基于机器视觉的甘蔗多刀切种装备设计与试验

针对目前甘蔗切种机伤芽率高、切种效率低的难题,设计了一台基于机器视觉的甘蔗多刀切种装备。装备采用传送链横向输送甘蔗,由相机采集整张甘蔗图像并识别茎节位置,根据农艺的要求确定双芽段蔗种切割点位置;上位机通过TCP通信将切割点位置发送给PLC,进而由PLC控制5把切刀横向定位及同步切割。由于装备的核心是采用机器视觉技术对甘蔗茎节进行识别,因而提出了一种基于机器视觉的甘蔗茎节实时识别新算法。试验结果表明:装备的茎节识别率为95.3%,切刀平均定位精度为0.07%,可满足优质双芽段蔗种的农艺需求。

基于BUCK恒流电路的LED光源调节控制技术研究

为了提高气溶胶激光雷达(ALD)的测量精准度,设计一套模拟光源来校准ALD的接收系统。将BUCK电路和嵌入式控制系统相结合,提出了一种高准确性、低功耗的ALD校准光源调节控制技术。首先,设计了LED光源的控制系统和LED恒流驱动的控制电路结构;其次,根据继电反馈控制和Ziegler Nichols(Z-N)法设计了LED工作电流的比例、积分和微分(PID)自整定算法;最后,通过实验验证了控制电路具有低功耗、高准确性的特点。

微胶囊技术在食品包装中的研究进展

目的综述微胶囊技术在食品包装领域的研究进展,为进一步开发微胶囊技术在食品包装中的应用提供科学的研究基础。方法通过对国内外研究现状和研究成果的分析和总结,介绍了微胶囊的功能、作用机理、制备和表征方法,概括了微胶囊技术在食品包装中(包括抗菌包装、防虫包装、果蔬保鲜包装、可食膜、冷鲜肉包装、相变材料-控温包装、生物质包装材料)的研究进展。结果分析表明微胶囊技术能够增加活性成分的稳定性,与包装系统结合能够达到缓释抗菌或控制温度等效果,提高了产品的货架期,其与包装系统的结合主要有4种方法(原料共混、涂覆、装入小袋置于包装系统、固载纤维法)。结论研究微胶囊与聚合物原料的最佳加入比例能够获得综合性能较好的包装膜,微胶囊技术在可食膜、相变材料-控温包装、生物质包装材料方面的发展潜力较大。

面向“中国制造2025”的《数控技术》课程教学改革研究

"中国制造2025"提出了实现制造强国战略目标,其本质要求是实现数字化制造和智能制造。未来十年,制造行业对数控机床和数控技术人才的需求将会大幅度增加,这就对《数控技术》课程的教学提出更高要求。针对《数控技术》课程传统教学体系中存在的问题,《数控技术》教研组开展了基于"卓越课程"的《数控技术》教学改革实践,提出了采用"基于课题的启发式教学、基于课程知识的循序渐进式教学、多效合一的双语教学以及实践型链式教学"的创新型综合教学模式,通过分层次、多元化的教学实践活动、数控编程训练、上机实验操作和数控加工比赛等丰富的学生能力培养手段,建设具有综合实验体系和双语教学的《数控技术》卓越课程。卓越课程的教学改革实践激发了学生的学习兴趣和潜能,提升了学生的自我学习探索数控技术前沿知识的能力和科技信息的利用能力,为培养创新型人才奠定基础。

基于改进YOLOv7的液晶面板电极缺陷视觉检测技术研究

电极质量对液晶面板的显示效果极其重要,针对液晶面板电极缺陷种类多、尺度小、背景复杂而导致难以检测的问题,本文提出了一种基于改进YOLOv7的液晶面板电极缺陷视觉检测方法。首先,将CBAM注意力模块嵌入到YOLOv7骨干网络中,抑制背景信息干扰,强化缺陷特征;其次,采用跨层级连接操作,实现浅层网络与深层网络特征信息的融合;然后,将C2f模块融入特征金字塔网络中以轻量化模型,提高训练速度;最后,使用WIoU替换YOLOv7模型的损失函数,减小低质量标注产生的有害梯度,提高对缺陷的定位性能。在自定义的电极缺陷数据集上进行测试,结果表明,该算法对电极大划伤、划伤、磕伤以及脏污4类缺陷的平均检测精度达67.8%,单张检测时间为5.6 ms。

