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舀种勺舌式胡麻精量穴播器设计与试验

农业机械学报 2024年第3期55卷 85-95页

作者：李辉赵武云石林榕戴飞饶罡王尊甘肃农业大学机电工程学院兰州730070

针对胡麻播种机用种量大、播量变异系数大、播种不均匀的问题,基于胡麻种子物理特性和种植农艺要求,设计一种舀种勺舌式胡麻精量穴播器。通过分析穴播器工作原理确定穴播器组成、舀种勺结构参数范围及安装数量;对舀种勺舀种过程和清种... 详细信息

针对胡麻播种机用种量大、播量变异系数大、播种不均匀的问题,基于胡麻种子物理特性和种植农艺要求,设计一种舀种勺舌式胡麻精量穴播器。通过分析穴播器工作原理确定穴播器组成、舀种勺结构参数范围及安装数量;对舀种勺舀种过程和清种过程进行力学分析,确定穴播器角速度范围;通过EDEM仿真过程得知,花纹内壁聚种斜槽在不影响舀种勺填充效果的同时,不仅可以提高仿真效率,还可以增大种子流动性,便于舀种勺充种。以穴播器角速度、舀种勺顶端过渡圆角半径、种室隔离板高度为试验因素,穴播器排种合格率、漏播率和重播率为试验指标,利用EDEM离散元仿真软件开展二次旋转正交组合试验,得到最优参数组合为:穴播器角速度2.9 rad/s、舀种勺顶端过渡圆角半径2.5 mm、种室隔离板高6.8 mm;将该舀种勺3D打印制作进行排种性能试验验证,台架试验得到该舀种勺排种合格率、漏播率和重播率平均值分别为87.00%、6.33%、6.67%;田间试验得到该舀种勺排种合格率为88.33%,漏播率为6.67%,重播率为5.00%;胡麻平均种植密度为50株/m^(2),其台架试验与田间试验结果基本一致,性能满足胡麻精量播种农艺要求。

关键词：胡麻精量穴播器舀种勺 EDEM

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形状记忆合金驱动的人工逼尿肌系统

华南理工大学学报（自然科学版） 2024年第6期52卷 73-80页

作者：李笑李亚鹏广东工业大学机电工程学院广东广州510006

针对神经源性、肌源性膀胱缺乏有效治疗手段的现状,从工程学角度提出了一种新的解决方案——人工逼尿肌系统。基于形状记忆合金(SMA)弹簧的形状记忆效应,设计了由无线能量传输模块、控制模块、反馈模块和执行模块组成的系统结构,旨在实... 详细信息

针对神经源性、肌源性膀胱缺乏有效治疗手段的现状,从工程学角度提出了一种新的解决方案——人工逼尿肌系统。基于形状记忆合金(SMA)弹簧的形状记忆效应,设计了由无线能量传输模块、控制模块、反馈模块和执行模块组成的系统结构,旨在实现符合人体尿动力学规律的辅助排尿。文中首先建立了人体膀胱的有限元模型,仿真分析了人体膀胱的储尿和辅助排尿过程,在仿真结果的基础上结合SMA弹簧的数学模型,对SMA弹簧致动器的结构参数进行了优化设计;其次,结合实验数据推导了SMA弹簧温度-自由高度方程;然后,结合热力学公式和弹簧数学模型推导了系统控制方程,并在此基础上提出了系统开环控制策略;最后,基于系统的反馈模块,设计了比例积分微分(PID)闭环控制策略,并搭建模拟实验平台研究了系统的尿流率特性。结果表明:系统原理可行,辅助排尿过程连续可控,在应对不同尿液容量时两种控制策略均能实现符合人体尿动力学规律的辅助排尿。文中结果可为设计适用于临床的人工逼尿肌系统提供指导,也可为其他以SMA弹簧作为致动器的植入装置的设计提供借鉴和参考。

