摘要：直升机施药在林业病虫害防治中应用广泛,药箱作为药液载体,合理的防晃结构对其作业稳定性具有重要意义。为降低作业过程中药液晃动,通过布置防晃栅格结构对药箱内腔进行优化设计,并借助Fluent中流体体积多相流及Realizable k-ε湍流模型进行数值模拟。结果表明,增加栅格结构高度,参考点的最大压力值随之增加且高度选为100 mm时液体晃动的频率更低;增加栅格槽数量,参考点的最大压力值随之变小,且在数量为9时趋于稳定。通过构建药箱晃动试验台模拟直升机作业飞况进行防晃效果验证,结果表明药箱加速度越大,箱壁所受最大压力越大,受到最大压力的时间提前;充液率越大,箱壁所受最大压力越大,充液率为0.8较0.4时的最大压力增长了27.7%,同时高充液率下箱体不易受到激励后的二次冲击。随着前倾角度的逐步增加,液面所需稳定时间减小,从0°转变为20°,稳定时间相对减少了44.6%,而出现侧倾时液位较低的一侧晃动更加激烈,所需稳定时间更长。根据仿真结果选择高度为100 mm,栅格数量为9个的竖直阻尼栅格结构,对比数值仿真和试验结果,防晃阻尼栅格能有效减小受激励后箱体内液体晃动幅度,相较于原箱液体从开始晃动到液面平稳的时间降低了54.8%,具有较好的抑制效果。该优化箱体对提升直升机植保作业的安全可靠性具有一定价值。

摘要：针对双电机独立驱动式电动拖拉机结构特点,提出了执行协同控制策略的自适应模糊比例积分微分(PID)稳定性控制方式,设计具备协同控制动力输出系统和行驶系统功能的整机协同控制器。通过控制策略设计、硬件电路设计、软件程序设计来完成整机控制器的开发。基于dSPACE/DS1007实时仿真测试平台对协同控制器进行功能测试。测试结果表明:基于自适应模糊PID控制,超调量为4.3%,调节时间为0.052 s,比闭环控制方式的调节时间减少了0.228 s。整机协同作业模式硬件在环测试过程中,以及在定转速输出模式下,动力输出轴(PTO)电机能够维持在固定目标转速下工作。跟随模式下,PTO转速对车速跟随性较好。协同控制器实现了动力输出轴在跟随式转速和标准转速之间的切换,满足双电机独立驱动式电动拖拉机作业过程的协同控制要求。

摘要：目的:如何将消融装置精确的放置到预期的位置,是射频消融治疗子宫肌瘤中的难点,因此研究应用于超声引导下消融治疗子宫肌瘤的导航系统。方法:①设计超声引导下消融治疗子宫肌瘤的导航系统,该系统的关键是同时跟踪超声探头和射频消融针的空间位置,从而准确的将射频消融针放到准确的位置,并缩短手术时间及使手术的创伤更小。②系统主要由三维超声导航和空间定位装置组成。使用以下设备:B型超声仪(ULTRAMARK-9,ATL公司,美国);磁跟踪器(pciBirds,model6DFOB,Ascension Technology公司,美国);射频电极;图形工作站,用于采集超声图像、记录磁跟踪器提供的位置信息、导航图像显示等。利用磁定位器实时跟踪超声探头和穿刺针,构建三维超声,穿刺操作中实时显示二维超声图像平面在三维超声中的位置及与穿刺针的空间位置关系。③为了测试系统的精度和稳定性,设计了水槽模型。以30g/L的琼脂糖经水浴加热后,注入模具中,冷却凝固后取出,制成球形穿刺目标,将球体圆心和射频电极针尖到达的实际位置之间的差值作为系统误差进行对该系统进行评价。结果:利用水槽模型进行了30次实验,最大穿刺角度为60°,实验中采集的数字图像均为768*576像素的8位灰度图像。所有实验均顺利完成穿刺操作,实验的系统误差范围在3mm内。结论:利用超声引导下消融治疗子宫肌瘤导航系统可以实现三维空间的准确定位,实现灵活准确的穿刺操作。

摘要：目的:研究应用于超声引导下微波消融治疗的机器人系统。方法:设计超声引导微波消融治疗机器人系统,主要由三维超声导航、穿刺机器人和空间定位装置组成。利用磁定位器实时跟踪超声探头和穿刺针,构建三维超声,穿刺操作中实时显示二维超声图像平面在三维超声中的位置及与穿刺针的空间位置关系,利用一个五自由度的被动机械人引导装置辅助穿刺。建立水槽实验模型,利用该模型进行初步实验。结果:所有实验均命中穿刺目标,误差在0.5cm以内。结论:利用超声引导微波消融治疗机器人系统可以实现三维空间的准确定位,并摆脱穿刺引导架的角度限制,实现灵活准确的穿刺操作。