机器人多模态智能操作技术研究综述

制造业柔性化的生产趋势、服务业应用场景的多元化扩展,促使机器人应用需求发生根本性变化,任务、环境的不确定性对机器人操作的智能程度提出了更高的要求。使用多模信息引导机器人操作,能够有效提高机器人自主性与易用性。围绕操作认知与操作控制两个关键问题,从多模态信息融合的角度,深入分析该手段对机器人操作智能化提升所起的作用。首先,明确了机器人智能操作与多模信息的具体概念,并阐述使用多模信息的优势;接着,深入分析了常用的认知计算模型与操作控制方法,并对现有工作展开系统性的梳理与介绍,依据认知目标层级的不同将机器人操作认知划分为对象认知、约束认知与状态认知三种类型,依据控制方法的不同介绍基于分析模型的控制融合、基于示教学习的控制和基于策略模型的控制三种常用的机器人操作控制模型;最后,分析了目前所面临的技术挑战并对其未来发展趋势做出了展望。

采后绿色蔬菜保鲜护绿技术研究进展

绿色蔬菜是指富含叶绿素而外观呈绿色的一类蔬菜。由于酶和微生物的共同作用,会引起蔬菜失绿、感官变差,乃至腐烂,造成了大量的浪费,因此研究蔬菜采后贮藏的保鲜护绿技术具有重要意义。本文综述绿色蔬菜失绿与腐烂机制,非热物理、化学和生物以及它们的组合保鲜技术对蔬菜品质的影响,阐述这些技术存在的问题,展望其研究前景。

多糖基气凝胶食品包装的研究进展

近年来,气凝胶因低密度、高孔隙率、高比表面积和低导热率等特性,越来越受到研究人员的关注。多糖基气凝胶是指使用多糖作为前体材料,通过一定的干燥方式将凝胶中的液相转换成气相而制备的一种具有三维网络结构的多孔纳米固态材料。多糖基气凝胶除了具有传统气凝胶材料的特点,还具有无毒、原料易获得、生物相容性和可生物降解等优点。本文总结了多糖基气凝胶的制备方法,根据前体材料的不同,分类综述了不同类型的多糖基气凝胶的特性和应用,为多糖基气凝胶材料在食品包装中的研究和应用提供参考。

海藻酸钠基凝胶球的制备、改性及其食品包装的应用研究进展

海藻酸钠是一种天然的多糖材料,具有良好的凝胶特性。目前利用凝胶特性制备的海藻酸钠基凝胶球主要是作为微胶囊在包封益生菌、细胞与酶的固定、包封精油等方面的应用,但近年来利用海藻酸钠凝胶成球技术包装粘性液体也吸引了众多学者关注,展现出良好的应用前景。该文概述海藻酸钠凝胶成球形成机理,重点总结海藻酸钠基凝胶球的制备方法及适用范围,包括正向球化法、乳化凝胶法、反向球化法、冷冻反向球化法和同轴挤出法。由于海藻酸钠基凝胶球的凝胶强度、持水性和包埋率极大影响其应用,故探讨了对海藻酸钠进行复配混合、疏水改性以及对海藻酸钠基凝胶球二次涂膜的改善方法。最后介绍了海藻酸钠基凝胶球在食品包装中的应用以及发展前景,为海藻酸钠基凝胶球在未来食品包装中的研究提供理论参考和新思路。

