草莓移栽机控制系统设计与试验

针对草莓高起垄定向移栽农艺要求,设计一种机械打穴、人工识别草莓苗弓背方向后定向穴栽的移栽机。基于可编程控制器(PLC)设计整机控制系统,包括移栽机定速行走控制系统、前轮转向控制系统、打穴控制系统等任务模块。整机采用直流无刷电机作为底盘的驱动元件,根据电机自带编码器的输出值进行行走速度、栽植株距和打穴频率的协调控制,采用步进电机作为打穴机构的驱动元件,由接近开关对打穴机构进行定位,通过二者配合完成打穴过程,在人机协同作业下,完成草莓苗移栽。试验结果表明:当单行移栽效率为15株/min,株距为150 mm、200 mm、250 mm时,株距合格率、孔深合格率、孔径合格率均在95%以上,其变异系数均小于5%,打穴成功率均大于95%,符合移栽机行业标准,打穴移栽效果满足农艺要求。

油气井井下切割技术发展现状及趋势

油气开发后期,退役井数量急剧增加,完井修井作业中套管磨损、卡钻等问题突出,退役经济耗费显著增加。为最大限度减少卡钻和退役经济耗费,有必要开展新型套管切割技术及装备的研发与应用。首先,总结了现阶段井下管柱切割技术的主要类型、工作原理和配套装备,包括机械切割、磨料射流切割、聚能切割、化学切割、电弧切割以及激光切割;对比机械切割、磨料射流切割以及特种切割方式的技术发展现状和趋势,分析上述切割方式的工程应用及优缺点;在此基础上,提出面向高效套管切割工程需求的主要切割技术及工具。结合目前切割技术及工具的发展现状,对未来井下管柱切割技术给出优化割刀性能、加强磨料射流切割的控制、研制新型切割工具及切割工具智能化等建议。

切削速度对某新型易切削钢切屑形态及加工表面形貌影响

为了明确切削速度对某新型易切削钢切屑形态及加工表面形貌的影响规律,开展了不同切削速度下某新型易切钢的切削试验,研究切屑形态和已加工表面形貌并分析其产生原因。结果表明:宏观上,在切削速度大于150 m/min时,该易切削钢切屑以短管螺旋状为主,当切削速度小于150 m/min时,切屑以发条状和破断弧形为主,形成锯齿形切屑的临界切削速度大约在200 m/min;切削速度影响切屑底面形貌,在低速切削时,切屑底面较多大小不一的撕裂状凹坑、沟槽,当切削速度增大至200 m/min时,能够形成表面较光滑的切屑底面;低速切削该易切削钢时,工件表面粗糙度较大,3D形貌显示波峰高度、波谷深度也均较大,随着切削速度的增加,粗糙度减小,3D形貌亦趋于平缓。

钢筋混凝土板柱节点冲切性能研究进展

为提高板柱节点冲切性能从而促进其工程应用,比较了各类抗冲切元件的不同布置形式、形状尺寸、几何参数以及组合形式对节点抗冲切承载力的影响,概括了受损板柱节点修复与加固的研究现状,梳理了不同开洞尺寸、距离、数量、形状及偏心荷载作用下开洞板柱试件抗冲切性能的研究成果,归纳了有无抗冲切钢筋和配置型钢剪力架板柱节点的抗冲切承载力计算方法以及基于机器学习的板柱节点冲切承载力预测方法。结果表明:各类抗冲切元件可通过改变布置形式、形状尺寸、几何参数以及元件组合从而改善板柱节点的冲切性能;板件开洞的尺寸越大、距离越远、数量越多,对节点的抗冲切性能越不利;基于数值模拟和规范改进得出的冲切承载力计算公式仅对特定试验有较高的预测精度,尚未形成较为统一的承载力计算公式,而基于机器学习的冲切承载力预测模型是未来研究的重点;需进一步开展关于受损板柱节点修复与加固方法的研究,对完善板柱节点抗冲切性能研究理论体系具有重要意义。