关键词：人工逼尿肌形状记忆合金弹簧连续控制尿动力学

服役载荷与结构参数对塔式太阳能定日镜光学精度的影响

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光学学报 2024年第6期44卷 308-317页

作者：李彬颜健周炜彭佑多湖南科技大学机电工程学院湖南湘潭411201

以典型的20 m^(2)小型定日镜为对象,采用光-机集成建模方法,研究了自重和风载荷联合作用下定日镜的服役光学精度特性,综合考虑了定日镜工作高度角、风压大小和关键结构参数的影响。结果表明,沿镜面横向的斜率误差分量D_(x)要明显大于沿... 详细信息

以典型的20 m^(2)小型定日镜为对象,采用光-机集成建模方法,研究了自重和风载荷联合作用下定日镜的服役光学精度特性,综合考虑了定日镜工作高度角、风压大小和关键结构参数的影响。结果表明,沿镜面横向的斜率误差分量D_(x)要明显大于沿其竖向的D_(y),螺栓数量N增加对D_(x)影响不显著,但能显著减小D_(y),反射镜面自身刚度弱是其服役光学精度下降的主要原因;机架中角钢型材的边长a在30~50 mm之间对光学精度影响较小,但厚度t对光学精度的影响较为显著。定日镜结构变形与镜面斜率误差均随着风压载荷的增加而线性增加,且不同高度角β下总镜面斜率误差变化曲线斜率基本一致;仅在自重作用下,高度角0°~90°内总斜率误差能控制在1.45 mrad以内;镜面变形与其斜率误差分布规律完全不同,镜面斜率误差与镜面变形之间并非呈线性正比关系,采用光学精度进行评价或指导定日镜结构优化设计是最佳途径。

关键词：光学器件塔式定日镜服役载荷光-机集成镜面斜率误差光学精度

基于小波阈值滤波和S-G滤波相结合的激光自混合干涉微位移重构

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强激光与粒子束 2024年第8期36卷 9-16页

作者：尤亚强李鑫涛刘晖和丹西安工程大学机电工程学院西安710048

在半导体激光器自混合干涉(SMI)微位移测量中,相位信息的准确提取对于位移的高精度重构至关重要。然而,测量噪声会对SMI信号引入相位误差,位移重构精度较低。针对信号去噪问题,小波阈值去噪算法能够滤除多数信号的噪声,但该算法在SMI信... 详细信息

在半导体激光器自混合干涉(SMI)微位移测量中,相位信息的准确提取对于位移的高精度重构至关重要。然而,测量噪声会对SMI信号引入相位误差,位移重构精度较低。针对信号去噪问题,小波阈值去噪算法能够滤除多数信号的噪声,但该算法在SMI信号去噪中存在局部振荡的问题,使得去噪后的自混合干涉信号中出现新的干扰峰,最终识别到的干扰峰会产生错误的位移重构。提出一种基于小波阈值滤波和SavitzkyGolay(S-G)滤波相结合的SMI信号处理算法。该算法通过引入S-G滤波算法,从全局上平滑处理相位跳变点的噪声,解决了只是采用小波去噪算法而引起SMI信号的局部振荡问题。位移重构实验结果表明,基于小波阈值结合S-G滤波算法的激光自混合干涉重构信号消除了振幅处和相位跳变点之间的高频噪声,重构位移曲线保持了振动物体的原始波形特征。

关键词：自混合干涉相位展开位移重构小波阈值滤波 Savitzky-Golay滤波

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织物和静电极板参数对静电吸附力的影响分析

丝绸 2024年第4期61卷 71-78页

作者：王青党帅盛晓超吕绪山姜越夫赵恬恬西安工程大学机电工程学院西安710048

为了明确织物和静电极板参数对静电吸附力的影响规律,为服装软面料的静电吸附式抓取提供理论支撑,文章开展织物参数和静电极板参数对静电吸附力影响规律的系统性研究。首先建立纬编织物结构模型及静电吸附力理论模型,通过理论分析结果... 详细信息

