摘要：为解决大面积的浅水藕田地区的莲藕采收机执行部件高压喷头的个数较多,容易出现各喷头间流速差过大的现象,导致莲藕采收率的下降和莲藕品质的参差不齐的问题,对莲藕采收机射流系统执行部件进行优化。喷头作为执行机构的重要组件,其射流的稳定性对莲藕采收的效率以及冲刷效果有着重大的影响。为揭示高压喷头的连接工艺和喷头形状、口径对射流稳定性的影响,基于EDEM-Fluent软件对内部流场进行环境建模以及对执行部件的喷头进行耦合仿真模拟。试验发现:改变喷头的形状增加倒角,调整各喷头出水口直径到恰当的差值对喷头出水稳定性有明显的改观,流速波动标准差由0.164 m/s改变为0.020 m/s;平均挖掘深度由33.50 cm改变为36.07 cm,挖掘深度标准差由1.71 cm改为0.69 cm。

摘要：随着信息化时代的高速发展,对微电子器件中光电材料的选择、新功能的开发提出了更高的要求。传统光电器件大多利用半导体材料在光照下电导率增加的正光电导性效应进行功能化设计。近年来,研究发现还存在另一种反常的光电导效应——负光电导(Negative photoconductivity,NPC),即在光照条件下电导率降低,由于其在光电探测、逻辑器件、神经形态器件、低功耗非易失性存储器方面的潜在应用而备受关注。NPC的产生机制一般包括载流子的俘获效应、表面分子的吸附-解吸、表面等离子体极化激元和局域表面等离子体共振、光辐射热效应等。本文详细讨论了不同光电器件中NPC产生的物理机制,分析了材料选择、器件结构设计、能带结构变化对不同异质结器件中NPC效应的影响,概括了光电器件中负光电导效应的实际应用,这为光电器件的性能优化和新型光电器件设计提供了重要参考,为未来异质结光电信息器件实现尺寸更小、光导增益更高、速率更快、功耗更低奠定了科学基础。

摘要：利用狭缝式涂布技术生产大面积薄层产品时,获得无缺陷的涂层是非常重要的,大多数研究已经证明采用下咬合模唇结构会增加稳定涂层窗口,但对于下咬合模唇结构的设计缺少一种设计依据。文中通过黏毛细管模型推导出了一种利用较少数值模拟即可确定下咬合模唇结构的表达式,并通过数值模拟进行了验证。结果表明,间隙差与下游涂布间隙比值一定时,湿涂层极限厚度与下游涂布间隙的比值也为一个定值,而与下游涂布间隙大小无关;以最佳涂层厚度进行生产时,存在一个间隙差的极大值,当以该间隙差对应的涂布间隙进行生产时,可以获得最大的无缺陷涂层范围;利用黏毛细管模型预测的极大值比数值模拟结果低13%,在对无缺陷涂层厚度范围要求不高时可以利用黏毛细管模型快速确定间隙差以及确定生产时所用的涂布间隙。

摘要：【目的】旋耕机是农业生产活动中必不可少的农用机械,本研究旨在减小旋耕刀工作时的驱动功耗,提高旋耕机的作业效率和质量并延长旋耕机的使用寿命。【方法】课题组使用三维建模软件SolidWorks建立IT245国标旋耕刀三维模型,参考机翼形特征曲线方程将轮廓曲线添加于IT245国标旋耕刀的正切刃上,创新设计了具备翼型结构特征的仿翼型旋耕刀片。【结果】翼型结构提供的垂直于正切削面向内的升力在水平方向产生分力Fx,在竖直方向上产生分力Fy。Fx为旋耕刀克服了一部分工作阻力,对旋耕刀的正切削面产生一个向前的助推力,帮助切削刃向前切割土壤;Fy为旋耕机克服旋耕刀重力提供了一个向上的支撑力,相当于减轻了旋耕刀自身的重量,实现了旋耕刀工作时的轻量化。【结论】翼型结构为降低旋耕刀工作时的驱动功耗、减小驱动力矩、降低能量损耗提供了有利条件和理论依据。