大麦茎、叶、穗对饲草产量及品质的影响

为探明大麦不同组织(茎、叶和穗)在不同刈割期对饲草产量及品质的影响,以安徽省两个主栽饲用大麦品种为材料,比较了两年度两个品种茎、叶和穗分别在齐穗期及其后14 d和28 d饲草产量及品质的差异。结果显示,不同组织、刈割期及组织×刈割期互作效应对饲草产量及品质均有显著影响(P<0.05),年度效应主要影响产量,其他互作效应因品种和性状不同而异。饲草产量随刈割期后移增加,对其贡献表现为茎﹥穗﹥叶,第2年度高于第1年度。饲草品质性状在组织间和刈割期间存在显著差异,而在年度间仅在单个品种若干性状上存在差异;粗蛋白含量表现为穗﹥叶﹥茎,且随刈割期后移下降;粗纤维、酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维和酸性洗涤木质素含量均为茎﹥叶﹥穗,且随刈割期后移前3个性状先降后升,酸性洗涤木质素含量持续上升;粗脂肪含量为叶﹥穗﹥茎,且随刈割期后移上升。综上,在株高相当时,增加穗部比例可提高大麦饲草产量和品质;刈割期后移可提升饲草产量但降低品质。基于本研究,选育大穗、多叶型品种,适期刈割,有望同步提升大麦饲草产量和品质。

不同激素处理和扦插时间对幼化乌桕嫩枝扦插生根的影响

【目的】优化乌桕扦插育苗试验,为乌桕的无性繁殖提供实践参考;观察生根过程的形态、解剖学结构及营养物质变化,为乌桕生根机理提供理论依据。【方法】以6年生乌桕为材料,分析幼化处理后在外源激素(200、500、800 mg·L^(-1)的NAA和800、1000、1200 mg·L^(-1)的IBA)和扦插时期(6、9月)对乌桕嫩枝扦插生根的影响;定期拍照进行形态观察以确定采样周期,利用石蜡切片技术观察插穗的解剖学结构,并采用蒽酮比色法和考马斯亮蓝法测定可溶性糖、淀粉和可溶性蛋白含量。【结果】幼化处理可以明显提高乌桕扦插生根效果;IBA处理组的生根效果明显优于NAA,当IBA浓度为1200 mg·L^(-1)时生根率最高,可达100%。6月乌桕扦插的各生根指标均高于9月。解剖学观察未发现潜伏根原基,因此乌桕嫩枝扦插不定根源于诱生根原基,存在皮部及愈伤两种生根类型;在乌桕扦插生根过程中,处理组淀粉含量变化呈“下降—上升”趋势,可溶性糖、可溶性蛋白含量呈“上升—下降—上升”的变化趋势,对照组变化趋势与激素处理组相似,但峰值出现时间比处理组推迟7 d左右。【结论】乌桕不定根发生属于混合生根类型,幼化处理可有效提高乌桕扦插生根效果,6月扦插,1200 mg·L^(-1)的IBA激素处理生根效果最好,且生长调节剂能提高营养物质积累与代谢速度,促进插穗生根。

广西大新红黏土工程地质特性及路基处治措施

研究目的:红黏土因其特殊的工程性质,容易引起边坡出现裂隙、垮塌、不均匀沉降等病害,对工程质量、安全、造价造成极大影响。本文对红黏土进行详细室内土工试验,分析研究红黏土的物理力学性特征,从而为红黏土边坡防护及填料利用提供相应的处治措施建议,以指导工程实践。研究结论:(1)该地区红黏土显示出高含水率、高饱和度、高孔隙比、高液限、高塑性、压缩性较小、黏聚力高、弱~中膨胀性的特征;(2)随深度增加,含水率、液限、孔隙比、液性指数、压缩系数逐渐增大,而黏聚力、压缩模量逐步降低,形成上硬下软的特征;(3)对红黏土路堑,提出采用“缓边坡、宽平台、固坡脚”的设计原则;(4)针对红黏土填料,提出根据击实后50 kPa下膨胀总率判定填料膨胀性,采取包边、加筋、设置垫层、无机结合料改良处治后用于路基填料;(5)本研究成果对广西红黏土地区勘察设计具有一定的参考价值。

