摘要：为减少揭膜机揭膜过程中对地垄边膜的损害,对揭膜机的土膜识别系统进行了设计。首先,对电动揭膜机的整体结构和工作原理进行分析;然后,对揭膜机的摄像头进行畸变校正,并对田间土膜图像的多种处理方式进行对比分析,确定最适合本系统的图像分割方式为K-means++法;最后,进行图像降噪,识别并提取地膜轮廓信息。试验测得图像的特征值范围为面积4500~20000mm 2,面积占比4%~22%,周长250~950mm,3个条件同时满足即为土膜图像。在土壤板结状态下进行试验,结果表明:系统的平均识膜率大于95%,地膜的损伤率在5%以下,边膜上的土壤清除率到达82%。

摘要：排水管网是维系城市安全的重要基础设施，对现有排水管道修复、改造，及时有效消除安全隐患，是提高城市安全运行保障的重要措施。优先选用非开挖修复工艺，可以防止现况道路开挖损坏、降低对周边环境影响。本文通过对两种常用非开挖原位固化法修复工艺的基本特性、修复参数进行研究分析和数据计算，结合修复效果进行比较，得出两种工艺的适用条件。

摘要：针对海上固定设施和动态船只较难通过合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)幅度信息有效区分的问题,设计了一条海上固定设施和动态船只分别提取的技术路线。首先,使用多期SAR数据的干涉相干信息、双参数恒虚警概率算法(constant false alarm rate,CFAR)和众数滤波提取海上固定设施,之后将海上固定设施和海杂波强反射区进行掩膜,使用CFAR算法、众数滤波从SAR幅度图提取动态船只。使用五期江苏省南通市近海区Sentinel-1A SAR影像开展实验研究。结果表明:SAR干涉相干提取的近海风力发电场的正确率为90.4%,虚警率为9.6%,漏检率为0;掩膜后SAR幅度图提取的动态船只结果基本消除了海上固定设施和海杂波强反射的干扰,正确率较高。该技术路线可为海上固定设施和动态船只识别的自动化、工程化应用提供借鉴。

摘要：按国际标准进行钢结构的抗震计算分析,是海外项目钢结构设计的重点难点。通过对某国际标准中钢结构抗震规范体系、设计理念、重要参数及计算方法等的分析研究,重点阐明了结构抗震设计类别的划分;明确了抗震设计类别为D~F时钢结构需考虑的地震效应包括:1)冗余系数ρ参与的水平地震效应E_(h);2)竖向地震效应E_(v);3)超强系数Ω_(0)参与的水平地震效应E_(mh);4)容许承载力极限水平地震效应E_(cl)。指出了D~F类钢结构位移验算需考虑的增大系数,并以印尼某地震高烈度区燃煤电厂钢结构主厂房为例,按国际标准选取结构抗侧力体系、确定抗震参数、采用STAADPro进行结构计算并检验输出结果。

摘要：二氧化碳(Carbon dioxide,CO_(2))是大气中最主要的温室气体,具有大气本底浓度高而年变化量小的特点。因此,对其浓度进行高精度的监测是实现“双碳”目标的重要环节。本文基于连续波光腔衰荡光谱技术,搭建了一套探测灵敏度低至ppb的CO_(2)气体传感装置。系统中选取了中心波长为6251.760 cm-1的CO_(2)吸收线、设计了超高精细度(>300000)的石英玻璃型法布里-珀罗谐振腔和高性能的温度、压力控制模块。腔内气体的温度和压力在24 h的变化量分别小于0.07℃和15 Pa。Allan方差的结果显示,系统在303 s的最佳积分时间下,可获得0.7×10-12 cm-1的检测限,对应的CO_(2)最低可检测浓度为1.6 ppb。在较大的CO_(2)浓度范围内,系统响应的线性相关系数为0.99994。最后,系统以10 s的响应时间,对大气中的CO_(2)浓度进行了2天的连续观测,其结果与商用仪器(Picarro,G2401)的监测数据高度一致,排除人体呼气干扰后的相对偏差优于6‰。该系统具有结构简单、成本低、灵敏度极高的特点,在痕量气体监测领域将具有广阔的应用前景。

