基于Yolopose的挖掘机检测与工作状态识别

针对光缆、高压油气管道等地下基础设施周边容易受到挖掘机的野蛮入侵问题.本文提出了一种结合Yolopose和多层感知机的挖掘机检测与工作状态判别方法.首先,设计了基于Yolopose的挖掘机6点姿势的提取网络Yolopose-ex;其次,利用Yolopose-ex模型提取视频中挖掘机工作姿态的变化信息,构建了挖掘机的工作状态特征向量(MSV);最后,利用深度学习算法多层感知机(multilayer perceptron,MLP)分析了视频中的挖掘机的工作状态.实验结果表明,所提出的方法克服了复杂背景难以识别的问题,对挖掘机工作状态识别准确率达到了96.6%,具有较高的推理速度和泛化能力.

基于相关性的大型救援装备模块划分方法

为了解决大型救援装备在灾时转运投用效率低的问题,提出了一种基于相关性的大型救援装备模块划分方法。首先建立了零部件相关性评价数学模型,对救援装备零部件之间的相关性进行评价,得到综合相关性矩阵;然后针对救援装备改进了一种层次聚类算法,基于综合相关性矩阵对零部件进行聚类,得到层次聚类结构;最后建立了救援装备模块划分方案多目标优化模型,基于遗传算法对其中各步骤进行适应性改造,从而求得救援装备的最优模块划分方案。该方法解决了现有方法在救援装备上无法应用的若干问题,其有效性在YS220液压挖掘机上得到应用验证。

振动压路机的能量传递模型与作业参数优化研究

为提高振动压路机作业过程的压实质量,研究了振动压路机的能量传递模型与作业参数优化。首先基于U-K方程建立“碾轮-被压实材料”的系统振动动力学模型,结合能量守恒提出振动压路机能量传递模型;然后以振动频率和压实速度作为寻优工作参数,构建路面压实质量的优化模型;最后通过案例验证证明了所提方法的可行性与有效性。结果表明:工作频率与被压实材料的固有频率比值保持在√2~2范围内,可避免共振带来的影响;初始阶段低速碾压,材料性能稳定后提高碾压速度可保证高效压实,得出振动频率在21.8~27 Hz、压实速度在2.36~2.91 km/s范围内,可达到最优的压实效果。所提的能量传递模型、作业参数优化模型为保障振动压路机压实质量奠定了基础,为提高振动压路机压实质量和效率提供了参考。

一种液压挖掘机最优能耗的轨迹规划方法

为了降低液压挖掘机的运动能量消耗,实现各关节的合理有效作业,提出了基于T型速度曲线的关节插值方法,以实现液压挖掘机最优能耗轨迹规划。该方法将各关节的速度设定为匀加速、匀速和匀减速的形式以保证液压挖掘机在作业过程中的平稳性,以关节角度、角速度和角加速度为约束条件,利用改进的自适应遗传算法优化求解各关节的匀加(减)速和匀速运动时间,获得了各关节最优运动曲线,实现了液压挖掘机最优能耗轨迹规划。对基于T型速度曲线的插值规划方法进行仿真实验,并在相同条件下与四次多项式插值结果进行了对比。结果表明,该方法规划的轨迹能耗低,避免了各关节产生不必要的运动,有效减少了摩擦损耗,使得挖掘机可平稳、低能耗地完成作业。

正流量液压挖掘机回转系统节能控制

针对徐工某中型正流量挖掘机回转系统存在的较大溢流损失,设计了一种减小能量损失的节能控制方法。首先建立挖掘机回转系统关键部件模型;其次基于趋近律设计滑模控制器,根据模糊规则确定趋近律参数;最后根据马达溢流阀压力改变泵排量,以实现泵输出流量对压力的快速响应,从而实现节能降耗的目的。经仿真分析,较挖掘机传统的开环控制与PID控制,采用模糊滑模控制下的泵输出流量明显减少,且马达转速较前两种算法变化不大,不会降低回转作业效率,可知设计的算法有效。

一类液压打桩锤过渡段的优化设计及国产化应用

本文所介绍的液压打桩锤是海上导管架主桩打桩的关键设备,由于是该类液压打桩锤的核心零部件一直受国外厂家的限制,只能通过原厂采购,不仅费用昂贵,且采购周期长。本文通过研究断裂弹性连接的材质及原始设计图纸,对弹性连接的结构进行优化设计,通过损坏件的残件元素分析,找到对应国产材料,并对标国外热处理工艺,将此核心零部件国产化,并成功应用。