机械完工尾项管理系统在FPSO建造项目的应用

在国际海洋工程建造项目中,机械完工被广泛采用。作为从施工到调试前的重要过渡阶段,机械完工是一种工程管理理念,也是项目精细化管理的体现。施工和检验人员在根据ITR执行机械完工检查的过程中会记录大量尾项,并形成尾项清单。如何快速高效地对完工尾项进行实时跟踪和管理是项目管理人员和现场检验人员关注的重点。基于以上需求,提出了一种解决方案,基于Django建立了一套机械完工尾项管理系统。在某FPSO项目的实际运行效果良好,其中的应用经验可供其他类似项目参考。

ONECUT2高表达介导胃癌复发患者5-FU化疗耐药

目的:探究One cut结构域家族成员2(ONECUT2)是否可以作为对5-FU耐药的胃癌复发患者的治疗靶点。方法:利用癌症基因组图谱(TCGA)数据库分析ONECUT2基因在胃癌患者及胃癌复发患者的表达情况。利用基因集富集分析(GSEA)评估TCGA数据库中ONECUT2表达量与药物代谢相关生物学过程的相关性。利用CCK-8细胞毒性实验评估胃癌细胞敲低或过表达ONECUT2对5-FU的耐药情况。分析30例胃癌术后复发患者ONECUT2表达量与5-FU治疗效果的相关性。结果:TCGA数据库分析显示,在经受过化疗且复发的胃癌患者中,ONECUT2高表达的患者无病间隔期(disease-free interval,DFI)更短。GSEA分析结果表明,ONECUT2高表达与异生药物代谢通路呈正相关,这提示可能与胃癌患者的耐药相关。体外实验中,敲低ONECUT2降低胃癌细胞对5-FU的半数抑制浓度(IC_(50))值;反之,过表达ONECUT2增加细胞对5-FU的IC_(50)值。30例胃癌复发患者对5-FU的药物敏感性与ONECUT2表达量相关。结论:胃癌复发患者的ONECUT2表达量更高,ONECUT2高表达与胃癌复发患者的5-FU耐药相关,可能是潜在的治疗靶点。

航空齿轮薄辐板车削加工变形预测及切削参数优化研究

为了满足直升机传动系统轻量化的需求,作为直升机关键零部件的传动齿轮具有薄壁的显著特征,在切削加工中容易出现变形严重和尺寸精度难以保证的问题。本文以高强度中合金渗碳钢齿轮薄辐板为研究对象,基于ABAQUS有限元分析软件,开展了切削加工仿真研究,通过建立三维动态切削仿真模型,分析了加工过程中工件所受的切削力与切削参数之间的关系;并运用静态仿真分析了切削力和夹紧力叠加对薄辐板加工变形的影响,对仿真结果进行了极差分析。最后,通过开展试验对仿真结果进行了验证。结果表明:齿轮薄辐板加工变形量静力学分析显示齿轮辐板轴向变形量最大,径向变形在轮毂处最大;极差分析发现,切削速度为150 m/min、进给量为0.06 mm/r、切削深度为1.8 mm为最优切削参数,最大变形量的预测误差小于10%。

