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基于Gazebo虚拟世界的草莓采摘机器人仿真研究

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南方农机 2024年第5期55卷 57-61页

作者：裴双成钟波湖南农业大学机电工程学院湖南长沙410128 长沙市开福区福安水利管理所湖南长沙410003

【目的】提高草莓采摘的自动化水平,解放劳动力并降低采摘成本。【方法】研究小组设计了一种基于曲柄连杆机构的三爪同步夹持式采摘机器人,分析了其主要部件Kinect深度相机、六轴机械臂以及三爪夹持式采摘机械手的结构设计,并在Gezebo... 详细信息

【目的】提高草莓采摘的自动化水平,解放劳动力并降低采摘成本。【方法】研究小组设计了一种基于曲柄连杆机构的三爪同步夹持式采摘机器人,分析了其主要部件Kinect深度相机、六轴机械臂以及三爪夹持式采摘机械手的结构设计,并在Gezebo虚拟世界中构建了采摘机器人的模型,生成了草莓采摘机器人的末端运动轨迹,完成了该草莓采摘机器人的前期开发试验和算法验证。【结果】该草莓采摘机器人可精准地夹持草莓,减小了采摘过程中对草莓表皮的损伤,同时机械臂末端运动半径最大可达770 mm,完全满足小型辅助采摘设备的基本需求。【结论】Gazebo能真实地还原草莓采摘的自然环境,充分验证了该草莓采摘机器人的可行性,同时还可以在虚拟环境中模拟不同的任务场景,可为六轴机械臂或其他多轴运动机械的运行轨迹设计提供准确的实验数据,并为机器人的实际应用提供指导。

关键词：草莓采摘机械 Gazebo虚拟仿真

基于高压行列寻址系统的压电柔性执行器阵列研究

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武汉理工大学学报 2024年第2期46卷 150-156页

作者：马方毅杨邓飞丁弘绍兴职业技术学院机电工程与交通学院绍兴312000 浙江省北大信息技术高等研究院杭州311200 浙江大学机械工程学院杭州310030

动植物中存在许多高自由度形变,如软体动物的拟态、鱼类的水下运动等。仿生学通过对这些高自由度形变的模拟,为机器人的研究提供新思路。柔性执行器因其能够适应各种非结构化环境,较刚性执行器有更高的灵活性、功能性和安全性,近年来已... 详细信息

动植物中存在许多高自由度形变,如软体动物的拟态、鱼类的水下运动等。仿生学通过对这些高自由度形变的模拟,为机器人的研究提供新思路。柔性执行器因其能够适应各种非结构化环境,较刚性执行器有更高的灵活性、功能性和安全性,近年来已成为机器人研究的热点。但受限于材料和驱动原理,无法完全模拟生物体的形变和运动,且执行器被制备后,功能即被固化,无法进行再编程,限制了功能拓展。针对上述问题,作者基于聚偏二氟乙烯(PVDF)制备了一种2×2压电柔性执行器阵列,开发了相应的高压行列寻址(HV-RCA)控制系统。

关键词：压电柔性执行器阵列高压行列寻址可再编程高自由度形变

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一种风机齿轮箱故障智能诊断方法

中国新技术新产品 2024年第13期 62-64页

作者：胡元坤郭盼盼云南龙源新能源有限公司云南昆明655600 昆明理工大学机电工程学院云南昆明650500

风机齿轮箱的故障诊断主要取决于运维工程师的工作经验和信号分析能力,本文针对该问题提出了一种新的风机齿轮箱故障智能诊断方法。首先,通过格拉姆角场(Gramian Angular Difference Field,GADF)将少量齿轮箱振动信号进行维度变换,得到... 详细信息

风机齿轮箱的故障诊断主要取决于运维工程师的工作经验和信号分析能力,本文针对该问题提出了一种新的风机齿轮箱故障智能诊断方法。首先,通过格拉姆角场(Gramian Angular Difference Field,GADF)将少量齿轮箱振动信号进行维度变换,得到其二维可视化图像。其次,搭建并增强深度卷积神经网络模型,即IConvNeXt模型。最后,将小样本的齿轮箱可视化图像数据作为IConvNeXt的输入进行模型训练,实现齿轮箱故障特征自适应提取与识别。公开数据集验证结果表明,本文方法对齿轮箱的故障识别效果显著。

关键词：风机齿轮箱故障智能诊断小样本格拉姆角场深度卷积神经网络

基于阶梯碳价和自适应分时电价的电动汽车有序充电

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电力自动化设备 2024年第2期44卷 64-71页

作者：王均黄钶然许潇吴兰姜伟黄明山河南工业大学电气工程学院河南郑州450001 四川大学电气工程学院四川成都610065 河南工业大学机电工程学院河南郑州450001 河南许继仪表有限公司河南许昌461000