为了明确织物和静电极板参数对静电吸附力的影响规律,为服装软面料的静电吸附式抓取提供理论支撑,文章开展织物参数和静电极板参数对静电吸附力影响规律的系统性研究。首先建立纬编织物结构模型及静电吸附力理论模型,通过理论分析结果和仿真结果的对比分析,验证仿真方法的有效性;接着基于Maxwell张量法推导了五层二维静电吸附力理论模型,分析静电吸附力模型结构参数对静电吸附力的影响规律,并得出结论:(1)静电吸附力和电极上施加电压的平方成正比;(2)织物密度越大,产生的静电吸附力越大;(3)绝缘层介电常数越大,静电吸附力越大;绝缘层厚度越大,静电吸附力越小;(4)随着极板占空比及电极间距的增大,静电吸附力均呈先增大后减小的趋势。

关键词：面料抓取织物建模叉指状电极静电极板静电吸附力 Maxwell

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综放工作面煤矸识别技术及其应用

仪器仪表学报 2024年第1期45卷 1-15页

作者：李嘉豪司垒王忠宾魏东顾进恒中国矿业大学机电工程学院徐州221116

综放工作面煤矸识别技术作为智能放煤开采的关键技术,已经成为煤炭智能开采领域的技术难题。首先介绍了综放工作面煤矸识别技术的重要性及其对生产安全和经济效益的影响。随后,指出了该技术目前存在的问题和挑战,如难以识别不同形状、... 详细信息

综放工作面煤矸识别技术作为智能放煤开采的关键技术,已经成为煤炭智能开采领域的技术难题。首先介绍了综放工作面煤矸识别技术的重要性及其对生产安全和经济效益的影响。随后,指出了该技术目前存在的问题和挑战,如难以识别不同形状、颜色和深度的煤块和岩层;识别过程中噪声和复杂背景的影响等。详细阐述了综放工作面煤矸识别技术的主要方法如射线法、视觉法和振动与声音信号法。通过对煤矸识别方法的原理、技术特点和优缺点等方面进行分析,全面评估了当前综放工作面煤矸识别技术的应用现状以及各种方法的适用条件和存在的问题。最后,探讨了该技术的未来发展趋势,强调了多传感器融合、深度学习和智能决策与实时监测作为当前技术发展的主要方向。

关键词：综放工作面煤炭开采煤矸识别煤矸混合物

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非圆齿轮行星轮系非线性动力学特性分析

哈尔滨工业大学学报 2024年第8期56卷 94-102页

作者：董长斌李龙坤刘永平兰州理工大学机电工程学院兰州730050

为解决非圆齿轮行星轮系动力学模型不完善、非线性动力学特性难以获取等问题,提出了一种非圆齿轮行星轮系动力学建模方法,并聚焦于时变参数激励下系统的动态响应机制,对非圆齿轮行星轮系非线性动力学特性进行研究。为精确分析系统非线... 详细信息

为解决非圆齿轮行星轮系动力学模型不完善、非线性动力学特性难以获取等问题,提出了一种非圆齿轮行星轮系动力学建模方法,并聚焦于时变参数激励下系统的动态响应机制,对非圆齿轮行星轮系非线性动力学特性进行研究。为精确分析系统非线性振动,对非圆齿轮齿侧间隙函数进行了拟合,在综合考虑齿面摩擦、时变啮合刚度、黏弹性阻尼、静态传递误差的基础上,通过引入相对位移坐标消除非线性方程的变量耦合。在此基础上,建立非圆齿轮行星轮系传动系统的动力学模型,并利用四阶变步长Runge-Kutta数值方法对系统非线性动力学方程组进行求解。获取了分岔图、时域图、相轨迹以及Poincaré映射,得到阻尼、齿面摩擦、时变啮合刚度等控制参数激励下系统的动态响应分布规律。结果表明:随各激励参数取值不同,系统呈现出混沌和周期运动相互过渡状态;合理选取激励参数,可减小系统在混沌与周期运动之间的时间间隔,快速进入稳定运动状态。研究成果可为抑制非圆齿轮行星轮系传动系统非线性振动、预测系统的动力学行为提供理论依据。