智能采煤机器人关键技术

采煤机是综采工作面的核心装备,研发智能采煤机器人是实现综采工作面智能化的关键。综合分析当前采煤机机器人化研究进程中的传感检测、位姿控制、速度控制、截割轨迹规划与跟踪控制等技术的研究现状,提出研发智能采煤机器人必须破解的“智能感知、位姿控制、速度控制、截割轨迹规划与跟踪控制、位-姿-速协同控制”五大关键技术,并给出解决方案。针对智能感知问题,提出了构建智能感知系统思路,给出了智能采煤机器人智能感知系统的架构,实现对运行状态、位姿、环境等全面感知,为智能采煤机器人安全、可靠运行提供保障;针对位姿控制问题,提出了智能PID位姿控制思路,给出了改进遗传算法的PID位姿控制方法,实现了智能采煤机器人位姿精准控制;针对速度控制问题,提出了融合“力-电”异构数据的截割载荷测量思路,给出了基于神经网络算法的截割载荷测量方法,实现了截割载荷的精准测量;提出牵引与截割速度自适应控制思路,给出了人工智能算法牵引与截割速度决策方法和滑模自抗扰控制的牵引与截割速度控制方法,实现了智能采煤机器人速度精准自适应控制;针对截割轨迹规划与跟踪控制问题,提出了截割轨迹精准规划思路,给出了融合地质数据和历史截割数据的截割轨迹规划模型,实现了截割轨迹的精准规划;提出了截割轨迹精准跟踪控制思路,给出了智能插补算法的截割轨迹跟踪控制方法,实现了智能采煤机器人截割轨迹高精度规划与精准跟踪控制;针对“位-姿-速”协同控制问题,提出了“位-姿-速”协同控制参数智能优化思路,给出了基于多系统互约束的改进粒子群“位-姿-速”协同控制参数优化方法,实现了智能采煤机器人智能高效作业。深入研究五大关键技术破解思路,有利于加快推动研发高性能、高效率、高可靠的智能采煤机器人。

弱酸性电解水用于提升鲜切马铃薯安全品质的研究

目的探究弱酸性电解水和自来水处理的鲜切马铃薯在室温贮藏条件下不同时间段内品质的变化。方法模拟现代厨房贮存模式,经弱酸性电解水和自来水处理的鲜切马铃薯在室温(25±0.5)℃贮藏环境下,贮藏0、7、14、21、28、35h时,检测其感官、色度、质构、淀粉、蛋白质、钾、维生素C、菌落总数、大肠杆菌、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、霉菌、酵母菌。结果经弱酸性电解水处理的鲜切马铃薯在室温贮藏21 h内,经自来水处理的鲜切马铃薯在室温贮藏14 h内,感官正常,其营养成分淀粉、蛋白质、维生素C、钾元素下降较少,金黄色葡萄球菌、沙门氏菌、菌落总数、大肠杆菌、霉菌、酵母菌的含量均在国家标准和团体标准许可的安全范围内,可安全食用。结论弱酸性电解水可显著提升鲜切马铃薯的贮藏品质,抑制其金黄色葡萄球菌、沙门氏菌、菌落总数、大肠杆菌、霉菌、酵母菌繁殖,延长室温贮藏期。

聚四氟乙烯材料切削工艺和应用研究进展

聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene,PTFE)因其优异的物理化学性能而成为生产制造电子通信、航空航天等领域关键零部件的重要材料。相比模压烧结工艺,切削工艺能够更高效地加工结构较为复杂的PTFE零部件。然而,PTFE材料具有韧性强、回弹性高、导热性差和线膨胀系数大等特点,使得其切削加工质量难以保证,在一些特殊领域,对PTFE零部件的表面洁净度更是有极高的要求,这些都对PTFE材料的切削工艺提出了新的挑战。从PTFE材料的基础力学和物理化学等特性出发,总结了PTFE材料的切削加工性;结合聚合物切削理论及其研究方法分析了PTFE材料的切削去除机理;阐述了PTFE及其复合材料的车、铣、钻等切削加工工艺;最后概述了PTFE材料切削工艺在相关重要领域的应用现状,并从材料性能研究、基础切削理论研究、切削工艺探索等方面总结了现有研究和应用中存在的问题,对未来研究的发展趋势和研究重点进行了展望。

