摘要：为了提高直流电磁泵的压力来驱动液态金属流动进行散热,改善泵的输送效率,采用数值模拟与智能算法相结合的优化设计方法,对泵的结构参数和输入电流进行了优化。以液态金属镓铟锡合金为工质,在1.5 L/min流量工况下,利用COMSOL软件对电磁泵进行了数值模拟仿真,求得了泵的静压差并将其与试验值进行了对比,验证了仿真模型的准确性。采用Box-Behnken试验设计方法进行数据采集,根据试验数据构建BP神经网络代理模型,以压力和效率最大化为优化目标,结合NSGA-Ⅱ算法进行结构优化。结果表明:在相同流量下,优化后泵的输入电流减小了20 A,更利于散热;压力和效率分别提高了2577.6 Pa和11.8%,沿程损耗降低,整体性能得到改善;对比流场分析,泵内部流动速度更均匀,流线分布更加平稳。

摘要：为了提高管道机器人行走的安全性以及弯管的通过性,提升机器人对管道内壁清洁的效率。基于流体力学理论和Adams仿真实验设计了一种全新的管道机器人。解决了传统管道机器人的运动方式、适应管径和清洗结构等功能结合在一起互相影响的问题。根据管道的直径及环境,得出了管道机器人的性能指标。利用SolidWorks建立模型,根据管道机器人在管道内运行情况,分析管道机器人在管道的姿态角、阻力、摩擦力等,得出机器人在姿态角为0°时,牵引力最大为198.8 N,分析管道机器人最大的越障高度为7.8 mm。通过Adams软件对管道机器人通过L型弯管进行实验。结果表明:多节式管道机器人设计合理,在相关几何约束以及运动约束条件下,机器人能够在直管与L形弯管中正常行走。

摘要：作物叶片等级和病害的快速准确识别对开发农业智能设备以促进农产品精细化管理有着重要意义。针对作物叶片等级和病害识别准确率低、成本高等问题,提出主干信息共享与多感受野特征自适应融合的作物叶片等级和病害识别算法(Crop leaf grade and disease recognition network,CLGDRNet)。首先,CLGDRNet采用CSPNet、GhostNet、ShuffleNet构建特征提取主干网络,同时将CSPNet、GhostNet、ShuffleNet所提取的特征信息进行共享以达到信息互补的目的;其次,设计多感受野特征自适应融合模块(Multi-receptive field feature adaptive fusion module,MRFA),将不同感受野特征图进行自适应加权融合,在增强模型局部感受野的同时突出有效通道信息;最后,提出一种深层梯度跨空间学习高效多尺度注意力模块(Efficient multi-scale attention mechanism with deep gradient cross-space learning,EMAD),将EMAD嵌入模型的颈部以获取深层梯度信息和目标坐标信息并跨空间融合不同尺度的上下文信息,使模型能够对深层特征图产生更精确的像素级关注。实验结果表明,CLGDRNet在初烤烟叶分级数据集(Tobacco leaf grading dataset,TLGD)上识别精度mAP@0.5和mAP@0.5:0.95分别达到85.0%、76.1%,在苹果叶病害数据集(Apple leaf disease dataset,ALDD)上识别精度mAP@0.5和mAP@0.5:0.95分别达到97.6%、74.2%。相较于多种先进目标检测算法,CLGDRNet具有更高的识别精度,可为高精度作物叶片等级和病害识别提供关键技术支撑。

摘要：针对罗氏线圈的带宽与其灵敏度和抗干扰能力之间存在权衡关系问题,提出了一种具有高带宽、高抗干扰、高灵敏度的有回线组合型PCB差分罗氏线圈。根据组合型PCB罗氏线圈的测量原理以及集总参数等效电路模型,分析了影响测量带宽的关键因素,在此基础上对组合型PCB罗氏线圈采用差分设计,并分析其抗干扰原理。利用有限元仿真软件模拟不同电磁场环境下的干扰情况,验证了有回线组合型PCB差分罗氏线圈具有高抗干扰特性。最后进行实验验证,结果表明,在1~100 A工频电流测量时,所设计的有回线组合型PCB差分罗氏线圈电流传感器灵敏度为3.46 mV/A,线性度为0.56%。在10~100A工频电流测量时,最大相对误差为1.73%。抗干扰能力测试中,该传感器显示出的最大相对误差变化为-0.39%,具有良好的抗干扰能力。通过对比实验可知该线圈能有效抵抗电场和磁场干扰,并扩展测量带宽而不降低其灵敏度。有更广泛的应用场景,提高罗氏线圈的通用性和灵活性。

摘要：【目的】腐蚀疲劳断裂是风电变桨轴承一种主要的失效形式,常导致桨叶掉落停机。为此,提出了一种用变桨轴承局部代替整体的有限元模型,用以探究变桨轴承套圈腐蚀后的结构疲劳剩余寿命。【方法】采用有限元软件Ansys和三维断裂力学软件Franc3D相结合的方法,通过在变桨轴承套圈最大等效应力位置处插入预损伤来代替模拟腐蚀坑,研究受腐蚀的变桨轴承套圈在实际工况下的结构疲劳裂纹扩展路径及寿命。【结果】结果显示,受腐蚀影响,变桨轴承套圈在实际工况下的结构疲劳剩余寿命为2.2×10^(7)循环周次,大约2.3年,占设计寿命的11.6%。通过该结果,可以更好地了解变桨轴承套圈受腐后结构疲劳的特点,其可为相关领域的工程实践提供指导和参考。

