摘要：目前中国虾夷扇贝网具存在捕捞效果差、海底生境影响严重等问题,该研究基于水下视频监控技术,设计了水压板导流与随动式惊扰相结合的拖曳网架结构。采用FLUENT软件对改造后捕捞网具的水下拖曳水动力特性进行分析得出,在拖曳水深在30~50 m、拖曳速度为1.8 m/s、网口高度为350 mm时,采用22.5°~30°负迎角弧式水压板,可减轻顶部湍流对底栖鱼类的兼捕影响,且随动式惊扰装置满足作业要求,此时拖曳稳定绳长约为156.80~261.34 m、稳定角度为11.03°、稳定拖曳力为2275.83 N。通过海上捕捞对比试验得出,在拖曳速度为1.5、1.8和2.0 m/s时,改造后捕捞网具与生产用捕捞网具在捕捞量方面无显著差异(P>0.5),在碎贝量和底栖鱼类兼捕量方面显著降低(P<0.5)。单网平均捕捞量的偏差率分别为6.30%、0.59%和5.55%,单网平均碎贝量的偏差率分别为90.63%、84.78%、85.29%,单网底栖鱼类平均兼捕量的偏差率分别为78.57%、81.25%、84.85%。且在拖曳速度为1.8 m/s时,与生产用网具相比,单网平均捕捞量偏差率最低,单网平均碎贝量的偏差率最低,底栖鱼类平均兼捕量显著减少,符合环境友好型捕捞网具设计要求。

摘要：背景:骨组织工程研究发现,Voronoi骨支架黏附性和渗透率是影响骨组织工程支架的重要参数,良好的黏附性可以保证骨细胞在支架内部的黏附,从而促进骨组织的再生,而优异的渗透率可以促进营养物质及代谢废物在体内的运输。目的:研究Voronoi骨支架的黏附性及渗透率。方法:以Voronoi骨支架为研究对象,通过Rhino软件对其结构进行了建模,同时借助计算流体力学(CFD)方法对骨支架内部的渗透率及黏附性进行了分析,设定种子点数为20,25,30,缩放因子分别为0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,探讨孔隙率与渗透率之间的对应关系。结果与结论:①通过Rhino软件设计得到的Voronoi骨支架结构,平均黏附层厚度分布在0.061-0.116 mm之间,其具有一定的黏附能力,其孔隙率在很大程度上是由缩放因子决定的,随缩放因子的不断增加其孔隙率呈上升趋势,在所选结构设计参数范围内,当缩放因子为0.4时,不同种子点数的支架结构孔隙率均最小,分别为33.78%,33.87%,33.90%;当缩放因子为0.8时,不同种子点数的支架结构孔隙率均最大,分别为84.28%,84.35%,84.38%。②孔隙率的增加对支架结构的渗透率产生了明显影响,随孔隙率的增加,骨支架结构的渗透率呈上升趋势,在所设计支架结构中随孔隙率的变化,其渗透率由16.98×10^(-8)m^(2)增长到82.29×10^(-8)m^(2)。③对支架结构的孔隙率与渗透率之间的关系进行拟合,得到孔隙率与渗透率的关系方程,为骨支架渗透率的预测提供了依据,为复杂结构骨支架生物性能的分析提供了参考。

摘要：针对温室移动机器人自主作业过程中,对视觉里程信息的实际需求及视觉里程估计因缺少几何约束而易产生尺度不确定问题,提出一种基于无监督光流的视觉里程估计方法。根据双目视频局部图像的几何关系,构建了局部几何一致性约束及相应光流模型,优化调整了光流估计网络结构;在网络训练中,采用金字塔层间知识自蒸馏损失,解决层级光流场缺少监督信号的问题;以轮式移动机器人为试验平台,在种植番茄温室场景中开展相关试验。结果表明,与不采用局部几何一致性约束相比,采用该约束后,模型的帧间及双目图像间光流端点误差分别降低8.89%和8.96%;与不采用层间知识自蒸馏相比,采用该处理后,两误差则分别降低11.76%和11.45%;与基于现有光流模型的视觉里程估计相比,该方法在位姿跟踪中的相对位移误差降低了9.80%;与多网络联合训练的位姿估计方法相比,该误差降低了43.21%;该方法可获得场景稠密深度,深度估计相对误差为5.28%,在1 m范围内的位移平均绝对误差为3.6 cm,姿态平均绝对误差为1.3°,与现有基准方法相比,该方法提高了视觉里程估计精度。研究结果可为温室移动机器人视觉系统设计提供技术参考。

摘要：针对汽车排气管密封问题,设计一种适合汽车排气系统密封的V形金属密封环。该密封环采用平面接触、小接触压力方式,在满足密封要求的同时避免了较大的预紧力;在波谷处采用圆弧过渡,降低了密封环的整体刚度,侧边倾斜一定角度以增大密封环的回弹性能。利用ANSYS Workbench软件对V形金属密封环常温预紧和高温工况下的密封性能进行分析,在保证密封强度要求下确定安装时合适的轴向压缩量;分析密封环结构参数对密封性能的影响,发现壁厚、环宽、波谷半径、接触圆半径、开口角度对密封性能影响较大。基于Design-Expert软件对密封环结构参数进行多目标优化,从而降低了密封环最大等效应力,提高了最大接触压力,减小了密封环质量,并通过相关实验验证有限元模型的可靠性。

