DC/DC直流电源系统供电质量。

三轴数控机床静态精度设计研究进展

国内三轴数控机床存在精度低和可靠性差的问题,而机床精度和可靠性可通过合理的静态精度设计方法得以保证。机床静态精度设计方法包括加工精度稳健设计方法和静态几何精度设计方法,针对两种精度设计方法的衔接合理性和工程应用实用性低的问题,在深入调研机床静态精度设计研究成果的基础上,从机床空间误差建模、平动轴几何误差元素辨识、关键几何误差元素溯源和加工精度稳健设计以及静态几何精度设计这5个关键问题着手,分别给出具体的解决方法,并形成一套完整的三轴数控机床静态精度设计系统实施方案,为完善机床几何精度设计和静态几何精度设计提供了参考。

大型同步调相机油系统的健康状态评价

油系统作为大型同步调相机的重要辅助系统之一,其健康状态对同步调相机的安全稳定运行具有重要意义。针对同步调相机油系统的构成,采用自上而下的评价策略,逐层建立了油系统各子系统的状态评价指标体系,并提出了不同类型评价指标的归一化方法。采用实时权重反映各评价指标对健康状态的影响程度,并将专家经验、维修记录等与运行时的监测数据相结合,计算各评价指标的实时权重。利用高斯模型,构建了模糊评判矩阵。通过权重矩阵与评判矩阵的模糊运算,即可获得待评价目标的评价结果。最后将其应用到一台换流站中同步调相机的状态评价,评价结果符合实际情况。

水内冷调相机定子温度场的计算与分析

调相机作为电网进行无功补偿的重要设备,在无功调节的过程中,在电机内将会产生诸多损耗,这些损耗最终均以热量形式传递出去,部分难以及时散出的热量使电机各部分温度升高,绝缘老化,影响了调相机的安全运行。目前,水内冷电机的定子绕组中的空心股线多采用上下截面相等的结构,为了降低调相机内绕组的损耗,本文提出了一种新型的绕组结构,即空心股线的上截面大于下截面的结构。以一台300Mvar的大型调相机为例,建立两种结构下的定子线棒的二维电磁场有限元仿真模型,计算出各根股线的电阻增大系数;在此基础上,建立定子温度场的三维数学模型,结果表明:空心股线采用上下截面不等结构时,空心股线周围温度最高点的温升有所降低。

麦冬振动筛选机的多目标优化设计与试验

为了提高麦冬筛选效果,在麦冬振动筛选机的初始设计阶段针对其振动筛选机构进行优化设计。将筛选机构简化为四杆机构,以4个杆长为设计变量,以最小传动角γmin最大、行程速比系数Κ最大和最小总体尺作为优化目标进行多目标优化设计。将优化后的参数进行样机试制并进行筛选试验,结果表明:筛选效果良好,机构无卡死现象。由此证明了优化结果的可靠性,避免了传统样机制作反复试制改进的盲目性。

咽拭子采集机器人表情识别与交互

咽拭子采集机器人对采集人的表情识别、情绪表达等感知交互,对于咽拭子采集机器人成功执行任务具有重要的意义。咽拭子机器人采集到的数据样本在训练过程中要解决遮挡去除及微表情识别的拓展、自采集数据集的定义、关键帧识别及处理、表情分类及划定、交互集成等关键问题。针对以上问题,设计了一种高效自修复网络(efficient self-cured network,ESCN),构建了具有类识别人脸能力的特征提取加权模型,通过多尺度注意力机制捕捉受试者的面部表情区,通过重标签校正的线性聚合模型识别咽拭子采集者的面部表情。实验在真实数据集RAF-DB、FER2013和自采集数据集上进行验证。实验结果表明,ESCN比经典模型的准确率提升4.643~11.058个百分点,同时参数量相对较小,便于轻量化和集成。

定子线棒绝缘受潮对频域介电谱影响实验研究

大型发电机定子线棒主绝缘受潮是导致电机绝缘受损的重要因素之一,为探究环境湿度对电机主绝缘特性的影响,制作了不同厚度的绝缘试样,测试老化前后绝缘试样在不同环境湿度下受潮后的介质损耗特性。提出采用测试频域段的介质损耗因数积分值作为绝缘状态评估的特征参量,同时研究试样绝缘厚度和受潮程度对频域介电谱和频域介质损耗因数积分谱的影响和变化规律。结果表明:老化不会对绝缘受潮的介质损耗特性带来影响;随着频率升高,定子线棒绝缘的介质损耗因数逐渐降低;绝缘受潮程度较低时介质损耗因数曲线随频率增大具有相似的变化趋势;介质损耗因数积分值和频率的关系曲线具有饱和性。10-3 Hz处的介质损耗因数积分值与湿度具有线性相关;从理论上分析,厚度对介质损耗特性没有影响,但受限于制作工艺,试样内部空气无法完全排除,随着厚度增加介质损耗因数下降。

基于交替迭代优化的同步调相机电气参数分步辨识方法

300 Mvar快速动态响应同步调相机广泛应用于特高压直流输电。为准确辨识调相机器模型参数,提出一种基于交替迭代优化的电气参数分步联合辨识方法。采用考虑饱和特性的六阶实用电机模型,设计了包含励磁阶跃扰动、甩负荷扰动和机端电压扰动的小扰动实验方案;基于交替迭代方向乘子法和轨迹灵敏度分析法,制定了采用三组小扰动实验数据联合辨识、稳态参数和暂态参数分步辨识的策略,并将其应用到伊克昭-沂南直流送电工程中。研究表明,三组实验联合辨识优于单扰动辨识,分步辨识优于一次性辨识所有参数,很好地解决了基于单次扰动实验辨识出的参数无法复现其他工况实验数据的问题,提高了参数辨识结果的适用性和准确性。