煤矿智能快速掘进关键技术研究现状及展望

针对煤矿巷道掘进智能化建设情况,探讨了现阶段分别以连采机、掘锚一体机、全断面掘进系统、掘锚机为核心的四大类智能快速掘进成套装备发展现状,分析了四大类智能快掘装备与地质条件适用性,提出了实现煤矿智能化掘进需要解决的关键技术的问题,探讨了以信息传输与智能分析技术、智能感知技术、精确定位导航技术,自主定型定向截割技术、掘进机远程自主截割控制技术以及多级多工序智能协同控制技术为基础的智能化掘进实现途径;基于复杂地质条件下煤矿巷道掘进亟待解决的关键问题,提出了以掘进作业功能需求、掘进工艺要求为依据的系统化分析、模块化设计、功能优化组合的设计方法;研究了以虚控实、虚实结合的多级数字孪生构架,基于掘进巷道设备、环境、地质构造多维信息再现实现掘进机远程控制;提出了单机智能化、系统协同化、井下智控与地面远程监控相协同的控制方法。开发了新型的无重复碾压柔性超前支护技术、截割部多级伸缩截割技术、智能锚固机组多钻机并行作业等技术,研制了具有掘、支、锚、运、探多工序并行作业的新型快速掘进作业联合机组,提出了掘进机器人、超前支护机器人、锚固机器人、辅助运输机器人组柔性并行作业技术;提出了基于数据驱动的多机多工序协同控制行为规划决策方法。提出构建完整的煤矿井下跨系统全时空信息数字感知体系,构建集井下现场生产状态、掘进巷道空间信息、掘进装备状态、风险信息等多参量、多尺度、全时空特性的数据感知智能化监控平台,实现虚拟系统与实际掘进系统实时通信,通过数据驱动规划分析实现智能化、少人化掘进。

新型盘式削片机刀盘结构设计及切削力研究

基于目前纤维板所需工艺木片的生产现状,为保证盘式削片机生产工艺木片的质量并解决盘式削片机飞刀快速更换的问题,设计一款采用差动螺旋结构实现飞刀伸出量微调,以及刀块整体更换的新型盘式削片机刀盘。对新型刀盘的削片工作原理以及切削力进行研究,对装刀块夹持力部分进行验证计算,通过Adams仿真软件对设计的新型刀盘进行了动力学分析,验证刀盘结构在额定转速下的稳定性。

干旱胁迫对彩菊切花幼苗根系构型和生理活性的影响

以6个品种彩菊切花幼苗为试材,通过盆栽和人工浇灌20 mmol·L^(-1)浓度PEG 6000模拟干旱胁迫处理,探究彩菊切花在干旱胁迫第5、10、15、20天时根系构型和生理指标变化,选出抗旱性强、适应宁夏地区大面积推广与种植的优良彩菊切花品种,以期为西部干旱地区菊花品种的推广提供参考依据。结果表明:随着干旱胁迫的持续,彩菊切花的根系总长度、根系总表面积、根系总体积与总根系指标的关联程度较大。除根系总体积外,根系平均直径与其他根系指标不存在相关性。与正常浇水相比,不同品种彩菊切花的叶片相对含水量和叶绿素含量不断下降,相对电导率和可溶性蛋白质含量升高,丙二醛和可溶性糖含量先上升后下降,过氧化物酶活性呈先下降后上升趋势,超氧化物歧化酶活性呈先上升再下降最后上升的趋势。

