摘要：近年来,随着我国时代经济的发展和科学技术的进步,消费者对于包装设计提出了更多要求。通过将新技术与新材料在包装设计中加以运用,不仅可以给消费者带来全新的消费体验,而且还有助于拓宽包装设计的发展空间。

摘要：近年来．fMRI越来越多地应用于人和动物研究，尤其是日益完善的高场动物磁共振扫描仪及配套设施为动物fMRI提供了非常好的条件，并获得了一些令人兴奋的结果。国内已引进高场动物专用7TMRI，为进一步开展动物fMRI研究提供了新的平台，但在高场动物fMRI研究各方面仍存在明显的问题。

摘要：末端执行器是水果采摘机器人的核心部件,由于目前水果采摘对象种类繁多,结构及参数固定的采摘末端执行器无法适应多场合采摘作业需求。该研究设计了一种欠驱动关节型采摘末端执行器,模拟人手包络采摘动作,并以柑橘为对象模拟球型果实对末端执行器进行结构设计。为改善此类末端执行器重复设计情况,并提升采摘适用性,提出一种基于改进遗传算法的参数化设计方法。运用Microsoft Visual Studio 2012开发平台设计参数化界面,采用改进遗传算法结合NX的二次开发模块NXOpen对末端执行器进行结构参数优化,并基于Adams对优化后的采摘末端执行器进行动力学仿真分析,验证了优化后的末端执行器采摘范围较优化前提升了29.1%。制作物理样机并分别进行室内与果园柑橘采摘试验,果径68~106 mm的柑橘采摘成功率达到92.9%,平均采摘单个柑橘用时7.3 s。所设计的末端执行器针能够针对不同果径的球形果实时做出快速变形反应,适合苹果、梨等不同种类球型果实采摘作业。采用遗传算法应用至优化机构工作参数,提高了机构设计的准确性与适用性。

摘要：针对前期正向设计得到的三移栽臂水稻钵苗移栽机构应用中存在绝对运动轨迹回程段前倾造成秧苗回带,以及推苗角偏小造成推苗直立度差的问题,提出一种基于局部运动轨迹的反求设计方法完成三臂回转式水稻钵苗移栽机构设计。首先,分析机构绝对运动轨迹和相对运动轨迹之间关系,结合原机构存在的问题预设局部较理想绝对运动轨迹回程段轨迹、取推苗角,确定移栽机构局部相对运动轨迹关键位置点,应用三次非均匀B样条曲线拟合生成相对运动轨迹;然后,建立基于相对运动轨迹的移栽机构反求设计模型,开发了基于Matlab的反求设计辅助分析软件,优化获得满足设计目标的移栽轨迹和机构参数;最后,对三臂回转式水稻钵苗移栽机构进行了结构设计、虚拟仿真与样机试验,结果表明:仿真轨迹、样机试验轨迹与理论计算轨迹基本一致,且移栽臂推秧角较原机构增大了9.08°以上、绝对运动轨迹回程高度大于120 mm、取推苗角度差与秧箱实际安装角误差控制在±2°以内,满足水稻钵苗高直立度移栽要求,验证了所提出方法和三臂回转式水稻钵苗移栽机构设计的正确性。

摘要：深冷精馏的氦气富集工艺存在能耗高、投资大,催化氧化法脱氢会引入新杂质(O2、H2O等)的问题,因此提出基于膜分离耦合电化学氢泵的脱氮单元尾气提氦工艺。二级膜分离富集氦气,电化学氢泵分离氢气/氦气,一步实现高效脱氢提氦和氢气资源化利用。基于课题组自主开发的膜分离和电化学氢泵单元模块,利用Aspen HYSYS对耦合工艺进行了建模及数据分析,并结合灵敏度分析法和响应面法对工艺关键参数进行了优化。最优工艺条件是第1、2级膜面积分别为4759.5和435.3 m^(2),第1、2级膜进料绝对压强分别为6010.3和4352.5 kPa,第1、2级电化学氢泵的膜电极面积分别为39和17 m^(2),施加电势均为1 V。该条件下,产品氦气摩尔含量为99.99%,总回收率为95.67%,同时副产燃料电池车用标准的氢气。经济评价结果表明,在考虑氢气副产品附加值的条件下,耦合工艺高纯氦气生产成本为标准状态下125.47元/m3,动态投资回收期为2.09 a,内部收益率为79%,具有显著的经济优势。

摘要：设计了应用于全钒液流电池的尺寸筛分效应共价有机框架/聚醚砜(COF/PES)复合膜,利用纳米片的有序交错堆叠在聚醚砜支撑层上构建了具有均匀埃米级离子传输通道的连续COF分离层。连续COF层的规整刚性骨架赋予了膜极低的溶胀比,有序的埃米级孔道(有效孔径约为0.6 nm)对氢/钒离子具有精确的尺寸筛分作用。COF/PES筛分复合膜的钒渗透率仅有0.61×10^(-8) cm^(-2)·s^(-1),质子/钒离子选择性为Nafion 212的4.0倍。电流密度为80 mA·cm^(-2)下复合膜的能量效率达到82.9%,优于Nafion 212(81.2%)。100 mA·cm^(-2)下的长循环测试中,复合膜电池容量保持率相比于Nafion 212电池提高了16.2%,表明连续COF/PES筛分复合膜在全钒液流电池中具有广阔的应用前景。

