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储罐内角焊缝激光视觉定位方法研究

激光与红外 2019年第5期49卷 543-548页

作者：陈思豪王中任肖光润刘德政刘海生湖北文理学院机械工程学院湖北襄阳441053 武汉科技大学机械自动化学院湖北武汉430081

自主研发了一套用于储罐内角焊缝焊接的线结构光视觉引导系统。引入光平面建立了视觉传感器的三维数学模型,并通过定义双参考坐标系对光平面进行标定得到精确的像素坐标与世界坐标的三维转换矩阵。在图像处理上则采用两步定位的方法,第... 详细信息

自主研发了一套用于储罐内角焊缝焊接的线结构光视觉引导系统。引入光平面建立了视觉传感器的三维数学模型,并通过定义双参考坐标系对光平面进行标定得到精确的像素坐标与世界坐标的三维转换矩阵。在图像处理上则采用两步定位的方法,第一步,使用基于相关性模板匹配法对焊缝进行匹配,匹配ROI仅为原图的10.66%,可以大幅减少系统处理时间,提高效率;第二步,通过改进的Canny算子自适应提取复杂环境中的焊缝特征边缘并拟合直线,得到精确的二维像素坐标,最后结合三维转换矩阵将其转化为三维世界坐标实现定位。通过焊接测试,该视觉引导系统的纠偏偏差小于0.12 mm,平均处理纠偏时间小于130 ms,具有较高的精度和实时性,可以满足实际的焊接要求。

关键词：视觉引导数学模型图像处理焊缝定位

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半空间近场声全息技术的等效源配置研究

噪声与振动控制 2022年第1期42卷 238-243页

作者：景文倩湖北文理学院纯电动汽车动力系统设计与测试湖北省重点实验室湖北襄阳441053

当振动体位于某边界面上方时,通常可采用半空间近场声全息技术重构三维空间声场,以便考虑该边界面反射作用对声场的影响。其中,基于等效源法的半空间近场声全息技术将反射声视为由一系列位于边界面下方的等效源辐射所得,采用自由空间传... 详细信息

当振动体位于某边界面上方时,通常可采用半空间近场声全息技术重构三维空间声场,以便考虑该边界面反射作用对声场的影响。其中,基于等效源法的半空间近场声全息技术将反射声视为由一系列位于边界面下方的等效源辐射所得,采用自由空间传递函数即可实现半空间声场重建,原理简单,计算方便,但该方法计算精度严重依赖于等效源配置。如果等效源配置不合理,重建精度很低,甚至重建失效。而目前的等效源配置方法主要适用于自由声场。以探索适用于半空间声场的等效源配置方法为目标,通过数值仿真研究和分析,寻找合适的等效源配置方案,最终获得更高更稳定的半空间声场重建精度。

关键词：声学近场声全息技术半空间声场等效源法等效源配置

飞秒激光烧蚀面齿轮的等离子体冲击波效应影响研究

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应用激光 2022年第3期42卷 62-70页

作者：明兴祖李学坤明瑞周贤樊滨瑞徐海军湖南工业大学机械工程学院湖南株洲412007 湖北文理学院机械工程学院湖北襄阳441053

针对面齿轮材料18Cr2Ni4WA在飞秒激光精微加工过程中产生的等离子体冲击波效应,建立了等离子体冲击波传播的压强方程、精微加工材料的波阵面温度模型。以脉宽、能量与离焦量作为变化参数,得到了冲击波传播半径随温度与压强的变化规律。... 详细信息

针对面齿轮材料18Cr2Ni4WA在飞秒激光精微加工过程中产生的等离子体冲击波效应,建立了等离子体冲击波传播的压强方程、精微加工材料的波阵面温度模型。以脉宽、能量与离焦量作为变化参数,得到了冲击波传播半径随温度与压强的变化规律。试验验证了飞秒激光脉宽在300、500、800 fs时,单脉冲激光能量保持在15~25μJ,此时熔融层光滑平整,具有较好的烧蚀效果。相同脉宽下,过高的能量导致熔化材料过多,凹坑深度加深以致于排出效果降低,在凹坑壁形成高低不平的波峰。使用较高能量参数对材料进行变离焦量烧蚀时,随着正离焦量增大,边缘热影响区域增大。同时,等离子体冲击波对液态材料的排出效果由于离焦变化而降低。验证了等离子体冲击波效应模型,达到了实际烧蚀效果。

