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电动自走式玉米-花生带状复合种植模式施药机设计与试验

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农业机械学报 2024年第9期55卷 216-225,274页

作者：郝建军艾庆贺袁大超李兆玮杨淑华赵建国河北农业大学机电工程学院保定071001 河北省智慧农业装备技术创新中心保定071001

针对玉米-花生带状复合种植模式施药农艺要求,设计了一款基于STM32单片机控制系统的电动自走式玉米-花生带状复合种植模式施药机。对施药机的驱动电机、转向机构、喷杆及防飘装置、施药管路等关键部件进行了选型与设计;采用流量传感器... 详细信息

针对玉米-花生带状复合种植模式施药农艺要求,设计了一款基于STM32单片机控制系统的电动自走式玉米-花生带状复合种植模式施药机。对施药机的驱动电机、转向机构、喷杆及防飘装置、施药管路等关键部件进行了选型与设计;采用流量传感器和速度传感器实时采集管路药液流量和底盘行驶速度,通过增量式PID算法实时调节比例控制阀开度,实现了变量施药控制;开发了基于Android手机的APP控制软件,实现了对施药机的远程控制。流量控制精度试验表明,调控后单个喷头目标流量与实际流量的相对误差η≤4.0%;变量施药试验表明,施药系统平均超调量为2.7%,施药量与理论值相差2.1%;雾滴沉积试验表明,雾滴沉积个数极差为4个/cm^(2),单位面积最低沉积量为35个/cm^(2),符合国家标准。

关键词：玉米-花生带状复合种植模式电动自走式施药机变量施药 APP控制

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基于HER-TD3算法的青皮核桃采摘机械臂路径规划

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农业机械学报 2024年第4期55卷 113-123页

作者：杨淑华谢晓波邴振凯郝建军张秀花袁大超河北农业大学机电工程学院保定071001 河北省智慧农业装备技术创新中心保定071001

针对青皮核桃和树枝等障碍物无序生长导致机械臂采摘环境复杂、训练任务量大、稳定性差等普遍存在的问题,本文设计了一种同步带模组与机械臂协作的采摘装置,并采用基于事后经验回放的双延迟深度确定性策略梯度算法(Twin delayed deep de... 详细信息

针对青皮核桃和树枝等障碍物无序生长导致机械臂采摘环境复杂、训练任务量大、稳定性差等普遍存在的问题,本文设计了一种同步带模组与机械臂协作的采摘装置,并采用基于事后经验回放的双延迟深度确定性策略梯度算法(Twin delayed deep deterministic policy gradient with hindsight experience replay,HER-TD3)对采摘机械臂进行路径规划,通过HER算法提高智能体的探索能力,缓解稀疏奖励的问题;通过TD3算法提高智能体的稳定性,减少了训练中出现的震荡现象。为了证明HER-TD3算法的可行性和泛化能力,引入TD3、HER-DDPG算法进行对比,采用降维训练方法对3种深度强化学习智能体进行训练,结果表明HER-TD3算法模型在完成路径规划任务中成功率达到98%,与HER-DDPG算法相比提高4个百分点,与TD3算法相比提高19个百分点;在CoppeliaSim软件中搭建三维模型仿真环境,设计初始姿态和碰撞检测,使用YOLO v4识别青皮核桃,通过该算法模型能够引导虚拟采摘机械臂避开树枝障碍物达到目标位置,完成无碰撞路径规划,无障碍物和有障碍物时路径规划成功率分别为91%和86%;利用物理样机进行青皮核桃采摘试验时,仍能较好地完成路径规划任务,无障碍物时采摘路径规划成功率为86.7%,平均运动时间为12.8 s,有障碍物时采摘路径规划成功率为80.0%,平均运动时间为13.6 s,验证了HER-TD3算法对复杂环境具有较好的适应性和稳定性。

关键词：青皮核桃采摘机器人机械臂 HER-TD3算法路径规划

Transparent conducting properties of c-axis-oriented NaxCoO2 epitaxial thin films

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Science China(Physics,Mechanics & Astronomy) 2018年第10期61卷 104-107页

作者： dachao yuan JiangLong Wang Nian FU XiaoLin Wu YueJin Ma ShuFang Wang College of Mechanical and Electrical Engineering Agricultural University of Hebei Baoding 071001 China Hebei Key Lab of Optic-electronic Information and Materials College of Physics Science and Technology Hebei University Baoding 071002 China

Transparent conducting oxides （TCOs） have attracted in- tensive attention because of their broad application in pho- toelectric devices such as solar cells, light-emitting diodes, and flat-panel displays. Current TCOs used in industry, including tin （IV） oxide （SnOz）, indium oxide （In203）, indium tin oxide （ITO）, and zinc oxide （ZnO）, are primarily n-type semiconductors [1-3]. Suitable p-type TCOs are still being researched. In the past several decades, delafossite-type compounds CuMO2 （M = Cr, A1, Ga, Fe, Sc, Y） as well as NiO, Cr203, and MoO3 have been extensively studied as potential p-type TCO candidates [4-8].

