手持摇枝式酸枣振动采摘装置设计与试验

针对酸枣收获过程中人工采收效率低、大型机械采收困难等问题,设计了手持摇枝式酸枣振动采摘装置。通过建立酸枣“果实-枝条”单摆动力学模型,分析受迫振动下果实脱落条件,求解动力学模型,确定影响酸枣采摘效果的主要影响因素为振动频率、振幅、夹持位置;利用ANSYS仿真软件对酸枣植株模型进行自由模态响应与谐响应分析,结果表明:当振动频率为4~12 Hz、振幅为10~20 mm、夹持位置为0.3~0.7时,主枝、挂果枝位移明显且对树体损伤较小。为确定采摘装置最佳工作参数,以酸枣摘净率为评价指标,进行三因素三水平振动采摘试验,得到酸枣摘净率和各影响因素的数学回归模型,利用Design-Expert软件对试验数据和响应曲面进行分析优化,确定最佳工作参数组合为:振动频率5.91 Hz、振幅15.30 mm、夹持位置0.45,此时酸枣摘净率为93.33%,验证试验表明,酸枣摘净率为94.18%,与优化值接近,模型优化可靠。

手持式马铃薯干物质含量无损检测装置设计与试验

面向马铃薯品质抽检的需求,研发了手持式马铃薯干物质无损检测装置。装置硬件部分包括光谱采集模块、电路控制模块、控制与显示模块、外壳模块,装置设计为枪形,尺寸为180 mm×85 mm×210 mm。利用装置采集可见近红外漫反射光谱,比较Savitzky-Golay卷积平滑(SM)、一阶导数(first-order derivative,FD)、多元散射校正(multiple scattering correction,MSC)和标准正态变量变换(standard normal variate transformation,SNV)的预处理方式,SM结果较优。采用竞争性自适应重加权采样(competitive adapative reweighted sampling,CARS)筛选27个特征波长,建立马铃薯干物质含量的支持向量回归(support vector regression,SVR)预测模型,结果显示,验证集决定系数和均方根误差分别为0.802和0.98%。基于QT开发工具编写装置软件,包括黑白校正与测量模块、电量显示模块、光谱数据显示模块、保存数据模块、光谱数据刷新模块、检测结果显示模块。开展装置验证,预测均方根误差为1.01%,单次测量平均耗时为0.62 s。结果表明,手持式马铃薯干物质无损检测装置可快速、准确检测干物质含量,具有在马铃薯生产源头与加工现场应用的潜力。

不同贮藏方式对手抓藏羊肉风味物质的影响

以藏羊羊排为原料制作手抓藏羊肉,探讨不同贮藏温度和贮藏时间对手抓藏羊肉食用品质和风味衰减的影响,发现冷冻贮藏能最大程度地减少手抓藏羊肉食用品质的劣变。利用顶空固相微萃取(SPME)和气相色谱-质谱法(GC-MS)的检测方法,对手抓藏羊肉中的挥发性风味物质进行检测。检测结果表明最佳工艺方法制作的手抓藏羊肉共检测出23种风味物质,主要为醛类、烷烃、酯类、酮类、醇类、烯烃、呋喃等;各贮藏条件对手抓藏羊肉的食用品质和风味衰减的影响顺序为:贮藏温度:常温(25℃)>冷藏(4℃)>冷冻(-20℃),贮藏时间:72h>48h>24h。说明冷藏和冷冻可有效减缓风味物质在贮藏期间发生的劣变贮藏时间的延长。为手抓藏羊肉在加工和贮藏过程中的风味保存提供了理论依据。

基于手持示教笔的工业机器人轨迹演示示教方法

针对工业机器人传统示教方式存在示教交互性差和编程效率低、学习成本高等问题,提出一种基于手持示教笔的工业机器人轨迹演示示教方法。该方法首先通过手眼标定建立位姿追踪系统坐标系与机器人基坐标系之间的转换矩阵,提出基于迭代最近点(ICP)的标定精度优化方法,以提高手眼标定精度。然后,使用位姿追踪系统追踪手持示教笔的位置和姿态,并将其位置和姿态转换到机器人基坐标系下,通过以太网传输给工业机器人控制柜,从而控制工业机器人复现手持示教笔的轨迹。搭建了机器人示教平台,进行了工业机器人轨迹演示示教实验。实验结果表明,利用手持示教笔得到的位姿数据平均误差为2.19 mm,最大误差为4.57 mm,能够满足工业机器人示教需求。