摘要：准确地分割超声图像中盆底区域,是实现盆底疾病计算机辅助诊断的重要环节.针对盆底形态复杂、边界模糊、分割算法参数量庞大以及参数测量精度有限等问题,搭建了一种轻量级语义分割网络MDL-U2-Net并提出修补算法AC-F.首先,对基准U2-Net进行结构优化和通道数调整,以有效地降低模型参数量;其次,融入复合损失函数以缓解训练损失波动并提升边界保持能力,提高网络对模糊边界的分割准确性;之后,提出深度非对称多尺度混洗卷积模块,以捕获特征空间采样的位置偏移信息,弥补轻量网络感受野不足和特征提取能力较弱的缺陷,提高网络对盆底复杂形态的建模能力;最后,采用修补算法对分割盆底进行精细化填补,以提高盆底完整性和参数测量的精度.在自制数据集上的实验结果表明,MDL-U2-Net对盆底分割的Jaccard,Recall和HD95指标分别达到91.226%,93.589%和1.074,与基准U2-Net相比,模型参数量缩减了94.37个百分点;此外,经AC-F算法处理后的区域面积测量百分误差降至1.25%,ICC达到0.998且有95%(76/80)的数据在95%LoA内,能够实现轻量级分割和精确参数测量.

摘要：针对工业机器人关节运动启停阶段,减速器柔性作用下连杆侧振动过大的问题。提出了一种期望动力学与输入整形相结合的抑振控制方法,基于双惯量模型建立了机器人柔性关节系统动力学方程,以零振动为目标推导了输入整形器的计算公式,同时根据系统期望参数设计了控制器力矩环和位置环的控制律,将期望动力学控制器与输入整形器相结合,探究了两者参数之间的对应关系,并与传统方法对比,验证了控制方法的可行性和有效性。结果表明,期望动力学与输入整形相结合的抑振控制方法,有效简化了输入整形器的设计过程,得到了更好的残余振动抑制效果;同时,该控制方法可以稳定柔性关节系统模态参数,使输入整形器在不同负载条件下均能保持较高的抑振性能,极大地提高了抑振控制方法的鲁棒性;所提抑振控制方法能提高机器人运行精度,增加关节使用寿命。

摘要：再制造是我国汽车回收利用行业绿色发展的重要路径之一。随着我国乘用车保有量的提升,退役乘用车数量亦急剧攀升。在我国绿色发展理念指引下,如何实现车用零部件再制造等高附加值回收利用,是乘用车回收利用业亟待解决的问题。车用零部件清洗是其再制造的关键前续环节。论文基于超声清洗技术,以市面上最常用的三种不同PH值的清洗剂为媒介,对退役乘用车起动机端盖开展了清洗技术研究。研究表明,当超声功率为0.5kW、超声频率为40kHz、实验湿度为60%、噪音为50dB时,清洗时间为30min及温度为(50~70)℃时前后端盖清洗效果最好,最低清洁度超过84.21%。同时,在同等实验条件下,pH值为10清洗剂的清洗效果较其它两种更优。

摘要：针对当前智能数控车间中数据采集、处理及系统运行存在通讯延时高、响应慢等问题,基于边缘计算技术提出一种云边协同的智能数控车间自调控模式。在分析数控车间运行机制和调控特点的基础上,搭建了智能数控车间制造单元边缘感知云协同运行智能调控框架,完成了云边两级协同交互场景部署,通过设计规则引擎的判断逻辑提高了边缘感知节点的计算性能;其次,基于云边协同完成智能数控车间生产设备的关联调控,采用长短期记忆神经网络进行加工质量的云边预测模型训练、修正及交互,为数控车间自调控系统提供决策指令;最后,通过应用案例验证了所提云边协同框架具有易协同、易调控、延时低、预测准的特点,为实现数控车间智能化生产提供了技术支撑。

摘要：针对丘陵山区地形地貌复杂、小地块不利于大、中型移栽机作业的情况,研究开发了一款丘陵山区小微型多功能移栽机。整机由行走机构、供投苗机构、移栽机构、整车俯仰横滚调节机构和控制系统五大部分构成,具有体积小、重量轻、可原地调头和姿态调节等特点,能满足丘陵山区机械化移栽种植的需求。以烟苗作为移栽对象,在云南某地进行相关实验,结果表明:移栽作业速度在1.5~1.8 km∕h时,漏栽率为2.29%、倒伏率为1.67%、伤苗率为0.83%、移栽合格率为95.21%,各项实验指标均能满足烟苗移栽农艺标准和移栽机设计要求。该机的应用有效提高了劳动生产效率、减少了大量劳动力使用、降低了人工成本,为丘陵山区机械化移植提供了一种思路和行之有效的方法。