分段管廊装载供水管道穿越地裂缝适宜性研究

在活动地裂缝影响下,供水管道拉裂、错断现象时有发生,并引发严重的次生灾害。本文以西安市西南郊水厂拟建球墨铸铁管道穿越地裂缝为工程背景,建立管道45°穿越活动地裂缝的数值模型,分析地裂缝影响下管道的内力响应与变形特征,结果表明:地裂缝作用会使管道接口偏转角过大而导致其防水失效。因此提出一种分段管廊装载供水管道穿越地裂缝的方法,建立分段管廊装载供水管道穿越地裂缝的数值模型,分析管道与管廊通缝、错缝两种工况、不同分段管廊长度、不同地裂缝位置、不同穿越角度下管廊与管道的内力响应与变形特征。得出管廊装载管道穿越地裂缝的最佳方案为管道与管廊通缝布设,采用单节长度为18 m的分段管廊,使地裂缝位于管廊的2/3处,并尽量以小角度穿越地裂缝。研究成果对城市供水管道穿越活动地裂缝的工程建设与灾害防治具有实际意义。

短横轴截割机器人直墙拱形巷道自动成形控制方法

针对掘进机在直墙拱形巷道掘进过程中存在定位难、截割效率低、成形质量差等问题,提出一种短横轴截割机器人及其自动成形控制方法。首先设计了串联式短横轴截割机器人结构,构建了短横轴截割机器人运动学模型,建立了截割臂升降油缸、滑移油缸及回转油缸伸缩量与截割头末端位姿的数学关系,提出了短横轴截割机器人直墙拱形巷道自动成形控制方法;其次研究分析了短横轴截割机器人截割头包络空间与直墙半圆拱形巷道空间耦合关系,确定了截割过程中截割轨迹关键点位置,提出了基于截割轨迹关键点的“弓”型截割轨迹规划方法;然后根据建立的短横轴截割机器人运动学模型,求解截割头在跟踪截割轨迹的过程中运动控制量和截割、修帮、扫底3个任务各个关节控制时序;最后以模糊PID为例,建立了短横轴截割机器人自动成形控制方法,利用Adams软件对短横轴截割机器人进行截割运动仿真试验。结果表明:利用“弓”型截割轨迹规划方法能够完成直墙拱形巷道的截割轨迹规划,控制截割头对截割轨道进行跟踪控制,实现了直墙拱形巷道断面的自动成形截割,截割成形的巷道最大欠挖量为48 mm,最大超挖量为21 mm,满足煤矿巷道成形质量要求。研究得出短横轴截割机器人可在沿巷道中线不左右移机的情况下,高效率、高质量地完成直墙拱形巷道断面自动成形截割任务。

润滑条件对TC4钛合金切削加工影响的实验研究

为了研究冷却润滑条件及切削参数对TC4钛合金的切削力和表面粗糙度的影响,分别开展CMQL、冷风、浇注式冷却润滑条件的TC4钛合金高速切削实验、四种不同润滑环境的粗/半精/精加工实验以及CMQL条件下TC4钛合金正交切削试验,通过单因素分析和正交试验法研究冷却润滑条件及切削参数对切削加工性的影响。研究表明:CMQL冷却润滑条件可在TC4钛合金高速切削时有效降低切削阻力和改善表面粗糙度,并在高速精车削阶段体现出降低切削阻力的优势。考虑CMQL条件下高速精车TC4钛合金加工效率,最佳参数组合为较高的切削速度、较小的精加工余量和合适范围内较大的进给量。

卷烟生产过程中焦油稳定性关键影响因素研究

为探索卷烟生产过程各因素对卷烟焦油稳定性的影响,采用单因素试验方法,分析切丝宽度、切丝水分、烟丝混合均匀度、梗丝加工工艺、烟支重量及劈刀盘规格对卷烟焦油批内均匀性和批间稳定性的影响。方差分析及T检验结果表明,切丝宽度不同对卷烟焦油的批间稳定性有显著性影响,试验范围内,随着切丝宽度的增加,批间焦油量减小;试验范围内,切丝水分、烟丝混合均匀度及梗丝加工工艺影响卷烟焦油的批内均匀性;烟支重量不同对卷烟焦油批间稳定性有显著性影响,随着烟支重量增加,焦油量增大;重量稳定的前提下,劈刀盘规格不同影响烟支密度的均匀性,从而影响卷烟焦油的批间稳定性和批内均匀性。