老年人移动触屏人机交互操作影响因素研究

目的研究人机交互因素对老年人移动触屏交互操作绩效和用户感知的影响。方法采用组内组间混合设计的人因学实验,测试了40名受试者(老年和青年人各半)在三种键盘大小(半屏,3/4屏,全屏)、四种按键形状(正方形,0.618:1矩形,圆形,无形状)、两种手持姿势(单手操作,双手操作)及两种设备类型(智能手机,平板电脑)多因素交互下完成基础人机界面交互任务的操作绩效和用户体验感知水平。采用重复测量的方差分析处理实验数据。结果老年人操作绩效低于青年人操作绩效。随着键盘大小的增加,老年人操作绩效显著提高。全屏大小及双手操作下老年人操作绩效最佳。按键形状、手持姿势和设备类型对任务操作绩效和主观感知疲劳度有显著影响,键盘大小和按键形状、按键形状与手持姿势有显著交互作用。正方形按键获得最高用户偏好。结论实验结果为老年人移动触屏的界面设计和人机交互操作提供了参考依据。

掌上超声心动图在心血管疾病诊疗实践中的应用进展

与标准经胸超声心动图设备相比较,掌上超声心动图(HHE)设备的便携性和可移动性更强,且更具价格优势。随着技术进步,HHE已具备二维灰阶、M型、彩色多普勒超声成像技术,实现即时心脏结构功能评价,且在评估心脏腔室大小,左心室整体或局部收缩功能、心包积液、定性评价瓣膜狭窄及反流方面具有较高的准确性。近年多个研究探讨在不同临床场景下,HHE辅助疾病诊断和指导临床决策的应用价值。现综述HHE在心血管疾病诊疗中的应用进展,包括在院前急救、急诊和危重症监护室、心血管专科门诊、病房与介入手术室等不同临床场景中,辅助诊断心血管疾病、指导治疗、评价疗效和预测预后的应用价值;并探讨非超声专科医师使用HHE诊断心血管疾病的可行性和准确性。

基于用户需求综合模型与VIKOR评价的手持式紫外消毒灯设计

在目前疫情放开管控的背景前提下,为增强人们的消毒意识,减小病毒感染风险,针对手持式紫外消毒灯进行研究及设计。以用户需求为基础,利用KJ法归纳总结用户需求,利用FAHP模型量化用户需求并计算权重,利用FBS模型将需求转化为具体的产品结构,接着根据转化结果进行手持式紫外消毒灯的方案设计,最后运用VIKOR法进行评价得出最佳方案。通过实践可知,利用综合模型将用户需求进行分级、量化与功能结构转化,有助于使设计更符合用户的实际需求,也能使设计的可实现性更强。

面向复杂山区微地貌的手持LiDAR点云滤波方法比较

本文以手持激光点云数据是否可用于进行复杂山地土壤侵蚀和地表剥蚀测量为典型实例,试验对比分析了渐进加密三角网滤波算法、坡度滤波算法及布料模拟滤波算法在地面激光雷达点云分类中的性能。具体分别采用了3种滤波对应的参数对试验数据集进行测试以获得最高性能,并对比分析而获得每种算法的最优滤波。试验结果表明:对于平缓裸露地貌的滤波处理,布料模拟滤波效果最好,渐进加密三角网滤波次之,坡度滤波算法效果最差;对于复杂山地地貌的滤波处理,渐进加密三角网滤波算法滤波效果最好,布料模拟滤波次之,坡度滤波算法效果最差。试验研究成果为优化滤波算法的参数以提高其检测微地形变化的性能提供了有价值的信息,并验证了渐进加密三角网滤波在复杂地区滤波效果的有效性。

CISPR 14-1中关于骚扰电压试验模拟手应用的研究

本文对比CISPR14-1:2011与CISPR14-1:2020标准,以电吹风为研究对象,归纳新旧版标准关于不接地的手持式器具的骚扰电压测试时模拟手的应用差异,详细分析模拟手的施加方法,探讨标准变更目的以及标准变化对生产商、检测机构的影响,对其应用进行规范。

基于GQFD的手持工具人机工程设计研究

为优化手持工具的用户使用体验,提出一种将基于灰色关联分析的质量功能展开(GQFD)与人机工程相结合的设计方法,并将其应用于手持工具的产品研发中。首先采用非参与式观察法观察用户行为并获取用户需求,并依据手持工具的人机工程设计原则将用户需求转化为对应的设计要素;再运用GQFD构建设计质量屋,对用户需求与设计要素的相关关系度进行量化评价,分析设计要素重要度,从而明确重点设计目标;最后根据人机工程学的原理和方法,对重点设计目标进行分析设计,得到最终的设计方案。将该方法应用于德国Prym公司的手工钳改良设计项目,设计结果不仅满足了用户使用需求,而且提升了用户体验,为手持工具类产品的创新设计提供一种新的研究思路。