基于IQPSO-EKF的多传感器融合姿态测量方法研究

为解决自动化竖井掘进设备的定位调姿精度对竖井、孔桩挖掘效率与质量的影响,提出了一种基于改进量子粒子群(IQPSO)-扩展卡尔曼滤波(EKF)的姿态测量算法,以提高微机电系统(MEMS)传感器测量精度。首先,对MEMS传感器数据进行了预处理(除噪、滤波、校准等);然后,参考现有飞行器的坐标系,建立了姿态解算模型,通过姿态角数学模型及运动学分析,构建了EFK状态方程,针对EKF方法参数估计不准确的问题,以分段混沌映射优化初始种群,引入平均位置最优值来避免陷入局部最优的IQPSO-EFK算法,优化EKF的系统、测量噪声的协方差参数;最后,对改进算法和三组姿态误差估计进行了对比实验。研究结果表明:对比三种典型目标函数,IQPSO-EFK相较于普通粒子群算法(QPSO-EFK)具有更强的寻优能力与收敛精度;对比三组旋转速度姿态测量误差,基于IQPSO-EKF算法的姿态测量方法在测量误差时比真实测量误差减少了约86.3%,比扩展卡尔曼滤波减少了约68.7%,比普通粒子群算法减少了约28.2%,证明该算法有效地提高了MEMS传感器测量精度。

基于惯性测量单元的旋挖钻机钻具姿态测量方法

为实时获取钻孔过程中钻具的姿态信息,提高机手掌握成孔垂直度,设计了一种基于惯性测量单元的钻具姿态测量方法。该方法采用三轴加速度计、磁力计和陀螺仪构成惯性测量单元,建立基于四元数的姿态测量非线性模型,并采用基于四元数的扩展卡尔曼滤波算法,有效降低振动等干扰信号的影响,提高钻具姿态解算的准确性。实验结果表明,该方法能够有效避免振动对动态测量的干扰,实现旋挖钻机姿态的准确测量,为旋挖钻机施工提供实时、准确的姿态监测手段,为桩基施工质量提供重要保障。

成组立模成型机模板结构优化设计研究

混凝土预制构件成组立模成型机(简称成组立模)是一种新型的生产混凝土预制构件的设备。为了提高成组立模台面的振动效果和承载能力,本研究以成组立模模板结构为研究对象,提出了一种拓扑优化新兴设计与响应面法结合的优化设计理论。首先,基于变密度法对成组立模模板结构加强筋布局进行拓扑优化设计,得到了加强筋最佳的材料分布形式,以此对成组立模模板结构进行了结构优化设计。为得到最佳的加强筋设计参数,采用中心组合试验设计,建立模板结构最大位移、最大等效应力的响应面模型。利用多目标遗传算法对响应面模型进行优化求解,得出加强筋各参数最优的组合方案。有限元分析结果表明:与初始方案相比,优化设计方案提高了台面的刚度和强度,同时改善了模板结构的振动特性,并提高了混凝土预制构件的成型质量。该研究为进一步推进成组立模的研究提供了理论指导。

基于改进遗传模糊算法的混合动力推土机能量管理策略

以提高整车燃油性为控制目标进行了混合动力推土机的遗传模糊能量管理策略的研究。首先考虑当前状态下超级电容的荷电状态值设计了模糊控制器,以整车需求功率和超级电容荷电状态值作为模糊控制器的输入量,以发动机目标输出功率、发电机输出功率以及超级电容需求功率作为输出,设计了25条控制规则,然后采用改进遗传算法优化隶属度函数,最后利用200 s典型推土机工况在整车平台验证策略的有效性和可行性。研究结果表明:基于改进遗传模糊算法的混合动力推土机与原机型相比节油达19.04%,整机燃油经济性得到明显提高。

美欧日建筑机器人项目资助特点研究

以建筑机器人为主要研究对象,基于美国国家科学基金会(NSF)的项目数据库、欧盟框架计划项目数据库以及日本竞争性研究经费与科研费(KAKENHI)数据库中的建筑机器人项目数据,从项目数量、承担机构、资助金额、技术方向、项目类型等角度考察美国、欧洲和日本对建筑机器人的政府资助情况。结果表明,三个国家和地区表现出不同的建筑机器人项目资助特点,美国为高度密集、鼓励前沿探索,欧洲为高投入、重视应用开发,日本为长周期、以基础研究为主。

风荷载作用下塔式起重机结构的随机振动分析

对塔式起重机的研究一般是将风荷载进行应力等效或者是流体分析,而本文将结合脉动风的随机特性与Ansys的随机振动模块进行分析。首先计算塔机在非工作状况下的预应力模态,确定其固有频率及振型;其次基于Davenport风速谱计算出随机振动模块所需的PSD数据;最后从后处理模块中得到所需的数值。