关键词：飞秒激光激光等离子体冲击波面齿轮烧蚀特征

一种新型的α-氨基酸荧光传感器及其在酶活性检测中的应用

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材料导报 2018年第14期32卷 2486-2490页

作者：程晓红屈少华钟志成湖北文理学院低维光电材料与器件湖北省重点实验室襄阳441053 湖北文理学院物理与电子工程学院襄阳441053

利用香豆素衍生物与铜离子形成配合物C1-Cu(Ⅱ),其可通过置换法检测α-氨基酸。在配合物C1-Cu(Ⅱ)的溶液中加入α-氨基酸后,表现出明显的荧光增强响应。其中,配合物C1-Cu(Ⅱ)对组氨酸的响应最灵敏,加入过量的组氨酸之后,体系在490nm处... 详细信息

利用香豆素衍生物与铜离子形成配合物C1-Cu(Ⅱ),其可通过置换法检测α-氨基酸。在配合物C1-Cu(Ⅱ)的溶液中加入α-氨基酸后,表现出明显的荧光增强响应。其中,配合物C1-Cu(Ⅱ)对组氨酸的响应最灵敏,加入过量的组氨酸之后,体系在490nm处的荧光强度增强了约135倍,而且荧光强度的变化与组氨酸浓度在一定范围内呈现较好的线性关系,通过计算可知,该配合物可实现对组氨酸的定量检测。由于胰蛋白酶可催化牛血清白蛋白水解生成α-氨基酸,因此,以牛血清白蛋白为酶基底,配合物C1-Cu(Ⅱ)亦可作为胰蛋白酶的荧光传感器,从而实现无需标记即可对胰蛋白酶进行特异性检测。

关键词：置换法荧光增强 α-氨基酸蛋白酶水溶性

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基于三温耦合模型的面齿轮材料烧蚀特征研究

应用激光 2022年第10期42卷 81-92页

作者：贾松权明兴祖刘克非周贤马玉龙袁磊湖北文理学院机械工程学院湖北襄阳441053 湖南工业大学机械工程学院湖南株洲412007

针对飞秒激光烧蚀面齿轮材料18Cr2Ni4WA,建立了电子-自旋-晶格三温耦合模型。仿真分析了面齿轮材料在1.035、2.467、3.899、4.506和5.252 J/cm^(2)能量密度下,电子、自旋和晶格在单脉冲能量效应下30 ps内温度变化过程,通过试验研究了不... 详细信息

针对飞秒激光烧蚀面齿轮材料18Cr2Ni4WA,建立了电子-自旋-晶格三温耦合模型。仿真分析了面齿轮材料在1.035、2.467、3.899、4.506和5.252 J/cm^(2)能量密度下,电子、自旋和晶格在单脉冲能量效应下30 ps内温度变化过程,通过试验研究了不同能量密度下烧蚀凹坑形貌和粗糙度等特征的演变关系。研究表明,自旋系统温度最终被晶格系统温度冷却,随着能量密度的增大,电子温度急剧上升且电子、自旋和晶格温度的平衡时间也增大。烧蚀凹坑的直径和深度随着能量密度的增加而变大,齿面粗糙度随着能量密度的增加并不会持续变小。试验验证了三温耦合模型仿真的面齿轮材料烧蚀特征,可为提高面齿轮加工质量提供参考。

关键词：面齿轮三温耦合能量密度凹坑形貌粗糙度

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OBE导向下“智能交通系统”教学改革研究

科技风 2022年第29期 92-94页

作者：马超刘静李文新湖北文理学院纯电动汽车动力系统设计与测试湖北省重点实验室湖北襄阳441053 湖北文理学院汽车与交通学院湖北襄阳441053

本文结合湖北文理学院打造以交通为特色的应用型综合大学部署,以OBE导向为指导思路,将我校现有交通专业主干课之一的“智能交通系统”进行大纲梳理。首先,按照工程教育专业认证需要,选出四条达成目标;其次,基于学校学分和课时规定,按照... 详细信息

本文结合湖北文理学院打造以交通为特色的应用型综合大学部署,以OBE导向为指导思路,将我校现有交通专业主干课之一的“智能交通系统”进行大纲梳理。首先,按照工程教育专业认证需要,选出四条达成目标;其次,基于学校学分和课时规定,按照各目标选出课程建设内容;最后,将课程内容的考核方式进行一一对应。本文提出的大纲在我校交通设备与控制工程施行,经实践后可进一步优化。