关键词：非圆齿轮行星轮系非线性特性激励参数分岔混沌

轨道交通列车车轮多边形磨耗机理及其影响综述

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交通运输工程学报 2024年第2期24卷 85-101页

作者：吴丹丁旺才兰州交通大学机电工程学院甘肃兰州730070

总结了近几年国内外轨道交通列车车轮多边形的研究成果,分析了导致车轮形成多边形的主要因素与发生机理以及动车组与地铁车辆多发的高阶车轮多边形不同的原因,探讨了车轮多边形的抑制措施,概括了车辆-轨道耦合动力学模型的产生与发展,... 详细信息

总结了近几年国内外轨道交通列车车轮多边形的研究成果,分析了导致车轮形成多边形的主要因素与发生机理以及动车组与地铁车辆多发的高阶车轮多边形不同的原因,探讨了车轮多边形的抑制措施,概括了车辆-轨道耦合动力学模型的产生与发展,总结了车辆-轨道耦合动力学仿真分析的主要成果,提出了考虑车轮多边形等轮轨周期性磨耗下的车辆-轨道系统零部件的疲劳损伤这一新研究方向。分析结果表明:车轮初始缺陷、轮轨摩擦自激振动、轮轨黏滑振动、轮轨系统P2共振、轮对固有模态振动、车轮直径与转向架组成部件引起的共振等会造成车轮多边形的发生;地铁车辆发生的车轮多边形主要是由轮轨系统P2共振所致,而高速动车组多发的高阶车轮多边形一般不是由P2共振直接引起的;提高车轮镟修质量、增加研磨子、提高车轮踏面硬度、增大扣件阻尼、变速运行等措施可以抑制车轮多边形的发展,但从车轮多边形的形成机理可知,车轮初始缺陷是起源,控制车轮初始缺陷是抑制车轮多边形形成与发展的根本,从可行性角度而言,增加研磨子是最理想的措施;当车轮存在高阶多边形后,轮轨激励频率会显著增大且范围分布更广,当激励频率与车辆某些部件的固有振动频率接近时,易引发共振,导致其动应力显著增大,影响其疲劳寿命,故分析车辆-轨道系统主要承载部件的疲劳损伤时,应考虑随机轨道不平顺以及轮轨周期性磨耗等不利因素。可见,现有研究成果基本揭示了车轮多边形的形成机理,并提出了可行的抑制措施,但考虑到列车运行环境的不确定性以及车辆-轨道耦合系统关联因素众多,分析过程难免与实际有差异,故仍需进一步深入研究。

关键词：车辆工程动力学性能车轮多边形磨耗机理抑制措施动力学模型疲劳损伤

V型三能级金刚石氮空位色心电磁诱导透明体系中孤子的存取

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物理学报 2024年第10期73卷 307-314页

作者：谭聪王登龙董耀勇丁建文湘潭大学物理与光电工程学院湘潭411105 广东工业大学机电工程学院广州510006

本文先构建一束弱探测场和一束强控制场所形成的V型三能级金刚石氮空位(NV)色心电磁诱导透明(EIT)模型,随后研究探测场在体系的线性吸收和非线性传播特性.结果表明,一旦开启强控制场,体系就会呈现出EIT窗口,且透明窗口的宽度随着控制场... 详细信息

本文先构建一束弱探测场和一束强控制场所形成的V型三能级金刚石氮空位(NV)色心电磁诱导透明(EIT)模型,随后研究探测场在体系的线性吸收和非线性传播特性.结果表明,一旦开启强控制场,体系就会呈现出EIT窗口,且透明窗口的宽度随着控制场磁感应强度的增加而变宽.在非线性情况下,探测场能形成稳定传播的孤子,且可通过开启和关闭控制场的磁场实现孤子的存储和读取,可以有效地克服冷原子介质和量子点介质孤子存取的缺陷.值得一提的是,体系所存取孤子的振幅还可以通过控制场的磁感应强度来进行调节.

关键词：金刚石氮空位色心孤子的存储与读取电磁诱导透明