摘要：为了解决现有行星轮系水稻钵苗移栽机构较难同时具备理想的移栽轨迹和姿态的问题,提出了正向设计与局部轨迹微调的反求设计相结合的设计方法。以非圆齿轮行星轮系水稻钵苗移栽机构的设计为例,阐述该方法的实现过程。建立行星轮系水稻钵苗移栽机构设计要求,并分析其工作原理,在前期正向设计的基础上,局部调整其移栽静轨迹,通过反求设计进一步优化设计移栽机构。进行局部反求设计的运动学分析和运动学建模,基于Matlab平台开发计算机辅助设计软件,通过人机交互的方式得到移栽机构的机构参数,使其不仅满足移栽臂移栽的姿态要求,同时获得更理想的移栽工作轨迹。根据最终得到的机构参数设计移栽机构结构,完成三维建模、虚拟仿真试验,加工、装配移栽机构物理样机,完成了高速摄像运动学试验。将移栽机构理论计算、虚拟仿真、样机试验得到的移栽静轨迹比较,同时逐一将轨迹相关参数、取秧角、推秧角、角度差等设计目标参数与相应数值化目标进行对比,结果显示,均满足要求,验证了设计方法的正确性。与以往单一的正向设计、反求设计方法相比,该方法设计的移栽机构不仅具有更优的移栽工作轨迹,也可满足较好的移栽姿态要求。

摘要：旋转式水稻钵苗移栽机构移栽臂是移栽作业的执行部件,控制取秧和推秧动作,直接影响移栽机构取秧和推秧的成功率。针对原水稻钵苗移栽机构存在取秧时间长、成功率偏低,无推秧装置、推秧效果差等主要问题,对其移栽臂结构进行改进设计,优化凸轮机构,减小凸轮推程运动角,增加推秧装置。建立机构虚拟样机,研制机构物理样机,开展机构虚拟运动仿真和高速摄像运动试验。比较虚拟仿真和高速摄像试验移栽机构夹取秧苗时间的缩短情况,结果基本一致,表明移栽臂的改进设计是正确和合理的。开展安装不同凸轮机构和有无推秧装置的移栽机构的取秧试验,改进后的机构取秧成功率和推秧成功率分别为94.3%和98.6%,远高于改进前的82.9%和88.6%,表明改进后的机构能够更好地满足水稻钵苗移栽工作要求,且具有很好的工作性能。

摘要：CO_(2)对气候影响越来越严重,将其转化为甲酸能够同步实现资源化和碳减排。当前CO_(2)加氢制甲酸的研究主要在于寻找高性能催化剂,而过程设计对甲酸实现工业化也不可或缺,但是CO_(2)电催化加氢制甲酸的过程设计尚未见报道。利用主要成分为H_(2)和CO_(2)的天然气制氢变压吸附解吸气为原料,设计了气体膜分离耦合CO_(2)电催化加氢年产3万吨甲酸的工艺,并在Unisim Design流程模拟软件中进行了模拟。随后利用灵敏度分析法对反应器中膜电极面积、阴极电势、H_(2)膜面积、CO_(2)膜面积、精馏塔压力和回流比等参数进行优化,在最优方案下甲酸的单位质量成本为6.37 CNY/kg,比传统的Kemiral-Leonard(KL)工艺高31.88%,但是所提出的工艺可以实现减排3.33万吨/年的CO_(2),具有重要的环境保护意义。最后通过成本分析,从反应器的寿命、成本和电价三个方面提出三种有效的解决方案,可以将甲酸生产成本降低到传统KL工艺的生产成本。

摘要：依据Bell-Delaware法对壳程流体进行压降和传热的计算,选择管径、管长、折流挡板数等结构参数作为主要设计变量,参考了美国管式换热器制造商协会(Tubular Exchanger Manufacturers Association,TEMA)标准作为相关约束条件,以换热器的年度总费用最低为目标函数,建立了管壳式换热器优化设计数学模型,并基于遗传-模拟退火算法(GA-SA)进行求解。文献算例的对比结果表明:算法能较好地权衡换热器的换热面积费用和泵的操作费用并搜索到全局最优解,从而获得总费用较低的换热器主要结构参数。针对一个实际工程项目,考虑换热器设计裕度要求,计算结果与商业化软件HTRI的预测值接近,说明所设计的换热器实际可行。同时克服了HTRI需要设计者的经验确定设计变量和无法保证经济性最优的不足。