摘要：针对现有植物工厂采用的植物培养架照度、混色均匀度差导致农产品作物品质参差不齐的现状,提出一种高混光、高混色均匀度的植物培养架设计方案。不同于光源在上种植面在下的培养架设计模式,将红、蓝LED灯珠间隔排列阵列光源安装在植物种植平面上的凸台上,并把培养架顶部设计成漫反射面。漫反射面的引入起到增加混光距离的作用,提高光线耦合程度,从而达到了提高混光、混色均匀度的效果。进一步引入光量子通量密度均匀度以及混色均匀度共同作为考察指标,利用Taguchi方法设计并进行实验,研究不同因子对植物种植区光源均匀性的影响,再利用ANOVA理论分析了各因子对品质的影响程度多次优化后,最终获得照度均匀度为94.58%、混色均匀度为90%、能量利用率为41.42%的最优系统设计方案。然后研究了不同配光曲线的灯珠对培养架均匀度的影响,最后通过测量植物在不同高度时种植面和植物表面的照度及光谱的分布情况检测植物的生长是否会遮挡光线。结果表明该植物照明系统可以在植物生长过程中提供均匀的照明,遮挡问题几乎可以忽略不计。

摘要：针对现有植物光源系统架构难以提供优质的照明环境,提出空间照明均匀度理论。采用多光源模块的植物光源系统实现植物生长空间内的高空间照度均匀度以及色度均匀度,多光源模块由倒置光源、直下式光源以及在生长空间的中部光源组成。通过多光源模块的立体化混光方式达到设计的目的,根据Taguchi理论简化实验过程并结合变异数分析深入优化关键因子,从而找到植物光源系统的最优解。进一步优化LED灯珠的形状和间距,最终获得水平面和竖直面的照度均匀度分别为91.35%和89.71%,混色均匀度分别为87.67%和88.54%的立体化植物光源系统。对植物生长进行模拟和实物测试,实验结果表明植物光源系统能够在整个植物生长空间提供高质量的照明效果。

摘要：以正交轴色谱仪为对象,研究结构设计与样机研制。首先,根据设计要求对其进行结构设计,综合出合适的机械构型并根据动量矩定理对其进行动力学分析,得出驱动力矩;然后,对机械构型进行模态分析,得出机械构型的薄弱环节;最后,针对薄弱环节进行结构优化,在此基础上搭建物理样机,并通过相关的实验测试来分析样机的分离效率及其影响因素。结果表明:在一定范围内,随转速的增加,样机的固定相保留率增大,分离效率增高,当转速达到800 r/min时,固定相保留率最大,当转速超过800 r/min时,固定相保留率减小,分离效率降低,而当样机转速一定时,样机中液体的流速越大,固定相保留率越低。

摘要：仿人手指是仿人手结构的重要部分,结合柔性铰链结构,提出了一种梁交叉柔性铰链的仿人手指结构。首先通过有限元仿真分析对比了两种梁交叉柔性铰链关节结构以及直梁柔性铰链关节结构的综合性能,然后设计了一种绳驱动的三梁交叉柔性铰链的仿人手指结构并对该仿人手指结构进行有限元仿真分析,得到了其绳驱动力和绳驱动长度的关系。此设计与分析为柔性铰链结构的仿人手指设计提供了新的思路,具有一定的参考价值。

摘要：本文采用毒性小,价格低廉的2,2′-二硫代二吡啶(2,2′-Dithiodipyridine,DTDP)作为通孔电镀铜添加剂,对添加剂体系的浓度及脉冲电镀参数进行了优化。首先,对DTDP能否在高深径比通孔脉冲电镀过程中起到整平作用进行探究,并对包含其在内的四种添加剂的浓度进行正交优化,得到了当电镀效果较好时的最优添加剂浓度,但是该条件电镀后的通孔呈“狗骨状”。其次再利用正交优化后的电镀液,采用单因素分析法对脉冲电镀参数进行优化,得出此时较优的脉冲电镀参数,并消除上述通孔“狗骨”现象。在电镀试验后,通过采用扫描电子显微镜(SEM)和浸锡热应力实验对电镀后的实验板进行性能测试。