摘要：文章通过用柠檬酸钠改性后的Fe3O4纳米粒子与聚乙烯醇(PVA)和k型卡拉胶(k-CA)相结合,开发了一种新型的磁性复合水凝胶墨水,通过墨水直写3D打印技术,将磁性复合水凝胶墨水打印成预先设计的抓手形状,墨水交联成型后,在磁场控制下抓手能够灵活地抓取、搬运、放置货物。研究结果表明,本研究的新型Fe3O4/PVA/k-CA磁性复合水凝胶墨水,使用3D打印的方式将其应用于磁性软体抓手的制作,可以通过控制电磁铁的电压来改变电磁铁的磁场强度,从而控制磁性软体抓手的开合,完成磁性软体抓手抓取和搬运的动作。

摘要：“模拟电子线路”课程是电类专业一门重要的专业基础课程,具有丰富课程思政元素。根据课程知识体系,课程组挖掘、甄别并提炼出与课程相关的思政要素及德育资源;并从教学设计、教学内容、教学方式等方面探讨了如何在课程教学中开展课程思政的一些基本做法。

摘要：针对传统丘陵山地农业灌溉通常采用人工控制电磁阀进行灌溉所出现的水资源浪费、人工成本高等问题,设计了一套基于模糊控制和PID控制的丘陵山地农作物自动灌溉控制系统,将PID控制的稳定性和模糊控制的适应性相结合来控制灌溉时长。通过Simulink搭建的丘陵山地灌溉系统,分别用常规PID和模糊PID来控制该系统进行仿真实验。结果表明:模糊PID控制下的系统相比于常规PID控制,超调量和调节时间都明显降低,具有更高的稳定性、适应性和调节性能,可以用于丘陵山地农业自动灌溉系统中。

摘要：末端执行器是水果采摘机器人的核心部件,由于目前水果采摘对象种类繁多,结构及参数固定的采摘末端执行器无法适应多场合采摘作业需求。该研究设计了一种欠驱动关节型采摘末端执行器,模拟人手包络采摘动作,并以柑橘为对象模拟球型果实对末端执行器进行结构设计。为改善此类末端执行器重复设计情况,并提升采摘适用性,提出一种基于改进遗传算法的参数化设计方法。运用Microsoft Visual Studio 2012开发平台设计参数化界面,采用改进遗传算法结合NX的二次开发模块NXOpen对末端执行器进行结构参数优化,并基于Adams对优化后的采摘末端执行器进行动力学仿真分析,验证了优化后的末端执行器采摘范围较优化前提升了29.1%。制作物理样机并分别进行室内与果园柑橘采摘试验,果径68~106 mm的柑橘采摘成功率达到92.9%,平均采摘单个柑橘用时7.3 s。所设计的末端执行器针能够针对不同果径的球形果实时做出快速变形反应,适合苹果、梨等不同种类球型果实采摘作业。采用遗传算法应用至优化机构工作参数,提高了机构设计的准确性与适用性。

摘要：以双电机独立电驱动增程式电动拖拉机旋耕机组为对象,提出一种适用于旋耕作业的双输入变量后向建模方法,即在模型中将行驶速度和动力输出轴旋耕转矩作为输入量,设计了双电机独立驱动增程式电动拖拉机动力系统能量管理模型。针对旋耕作业特性,提出一种基于实测数据与经验公式相结合的设计方法,建立了旋耕工况周期模型。基于动态规划算法,分别对其进行旋耕作业仿真试验和台架试验,结果表明:仿真试验结果与台架试验结果吻合度较高,能量管理模型能够很好地描述增程式电动拖拉机在给定旋耕工况下各电机功率、发电机组功率和动力电池组荷电状态的变化情况,且仿真试验和台架试验中燃油消耗量分别为4065.5 g和3994.7 g,其相对误差为1.77%,验证了建立的增程式电动拖拉机旋耕机组能量管理模型的合理性和准确性。

摘要：遵循工程教育专业认证的三个核心理念,结合大学物理实验课程特色,对教学内容、教学模式及评价体系进行了有益探索。构建了“三性四度”的课程体系,以学习产出为导向,开发了具有工程背景的专业特色实验项目,融入科技前沿知识和信息化技术,突出挑战度;创建了突出工程思维能力的多元化教学模式,从基础验证性的归一化教育、综合设计性的多样化教育到研究探索性的个性化教育,助力学生成长;建立了面向过程的多维度评价体系,多方面、多角度综合评价学生学习情况,为持续改进教学质量提供依据。实践表明,这些改革措施有效促进了大学物理实验课堂教学质量和学生工程创新能力及科研素养的提高,强化了大学物理实验课程对各专业工程认证毕业要求的支撑作用。