关键词： OBE 智能交通系统教学改革

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全位置管道焊接的纯滞后激光视觉跟踪技术

机床与液压 2020年第4期48卷 23-28页

作者：王小刚王中任刘德政肖光润湖北文理学院机械工程学院湖北襄阳441053 武汉科技大学机械自动化学院湖北武汉430081

在机器人视觉引导中,激光线投射位置往往与焊枪头位置存在一定的偏差值,导致在焊缝形状多变的情况下实时纠偏精度较低。因此,提出一种基于Smith预估控制模型的纠偏方法。首先,以形态学中的skeleton和矩形开运算为核心算法提取出焊缝中... 详细信息

在机器人视觉引导中,激光线投射位置往往与焊枪头位置存在一定的偏差值,导致在焊缝形状多变的情况下实时纠偏精度较低。因此,提出一种基于Smith预估控制模型的纠偏方法。首先,以形态学中的skeleton和矩形开运算为核心算法提取出焊缝中心点。然后,根据焊缝中心点计算出纠偏量,将纠偏量按顺序存入容器中,采用Smith原理构建的数学模型对存储的数据进行处理。最后,使用处理后的数据逐点进行滞后纠偏。数据仿真和实际测试结果表明:实际纠偏精度在0. 35 mm以内,满足工程焊接对纠偏精度的要求,具有很强的实用性。

关键词：焊缝跟踪激光视觉纯滞后 Smith预估控制

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基于Matlab的S形无碳小车优化设计

重庆理工大学学报（自然科学） 2020年第2期34卷 222-227页

作者：王书贤钱伟张弛张俊薛栋湖北文理学院纯电动汽车动力系统设计与测试湖北省重点实验室湖北襄阳441053 湖北文理学院汽车与交通工程学院湖北襄阳441053 襄阳航顺航空科技有限公司湖北襄阳441106

随着无碳小车的结构设计日趋成熟化,如何让小车走出更远的距离是竞赛中不断挑战的目标。为此,利用三维软件SoildWorks建立无碳小车的三维模型并对其结构进行分析,再利用Matlab软件进行仿真分析以实现各参数的最优化,根据分析结果对原有... 详细信息

随着无碳小车的结构设计日趋成熟化,如何让小车走出更远的距离是竞赛中不断挑战的目标。为此,利用三维软件SoildWorks建立无碳小车的三维模型并对其结构进行分析,再利用Matlab软件进行仿真分析以实现各参数的最优化,根据分析结果对原有小车进行了结构上的创新设计,最后制造出小车实物。试验结果表明:该无碳小车能实现能量利用最大化、轨迹最优化以及时间成本最低化。

关键词：无碳小车结构创新运动仿真优化设计

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基于CFD的SCR混合器设计与结构优化

重庆交通大学学报（自然科学版） 2023年第5期42卷 145-151页

作者：王国贤吴红静吴华伟赵千杨小兵武汉理工大学交通与物流工程学院湖北武汉430063 湖北文理学院汽车与交通工程学院湖北襄阳441053 东风佛吉亚(襄阳)排气系统有限公司湖北襄阳441000

为了提高柴油机选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)后处理系统氨气分布均匀性,设计了扇形和百叶窗型两种不同的混合器结构。利用计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)技术对这两种混合器结构进行了优化处... 详细信息

为了提高柴油机选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)后处理系统氨气分布均匀性,设计了扇形和百叶窗型两种不同的混合器结构。利用计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)技术对这两种混合器结构进行了优化处理,并针对优化后的两种混合器方案,对其速度均匀性、氨气均匀性、压力损失等进行了仿真分析和对比。CFD分析结果表明:百叶窗型混合器结构催化器载体前端氨气分布均匀性更高,百叶窗型混合器的压力损失小于扇形的;进一步分析排气流量和排气温度对氨气均匀性影响,排气流量增加使得氨气均匀性指数降低,排气温度增加使得氨气均匀性指数增高;百叶窗型的氨气均匀性指数高于扇形的。综合考虑,百叶窗型结构混合器优于扇形结构。

关键词：车辆工程选择性催化还原混合器分布均匀性压力损失