摘要：传统的装配图拆画环节教学手段不够生动,学生学习起来比较困难。针对这一问题,该文将增强现实虚拟装配技术引入课堂,设计了一种沉浸式虚拟装配教学实验平台,采用了一种全新的基于虚拟几何特征的零件位姿检测技术,以实现精准装配。该实验平台可以使学生更加直观地理解装配概念、体验装拆装配体过程,使学生获得身临其境的装配感,同时可学习虚拟装配技术前沿知识。从最终教学效果来看,与传统教学体系相比,基于增强现实的工程图学装配图拆画沉浸式教学,能够有针对性地辅助学生的装配图学习,大大提高了学生学习的主动性和积极性,提高了教学效果。

摘要：随着智能矿山建设的稳步推进和煤炭企业数字化转型的加速实施,煤矿企业用户业务数字化应用需求呈指数式增长,对业务应用开发效率提出更高要求,传统的煤炭行业应用系统开发模式过度依赖专业厂家,实施周期长、实施成本高、资源重复利用率低,难以满足煤矿用户对快速开发业务应用的管理要求。针对上述问题,提出了一种采用“模型驱动”开发模式的智能矿山低代码工业物联网平台设计方案。基于微服务技术设计了包含数据采集层、数据处理层、数据存储层、数据发布层、人机交互与应用层的平台架构,在每个层级运行平台通过解析引擎解析开发平台配置对应的功能;通过设计数据编码与主数据规范、平台内部数据交互规范、平台接口与服务等构建统一技术体系,实现了煤矿作业现场各类物联网监控对象的统一监管;通过开发低代码组件工具箱,将原本在煤矿各类监控系统软件中需要通过定制化开发的系列通用功能和业务逻辑进行统一封装,形成可直接复用的组件,使其可适应煤矿不同类型监控系统应用,为用户提供一个通过拖拽组件和配置参数等方式即可完成智能矿山应用软件开发的可视化开发环境。应用结果表明,该平台可为煤矿监控类系统提供快速开发平台,满足煤矿用户日常提出的紧急定制化任务开发需求。

摘要：针对传统磁吸附攀爬机器人攀附力较小、带载能力差的问题,研究高攀附力/自重比磁吸附履带式攀附机构的设计与制造方法。提出一种新型磁吸附履带结构设计方案,研制攀附机构样机并进行性能测试研究。基于ANSYS有限元分析,对比分析4种Halbach磁铁阵列单元的最佳组合模式,实现了轻量化设计的攀附机构,有效提高了磁铁阵列单元的吸附力与自重比。为了实现磁铁阵列在攀爬机器人系统中的应用,融合链条传动和同步带传动方式,设计一种履带式攀附机构,并将它用于磁吸附攀爬机器人系统,完成了垂直攀爬和倒置攀爬运动,最大吸附力/自重比可达2.54。

摘要：在地膜回收作业时,因覆盖在地膜上的土壤板结造成揭膜困难,需要对地膜上的覆土进行清理。为此,采用图像识别的方法,设计了一种地膜覆土清理装置。装置运行时,单目摄像头在畸变校正处理后进行膜土的图像采集,经过Arduino Due单片机对采集的图像进行K-means二值化处理方式进行图像分割,并识别和提取出边膜轮廓图像;主控制器结合处理后的图像信息对电机进行控制,带动刨土铲切土刨土,完成对覆盖在地膜上的板结土壤的清理工作。试验结果表明:装置的平均识膜率不低于95%,伤膜率不高于3%,平均覆土清除率达到80%。

摘要：双光子直写技术凭借其高精度、任意三维结构刻写、高成本效益、材料设计高自由度等特点,已被成功应用到多种微纳光学器件的刻写中。基于双光子直写的微纳光学器件应用不断拓展,对刻写分辨率和通量都提出了更高的需求。超分辨激光纳米直写和高通量激光直写技术使得双光子直写具有nm级精度与cm级尺寸的跨尺度加工能力,进一步拓展了基于双光子直写的微纳光学器件研究领域。本文首先对双光子直写原理进行概述,介绍本课题组在利用双光子直写技术制造衍射光学器件、光纤集成器件方面的研究进展;然后,介绍本课题组在使用超分辨激光直写技术制备纳米光子器件方面的拓展研究,并展示了高精度、高通量激光直写技术在大面积刻写微纳光学器件上的技术优势。