变压器油在线检测与故障预警系统实验装置设计

电力变压器在电网中担任着核心角色,但是目前的维修模式存在着盲目强制性,往往消耗大量人力物力,为解决此现象,通过研发变压器油在线检测与故障预警系统实验装置,建立应修尽修的预测性维修模式,实现变压器在线运行状态实时监测,运行故障分析预警功能。通过FreeRTOS并行实时采集数据变压器油的基础数据,利用python的pytorch深度学习模型处理数据,实现通过变压器油间接监测变压器的运行状态,上报实时数据与预警信息,减少由于故障引发事故发生的概率,节省变压器检修的人力物力消耗,加快我国智慧电网的建设过程。

基于知识图谱的食品领域数智化研究进展

随着大数据和云计算等技术的发展,食品领域的数据规模正在以惊人的速度增长。这些数据不仅来源多样、结构复杂,且缺乏统一的术语标准,给食品数据的有效整合和利用带来了挑战。知识图谱作为实现通用人工智能的重要基石,以其在数据整合和语义理解方面的能力,为食品领域的数据组织、管理与应用提供了支持。通过总结近年来知识图谱在食品领域应用的研究成果,介绍了食品领域知识图谱的构建方法,涵盖本体构建、知识抽取、知识融合和加工等关键环节;重点梳理了当前食品领域知识图谱在食品营养与健康、食品创新与研发、食品安全与溯源3个方面的数智化应用;基于食品领域知识图谱的发展现状,从多模态数据融合技术、大语言模型构建以及食品领域工业设备智能化发展角度展望了食品领域知识图谱的未来发展方向。

基于形体特征层次分析的概念设计原型评价与演化方法

为对概念设计原型进行定量评价,实现具有形位公差需求的机械零件成形时间与制造质量之间的均衡,提出一种基于形体特征层次分析(Shape Feature Hierarchical Analysis,SFHA)的概念设计原型评价与演化方法。针对概念设计形体的孔和轴的形态特性,采用最大内切圆柱和最小外接圆柱构建特征模型,计算由分层策略所导致偏移的实际轴线位置,推算圆柱度误差大小。进行基于形位公差的自适应分层,在保证圆柱度等公差满足设计需求的情况下尽可能减少所需层数。通过改进粒子群算法进行非凸优化求解,遴选出最优的分层序列。计算特征层次化模型向正平面V(XOZ)和侧平面W(YOZ)的平行正投影面积及绝对梯度变化,实现基于SFHA的概念设计原型特征定量化描述与动态演化。以典型支座零件为例进行验证,采用熔融沉积成形设备进行物理试验,基于高精度结构光三维扫描仪获取原型零件的圆柱度误差,相较于均匀分层方法,所提出的SFHA方法制造时间可减少26.97%。

汽车激光雷达盖板的双色注塑模具设计

根据某车型激光雷达盖板的双色结构及形状,采用动模型芯旋转式结构的模具方案,设计了一套一出二的热流道双色注塑模具。利用Moldflow软件进行了双色成型分析,双色注塑第一次注射成型透明的PMMA材料的产品,第二次注射成型黑色ASA材料的产品。为实现该双色产品的结构成型,在定模处设计了2组不同结构的型腔,在动模处设计了2组左右对称的型芯,并且,在型芯侧设计了双斜导柱抽芯机构,冷却系统设计为“直通式+隔水片”的随形循环水路;顶出系统设计为2组独立的液压油缸,在产品顶出取件中,第一次注射成型的PMMA产品不顶出,第二次注射成型的ASA材料的产品采用“直顶+斜顶”的组合机构将双色产品推出,最终通过机械手完成产品的取件。实践生产证明了该双色模具结构合理、运行稳定、成型的双色塑件表面无缺陷。

基于双反射镜的2D-DIC变形测量系统开发

二维数字图像相关(two-dimensional digital image correlation,2D-DIC)在测量过程中不可避免地会出现相机光轴与测量表面非垂直,由此产生的离面位移而将导致较大的测量误差,同时在视场受限的环境中难以通过单台相机完成大范围的变形测量。有鉴于此,该文开发了基于双反射镜的2D-DIC变形测量系统,使用双反射镜成像缓解离面运动对2D-DIC的影响,通过可移动相机实现小视场下的图像采集,提出基于频域移位的高精度图像拼接方法,并改进了融合函数,最终获得试样的高分辨率图像。单轴拉伸实验结果表明,轴向应变的平均相对误差相比传统2D-DIC方法降低12.82%,测量分辨率提高约34.92%,验证了测量系统的可行性和有效性。