GH4169高温合金电弧增材制造焊道成形尺寸预测

采用GH4169高温合金焊丝进行钨极惰性气体保护焊电弧增材制造,采用二次回归通用旋转组合方案建立了焊接电流、焊接速度、送丝速度与单道多层焊道层宽、层高尺寸关系的预测模型,并对计算结果进行了试验验证。结果表明:单道多层焊道层宽和层高预测模型的最大相对误差分别为5.22%,5.82%,表明所建立的预测模型具有较高的可靠性;焊接速度、焊接电流和送丝速度对单道多层焊道成形尺寸的影响是相互耦合的,对单道多层焊道层宽影响最大的因素为焊接电流,对层高影响最大的因素为送丝速度。

基于Workbench的316L不锈钢增材制造温度场数值模拟研究

利用Workbench有限元分析软件,采用生死单元与移动热源结合的方法对电弧增材过程温度场进行研究,实现了不同工艺参数下增材制造过程温度场数值模型的建立与求解。结果表明:固定输入条件下成形件多层累积增材过程中热量积累效应逐层增强;相同热输入下,增材第1层至第10层,增材过程中焊道中点温度由2354.9℃升高到2879.7℃;控制层间冷却时间、改变逐层热输入均可减少热量的累积,通过控制层间冷却时间使得层间温度低于600℃,同时改变逐层热输入参数使增材过程最高温度降低了约10%。

基于EHD的射流稳定性机理分析与实验研究

电流体动力喷印(EHDP)是一种新兴的微/纳米加工工艺,其成型机理复杂,影响因素众多。为了探究EHDP过程中各个参数对射流的成型及稳定性的影响,利用弯月面高度及泰勒锥半锥角来表征射流成型难度及稳定性。对泰勒锥的受力进行理论分析,并搭建EHDP平台,进行EHDP实验,揭示溶液电导率、电压、工作距离及喷头内径对弯月面高度和泰勒锥半锥角的影响规律,最终获得最佳喷印参数。结果表明,溶液电导率越小,电压越大;工作距离越小,喷头内径越大;弯月面高度越小,射流产生难度越低,射流越稳定。在电导率为4μS/cm、工作电压为5 kV、工作距离为2.0 mm、喷头内径为0.25 mm时,弯月面高度能达到107.8μm,半锥角为46.2°,此时射流最易成型、最为稳定。

云制造环境下设备资源云服务组合优选

在云制造环境下,设备资源数量众多、质量各不相同,难以实现资源需求方与资源提供方之间的快速有效匹配。针对该问题,提出一种面向设备资源的云服务组合优选方法。首先,引入技术性能指标建立云服务能力指标体系,以时间最短、成本最低、质量最高和性能最佳建立了多目标组合优选模型;其次,在基于参考点选择的非支配排序遗传算法的基础上,采用一种动态邻域搜索策略来扩大算法的搜索范围,同时提出一种精英个体选择机制来优化算法后期的解集质量;最后,对优选模型进行求解得到一组可接受的服务方案,结合资源需求方的偏好要求确定最终的组合服务链。通过实际算例分析表明所提优选方法的可行性,通过算例分析和算法对比验证了算法改进的有效性与优越性。

基于CFD技术的立式水力碎浆机内流特性分析

目的 对立式水力碎浆机内部流场特性进行分析,为改善碎浆效果和改进碎浆机的设计生产提供一定的理论依据。方法 利用AnsysFluent软件对水力碎浆机内部流场进行数值模拟分析,采用控制变量法研究叶片数量、转子离底间隙、扰流板数量对流场特性的影响,流场的评价指标有速度场、压力场、转子功耗等。结果 数值模拟分析结果表明,立式水力碎浆机内部流体流动为典型的轴向流动模式,叶片数量、转子离底间隙及扰流板数量对流场静压和转子功耗影响较大,对流场速度影响相对较小;当转子叶片数量为2、转子离底间隙为10 mm、扰流板数量为3时,碎浆机结构的功耗相较于原始结构的功耗降低了8.5%;内部流体流动速度也大于原始结构,碎浆效率有所提高。结论 获得了水力碎浆机的内流特性,为水力碎浆机升级改进提供了参考,从而助力纸模包装行业的发展。