手持式X射线荧光分析仪在某铁矿山井下矿石的质量检测

在矿山地质工作过程中,井下矿石品位是区分矿岩、地质圈定、矿石损失贫化等诸多生产环节的重要数据依据,而井下矿石品位数据主要靠化学分析试验获得。介绍了手持式X射线荧光分析仪在某地下铁矿应用的可行性研究情况。结果表明:手持式X荧光分析仪对样品铁品位分析几乎不受干湿影响;井下巷道检测表明,化验值与校正值的总体变化趋势基本一致,但存在较大偏差;井下区分矿岩的准确率达100%,区分效果良好。

利用手持技术探究反应物浓度、催化剂、温度对反应速率的影响

数字化手持技术实验因具有简单便携、易操作、数据实时等优点,在中学化学教学中已经成为一种创新的教学工具,有助于学生化学概念的学习及认知水平的发展.基于数字化手持技术,在考虑了反应吸、放热影响的基础下,利用气压传感器探究了盐酸浓度对Mg与盐酸反应的反应速率的影响,同时考察了催化剂FeCl_(3)用量、温度对H_(2)O_(2)分解反应速率的影响.反应体系“压强-时间”曲线及反应速率的直接对比,利于学生深刻理解反应物浓度、催化剂用量、温度对化学反应速率的影响.

基于化学四重表征的教学设计--以“醋酸电离平衡常数的测定”一课为例

传统课堂教学更加倾向于理论知识的单方面传授,不利于学生的全面发展。手持技术作为一种现代化的教学辅助工具,具有实验仪器灵敏、实验现象明显、实验数据精确等优点,能够将化学反应中难以理解的微观实质可视化、数据化、曲线化,帮助学生建构化学四重表征思维。以醋酸电离常数的测定一课为例,结合手持技术实验开展基于化学四重表征的课堂教学研究,着力发展学生的化学核心素养。

手持冲击梳刷式油茶果采摘装置设计与试验

针对丘陵山地油茶果人工采摘效率低、大型机械采收难且花苞损伤大等问题,设计了一种手持冲击梳刷式油茶果采摘装置,通过冲击指的碰撞作用和指间梳刷作用采摘油茶果,可有效降低花苞损伤率。以采摘装置质量最小化为目标,利用Ansys Workbench拓扑优化模块进行轻量化设计,机架减轻近30.59%;建立“冲击指-油茶果”碰撞模型和“主枝-细枝-茶果”三摆动力学模型,明确影响油茶果采摘效果的主要因素为油茶果的质量和压入变形量、冲击指质量和转速、枝条长度和质量;进而以冲击指转速和指间夹角、装置梳刷次数为试验因素,以采摘速率、采净率和花苞损伤率为评价指标,开展油茶果采摘试验并采用响应面分析法处理试验数据。结果表明,冲击指转速对采摘效果的影响最为显著,且当冲击指转速为409.8 r/min、指间夹角为4.1°、装置梳刷4.5次时,装置的采摘性能最佳;此时,油茶果采摘速率为43.67 kg/h、采净率为86.42%,花苞损伤率低于8.89%,满足高油茶果采净率和低花苞损伤率的工作要求。

一种高精度手持谐振密度计的研究

为了实现一种高精度手持式谐振密度计,设计了一种谐振频率测量传感器,并根据其结构特点提出了一种基于姿态补偿的测量方法。该谐振频率测量传感器创新性地将姿态角补偿引入测量流程中,首先,通过理论推导,建立了谐振频率测量传感器的姿态补偿简化模型,研究了钕铁硼磁柱做单自由度运动所产生位移的动态过程,确定了姿态角对待测液体密度的影响形式,并导出了补偿函数,得到了感应电动势基础补偿值和姿态角之间的三维函数关系,从根本上消除了手持式谐振密度计测量过程中姿态变化所导致的测量结果精度和鲁棒性下降问题。同时搭建了实验平台,实验结果表明:设备姿态角对测量精度和稳定性存在一定的影响,通过统计姿态角补偿和未补偿模型计算结果,在设计的4组实验中,应用补偿模型待测液体密度平均绝对误差为4.35×10^(-5)g/cm^(3),方差均稳定在10^(-11)量级,相比未补偿模型平均绝对误差提高了约0.00156 g/cm^(3),方差减小了约10^(-5)量级。