关键词：取向附生锌氧化物性质电影太阳能电池 TCO 应用程序 MoO3

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青皮核桃采摘机械臂设计与仿真

农机使用与维修 2024年第2期 1-5页

作者：杨淑华谢晓波郝建军袁大超张泽宇张亚博河北农业大学机电工程学院河北保定071000 河北省智慧农业装备技术创新中心河北保定071001 河北省(邢台)核桃产业技术研究院河北邢台054300 河北华戎装备制造有限公司河北邯郸056800

针对大多数核桃种植区采摘核桃仍为人工采摘,效率低下、用工多等问题,设计了一种机械臂和末端执行器协作的采摘装置。首先,采用SolidWorks建立虚拟样机,对末端执行器进行受力分析并且利用ANSYS Workbench中的Static Structural模块对末... 详细信息

针对大多数核桃种植区采摘核桃仍为人工采摘,效率低下、用工多等问题,设计了一种机械臂和末端执行器协作的采摘装置。首先,采用SolidWorks建立虚拟样机,对末端执行器进行受力分析并且利用ANSYS Workbench中的Static Structural模块对末端执行器关键部件进行静力学分析,得到手指最大应力为17.69 MPa,能够完成果实抓取任务。然后,采用D-H法对机械臂建模,使用MATLAB软件的机器人工具箱(Robotics Toolbox)进行建立机械臂数字模型,并对其进行工作区间分析和轨迹规划仿真。结果表明,所选机械臂和末端执行器能够满足设计要求。

关键词：青皮核桃采摘机械臂受力分析 MATLAB仿真

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A new artificial photosynthetic system coupling photovoltaic electrocatalysis with solar heating catalysis

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National Science Open 2023年第6期2卷 17-28页

作者： Yaguang Li Fanqi Meng Xianhua Bai dachao yuan Xingyuan San Shufang Wang Lin Gu Qingbo Meng Research Center for Solar Driven Carbon Neutrality Hebei Key Lab of Optic-electronic Information and MaterialsThe College of Physics Science and TechnologyInstitute of Life Science and Green DevelopmentHebei UniversityBaoding 071002China Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics Institute of PhysicsChinese Academy of SciencesBeijing 100190China College of Mechanical and Electrical Engineering Hebei Agricultural UniversityBaoding 071001China

In this work,we present a novel artificial photosynthetic paradigm with square meter(m^(2))level scalable production by integrating photovoltaic electrolytic water splitting device and solar heating CO_(2)hydrogenation device,successfully achieving the synergy of 1 sun driven 19.4%solar to chemical energy efficiency(STC)for CO production(2.7 times higher than that of large-sized artificial photosynthetic systems)with a low cost(equivalent to 1/7 of reported artificial photosynthetic systems).Furthermore,the outdoor artificial photosynthetic demonstration with 1.268 m^(2)of scale exhibits the CO generation amount of 258.4 L per day,the STC of~15.5%for CO production in winter,which could recover the cost within 833 sunny days of operation by selling CO.

关键词： artificial photosynthetic photovoltaic electrocatalysis solar heating catalysis CO_(2)hydrogenation low cost

基于PIV的不同受限形式下火羽流流场特性研究

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中国安全科学学报 2020年第6期30卷 135-141页

作者：张威张英李常委苑大超武汉理工大学安全科学与应急管理学院湖北武汉430070

为探究不同受限形式对火羽流流场的影响,采用精细热电偶技术和粒子图像测速(PIV)技术,监测扩散燃烧器在自由空间、侧壁空间和墙角空间下火羽流高度、温度和流场等,了解不同受限形式下火羽流流场特性。结果表明:当无量纲火源功率Q^*小于... 详细信息