摘要：直缝埋弧焊管作为重要的工程材料,广泛应用于钢结构、流体管道以及基础打桩等工程中。阿尔及利亚客户基于经济效益考虑,要求直缝埋弧焊原材料在不额外添加金属元素Ni的情况下,不仅需要满足API 5L 45th PSL2规范,还要求在-29℃条件下具有较高的冲击韧性。为了获得良好的具有良好低温冲击韧性的X65M级别钢材的焊接接头,采用四套不同化学成分的内外焊设计方案,进行X65M管线钢焊接工艺试验。利用光学显微镜分析了焊缝和热影响区的宏观组织,通过硬度试验和多温度冲击试验测试了其硬度和韧性。试验结果表明,MnNiTiB,MnMoNiTiB+MnMoTiB和MnMoNiTiB内外焊方案均满足:在-29℃条件,要求焊缝中心、热影响区冲击吸收能量单个值≥49 J,平均值≥61 J,其中MnMoNiTiB方案富余量最大。从经济性上看,MnNiTiB方案满足技术要求,同时价格在4个方案中是最低的。

摘要：针对现有植物灯均匀度差的问题,通过在R(红)、G(绿)、B(蓝)三色LED芯片上加装导光管和光纤透镜,实现了高均匀度的出光效果,通过调节导光管和光纤的尺寸获得了达90%的混色、光谱以及光量子通量密度(PPFD)的均匀性。进一步对光源的热学性能进行表征发现光纤透镜的增加有利于减少光源正面的热量,并且基于光量子学照明参数对该灯的均匀度进行评价,并进一步提出有效光能利用率来更加科学的表征光源性能。结果表明,混色均匀性与PPFD均匀性可达90%,有效光能利用率可达到43%。进一步将该灯用于鲜切玫瑰花保鲜,并通过脉冲宽度调制技术(PWM)实现了光谱的动态可调,通过对玫瑰花鲜重日失重率以及抗氧化物质如黄酮素等物质含量变化的测量,探究鲜切玫瑰花保鲜的最佳光照条件。实验结果表明,最有利于鲜切玫瑰保鲜的光质条件和光照周期为R+G、6 h/24 h。

摘要：为设计弯曲性能优越的三维气动软体驱动器,针对单腔通气时驱动器的弯曲变形机理,展开了弯曲特性的研究。首先基于Yeoh模型的能量密度分布函数,结合驱动器弯曲时的静力平衡方程,建立驱动气压与驱动器弯曲角度变形的非线性数学模型;其次,通过数学模型分析气腔半径、中心圆半径以及壁厚对弯曲的影响,并通过建立单目标多约束优化模型寻找最优尺寸组合;然后通过有限元仿真,进一步研究两腔通气时驱动器弯曲角、偏转角与末端点坐标的变化规律。最后通过对比理论模型、有限元仿真、样机试验的数据。结果表明:在60kPa气压的范围内,理论结果、仿真结果与试验结果的表明上述分析参数对弯曲影响的趋势保持一致,从而验证了理论模型的正确性。上述研究为设计气动软体弯曲驱动器提供了可靠的理论基础。

摘要：目前植物工厂培养架所使用的LED光源模块光学结构简单,照度均匀度和混色均匀度难以保证,导致农作物的品质参差不齐。为了提高种植物品质,需要优化植物光源的照明效果,设计高均匀度的植物光源。本文针对这一问题提出并研究了一种倒置光源的植物培养架设计方案。将LED灯珠安置在种植面同侧,并结合曲面反射顶面对LED发出的光线进行进一步均匀分配,在植物培养架有限的种植空间内增加光线耦合距离和耦合程度,提高了培养架植物光源的均匀度。经过多次结构优化后,最终获得了一个照度均匀度为91.64%、混色均匀度为89.73%的高均匀度植物照明培养架。然后基于优化得出的植物光源,研究植物生长过程对照明效果的影响后表明植物在生长过程中均可获得良好的照明环境。最后研究了不同形状和不同配光曲线的灯珠对培养架均匀度和光能利用率的影响。

摘要：面部表情是机器人与人类交互过程的重要组成部分,提出一种仿人面部表情机器人的驱动单元优选方法,并按照优选结果,开发了一个可以模仿人类做出不同表情的仿人面部表情机器人。首先计算实验者在不同表情帧时面部点云模型的Hausdorff距离;然后根据面部点云模型间Hausdorff距离的大小优选出面部位移最明显的区域作为驱动区域;最后参照该驱动区域,开发了一个可以模仿人类做出不同表情的仿人面部表情机器人。所提出的面部表情机器人的驱动单元优选方法为仿人机器人的面部驱动单元优选提供了新的思路,所开发的面部表情机器人可以对人类常见的基本表情实现逼真的复现。