基于HLS与TLS的建筑物点云采集及3D建模性能比较分析

不同平台所搭载的三维激光扫描仪适用于不同场景,具有不同的特性。为研究手持三维激光扫描仪(HLS)与地面三维激光扫描仪(TLS)在建筑物数据采集应用相关方面的差异,实验以一座高约8m的雕塑建筑为对象,分别采用这两种仪器对其进行扫描数据采集。通过点云数据预处理与表面模型重建,获取建筑物3D模型,并完成建筑物的点云切片与边长提取。实证研究得出,HLS采集数据时间效率优势显著,相比设站扫描可节约83%时间,同时还可获得更丰富的点云数据;TLS采集的数据质量相对要高,粗糙度均值总体要低,细节表达更优;与建筑物实测边长进行比较,利用两种扫描仪所构建3D模型测量得出的边长均具有较高精度的相关一致性。此次研究成果对不同场景要求下的建筑物点云数据采集与建模,以及具体选择何种平台的三维激光扫描仪进行应用,可提供相关技术性能参考。

基于手持式离子源检测不同洗涤方式下果蔬表面的农药残留

本研究将圣女果和韭菜在不同浓度的2种农药中浸泡处理后,采取不同方法洗涤,通过手持式离子源与商用质谱仪联用检测果蔬表面的农药残留。结果表明:4种洗涤方式对圣女果和韭菜表面的阿特拉津或毒死蜱农药残留均有一定的洗涤效果,但不同农药、浓度和果蔬种类情形下的洗涤效果存在差异,并不存在一种效果最佳、且适用于不同果蔬表面农残的洗涤方法。在高浓度农药处理组中,洗洁精对圣女果的洗涤效果最好,而对韭菜的洗涤效果不稳定;在低浓度农药处理组中,圣女果更适合用盐水浸泡后冲洗,而韭菜更适合水洗。此外,本文还展示了手持离子源在日常果蔬表面农残检测方面的优越性,有望为食品安全、环境监测等领域提供低成本、简便且快速的检测方法,具有较高的实际应用价值。

基于手持式深度相机的包裹体积测量方法

包裹体积测量是物流计费的重要环节.针对快递网点和快递员上门收件等场景中对包裹体积现场快速测量的需求,提出一种基于RGB-D(red green blue-depth)相机的手持式包裹体积测量方法.首先,使用RGB-D相机获得场景初始点云,对初始点云预处理后得到包裹点云,并提取包裹的两个特征平面.其次,对点云平面进行坐标变换,针对坐标变换后点云数据的非均匀性问题,采用基于八叉树的体素滤波算法对点云进行下采样及初步均匀化处理,并提出一种点云空洞填补算法修复体素滤波后点云中的空洞,从而得到两组分布均匀的包裹特征平面点云.最后,利用两组特征平面点云的坐标求取包裹体积.实验结果表明:测量结果的重复性相对误差小于1.6%,在不大于80 cm的拍摄距离内体积测量相对误差小于3.2%,满足物流现场高精度、低成本测量的需求.

基于OPENMV4的手持式香蕉成熟度检测仪

香蕉是人们日常生活中经常食用的水果,但由于其成熟周期短,且不易储存的特点,常导致食用生香蕉和过熟香蕉的情况。故设计一款手持式香蕉成熟度检测仪,其主要设备为OPENMV4摄像头。将香蕉成熟度分为六级。在标准的白光环境下,使用OPENMV4进行图像样本采集,并进行图像预处理,将RGB色彩空间中R通道值与二值化图像样本黑色像素占比值二者相结合来作为阈值划分参数,将用户采集到的图像样本色彩参数与规定阈值参数对比,得出对应的成熟度级别,并实时反馈当前香蕉是否适合食用的信息,从而实现手持式香蕉成熟度检测。经实验,其准确率可达到90.56%。

手扶式甘蓝收获机设计与试验

甘蓝是我国蔬菜主要栽培作物,从南到北均有种植。针对甘蓝收获作业人工效率低、成本高、机械化程度低等问题,设计一种适合江苏甘蓝主栽品种以及种植模式的手扶式甘蓝收获机,一次性完成甘蓝的拔取、夹持输送、切根、装箱等作业。在分析甘蓝收获机总体结构的基础上阐述整机的工作原理,并基于甘蓝物理力学特性试验及Ansys模态分析对收获机关键部件进行分析校核后完成样机试制,以收获成品率、有效切根率、机采损伤率为评价指标进行田间试验。试验结果表明,该机工作性能稳定,收获效果良好,甘蓝收获成品率为92.8%,有效切根率为93.5%,机采损伤率为6.6%,机采损失率为4.2%,各项性能指标均达到设计要求和相关标准,研究成果可为甘蓝收获装备开发及结构完善提供参考。