摘要：为解决餐厨垃圾资源化利用率不足、垃圾处理高污染和垃圾处理装备能耗高、操作不便等问题,设计一种智能餐厨垃圾处理装备控制系统,以提高餐厨垃圾处理的自动化水平。该系统主要由STM32主控系统、电机驱动系统、质量控制系统、温度调控系统、辅助控制系统、净化系统和存储系统组成。基于USART HMI软件设计智能串口屏界面,智能串口屏通过TTL串口与STM32单片机进行串口通信,能够完成餐厨垃圾处理工作参数设置和显示控制系统运行状态信息,实现对餐厨垃圾处理装备的精确控制。搭建试验硬件平台,以系统工作的温度区间和餐厨垃圾与高温好氧复合微生物菌种的配比为试验因素,以餐厨垃圾的减重率和用电量为试验指标进行试验。试验结果表明,系统工作的温度区间和餐厨垃圾与高温好氧复合微生物菌种的配比对餐厨垃圾处理有显著影响;当控制系统运行的温度区间为85~95℃,餐厨垃圾与高温好氧复合微生物菌种的比例为15∶1时,30 kg餐厨垃圾和2 kg菌种经过5 h处理,减重率为90.38%,平均用电量为1.96 kW·h,处理餐厨垃圾效果显著。该系统实现餐厨垃圾无害化处理,餐厨垃圾处理后的有机物通过好氧堆肥技术转化成腐殖质,用于田间施肥或者制作动物饲料,提高垃圾资源化利用率。

摘要：针对农用运输车制动性能快速测试验证及等效路面试验精度差的问题,设计一种整车制动性能试验台,以实现农用运输车不解体测试。基于整车制动过程能量分配提出机电惯量耦合补偿机理,基于多级组合飞轮、滚筒组转动件机械惯量及电机输出电惯量耦合补偿实现被检车辆惯量无级模拟,匹配农用运输车制动过程中整车的能量转移分配。建立转速-转矩双输入电机矢量双闭环控制系统,提高电机输出转矩控制精度。基于Matlab/Simulink建立农用运输车整车-试验台机电惯量耦合补偿仿真模型,对比在纯机械惯量补偿及机电惯量耦合补偿两种条件下模型常规制动的参数输出情况,验证了机电惯量耦合补偿的有效性。搭建制动性能试验台硬件及上下位机分布式测控系统,并基于某型农用运输车进行惯量补偿对比试验。试验结果表明:基于机电惯量耦合补偿前、后轴速度平均偏差为1.539 km/h,速度偏差方差为1.730 km^(2)/h^(2),能够实时匹配制动过程中被检农用运输车的能量转移情况,提高整车台架不解体试验的有效性及等效路面试验精度。

摘要：本文中针对一种双转鼓惯性试验台,基于CAN/PCI总线建立机电一体化分布式测控系统,用于车辆安全性、动力性试验检测。基于所设计惯性试验台提出通过改变车轮与双转鼓间安置角等效不同路面峰值附着系数的算法,基于制动过程单轮动力学分析,建立单轮-试验台系统动力学模型,根据动力学模型获得可变安置角与路面峰值附着系数等效路面附着机理,基于Matlab/Simulink建立单轮-试验台系统仿真模型,验证了等效路面附着系数算法。通过所建单轮-试验台系统进行了试验,在小滑动区实时获取车轮所受纵向力及滑动率,基于Slip-slope理论实时估算等效峰值附着系数。结果表明,双转鼓惯性试验台等效路面附着机理正确,等效路面附着系数算法准确可行。

摘要：针对劳动者在搬运重物时腰部负担重的问题,设计了一种轻巧可穿戴的人体腰部辅助外骨骼,并提出控制方法。对人体腰部辅助外骨骼的腰部、髋关节、大腿进行设计,并进行有限元分析。通过建立系统动力学模型,提出一种基于自适应算法的人体腰部辅助外骨骼控制方法。这一控制方法根据人体上肢尺寸、重物质量等参数,规划最优关节位置轨迹,通过逆运动学求解关节角度轨迹,仿真得到运动特征。通过受试者进行搬运不同质量重物的试验,对穿戴和不穿戴人体腰部辅助外骨骼条件下的竖脊肌积分肌电图值进行对比,腰竖脊肌、胸竖脊肌、背阔肌平均积分肌电图值依次减小34.5%、33.9%、24.2%。试验表明,人体腰部辅助外骨骼可以减轻劳动者长期工作时的负担,并减少腰肌劳损。

摘要：为了研究奥氏体型不锈钢材轴心受压构件的整体稳定性能,对6根奥氏体型不锈钢焊接箱形截面柱进行了轴心受压试验研究,在试验前对试件的几何初弯曲进行了测量,在试验过程中对荷载初偏心进行了量测。基于试验结果,分析了该类型构件的失稳破坏形态和整体稳定承载力,并与欧洲钢结构规范和中国钢结构规范进行了对比。结果表明此次试验数据高于欧洲钢结构规范和中国钢结构规范的设计曲线,设计曲线较为保守。

摘要：基于虚拟现实技术的显微白内障手术仿真训练系统对显微环境下眼科手术操作培训具有重要的意义。为此,设计并搭建了一套具有高度沉浸感的虚拟显微白内障手术训练系统的软硬件环境。硬件部分系统以HTC Vive,Geomagic Touch X为硬件基础,设计手术器械转换接口以搭建高保真手术操作环境;软件部分采用基于位置动力学方法(position-base ddynamics)模拟手术过程中眼角膜软组织的变形、穿刺及缝合操作,并采用GPU并行计算对手术仿真过程进行加速。最后,实验结果表明该系统可以实现自然的显微眼科手术人机交互环境,使年轻医师获得高沉浸感的真实手术训练体验,从而达到一定的培训效果。

摘要：电视胸腔镜(VATS, Video-assisted thoracoscopic surgery)肺叶切除术仿真系统对外科医生手术培训及规划具有重要价值。为实现高保真电视胸腔镜肺叶切除术的模拟,设计了一套有效模拟VATS手术过程中不同手术操作的肺叶切除术模拟器。采用基于位置的动力学仿真框架实现了手术器械-软组织和软组织间交互作用、软组织切割以及手术缝合操作引起的变形模拟;并采用了Marching Cubes算法对模型进行面绘制,尤其是切割操作的渲染;使用GPU并行计算的方法加速手术模拟和面绘制。实验结果表明,本文方法可实现高保真、稳定、高效的VATS手术仿真效果。