摘要：为改善单个工业机器人在工业生产中的不足、提高工业机器人在实际生产中的生产效率,设计了能够满足复杂工作的双机器人协调控制系统。研究了双机器人基座标系、工具坐标系、工件坐标系之间的位姿变换关系;分析了双机器人之间的协调运动关系。以双机器人协调搬运为例,设计了以两台ABB-IRB120为研究对象、PLC为中间处理器、触摸屏为控制面板的双机器人协调控制系统。在RobotStudio中建立双机器人协调搬运工作站,做了双机器人协调搬运的仿真模拟。通过实验室现有设备,搭建了双机器人协调控制系统,通过触摸屏操作双机器人协调运动。研究结果表明,该双机器人协调控制系统运行稳定,能满足实际生产要求。

摘要：针对现有目标检测器在处理无人机航拍图像上存在的小目标检测精度不高的问题,提出一种具有目标感知特征增强的改进YOLOv4(yolo only look once)航拍检测算法。通过深度级联的方式构建瓶颈连接注意力模块,将其嵌入至YOLOv4主干网络,强化对基础特征的提取;为充分有效地利用目标上下文,对原始网络中特征金字塔输出的多尺度特征进行聚合与校准细化;对于小目标定位不够精确的问题,通过闭环反馈与融合策略重新设计检测头部,增强小目标位置信息的特征响应。该方法在VisDrone航拍数据集上的实验结果表明,检测精度相比YOLOv4提高了4.24%,其中小目标的精度提升了约2%。

摘要：铁路货车车轮受制动梁结构和实际环境因素等影响而产生轮径差,进而影响车辆运行性能。文中基于货车车轮磨耗调研结果设定实际轮径差工况,建立C70型货车动力学模型,仿真评估了轮径差对车辆平稳性、安全性和磨耗特性的影响规律。结果显示,轮径差对车辆横向平稳性、轮轨横向力、脱轨系数影响显著,但对垂向平稳性和轮重减载率影响小。横向平稳性随轮径差的增大先降低后提高,存在轮径差时重车工况下轮轴横向力增大约2倍,空、重车状态轮轨磨耗指数分别在2 mm和4 mm轮径差下增幅超过50%,建议以4 mm作为货车轮径差检修参考限度。

摘要：针对具有状态定常时滞、测量丢失、执行器故障和噪声测量偏差的惯性系统,提出一种基于白鲸优化算法的优化鲁棒扩展Kalman滤波器。首先,视执行器故障为系统的附加状态变量,建立增广时滞系统。其次,设计鲁棒扩展Kalman滤波器。给出鲁棒上界,降低非线性状态项和非线性状态时滞项的线性化误差;考虑测量丢失环节对滤波精度的影响,在滤波器中引入调节系数降低估计误差。最后,考虑噪声真实值和测量值可能存在的偏差,基于白鲸优化算法优化噪声测量值的协方差矩阵,降低噪声测量偏差对滤波性能的影响。仿真结果表明,相较于基于鲸鱼优化算法和基于灰狼优化算法的优化鲁棒扩展Kalman滤波器,所提方法对状态变量估计的均方根误差分别平均降低了50.2%和67.2%,执行器故障估计的均方根误差分别降低了12.8%和35.4%;状态估计误差均值分别平均降低了21.2%和31.4%,执行器故障估计均值分别降低了9.3%和16.9%,验证了所提方法的有效性。

摘要：针对挖掘机多路换向阀开启过程中所受稳态液动力使得操纵力过大的问题,基于ANSYS对阀芯节流槽进行热流固多物理场可视化研究,通过分析半圆形节流槽阀芯下流动状态,提出新型节流槽拓扑结构,并建立Non-Parametric Regression响应面模型,研究新型节流槽结构尺寸对稳态液动力与质量流率的影响。结合多目标遗传算法寻优求解,并对比分析优化前后流动状态及阀芯所受稳态液动力等。结果表明:新型节流槽结构能够降低稳态液动力,有效提高了多路阀开启过程的换向性能。

摘要：为了解决多波束渔用声呐主机在远洋渔船高温、高湿环境下工作时面临的散热问题,该研究从多波束渔用声呐主机的散热分析出发,运用传热学和结构设计的相关理论,对渔用声呐主机进行了热设计。首先运用系统分析法对声呐主机整个散热过程中的结构和散热方式展开研究;然后,利用热仿真软件对声呐主机的散热过程进行仿真,对比信号处理机在不同风道设计方案下声呐主机的整机温度的变化,多款散热风扇对整机散热效果的影响,在不同环境温度下(20、30、40、50℃)声呐主机的散热能力,以及热设计前后的温度分布;最后,搭建了声呐主机散热测试平台,验证声呐主机的真实散热能力。结果表明,强迫对流与自然冷却结合的散热方式可以解决声呐主机的热量堆积问题。仿真结果表明,4条风道的设计可作为声呐主机的散热方案,选用的FFB0612SHE和FFB0612EHE散热风扇符合声呐主机的散热要求,通过热设计可使声呐主机的温升控制在25℃以内,热量堆积现象大幅改善。散热试验结果表明,热设计后的渔用声呐主机散热能力大幅提升,声呐主机的温升控制在25℃以内,各板卡之间的温度控制在5℃以内,验证了仿真分析结果,在热源与主机外部环境之间形成了一条低热阻的通道。研究结果提高了声呐主机的工作稳定性,为声呐主机在远洋渔船高温、高湿环境下的正常工作提供了解决方案和理论分析方法。