基于改进YOLOX的电铲铲齿断裂检测方法

电铲是露天采矿中广泛使用的一种大型机械挖掘设备。在挖掘过程中,铲齿与矿石长时间的直接冲击会造成铲齿过早的松动甚至断裂,从而导致电铲计划外的停机和生产力的损失。针对这个问题,提出了一种基于改进YOLOX的电铲铲齿断裂检测方法。该方法以YOLOX为基础,首先针对受光照不均匀等影响导致检测效果差的问题,在特征金字塔网络加入扩张卷积注意力机制增强目标在复杂背景中的显著度;其次使用CEIOU(corner efficient intersection over union)损失函数代替原网络损失函数优化网络的训练过程,进而提高目标的检测精度;最后考虑嵌入式设备本身的计算能力问题,利用模型压缩策略裁剪网络中冗余通道,减少模型体积并提高检测速度。在自主构建的4200张WK-10型电铲数据集上进行性能测试,实验结果表明:与YOLOX网络模型相比,改进后模型的平均检测精度达到了95.37%,提高了1.95%,检测速度为46.1 fps,提升了8.4 fps,模型体积为31.74 MB,减少到原来的32.9%。对比多种其他现存方法,所设计的目标检测算法有着精度高、体积小和速度快的优势。

系列产品有限元快速优化设计方法与系统开发研究

针对系列产品的相似性特点,将参数化思想与有限元优化方法结合,提出了系列产品有限元快速优化设计方法。首先对系列产品设计参数进行分析归类,建立基于事物特性表的系列产品主模型,在此基础上,利用有限元参数化设计语言APDL开发系列产品有限元主文档。最后开发了系列化产品有限元快速优化设计系统,并以挖掘机斗齿系列化为例,快速派生斗齿有限元分析结果。实践表明该方法有效地提高了系列产品的研发效率。

悬挂式棉秆粉碎还田搂膜机搂膜机构的设计与试验研究

介绍了悬挂式棉秆粉碎还田搂膜机的设计要求、基本结构,给出了搂膜机构的结构参数。对切根铲工作阻力进行了理论分析,并通过试验获得主要技术参数;同时,搂膜齿排列试验结果表明,搂膜齿的排列方式对搂膜率有一定的影响,最后一排的齿密度越大效果越好,但排列过密容易壅土,齿间距最小约为110 mm;通过综合试验,确定了悬挂式棉秆粉碎还田搂膜机的主要技术参数的较优水平组合;切根铲工作深度H为4～5 cm、提升角(或碎土角)β为16°、机具前进速度V为6.2 km/h。

铲齿的模锻工艺设计

铲齿是一种常用的工程机械零件,该零件结构复杂,成形困难。联合锻造是有效地解决这类零件成形困难的方法。介绍了联合锻造成形工艺的特点,结合实际生产条件,以标准齿工件为例,采用联合模锻工艺,成功地解决了该零件模锻生产中出现的工艺缺陷。此类零件成形过程容易出现折叠和充不满,通过设计合理的预制坯,解决了变形时坯料的分配;用分步变形来控制冲孔变形量,避免了方口边缘充填不足和内腔折叠缺陷的产生,保证了复杂孔型的最终成形,实现了批量生产的目标。

基于改进Mask Scoring R-CNN的铲齿磨损检测研究

为了实现在电铲工作过程中对铲齿磨损进行实时检测,防止因铲齿磨损而影响电铲开采效率,提出了一种基于改进Mask Scoring R-CNN(region convolutional neural network,区域卷积神经网络)的铲齿实例分割模型。首先,以ResNet-101(residual network,残差网络)和改进的FPN(feature pyramid networks,特征金字塔网络)作为主干网络,提取高、低特征层的语义信息和细节特征并融合,结合ROI Align层对局部特征层进行裁剪和归一化处理,以完成目标检测与实例分割;然后,基于获取的铲齿分割效果图以及二值化掩码图形信息,计算实例分割后图像中铲齿部分的像素面积,以判断其磨损情况。结果表明,以ResNet-101和改进FPN为主干网络的铲齿实例分割模型在测试集上的平均像素精度为90.76%,平均交并比为83.62%,相比于以ResNet-101和传统FPN为主干网络的实例分割模型分别提升了1.18%和1.21%。在电铲采掘工作现场进行8次铲齿磨损检测实验,检测到的每颗铲齿的磨损程度波动幅度均小于2%,均方差为0.7左右,说明所提出的实例分割模型对铲齿有较好的分割效果和稳定性,基本满足磨损检测要求。研究结果可为铲齿磨损状态的智能化检测提供新思路。

基于Pro/E的花键轴铲齿成形铣刀的三维造型设计

利用Pro/E软件的参数特征建模功能实现花键轴铲齿成形铣刀的三维造型设计。先根据花键轴铲齿成形铣刀的加工原理和结构特点完成刀具的切削部分基本形体的设计;再切出花键轴铲齿成形铣刀的容屑槽等特征。该产品的设计方法设计快捷、高效,故在工程设计中具有一定的借鉴价值。

湖南省凤凰县苗族4项人类群体遗传学特征调查

调查了湖南省凤凰县588例(男265例,女323例)苗族中学生的蒙古褶、上眼睑皱褶、铲型门齿和耳垂等4项人类群体遗传学我自的出现率.结果显示:1)蒙古褶97.62%,上眼睑皱褶55.10%,铲型门齿89.28%,耳垂83.50%;2)蒙古褶率、铲型门齿率、有耳垂率男女性间无显著性差异(P>0.05);3)苗族有上眼睑皱褶男性为50.57%,女性为58.82%,有上眼睑皱褶率性别间存在显著性差异(P<0.05);4)4项遗传学特征间无相关关系.

铲齿摩擦磨损试验机的研制

针对目前大部分摩擦磨损试验机实验形式单一,只能进行较为典型的摩擦磨损实验,不能模拟铲齿挖掘物料的实际摩擦工况等问题,研制了一种新型铲齿摩擦磨损试验机。通过采用由凸轮驱动的多连杆铲齿转臂运动,模拟铲齿在物料中的运动状态,采用槽轮机构和压实机构在铲齿挖掘的同时对物料进行覆平和压实,模拟铲齿挖掘时的物料状态,从而对不同工况和材料铲齿的磨损性能进行测量,为铲齿设计、检测和对比不同种类铲齿的寿命情况提供可靠的依据。

16.8m^3铲齿开发与应用

在ZGMnl3材料的基础上,采用适当工艺同时合理改变铲齿的形状,提高铲齿服役寿命。新型铲齿比原铲齿的服役寿命得到提高。

铲齿脱落检测系统设计

为了满足目前电铲铲齿断裂的检测要求,基于深度学习的目标检测技术设计了铲齿脱落检测系统,搭建硬件平台并采集铲齿的关键帧图像。最后通过现场试验测试该系统的功能,试验结果表明,该系统能有效识别铲齿脱落状态,报警准确率可达到90%以上,对环境鲁棒性强,具有较高的可信度。

乌伦古河流域铲齿象化石产地地层岩性及特征

通过研究考察过程发现的多处铲齿象化石出露点,总结化石特征,寻找相关规律,对于研究该地质时期包含的信息具有很好的借鉴作用。铲齿象化石承载的丰富的地质年代信息,值得深入研究和学习。