为探究不同受限形式对火羽流流场的影响,采用精细热电偶技术和粒子图像测速(PIV)技术,监测扩散燃烧器在自由空间、侧壁空间和墙角空间下火羽流高度、温度和流场等,了解不同受限形式下火羽流流场特性。结果表明:当无量纲火源功率Q^*小于1.5时,无量纲火焰高度Lf/D随之线性增加;当Q^*超过1.5时,Lf/D增加幅度减小;在不同受限空间内的横向速度分布均服从近似高斯分布,且侧壁空间和墙角空间会使火焰中心产生一定偏离;Q^*为1.982时,涡旋直径为3.5~8 cm,涡度大小随侧壁面的增加逐渐增大,这是因为侧壁存在时涡旋会发生脱落,这种脱落导致短时间内释放大量热量,对火羽流存在拉伸作用从而促进燃烧,并进一步产生更大的涡旋。

关键词：粒子图像测速(PIV) 受限形式火羽流流场温度场涡旋

MEMS Torsion-Mirror Actuators for Optical Switching or Attenuating Applications

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光学学报 2003年第S1期23卷 141-142页

作者： Wengang Wu, dachao Li, Yong yuan, Guizhen Yan, Yilong Hao, Shijiu Jin institute of Microelectronics, Peking University, Beijing 100871, China, Tel: 86-10-62757163, Fax: 86-10-62751789,E-mail: wuwg@*** State Key Laboratory of Precision Measuring Technology and Instruments, Tianjin University, Tianjin 300072, China Institute of Microelectronics Peking University Beijing 100871 China State Key Laboratory of Precision Measuring Technology and Instruments Tianjin University Tianjin 300072 China

Novel MEMS torsion-mirror actuators with monolithically integrated fiber self-holding structures are fabricated, and investigated experimentally and theoretically. Their electromechanical and optical characteristics a... 详细信息

关键词： for in on PP MEMS Torsion-Mirror Actuators for Optical Switching or Attenuating Applications of Figure

“一轴三螺旋”创新模式助残辅具科技成果转化研究

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科技创业月刊 2018年第1期31卷 21-24页

作者：苑大超武汉理工大学中国残疾人事业发展研究中心湖北武汉430070

助残辅具科技成果转化是科技成果转化体系的重要内容,是一项非常复杂的系统工程。主要由政府、大学、企业和中介机构四大主体相互协作才能共同实现。因此,创新性提出了"一轴三螺旋"创新模式,并以此为理论基础推动助残辅具科技成果转化。... 详细信息

助残辅具科技成果转化是科技成果转化体系的重要内容,是一项非常复杂的系统工程。主要由政府、大学、企业和中介机构四大主体相互协作才能共同实现。因此,创新性提出了"一轴三螺旋"创新模式,并以此为理论基础推动助残辅具科技成果转化。"一轴三螺旋"创新模式,即"中介"这一轴和"大学、政府、企业"3个螺旋主体在科技成果应用于助残辅具的转化过程中发挥各自优势,各有侧重又相互协助与融合,实现科技成果在助残辅具应用方面精准转化。政府:完善政策法律保障体系,营造良好环境;高校:转变科研评价机制,完善科研激励体系;企业:强化主动创新能力,建立现代企业制度;中介:提升专业化服务能力,丰富中介服务方式。

关键词：一轴三螺旋创新模式助残辅具科技成果转化

脉冲激光沉积c轴取向BiCuSeO外延薄膜及其热电性能

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材料导报 2019年第1期33卷 152-155页

作者：袁大超郭双郝建军马跃进王淑芳河北农业大学机电工程学院保定071001 河北大学物理科学与技术学院保定071002

利用脉冲激光沉积技术在SrTiO3单晶基片上制备了BiCuSeO薄膜并详细研究了沉积温度对薄膜晶体结构、微观形貌及热电输运性能的影响。在最佳沉积温度(330℃)下,所制备的BiCuSeO薄膜不含任何杂相且沿c轴取向外延生长,与基片的外延关系为[01... 详细信息

利用脉冲激光沉积技术在SrTiO3单晶基片上制备了BiCuSeO薄膜并详细研究了沉积温度对薄膜晶体结构、微观形貌及热电输运性能的影响。在最佳沉积温度(330℃)下,所制备的BiCuSeO薄膜不含任何杂相且沿c轴取向外延生长,与基片的外延关系为[010]SrTiO3∥[010]BiCuSeO和[001]SrTiO3∥[100]BiCuSeO。电学性能测试表明该薄膜在20～350 K内均表现出金属导电特性,室温电阻率仅为12.5 mΩ·cm,远低于相应的多晶块体材料。计算所得的室温功率因子PF约为3.3μW·cm-1·K-2,高于相应的多晶块体材料,表明c轴取向BiCuSeO外延薄膜在薄膜热电器件领域具有重要的应用前景。

关键词：铋铜硒氧外延薄膜 c轴取向热电性能脉冲激光沉积