知识引导的视觉关系检测模型

视觉关系检测(VRD)任务是在目标识别的基础上,进一步检测目标对象之间的关系,属于视觉理解和推理的关键技术。由于对象之间交互组合,容易造成对象间关系组合爆炸的问题,从而产生很多关联性较弱的实体对,导致后续的关系检测召回率较低。针对上述问题,提出知识引导的视觉关系检测模型。首先构建视觉知识,对常见的视觉关系检测数据集中的实体标签和关系标签进行数据分析与统计,得到实体和关系间交互共现频率作为视觉知识;然后利用所构建的视觉知识,优化实体对的组合流程,降低关联性较弱的实体对得分,提升关联性较强的实体对得分,进而按照实体对的得分排序并删除得分较低的实体对,对于实体之间的关系也同样采用知识引导的方式优化关系得分,从而提升模型的召回率。在公开数据集视觉基因库(VG)和VRD中验证所提模型的效果:在谓词分类任务中,与现有模型PE-Net(Prototype-based Embedding Network)相比,在VG数据集上,召回率Recall@50和Recall@100分别提高了1.84和1.14个百分点;在VRD数据集上,相较于Coacher,Recall@20、Recall@50和Recall@100分别提高了0.22、0.32和0.31个百分点。

异形分流管热流道家族注塑模具设计

介绍了某款异形分流管零件热流道注塑模具的设计过程。模具设计中,首先,分析了注塑件的零件特征和生产要求,确定了模具的基本结构方案;再利用Moldflow软件分析模具注塑成型过程,预测零件的成型时间、翘曲变形量、熔接痕位置等,最终完成整套模具的设计。模具采用两板式热流道冷浇口注塑成型,浇口选择潜伏式点浇口形式,开模时自动拉断与注塑件分离;模具定模型腔设计了1个弹性脱模镶件,保证了开模时塑件紧贴型芯侧;模具分型面上共分布了5个侧抽芯滑块结构,由弯销导向并延时开模。对常用型弯销滑块机构进行了改进,将两段式弯销改进为三段式弯销,有效地避免了常用弯销滑块机构容易出现卡死和锁闭不紧的问题。模具经过实际生产验证可知,结构合理可靠,制备得到的零件尺寸精度满足设计要求。

汽车侧裙板数值成型分析及模具设计

汽车侧裙板长度约为1 m,宽度约为0.1 m,卡扣、加强筋、嵌件孔等复杂结构较多,属于大型细长复杂塑件。大型细长复杂塑件成型难度较大,需要采用数值仿真与模具设计相结合的方法,仿真、设计和验证交叉进行、相互渗透。根据产品的特点拟定了3种进浇方案,仿真结果表明,方案Ⅲ(9点进浇)翘曲变形量最小,其值为4.51 mm。通过验证方案Ⅲ的缩水性、填充时间、填充等值线、填充末端时间差及压力差等参数可知,方案Ⅲ填充均匀、末端压力一致、产品无缩水,表面无质量缺陷,为可行方案。根据方案Ⅲ进行模具设计,包括浇注系统、成型零部件、推出机构、冷却系统等。模具设计完毕后对冷却系统进行验证,结果表明,凸凹模的模温温差小于10℃,模温趋于一致,无翘曲变形风险。基于方案Ⅲ的模具设计可作为最终方案,为模具制造和生产提供方向。

卫浴端盖塑件的浇注系统设计与CAE分析

浇注系统设计对模具结构与塑件的成型质量具有重要影响。结合卫浴端盖塑件,设计了3种不同的浇注系统方案,并利用Moldflow软件进行了浇口匹配性分析以及冷却、填充、保压和翘曲等方面的分析。结果表明,这3种浇注系统方案均能够使塑胶熔体平衡地填充整个腔体,形成完整的塑件。此外,3种方案所产生的翘曲变形量都相对较小且数值趋近一致。方案3中,塑件内均不可避免地出现熔接痕。但在方案1、2中,塑件内部存在较长连续的熔接线,并且,在关键位置(分流孔隔板)中心出现环形熔接线;上述熔接痕将会对塑件质量性能造成严重不良影响。基于以上分析结果,选择方案3进行了生产验证,得到了品质合格的塑件。

圆弧抽芯注塑模具优化设计

基于圆弧抽芯注塑模具,根据塑件结构及材料性能特点,对浇口的位置及结构进行了优化设计,通过CAE模拟分析得到位于填充末端、最大壁厚处的塑件最大变形量为0.739 mm,变形量在设计允许范围内。以油缸作为驱动动力源,通过齿条驱动齿轮、内齿轮旋转,实现抽芯动作;将内齿轮设计为异形非标齿轮,减少了所占空间,实现了1模2腔布局。为解决圆弧型芯冷却水路难以加工的问题,设计的加工工序为先按照直型芯进行粗加工,钻孔加工型芯冷却水路,然后,将型芯加热弯曲为所需形状,并进行调质处理,最后对型芯进行精加工使其满足设计要求,达到了随形冷却效果。传动机构关键参数采用理论计算与CAE模拟分析相结合的法验证,测试结果表明,计算校核效率提高了约4倍。