基于小位移旋量公差建模和蒙特卡洛模拟的装配体公差优化设计方法

提出一种基于小位移旋量(SDT)公差建模和蒙特卡洛模拟的装配体公差优化设计方法,通过分析装配精度链、装配结合面和结合面公差3个对装配精度具有重要影响的核心要素之间的关系,利用SDT理论和蒙特卡洛模拟法建立公差模型,再利用齐次变换理论建立结合面误差模型和装配精度模型,进而推导出装配体装配精度与结合面公差相关的映射模型;结合公差制造成本、装配精度可靠度原则,建立装配体装配精度的公差优化模型,并以顶尖装配体为例完成公差优化分析。研究发现:在满足装配精度可靠度的前提下,可使顶尖装配体加工成本降低9.02%,而装配精度可靠度提高至97.81%,验证了所提方法的有效性。

卓越工程师培养质量的学情分析研究——以成都大学机械工程学院为例

"卓越计划"实施已有6年之久,学生的培养质量一直是学界关注的焦点。以成都大学机械工程学院为例,以学生参与理论和I-E-O理论为支撑,设计学情分析模型,模型中包含了学生学习信念、学校适应、学习收获、教学软件、校园硬件等5大方面,通过调查问卷的形式,从学情分析的视角分析卓越工程师的培养质量,通过数据分析,获得了研究对象学习收获的最终影响因素,找出了"卓越计划"中影响培养质量的原因,为进一步提高卓越工程师培养质量提供决策咨询依据。

悬挂式轨道交通箱型轨道梁巡检车的主动安全系统设计

悬挂式轨道交通系统巡检车主动安全系统运用安全激光扫描仪和速度控制模块,能够测得距巡检车1.5 m以内的障碍物,并发出警报提醒驾驶员减速。该系统在1.2 m以内测到障碍物即向PLC(可编程逻辑控制器)发出危险信号,并自动控制电机制动。仿真结果表明,巡检车正常行驶过程中,遇到突发状况时,经过大约0.34 s,滑行0.8 m即可停稳。在中车青岛四方机车车辆有限公司悬挂式单轨试验线上进行现场测试时,该系统顺利通过了安全测试,验证了该主动安全系统的准确性和可靠性。巡检车主动安全系统能够有效避免事故发生,符合巡检车安全运营要求。

小型多功能种子筛选装置的研制

为解决水选法可选出饱满种子,但不宜用于选除因受到物理性损伤而破碎的种子、机选法能够选出完好种子但会对种子造成一定的损伤及完整却不饱满的种子难以选除的实际,在现有种子筛选装置的基础上,确定了小型多功能种子筛选装置的总体方案,并完成了筛选、动力等关键部件的设计,设计出一款集水选法、机选法于一体且对不同种子适用的小型种子筛选装置。运用三维软件对种子筛选装置进行建模分析,以验证设计的可靠性。试验结果表明:经过机械筛选,继续采用隔水筛选法筛选种子,可获得较高质量的种子;在完成机械筛选后,继续采用筛选水分离法筛选种子,可以获得较高质量的种子。

基于PCA-SVM的麦冬叶部病害识别系统

以川麦冬叶部黑斑病、炭疽病、叶枯病3种病害图像为研究对象,采用K-Means聚类分割技术分离出病斑,通过对颜色、形状和纹理特征构成的46维特征向量进行主成分分析,再运用支持向量机设计的多级分类器进行病害识别,开发出的麦冬叶部病害识别系统识别率达到了94.4%,表明了系统对麦冬病害防治,促进麦冬产业现代化发展有重要意义。

基于高困油性能的齿轮泵多目标优化设计

研究了解决齿轮泵高速化下困油压力缓解的优化设计。以模数、齿数和变位系数为优化变量,通过对最大困油流量和最大卸荷面积的分析,建立困油缓解的两大目标函数;结合泵现有针对流量脉动率和单位排量体积与径向力方面的要求,采用SUMT技术构建优化模型;就优化前后的不同结果,分别进行困油压力的仿真分析与验证。结果表明,模数越大,齿数和变位系数越小,最大卸荷面积越大,有利于困油现象的缓解;但齿数和变位系数越小,最大困油流量却越大,不利困油现象的缓解,存在一个优化的问题;案例优化前的仿真结果与测试结果比较吻合,误差控制在4.9%左右,说明了困油模型的可靠性;最大困油压力优化前后降低了65.41%,缓解效果明显。

青岛悬挂式单轨轨道梁内部巡检设备研制

以青岛四方机车车辆股份有限公司悬挂式单轨车辆试验线为工程背景,分析提出了轨道梁内部巡检设备功能需求,研究确定了其总体设计、检测系统、定位系统、控制系统、安全系统以及主要技术指标等巡检设备技术方案,研制出巡检设备并在该试验线成功应用。

泵用低周向泄漏圆弧转子的新型线研究

为实现罗茨泵圆弧转子的低周向泄漏、无闭气现象、造型参数化和尺寸最优化。从7个方面构建出第1、2两类新型线的参数化方程;后以节圆半径和周向弧半角为设计变量,转子副所占方体空间的轻量化为目标函数,构建优化模型;最终就闭气现象,给出谷部型线段上的新避让型线。结果表明:新型线的主圆弧圆心为不位于峰轴上的偏心圆弧;新型线的低周向泄漏是以降低最大形状系数和增加泵体积为代价的,叶数越多、周向弧半角越大,牺牲越大,应优选2叶第1类新转子;谷部的新避让圆弧能有效消除闭气现象,且简化加工等。为泵其它型线的低周向泄漏,提供一种全参数设计与造型方法。