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基于专利计量的农田土壤捡石机械化技术发展态势分析

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中国农机化学报 2024年第6期45卷 250-256页

作者：张佳王宏李川江张佳喜杜亚坤新疆工程学院机电工程学院乌鲁木齐市830023 新疆农业大学机电工程学院乌鲁木齐市830000

为明晰农田土壤捡石机械化技术发展现状,通过PatSnap(智慧芽)专利检索平台,采用专利计量方法对农田土壤捡石机械化技术在1990年1月1日—2022年10月24日期间全球申请专利的整体情况、申请趋势、申请地域情况、申请人情况以及相关典型机... 详细信息

为明晰农田土壤捡石机械化技术发展现状,通过PatSnap(智慧芽)专利检索平台,采用专利计量方法对农田土壤捡石机械化技术在1990年1月1日—2022年10月24日期间全球申请专利的整体情况、申请趋势、申请地域情况、申请人情况以及相关典型机型进行分析,并用可视化的方法展示该技术领域的创新状况。结果表明:全球农田土壤捡石机械化技术经历从孕育时期、初步发展时期、调整时期到现如今的快速发展时期,全球共申请捡石机械化技术领域相关专利583件,其中中国申请捡石机械化技术领域相关专利149项,约占全世界25.6%。中国相关专利申请主要集中在安徽省、山东省、江苏省,其中,企业申请数量占比69.8%,科研院所和高校申请占比14.8%。总结分析全球农田土壤捡石机械按结构原理分为轮齿式、铲链式、铲刀转笼式和齿耙式;并介绍目前应用较好的代表机型及结构特点。指出我国捡石机械技术目前仍存在捡石机捡石机理研究薄弱、捡石机的稳定性和可靠性较差以及捡石机经济效益低,不易推广等问题。结合我国国情提出我国捡石机械需要加快开展捡石机的基础理论研究、提高机具适应性以及可靠性、技术多元化与装备智能化。

关键词：农业耕地捡石机械发展态势专利计量

锌对固溶态Mg-Y-Nd-Zr合金显微组织及力学性能的影响

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中国稀土学报 2024年第3期42卷 568-573页

作者：苏再军默辰星陈东瑞梁秋贤陈卓夫共青科技职业学院机电工程学院江西九江332020 广东辉煌金属制品有限公司广东肇庆526200 邵阳学院机械与能与能源工程学院湖南邵阳422000

采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线衍射分析(X-ray)及力学性能测试等手段研究少量Zn元素(0,0.5%,1.0%,1.5%(质量分数))对固溶态Mg-Y-Nd-Zr合金显微组织及抗拉力学性能的影响。研究表明:经固溶处理后,合金... 详细信息

采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线衍射分析(X-ray)及力学性能测试等手段研究少量Zn元素(0,0.5%,1.0%,1.5%(质量分数))对固溶态Mg-Y-Nd-Zr合金显微组织及抗拉力学性能的影响。研究表明:经固溶处理后,合金中的Mg_(12)Nd相和Mg_(24)Y_(5)相已熔入基体,仅在晶界中存在有Mg_(12)YZn相;随着Zn含量的增加,Mg_(12)YZn相的体积分数逐渐增加,合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率先升高后降低。Zn含量为0.5%时,固溶态合金的抗拉强度、屈服强度达到最大值:252,158 MPa;提高Zn含量到1.0%时,合金的伸长率达到最大值13.2%。对固溶态合金屈服强度贡献最大的因素为固溶强化,占总强度值的54%以上。随Zn含量的增加,生成的Mg_(12)YZn相体积分数增加,导致固溶强化效果随之下降,第二相强化效果略有提高。

关键词： Mg-Y-Nd-Zn-Zr合金固溶显微组织力学性能强化机制

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无脉冲微流控片上蠕动微泵研制及其性能研究

中南大学学报（自然科学版） 2024年第4期55卷 1351-1360页

作者：张鑫杰包洋刘宇洋朱行杰陈亚伟河海大学机电工程学院江苏常州213022 东南大学机械工程学院江苏南京211189

为解决微流体连续输送过程中存在的流动脉冲、精度低等问题,研制一种基于微流控技术的片上蠕动微泵。该微泵由微流控芯片和电机驱动系统组成,利用驱动系统中的滚子轴承连续挤压微流控芯片中的微流道,以实现微流体的精确泵送。为研究微... 详细信息

为解决微流体连续输送过程中存在的流动脉冲、精度低等问题,研制一种基于微流控技术的片上蠕动微泵。该微泵由微流控芯片和电机驱动系统组成,利用驱动系统中的滚子轴承连续挤压微流控芯片中的微流道,以实现微流体的精确泵送。为研究微泵的流量特性,设计具有气腔稳流功能的微流道,采用光固化3D打印技术与模塑法制作微流控芯片样件;开发电机驱动系统,测试微泵在不同电机转速下的平均流量、总流量和瞬时流量,并将其流量特性与商业蠕动泵的流量特性进行对比。研究结果表明:随着电机转速增加,微泵的平均流量逐渐增大,瞬时流量误差逐渐减小;当电机转速大于60 r/min时,瞬时流量误差可控制在5%以内,其流量精度显著高于商业蠕动泵的流量精度;片上蠕动微泵可有效抑制微流体脉冲,提升微流体控制精度,在精密微流体输送中具有广阔的工程应用前景。