将阶梯碳价与分时电价的耦合关系进行内联,提出了一种基于阶梯碳价和自适应分时电价的电动汽车有序充电策略。利用蒙特卡罗方法生成电动汽车的无序充电场景;建立阶梯碳价模型和自适应分时电价模型;以电网日负荷均方差最小、电动汽车用... 详细信息

将阶梯碳价与分时电价的耦合关系进行内联,提出了一种基于阶梯碳价和自适应分时电价的电动汽车有序充电策略。利用蒙特卡罗方法生成电动汽车的无序充电场景;建立阶梯碳价模型和自适应分时电价模型;以电网日负荷均方差最小、电动汽车用户充电总成本最小和发电商碳交易成本最小为目标函数,建立电碳双定价机制下的电动汽车有序充电模型,并采用带精英策略的快速非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ),结合熵权逼近理想解排序(TOPSIS)模型求解Pareto解集的最优折中解;对4种碳交易机制下的优化结果进行对比分析。仿真结果表明,在有奖励阶梯碳价和自适应分时电价机制下电网负荷波动平抑效果最佳且发电商碳交易成本最小,验证了所提模型的合理性和可行性。

关键词：电动汽车碳交易机制阶梯碳价自适应分时电价有序充电熵权TOPSIS模型 NSGA-Ⅱ 灵敏度分析

内可逆等温加热修正Miller循环功率效率特性

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电站系统工程 2024年第3期40卷 26-30页

作者：赵俊戈延林陈林根徐开云施双双武汉工程大学热科学与动力工程研究所湖北绿色化工装备工程技术研究中心武汉工程大学机电工程学院

提出了一种对传统Miller循环改进后得到的新循环——等温加热修正Miller循环,应用有限时间热力学理论建立了内可逆等温加热修正Miller循环模型,得到了循环功率与压缩比、效率与压缩比和功率与效率的关系曲线,分析了循环最大温比、预胀... 详细信息

提出了一种对传统Miller循环改进后得到的新循环——等温加热修正Miller循环,应用有限时间热力学理论建立了内可逆等温加热修正Miller循环模型,得到了循环功率与压缩比、效率与压缩比和功率与效率的关系曲线,分析了循环最大温比、预胀比、修正Miller循环比和传热损失对循环性能的影响,并将修正前后的Miller循环性能进行了对比。结果表明:循环的功率与压缩比和效率与压缩比的关系曲线为类抛物线型,功率与效率的关系曲线为扭叶型;随着循环最大温比、预胀比和修正Miller循环比的增大,循环性能显著提升;修正Miller循环性能明显优于传统Miller循环性能。

关键词：有限时间热力学等温加热修正Miller循环最优性能功率效率性能比较

基于Python分析的健身类新媒体传播效果及影响因素研究

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科技传播 2024年第9期16卷 9-14页

作者：胡宋杰张娇阳张弘瑞柴苇武汉理工大学外国语学院武汉理工大学化工与生命工程学院武汉理工大学机电工程学院

研究健身类新媒体传播效果及其影响因素,进而推动其规范化发展,对贯彻落实健康中国战略和推广全面健身理念大有裨益。研究由新媒体视域出发,基于Python数据统计和深度访谈结果,对主流媒体平台B站中典型的健身类新媒体案例进行分析,通过... 详细信息

研究健身类新媒体传播效果及其影响因素,进而推动其规范化发展,对贯彻落实健康中国战略和推广全面健身理念大有裨益。研究由新媒体视域出发,基于Python数据统计和深度访谈结果,对主流媒体平台B站中典型的健身类新媒体案例进行分析,通过对情感分析、关键词分析和访谈结果三个维度的考察,多方面展示健身类新媒体传播的效果及反馈,并结合其内容对其存在的问题进行思考,最终为其传播路径提供一定发展性建议与参考,希望提升健身类新媒体的传播效果。

关键词：新媒体 Python 健身传播

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单针振动气力式辣椒精量排种器设计与试验

江西农业大学学报 2024年第3期46卷 749-762页

作者：李旭胡齐深王修善龚明刘大为谢方平湖南农业大学机电工程学院湖南长沙410128 农业农村部南方智能育秧(苗)重点实验室、湖南省智能育秧育苗装备工程技术研究中心湖南益阳413055 智能农机装备湖南省重点实验室湖南长沙410128