打包机箱体及包块应力仿真与实验研究

以打包机箱体为研究对象,首先利用Simufact-ANSYS联合仿真分析箱体与包块的应力,然后通过贴片实验验证箱体的仿真结果,并分析不同工艺参数对包块等效应力的影响。结果表明:仿真与实验所得箱体应力的误差约为3.2%,最大应力出现在前侧板与底板前端焊接处,包块的等效应力受环境温度、进给速度和摩擦因数的影响。研究结果为包块打压成形工艺优化奠定了基础。

教学过程设计因素对教学总体评价的影响分析--以食品类专业选修课为例

保持学生在教学课堂上的注意力和学习动力长期以来都是一个挑战。为了探究本专业特色课程食品类选修课教学过程设计中各因素与学生对课程总体评价之间的关系,文章采用开放式的SEEQ问卷调查方法进行数据采集,并利用SPSS进行统计分析。结果显示,学生对课程的总体评价是满意,人口学变量对教学各因素均不存在显著差异(p>0.05)。由此构建多元线性回归模型,且回归模型的拟合度良好。由模型可知,在后期的教学设计持续改进时,必须将课堂教学各因素放在首位,重视雨课堂融进整个教学过程,最后适当的结合学生的兴趣及未来就业的规划。

热风微波耦合干燥技术和设备的研究进展

热风微波耦合干燥(简称耦合干燥)是微波与热风同时作用于干燥物料的新型干燥方法和技术,但微波加热不均匀性是制约其发展的一个主要因素。作者综述了国内外耦合干燥及其实验设备研究现状,分析了其工业化的主要问题,提出了解决微波均匀性的主要技术方案,探索了工业化耦合干燥器的结构。

电化学放电线切割加工方法实验研究

针对非导电硬脆材料的微细线切割加工,设计并搭建了电化学放电线切割加工装置,对电化学放电线切割加工过程中的电压-电流曲线与电极丝放电长度之间的关系进行了实验研究。实验结果表明,随着直流电压的增大,电压-电流曲线呈现出线性区、饱和区、跃变区和放电区等明显的区域性特征变化,稳定放电仅在电压高于一定值的放电区内发生,且电极丝放电长度越大,发生跃变放电时的临界电压越高。对普通玻璃和石英玻璃的加工实验表明,通过增大放电能量,能够获得更高的材料去除率,但也会导致工件加工精度和表面质量的下降。

塑料包装材料表面大肠杆菌污染的荧光高光谱检测

本研究基于荧光高光谱技术,采用365 nm波段紫外光作为激发光源,获得塑料包装表面421~700 nm波段范围内的荧光高光谱图像,确定多种塑料包装材料(聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺)表面大肠杆菌污染的荧光特征光谱,并确定生物膜检测限。结果表明,聚乙烯、聚丙烯和聚酰胺表面大肠杆菌荧光光谱特征波长分别位于550、543、540 nm;基于上述特征波长处的单波段图像经过处理能够准确检出3种塑料包装材料表面的大肠杆菌接种点,检出率均大于98%;对聚乙烯、聚丙烯和聚酰胺表面大肠杆菌生物膜的检测限分别为1.39、1.39(lg(CFU/cm^(2)))和1.59(lg(CFU/cm^(2)))。本研究可为包装食品微生物检测及食品安全监控提供有力的技术手段和理论支持。

基于YOLOv5s-SE和通道剪枝的虫咬紫金蝉茶检测方法研究

为了实现复杂自然背景下虫咬紫金蝉茶的快速、准确识别,提出了一种基于YOLOv5s-SE和通道剪枝的虫咬紫金蝉茶检测方法。首先在YOLOv5s的主干网络中添加SE注意力机制以增强模型特征提取的能力,降低复杂背景对茶叶特征提取时的干扰;然后采用通道剪枝算法对模型进行剪枝并进行微调,实现虫咬紫金蝉茶叶片的快速、准确检测。结果表明,修剪后的模型相比原YOLOv5s模型,参数量减少60.1%,帧率提升18.6%,运算量减少29.7%,平均精度均值(mAP)为81.3%。