摘要：滚动轴承作为一种精密的机械元件,已广泛运用于现代工业机械设备中。在轴承运行时,采用合理的方法诊断轴承的故障具有重大的意义。但在实际复杂多变环境下,采集振动信号不仅面临样本量少的问题,还受到噪声干扰、工况变换等因素的影响,导致故障诊断的准确率低。因此,针对噪声干扰和变工况下的小样本滚动轴承故障诊断问题,该文提出了一种基于原型域增强的元学习去噪模型(Meta-DAE)。首先,构造基于时频图的小样本故障样本集,引入深度卷积生成对抗网络并对数据进行预处理,生成相似分布的伪样本集;然后,将故障样本集输入Meta-DAE模型进行自适应特征提取,Meta-DAE模型采用原型域增强策略,使同类别原型点在嵌入空间中凝聚更紧密;同时,构建了具有降噪性能的编码器,设计了基于原型域增强和去噪的目标函数,通过在小样本下进行模型微调,以提高小样本下模型的噪声鲁棒性和分类准确率。噪声及变工况下小样本故障诊断实验结果表明,相比于其他模型,所提模型在-8dB强噪声干扰下,仅用10个样本微调模型,分类准确率提高了35.78~57.25个百分点,具有较强的噪声鲁棒性。

摘要：针对南疆地区目前落地红枣无法聚集、人工捡拾效率低、机械化程度不高等问题,在分析枣树种植模式及红枣物料特性的基础上,采用仿人手臂聚集红枣的方法设计了一种快速聚拢装置,并确定了各零部件的结构参数。利用三维建模软件SolidWorks与运动学仿真软件ADAMS,对聚拢装置进行了建模与运动学仿真,结果表明:红枣在聚集过程中,接触的速度都是从小到大再到小,没有急剧的突变现象,对红枣的损害程度较小,符合设计工作要求。以红枣聚集率为响应指标,以前进速度、曲柄转速、滚筒转速为影响因素,设计了正交组合试验,建立了各因素对聚集率指标二次多项式回归模型,并分析了各因素对聚集率的影响规律。通过多重响应方法中的主目标函数法对其参数进行了优化,获得了影响红枣聚集率的最佳参数,即前进速度为0.37 m/s、曲柄转速为58 r/min、滚筒转速为32 r/min,此时红枣聚集率为88.65%。研究结果可为后续落地红枣聚拢装置的改进和研发提供参考。

摘要：针对现今葡萄种植环境狭小且复杂、常见关节型机械臂空间运动灵活度较小和避障能力较弱等问题,为了适应葡萄植株下层枝叶较少、障碍物较少,上层枝叶较多、障碍物较多的特点,设计并开发一款基于SCARA的柔性葡萄采摘机械臂,其底部为SCARA机械臂,上部为柔性机械臂部分;同时,设计了SCARA与柔性机械臂的协调运动控制系统。通过分析机械臂的机械结构和工作原理确定机械臂的末端空间位置和机械臂的运动学关系,利用MatLab绘制其工作空间,并绘制柔性机械臂在随机两个空间点运动的轨迹、速度、加速度图,从而实现SCARA机械臂与柔性机械臂的运动控制。

摘要：[目的]针对红花采摘机器人在复杂农田环境中面临的实时感知与控制挑战,特别是多源异构传感器数据处理和对环境变化的快速响应问题,设计一种基于ROS和Qt的多线程并行控制系统。[方法]数据处理引入生产者-消费者模型,实现多源异构传感器数据的实时并行处理,提高系统数据处理效率和鲁棒性,并在新疆吉木萨尔县红旗农场红花田现场试验。[结果]多线程架构在复杂场景中显著优化资源利用率,减少端到端延迟约19.3%~25%。通过任务分解与并行处理,多线程配置在高负载条件下将CPU使用率从单线程的90%降低至75%~80%,并显著平滑内存曲线,提升系统稳定性。[结论]该项目与新疆35家农户、合作社签订技术服务合作协议,对推动红花采摘机械化发展具有重要的理论和实践意义。

摘要：基于前期对叠层轮胎隔震垫(STP)热氧老化下力学性能的研究,建立两层砌体隔震结构和非隔震结构模型,采用非线性时程分析法分析经过0、25、50、75及100 a热氧老化后的STP在实际工况下的隔震性能。结果表明,安装了STP的隔震结构相比于非隔震结构层间剪力降低了44.20%~54.80%,顶层加速度降低了26.90%~36.50%,且经历不同年限热氧老化后STP仍保持着较好的隔震性能;隔震连接处STP滞回曲线饱满,耗能能力稳定,热氧老化后滞回耗能有所上升。用时程分析法计算出隔震结构在STP老化年限50 a内的平均水平减震系数均小于0.5,可满足《建筑隔震设计标准(GB/T 51408—2021)》中上部结构降低1度进行抗震设计的要求,因此建议STP的安全使用年限为50 a。