【目的】育苗移栽是辣椒种植普遍采用的方式,针对辣椒穴盘育苗播种环节存在的漏播现象,设计了一种用于漏播补种的单针振动气力式辣椒精量排种器,用于对穴盘中的空穴进行补种,从而提高生产效率。【方法】以“兴蔬皱辣2号”辣椒种子为研... 详细信息

【目的】育苗移栽是辣椒种植普遍采用的方式,针对辣椒穴盘育苗播种环节存在的漏播现象,设计了一种用于漏播补种的单针振动气力式辣椒精量排种器,用于对穴盘中的空穴进行补种,从而提高生产效率。【方法】以“兴蔬皱辣2号”辣椒种子为研究对象,结合种子物理特性测定,对排种器振动供种机构、直线携种机构和控制系统进行分析和设计,并搭建了试验台。以种箱振动频率、气吸针真空度和气吸针直径为试验因素,以排种单粒率为试验评价指标,进行排种器单因素试验,确定种箱振动频率、气吸针真空度和气吸针直径具体取值范围分别为77~89 Hz、15~35 kPa和0.6~0.8 mm。在此基础上进行响应面试验,运用Design-Expert软件对试验数据进行方差分析、响应曲面分析和试验因素优化求解。【结果】确定了排种单粒率影响因素由大到小为气吸针真空度、气吸针直径和种箱振动频率,得出排种器最优作业参数为气吸针真空度27 kPa、气吸嘴直径0.7 mm、种箱振动频率85 Hz,样机试验排种单粒率为98.25%。【结论】该单针振动气力式辣椒精量排种器工作稳定,排种单粒率高,满足辣椒精量播种作业要求。

关键词：辣椒穴盘育苗精量播种振动单针气吸排种器

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小型高频X射线机的控制策略及样机研制

电力与能源进展 2024年第3期12卷 85-92页

作者：曾莹莹肖化武刘朝晖陈海辉井冈山大学机电工程学院江西吉安重庆三峡学院电子与信息工程学院重庆井冈山大学化学化工学院江西吉安

阴极空间电荷效应、灯丝电流漂移是X射线发射管的固有特性,是X射线机管电压、管电流精确控制的瓶颈问题。传统控制方案有缺陷,难以满足X射线机小型轻量、高效率、快速响应、高性能等要求。该文提出了新的控制策略,解决了这个难题:基于X... 详细信息

阴极空间电荷效应、灯丝电流漂移是X射线发射管的固有特性,是X射线机管电压、管电流精确控制的瓶颈问题。传统控制方案有缺陷,难以满足X射线机小型轻量、高效率、快速响应、高性能等要求。该文提出了新的控制策略,解决了这个难题:基于X射线机管电流的闭环控制策略,用占空比作为非线性实时动态补偿X射线管阴极空间电荷效应的影响,构建前馈控制环节,对管电压大范围变动实现快速预调;构建X射线管灯丝电流作副控变量的串级控制,应对管电流的滞后,减少整个X射线发射过程的时间常数。自主研制了4套小型高频X射线机样机,构建MC34067管电压控制电路、TL494管电流控制电路,单片机根据管电压范围段进行阴极空间电荷效应的非线性补偿,并对新研制样机的控制效果进行测试。试验结果表明,该X射线机的控制新策略有效,电路装置可靠,拍摄效果良好。

关键词：高频X射线机管电压管电流阴极空间电荷效应控制策略

基于迁移学习与GRU神经网络结合的锂电池SOH估计

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太阳能学报 2024年第3期45卷 233-239页

作者：莫易敏余自豪叶鹏范文健林阳武汉理工大学机电工程学院武汉430070 上汽通用五菱汽车股份有限公司技术中心柳州545000

为解决退役电池梯次利用过程中单体剩余使用寿命估计困难、测试流程复杂与能耗高等问题,提出迁移学习与GRU网络结合的锂离子电池健康状态估计方法;设计的基础模型结构为输入层+GRU层+全连接层+输出层;根据健康因子的得分,选择训练基础... 详细信息

为解决退役电池梯次利用过程中单体剩余使用寿命估计困难、测试流程复杂与能耗高等问题,提出迁移学习与GRU网络结合的锂离子电池健康状态估计方法;设计的基础模型结构为输入层+GRU层+全连接层+输出层;根据健康因子的得分,选择训练基础模型的数据集、划分电池相似度等级并制定对应的迁移学习策略。实验结果表明:与其他模型相比,分别使用数据集的前40%与前25%训练得到的基础模型与迁移学习模型,两者的精度分别最大提高42.48%与95.28%,而预测稳定性分别最大提高55.38%与93.55%。

关键词：机器学习迁移学习锂电池门控循环单元神经网络健康状态估计

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