关键词：微流控片上蠕动微泵无脉冲气腔稳流光固化3D打印

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异向双轴香蕉秸秆粉碎还田机设计与试验

中国农业科技导报 2024年

作者：黄椿李粤位士全高阳吴紫晗黄麒润魏晨辉海南大学机电工程学院海南科技职业大学机电工程学院

针对现有机具作业时存在的秸秆粉碎还田效果差、秸秆抛洒不均匀等问题，设计一种异向双轴香蕉秸秆粉碎还田机，该机具主要由粉碎装置、传动装置、三点悬挂装置组成。以机具前进速度、粉碎刀轴转速和刀片厚度为试验因素，以香蕉秸秆粉碎... 详细信息

针对现有机具作业时存在的秸秆粉碎还田效果差、秸秆抛洒不均匀等问题，设计一种异向双轴香蕉秸秆粉碎还田机，该机具主要由粉碎装置、传动装置、三点悬挂装置组成。以机具前进速度、粉碎刀轴转速和刀片厚度为试验因素，以香蕉秸秆粉碎合格率和抛撒不均匀度作为评价指标，开展三因素三水平田间试验，分析各个试验因素对评价指标的影响。方差分析结果表明：对香蕉秸秆粉碎合格率来说，机具前进速度和粉碎刀轴转速有极显著影响，刀片厚度有显著影响；对抛撒不均匀度来说，粉碎刀轴转速有显著影响。确定了最优工作参数组合为机具前进速度1.4 m·s-1、粉碎刀轴转速1 600 r·min-1、刀片厚度10 mm，在此参数下的香蕉秸秆粉碎合格率为96.76%，抛撒不均匀度为8.96%，满足香蕉秸秆粉碎还田要求，达到了预期设计目标要求，为后续的机具升级换代提供了技术支持。

关键词：香蕉秸秆粉碎还田机粉碎装置模态分析方差分析田间试验

采用集约化开放集差异分布对齐策略的轴承故障诊断方法

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中国机械工程 2024年第9期35卷 1622-1633页

作者：李灿王广斌赵树标钟志贤张慧桂林理工大学机械与控制工程学院桂林541006 岭南师范学院机电工程学院湛江524048

针对当前迁移学习算法应用于轴承故障诊断领域时,目标域中可能存在未知故障类别进而导致识别准确率过低的问题,引入了开集域自适应方法。针对现有的开放集域自适应算法在进行分布对齐时,多注重跨域对齐,很少关注领域内部的分布情况,从... 详细信息

针对当前迁移学习算法应用于轴承故障诊断领域时,目标域中可能存在未知故障类别进而导致识别准确率过低的问题,引入了开集域自适应方法。针对现有的开放集域自适应算法在进行分布对齐时,多注重跨域对齐,很少关注领域内部的分布情况,从而导致对未知类别识别率较低的问题,提出了一种采用集约化开放集差异分布对齐(IDAOD)策略的轴承故障诊断方法,集成了跨域散度对齐和域内分布异化方法。使用开放集最近邻类验证方法获取目标域伪标签,然后构造源域和目标域的总体散度矩阵,进行跨域的散度对齐。基于分布适配加权条件分布,进一步异化同领域内不同类别的空间分布。在结构风险最小化框架下,基于开放集差异理论构造的损失函数,引入正则化项,得到最优解和新的目标域伪标签。通过在Office-31数据集上进行试验,验证了IDAOD算法的可行性。分别在CWRU和JNU轴承数据集上进行故障诊断试验,所提方法对未知故障类别的识别率均高于其他对比开放集算法,验证了所提方法在轴承数据集上能有效提高目标样本含有未知样本时的准确率。

关键词：开放集差异分布对齐轴承故障诊断散度矩阵

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聚丙烯塑料搅拌摩擦连接区性能分析

塑料科技 2024年

作者：陈文雅宋娓娓汪洪峰安徽科技学院机械工程学院黄山学院机电工程学院

以10mm厚聚丙烯塑料为研究对象，采用搅拌摩擦焊技术对其进行连接，探索加工参数对聚丙烯塑料宏观形貌及力学性能的影响，结果表明：当旋转速度在600 r/min -1000 r/min，前进速度在70 mm/min，下压量为0.1mm时焊接成形表面无明显缺陷... 详细信息

以10mm厚聚丙烯塑料为研究对象，采用搅拌摩擦焊技术对其进行连接，探索加工参数对聚丙烯塑料宏观形貌及力学性能的影响，结果表明：当旋转速度在600 r/min -1000 r/min，前进速度在70 mm/min，下压量为0.1mm时焊接成形表面无明显缺陷。随着旋转速度的增加，抗拉强度先显著上升，在800r/min时抗拉强度达到最高22.05MP，为母材的71%，随后下降。母材试样拉伸伴有细颈产生，并伴随着局部晶粒的纤维化，为韧性断裂，而连接试样为脆性断裂。随着旋转速度的增加，平均摩擦系数先缓慢下降，随之显著下降，在800r/min时平均摩擦系数最小为0.338，随后显著上升；母材及连接试样表面的磨损形式主要为塑变磨损。