盾构预拌砂浆运输中离析程度分析及优化

由于盾构预拌砂浆在使用移动筒仓运输的过程中容易产生离析,因此,对已在实际生产中使用的盾构预拌砂浆在不同条件下的离析程度进行研究。在竖直振动模拟条件下,结合颗粒物质理论,以4种不同粒径的颗粒为材料,研究振动时长、砂粒径和分隔空间百分比等3种不同因素对离析程度的影响,用粗料含量变化来表征离析发生的规律,结果表明:振动时间超过60s时,离析程度显示为无明显变化的平缓曲线;粗颗粒粒径越大,分隔空间越大,离析程度越大。使用Design-expert11对试验结果进行综合分析,结果表明:各因素对盾构预拌砂浆离析指数的影响由大到小依次为振动时长、分隔空间百分比、砂粒径;当振动时长为180 s,砂粒径为0.3mm,分隔空间为25%时,离析程度最小,即为最佳方案。

筑坝堆石料颗粒破碎及分形特性试验研究

为探究筑坝堆石料颗粒破碎现象,选取不同粗粒含量和含水量的堆石料作为研究对象,开展室内击实试验,分析土体的压实特性、颗粒破碎特性及分形特征,并揭示其力学响应机理。试验结果表明:随含水量的增加,堆石料的干密度先增大后减小。而最大干密度和最优含水量分别与粗粒含量呈现正相关和负相关。堆石料中出现明显的颗粒破碎现象,随粗粒含量和含水量的增加其颗粒破碎率随之增大。粗粒含量与含水量分别与分形维数成反比和正比关系,相较于含水量,粗粒含量对分形维数的影响更显著。

装配式混凝土建筑施工现场群塔布置的影响因素分析

装配式混凝土建筑的预制构件类型繁多、数量大,现场吊装作业任务量大。装配式混凝土建筑施工现场进行群塔布置时需要考虑塔吊的选型、施工场地和道路情况、塔吊的站位和群塔作业防碰撞要求等因素。在保证群塔施工中相互运行安全的前提下,群塔的合理布置应可最大限度地提高群塔利用效率,满足施工要求。

一种先进的工程机械主机配件数据制作与展示应用系统

本文针对工程机械客户在产品维修与采购备件时,查询配件目录系统出现所需数据不准确(备件与实际装机物料不相符)以及应用体验差等现象,使产品维修的及时性、准确性无法保障,导致客户产品不能正常工作带来经济损失。基于以上痛点,迫切需要建立一种先进的配件数据制作与展示应用系统;以便实现研发、工艺、生产、服务数据制作、变更一体化;高效地生成一机一册;统一的数据管理平台与数据制作高度自动化、备件快捷查询、一键下单与销售等功能。

“园林工程设计”课程思政元素的挖掘与教学探索

文章以高职园林专业“园林工程设计”课程为例,针对“园林工程设计”课程的教学目标、可以融入思政元素的教学内容、采用的教学方法和课程评价体系等方面进行了实践探索和思考,为今后高职院校园林专业思政融入专业教学提供建议。

用地紧张地区初雨调蓄池建设方案研究

大城市中心城区和老城区用地紧张,无大面积规划用地建设矩形调蓄池,考虑雨水调蓄池需向地下空间延伸,故采用深竖井式结构,减少占地面积,以此应对大城市中心城区和老城区用地紧张的问题。研究结合上海某地区对矩形调蓄池和竖井调蓄池的特点进行了分析,为以后调蓄池设计提供参考。

混凝土输送泵车领域专利技术现状

混凝土输送泵车是利用压力将混凝土通过泵管连续输送到施工作业面的施工机械。其是通过将混凝土泵安装到汽车底盘上。汽车底盘上安装有传送系统、搅拌系统、泵送系统等。泵送混凝土的动力来源于发动机。与普通的混凝土输送泵相比,混凝土的泵车特点是方便移动,泵送混凝土快捷方便,能在相对狭小空间作业。混凝土泵发明于20世纪初.

基于搅拌功率测试的振动搅拌阻力的反推求解及仿真分析

混凝土振动搅拌技术相对于普通强制搅拌不仅能有效提高混凝土的力学性能,缩短搅拌时间,还能降低搅拌阻力和能耗,提高制备效率。本文主要通过测量双立轴60L振动搅拌试验样机在制备C30混凝土时的功率曲线,进而反推得到搅拌叶片所受阻力。同时,也对试验样机在卡料工况下的阻力进行分析,并根据带传动的极限有效拉力进行求解,得到在此特殊工况下的搅拌阻力。利用有限元分析软件ANSYS Workbench 2020R1计算了搅拌机构的变形和应力情况,确定了安全系数。结果表明,各种工况下,应力最大值都位于搅拌臂与连接块的连接处,最大变形处都位于搅拌叶片的底端;正常工况下,搅拌机构所受应力以及变形相比于卡料工况下都较小。通过计算得到安全系数,在各种工况下,搅拌机构的强度和刚度均能满足使用要求。