摘要：背景:现阶段骨软骨一体化支架的弹性模量与天然骨软骨相差较大,植入人体后会引起应力遮蔽现象,从而导致植入物松动变形,影响骨软骨组织修复。轴向三周期极小曲面晶胞梯度支架可与人体骨软骨组织孔隙率及弹性模量相匹配,为骨软骨支架设计提供一种新的思路。目的:研究不同晶胞种类和孔径结构对晶胞梯度支架力学性能的影响。方法:使用Gyroid(G)型、Diamond(D)型Primitive(P)型3种基础晶胞,通过三周期极小曲面数学建模,在梯度区域使用不同尺寸、不同种类晶胞,共计构建6种晶胞梯度支架(G-2P-4D、P-2D-4G、D-2P-4D、G-2D-4P、P-2G-4D、D-2G-4P),进行力学实验及仿真模拟实验,评估支架的力学性能,通过计算流体动力学仿真得到了支架内流体的流动性能参数。结果与结论:有限元力学仿真和轴向压缩实验表明,P-2G-4D型与P-2D-4G型梯度支架的弹性模量相较高,分别为148.67 MPa和152.1 MPa,能够承受较高的轴向载荷,提高植入物的力学稳态;D-2P-4G型梯度支架应力分布最为均匀,可有效减少应力集中,使得连接函数区域均能够有效传递应力,减少应力遮蔽;G-2D-4P型梯度支架流动速率变化最小,为0.10-0.48 mm/s,渗透率较高,有利于植入后体液在支架内部流动。基于三周期极小曲面的晶胞梯度支架设计为骨软骨支架设计提供了新思路,仿真分析结果也为支架植入人体后的骨整合预测提供了参考。

摘要：气化灰渣是煤气化转化过程产生的主要副产物,特征分析、炭灰分离和资源化利用是降低其环境危害性、提高煤炭资源利用率的有效途径。论文系统阐释了煤炭气化灰渣的孔隙结构、表面形貌、矿物组成等特征,这有助于根据物化性质设计资源化利用方案;深入分析了气化灰渣的分级、重选、电选、浮选、化学分选等分离技术,多技术联用可提高炭、灰分选效率;全面综述了气化灰渣的资源化利用途径,硅碳复合材料逐步成为气化灰渣大规模资源化的趋势。研究为促进气化灰渣的循环利用起到支撑作用。

摘要：为提升对多模态数据的管理效果,提高数据访问速度并减轻数据库负载,设计一种基于循环神经网络的多模态数据层次化缓存系统。在DRAM/NVM混合内存模块中,利用DRAM完成主存NVM的缓存。当DRAM存在缓存缺失时,利用访问监控模块内置高速采集卡来采集NVM上频繁访问4 KB数据块的历史访问记录,再将历史访问记录编码为访问向量后构建训练集,作为长短期记忆(LSTM)网络的输入,用于预测访问频率。在缓存过滤模块中,将访问频率预测结果高于设定阈值部分的4 KB多模态数据读取到DRAM中进行缓存。实验结果显示:所设计系统可最大程度地降低系统带宽占用情况,TLB缺失率低,缓存执行效率较高,面对大页面具备显著缓存优势。

摘要：干湿循环作用下湿陷性黄土易发生强度劣化,会引起湿陷性黄土输水渠道边坡失稳破坏。为探析湿陷性黄土强度劣化规律及其换填后的效果,文章开展“干湿”循环作用下湿陷性黄土、砂砾石换填料的三轴剪切试验,研究不同“干湿”循环作用下渠基湿陷性土料、换填砂砾石料的强度变化规律,并进一步探讨换填厚度对湿陷性黄土输水渠道边坡稳定性的影响。研究结果表明:“干湿”循环过程使得湿陷性渠基土的抗剪强度指标出现一定程度的衰减,最大衰减幅度约40%。砂砾石换填料的抗剪强度指标c,φ值基本不受“干湿”循环作用的影响。采取换填措施后,湿陷性黄土输水渠道边坡稳定性得到了显著改善。随着换填厚度的增大,换填后边坡滑坡发生量减小。对于大断面输水渠道建议换填厚度取6.0~8.0m为宜。

摘要：荧光防伪技术是指将特殊的荧光材料制备成防伪标识,借助辅助的激发光显示加密信息的防伪技术。荧光防伪材料需要在多种状态下使用,因此要求荧光材料在不同状态下都能够高效的发光。双态发光(dual-state emission,DSE)分子是一类在单分子状态下和聚集状态下都具有强烈发光性能的分子。4-(二苯氨基)(苯基)乙酮(Acetyl-TPA)分子是一类典型DSE分子,其合成方法简单、荧光强度高,在不同极性溶剂中表现出不同颜色的荧光特性使得这一类分子成为防伪印刷领域的一种极佳选择。本实验通过傅克酰基化亲电取代反应一步制备Acetyl-TPA分子,并进一步探索了其在防伪印刷中的应用;本实验原料低廉易得、安全性高,通过本实验训练,学生不仅掌握了芳香酮类化合物的制备方法,同时也了解了DSE分子的发光特性及其在防伪领域中的应用。具有一定的科学启发性。