关键词：聚丙烯塑料搅拌摩擦连接力学性能摩擦磨损

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改进混合优化算法求解多目标IPPS问题

系统仿真学报 2024年

作者：顾文斌卿洁瑕方杰刘斯麒河海大学机电工程学院

针对多目标工艺规划与车间调度集成问题(Multi-objective Integrated Process Planning and Scheduling， MOIPPS)，以最小化完工时间和生产能耗最低为优化目标，提出了一种考虑全局和局部最优的改进混合优化算法。首先，通过分析集成... 详细信息

针对多目标工艺规划与车间调度集成问题(Multi-objective Integrated Process Planning and Scheduling， MOIPPS)，以最小化完工时间和生产能耗最低为优化目标，提出了一种考虑全局和局部最优的改进混合优化算法。首先，通过分析集成系统工艺设计和生产调度两个问题的区别与联系，搭建了多目标问题模型和解决框架。其次，针对两阶段集成问题提出混合优化算法，对工艺阶段采用全局搜索算法，为集成系统提供多种工艺加工方案，保证集成算法的全局搜索性能；针对调度阶段设计一种改进禁忌搜索算法，通过交叉与随机抽样扩大解的分布范围，使用邻域禁忌搜索使得算法快速收敛，并采用Pareto非支配排序获得全局最优解。最后，实验对比分析，验证了所提算法在求解多目标工艺规划与车间调度集成问题的高效性和稳定性。

关键词：集成系统工艺规划与车间调度混合算法多目标优化节能减排

钼含量和均匀化处理冷却方式对β型Ti-Mo合金中点缺陷弛豫的影响

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机械工程材料 2024年第1期48卷 10-15页

作者：周正存朱晓斌王幸福广东科技学院机电工程学院东莞523083 苏州市职业大学机电工程学院苏州215104 中国科学院合肥物质科学研究院合肥230031

采用真空电弧熔炼制备β型Ti-xMo(x为质量分数/%,3~24)合金,并进行950℃×20 min均匀化处理,随后分别水冷和炉冷至室温,通过内耗测试结合物相和微观结构分析,研究了钼含量和冷却方式对该合金点缺陷弛豫的影响。结果表明:炉冷和水冷Ti-xM... 详细信息

采用真空电弧熔炼制备β型Ti-xMo(x为质量分数/%,3~24)合金,并进行950℃×20 min均匀化处理,随后分别水冷和炉冷至室温,通过内耗测试结合物相和微观结构分析,研究了钼含量和冷却方式对该合金点缺陷弛豫的影响。结果表明:炉冷和水冷Ti-xMo合金中均出现2个Snoek型驰豫峰,炉冷Ti-xMo合金的弛豫峰随钼含量的变化特征与水冷合金相似。2种冷却方式下Ti-xMo合金在加热时的低温峰峰高随钼含量的增加而增大,但峰温几乎不变,峰高的增大与β相和间隙氧原子含量的增多有关;除Ti-3Mo合金外,其余合金高温峰的峰高和峰温都随钼含量增加而增大,峰高和峰温的增大与钼和氧的相互作用增强有关。

关键词：点缺陷弛豫 β型Ti-Mo合金钼含量间隙氧原子

融合语义分割和三维点云分析的果园障碍物实时重构方法

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农业工程学报 2024年第16期40卷 180-187页

作者：林桂潮徐垚曾文勇王明龙殷瑞涵丁力行朱立学仲恺农业工程学院机电工程学院广州510225

针对果园障碍物识别和重构存在实时性差的问题,该研究以番石榴果园为例,提出了融合语义分割和三维点云分析的果园障碍物实时重构方法。首先,以DeepLabV3+为基础,使用MobileNetV3-large作为骨干网络以实时提取特征图,结合上下文Transfor... 详细信息

针对果园障碍物识别和重构存在实时性差的问题,该研究以番石榴果园为例,提出了融合语义分割和三维点云分析的果园障碍物实时重构方法。首先,以DeepLabV3+为基础,使用MobileNetV3-large作为骨干网络以实时提取特征图,结合上下文Transformer注意力丰富特征图细节和语义信息,进一步提出基于Sobel算子的边缘辅助损失函数以提升障碍物分割精度;在此基础上,运用体素化法将枝干三维点云重构为大量立方体,构建基于欧式聚类的果实三维重构方法,设计一种融合逆投影变换和交并比的重构评价指标。试验结果表明:该方法对障碍物语义分割的平均交并比为77.2%,比Xception-DeepLabV3+提高7.0个百分点;平均帧速为78.8帧/s;该方法对枝干和果实的重构交并比分别为56.6%和65.7%,平均重构时间分别为0.84 s和0.34 s。该研究实时性和精度较高,满足水果采摘机器人实时避障作业需求。

关键词：果园三维点云障碍物语义分割 DeepLabV3+ 体素化

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