左右后雾灯边框的顺序阀热流道注塑模设计

结合新能源汽车的左右后雾灯边框注塑时易产生熔接痕和脱模时易变形的问题,设计了1模2腔的侧浇口二板式热流道注塑模具。基于Moldflow模拟分析结果,确定了左右后雾灯边框的最佳浇口位置、浇口数量,通过综合分析塑件尺寸、生产技术和效率等设计了模具的浇注系统、冷却系统、抽芯机构、脱模机构等结构。为合理控制塑件的熔接痕,采用冷流道与热流道相结合的复合流道,利用顺序阀控制进浇点的进浇时间;为了实现高效脱模,将模具引入了斜顶机构、倒装的斜导柱侧抽芯的组合式脱模结构,替代了传统注塑推杆式脱模,采用两侧油缸驱动推板运动的脱模方式。最后,利用UG软件对模具的导向机构、复位机构和其他辅助机构进行分析,完成了模具设计。

基于改进YOLOv5s的肠镜息肉多分类实时检测方法

为了在肠镜检查过程中对结直肠息肉进行快速鉴别检测,提出一种基于改进YOLOv5s的肠镜息肉多分类实时检测模型.该模型采用ConvNeXt作为主干网络,融入SimAM注意力机制提升检测性能,同时在颈部网络中使用基于GSConv的slim-neck模块减少网络参数.为了对模型进行训练和测试,构建了包含1676张息肉图像并由专业医生标注的结直肠息肉数据集.提出的模型在测试集上的平均精度均值(mAP@0.5)为83.0%,相较于改进前提升8.4%,检测速度达到120帧/s.此外,模型在边缘侧部署检测速度超过25帧/s.结果表明,改进的YOLOv5s满足临床结肠镜检查对实时性与准确性的要求.

基于特征匹配的逆向工程模型重建方法

逆向工程(RE)也称反求工程,以实物、样件、软件(包括图样、程序、技术文件等)或影像(图片、照片等)为对象,应用产品设计方法学、系统工程学、计算机辅助技术方法进行系统分析和研究,探索掌握其关键技术,进而开发出同类或更先进产品。从数据采集、数据处理和模型构建3个阶段给出了RE中的模型重建过程。首先基于特征的点云匹配方法进行数据采集,获取物体表面的点云数据,然后采取降噪、平滑等方式进行预处理,最后通过曲面拟合、曲面特征提取和数据拼接完成实物到模型的建模。同时给出了各阶段的通用方法和实际应用的注意事项。RE可快速准确地确定实物的结构特点、内部构造等信息,并为后续设计提供参考。

水泵缸体疲劳寿命逆向重构分析

某不明型号水泵缸体在使用过程中出现断裂情况,经分析发现该水泵缸体在加压工作过程中发生了疲劳断裂,且断裂处存在应力集中。为了生产一批寿命更高的水泵缸体,需分析该水泵缸体的应力分布及其疲劳寿命。从逆向工程入手,利用Handyscan3D激光扫描仪进行点云数据的获取,通过GeomagicStudio对扫描的数据进行了优化处理,利用CATIA正逆向建模的方法重构了点云数据的三维模型,通过INSIGHT打印机实现了模型实体的制造,通过实际装配可以发现逆向制造的模型可以与原件精确配合,因此精度良好,之后再利用ANSYSWorkbench软件对数字模型进行应力分布和疲劳寿命分析,在进行疲劳寿命分析时发现该水泵缸体存在应力集中问题,为更好地分析其刚度、强度和疲劳寿命,进行了水泵缸体的子模型二次分析。经过分析可知:水泵缸体最大接触应力和最小疲劳寿命区域几乎相同,最小疲劳寿命出现在圆台和柱面过渡处上方区域,因此在进行类似型号的水泵缸体设计时,应着重加强此区域的强度,该研究为水泵缸体结构设计与强度评估提供了基础的技术支持。

FTA在应急通信车网络故障诊断系统的应用

针对应急通信车通信网络综合组网复杂性和故障关联关系复杂性越来越高的问题,提出了基于故障树分析(Fault Tree Analysis,FTA)法的应急通信车通信网络故障集中诊断方法。该方法可以实现通信网络故障的快速诊断,并能够将诊断结果反馈到应急通信车智能通信网络管控系统,通过故障专家知识库支撑和资源调控智能化辅助,实现人工干预或通信网络自适应快速调整和恢复,从而提升应急通信车可靠性、维修性水平。该设计方法可推广应用到大型复杂通信系统和通信、指挥车辆平台通信网络的运维管理系统中,具有较广阔的设计分析和工程应用前景。

基于ZigBee的无线快递分拣机设计

为推动快递揽投网点智能化升级,实现降本增效,本文基于ZgBee无线传感器网络、颜色传感器、步进电机、舵机、光电开关等,设计了一套无线快递分拣机,该设备具有成本低、占地面积小、布线少、可自由组合无限拓展的优点,有助于快递分拣机在快递揽投网点的普及推广。

一种细胞荧光显微图像饱和伪影修复算法

细胞的荧光显微镜图像包含丰富的表型特征,这些表型特征被用于研究细胞内物质的吸收和运输、化学物质的分布和定位等.这些分析需要高质量的细胞图像,然而饱和伪影会导致生物表型特征的严重丢失,这将影响形态学分析和一些分类实验.从数据的后处理角度出发,提出了一种基于生成对抗网络的两阶段细胞图像修复模型,以解决饱和伪影导致的表型特征丢失问题.该模型能够修复大面积的缺失表型特征区域.通过4组实验测试了修复图像的有效性和可信度.结果表明,修复结果填补了丢失的表型特征,提高了分析中的图像质量.使用分类实验作为细胞形态学分析实验的代表,对修复前后的细胞图像进行分类实验,结果证明修复饱和伪影后的图像可以提高基于细胞形态分析的实验准确性.

工业监控器外罩收缩侧型芯注射模设计

结合工业监控器外罩塑件的注射成型,设计了一副两板式热流道模具。在模具整体结构设计的基础上,利用CAE仿真辅助分析并验证了复合式浇注系统的可行性及冷却系统的有效性。分析结果表明,成型后塑件的变形可减小至0.58 mm,能满足MT3级要求。为解决模具结构中塑件转轴套内壁环凹槽的自动脱模问题,设计了一种2次抽芯复合机构,相向收缩抽芯的2个差速滑块在有限空间内(20 mm)实现了环槽的自动脱模。为解决内壁上倒钩柱的自动脱模问题,设计了一种两瓣式弹性顶针用作该特征的脱模。当两瓣弹性顶针顶出倒钩柱时,两瓣弹性顶针由于弹性原因而张开,与倒钩柱分离,实现了该特征的自动脱模。

基于Polyflow正压防护面罩吸塑成型过程

为探究正压防护面罩吸塑成型过程中不同工艺参数组合对其影响。结合实际设计的要求,采用PET材料作为面罩吸塑材料,基于Ployflow,分析不同压力、温度组合的工艺参数及初始板材厚度对面罩吸塑成型的影响。结果表明,利用面积延伸率、厚度均匀性及面罩成型深度综合分析面罩的吸塑成型质量发现,温度和压力对面罩成型质量的影响较显著。由于板材厚度与成型深度呈负相关,再结合面罩成型深度的要求可知,在符合设计要求的条件下,当工艺参数组合为温度114℃、压力0.65 MPa、PET板材初始厚度为1 mm时,面罩质量最佳。

利用向量叉积计算与二叉树追踪快速搜索封闭区域

目的自动填充等值线图的难点是自动搜索出值域相同的各个封闭区域,常用的扫描线填充和区域填充方式存在计算量大、效率不高等问题。方法针对此问题,提出利用多边形特征点的向量叉积计算结果与多边形的绘制顺逆方向之间的相关性,判定等值图中断层多边形的走向,基于构成封闭等值区域的等值线及其属性值具有的规律性性质,即等值线属性值是等值或等间距,追踪区域时利用填充边界或断层上的等值线端点创建追踪二叉树。追踪相邻的两个等值线端点所在的封闭区域时,将其中一个端点作为二叉树的根节点,沿边界查找左右相邻的下一条等值线端点,并将找到的端点作为左右子节点,从而实现封闭区域的快速追踪;通过封闭区域面积排序确定不同区域之间相互包含关系,据此构建拓扑相邻关系树,实现封闭区域的顺序覆盖填充,设计出更加简单、快速区分不同封闭区域的区域填充颜色选取方法。结果该方法简化了复杂的等值连通区域搜索算法,等值图的颜色变化趋势能保持一致,数据测试对比证明了所提算法的正确性。结论该算法通过一系列等值线能一次性得到组成封闭区域边界的点集合,因此,可以实现等值线和等值区域边界的完全吻合,当某些等值线发生变化时,只需更新相关的等值区域即可,提高了等值图件的编辑效率。