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基于立体视觉下联合收获机边缘检测技术的研究

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农机化研究 2024年第1期46卷 196-201页

作者：王循明浙江机电职业技术学院智慧交通学院杭州310053

智能联合收割机是目前作物收获的发展热点与研究重点技术之一,而确定田间地块边缘、未收割作物边缘、联合收获机直线行驶和在作物地头转向是实现全田间自动收获的基础。为此,设计了一种基于立体视觉下多种作物收获边缘快速检测方法,保... 详细信息

智能联合收割机是目前作物收获的发展热点与研究重点技术之一,而确定田间地块边缘、未收割作物边缘、联合收获机直线行驶和在作物地头转向是实现全田间自动收获的基础。为此,设计了一种基于立体视觉下多种作物收获边缘快速检测方法,保持作物收获边缘在检测目标区域内,并提出了一种基于HSV(色调、饱和度和值)空间扫描的动态感兴趣区域提取算法,利用Ostu算法获得作物未收获面积,实现未收获作物边缘和作物末端边缘的同时检测,并根据作物收获末端边缘自动转向到下一个收割路径。田间验证试验表明:水稻检测准确率高于98%,玉米的检测准确率高于94%,平均处理速度为49frame/ms。研究结果表明:提出的基于立体视觉下联合收获机边缘检测及精准转向系统具有较高的工作精度和效率,可为提高作物收获性能提供技术参考与借鉴。

关键词：立体视觉联合收获机检测系统自动控制

含J-C损伤的前吸能装置低速碰撞多目标优化

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机械设计与制造 2024年

作者：朱孙科黄德明王秋林王正伦重庆交通大学机电与车辆工程学院成都航空职业技术学院

为提升前吸能装置整体碰撞性能，建立了含防撞梁、吸能盒和刚性墙的100%正面低速碰撞有限元显式动力学模型，及前吸能装置多目标优化模型。采用Johnson-Cook损伤本构模拟铝合金材料碰撞损伤特性，以整车最大质心加速度、最大质心位移和... 详细信息

为提升前吸能装置整体碰撞性能，建立了含防撞梁、吸能盒和刚性墙的100%正面低速碰撞有限元显式动力学模型，及前吸能装置多目标优化模型。采用Johnson-Cook损伤本构模拟铝合金材料碰撞损伤特性，以整车最大质心加速度、最大质心位移和吸能装置总质量等评价指标为优化目标，以防撞梁和吸能盒截面的宽度、长度和厚度等7个结构尺寸作为设计变量，以吸能装置最大吸收能量为约束条件。采用NSGA-Ⅱ算法对前吸能装置多目标优化模型进行求解，优化结构与初始设计结构进行40%偏置碰撞对比验证。通过分析100%低速正面碰撞多目标优化结果可知，在整车最大质心位移增加约3%的情况下，最大质心加速度和最大防撞梁碰撞力下降35%以上，前吸能装置减重达23%。由40%低速偏置碰撞对比验证结果可知，整车最大质心加速度、最大质心位移和防撞梁碰撞力峰值等性能参数较优化前下降10%以上。研究结果为前吸能装置碰撞性能优化提供设计参考。

关键词： J-C损伤本构前吸能装置显式动力学低速碰撞多目标优化

微晶玻璃固结磨料研磨加工亚表面损伤预测研究

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表面技术 2024年第2期53卷 158-167页

作者：王科荣宗傲牛凤丽张羽斐朱永伟南京航空航天大学机电学院南京210016 南京航空航天大学江苏省精密与微细制造技术重点实验室南京210016 金华职业技术学院机电工程学院浙江金华321000

目的快速、准确预测微晶玻璃在研磨加工过程中的亚表面损伤状况,制定合理的加工工艺。方法通过建立微晶玻璃的离散元模型,仿真分析了研磨压力等研磨工艺参数对工件亚表面损伤的影响规律,并采用角度抛光法对研磨后微晶玻璃的亚表面损... 详细信息

目的快速、准确预测微晶玻璃在研磨加工过程中的亚表面损伤状况,制定合理的加工工艺。方法通过建立微晶玻璃的离散元模型,仿真分析了研磨压力等研磨工艺参数对工件亚表面损伤的影响规律,并采用角度抛光法对研磨后微晶玻璃的亚表面损伤状况进行了实验验证。结果采用W14金刚石固结磨料垫研磨微晶玻璃,当研磨压力为10 kPa时,工件亚表面裂纹层深度为1.75μm,当研磨压力降低至3.5 kPa时,工件亚表面裂纹层深度为1.38μm;随着研磨压力的降低,亚表面微裂纹数量减少。研磨残余应力层分布深度大于微裂纹层的,且在微裂纹的尖端存在较大的残余拉应力。结论角度抛光法得到的亚表面裂纹层深度与仿真结果一致,偏差范围为-10.87%~11.29%,残余应力仿真结果与试验结果的偏差为7.89%。离散元仿真能够比较准确地预测固结磨料研磨微晶玻璃的亚表面损伤状况,为其研磨抛光工艺参数的制定提供了理论参考依据。

关键词：微晶玻璃固结磨料研磨亚表面损伤残余应力离散元仿真

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H无穷大控制在电动汽车变速换挡的应用研究

机械设计与制造 2024年

作者：高攀杨志刚郑孟冬杨宗平重庆工贸职业技术学院智能制造学院重庆交通大学机电与车辆工程学院重庆航天职业技术学院航空机电工程学院重庆交通职业学院智能制造与汽车学院

针对电动汽车在换挡过程中的稳定性能，提出一种新型H无穷大换挡控制策略。在电动汽车变速器动力传动系统的结构和工作原理基础上，根据拉格朗日方程推导了动力传动系统的数学模型。考虑到外部负载变化、驱动电机转矩波动以及模型不匹... 详细信息

针对电动汽车在换挡过程中的稳定性能，提出一种新型H无穷大换挡控制策略。在电动汽车变速器动力传动系统的结构和工作原理基础上，根据拉格朗日方程推导了动力传动系统的数学模型。考虑到外部负载变化、驱动电机转矩波动以及模型不匹配等外部干扰的影响，在换挡过程中提出了一种鲁棒H无穷大控制器来减小车辆的抖动和离合器滑动能量损失。该控制器与传统PID控制器的对比仿真结果表明，两种控制器在无扰动情况下均表现良好，而在抗外部扰动方面，所提H无穷大控制器更能减少不确定性或干扰时的抖动和滑动能量损失，具有更优越的换挡鲁棒性能。

关键词：换挡控制双速变速器动力传动 H无穷大控制鲁棒性

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果园绿篱修剪机械手的设计与研究

机电工程 2024年

作者：黄金永郑晓峰娄岳海夏长高孙陈曦浙江机电职业技术学院智能制造学院江苏大学汽车与交通工程学院

为了解决果园绿篱修剪工具自动化程度低、修剪作业劳动强度大、工作效率低等问题，根据果园绿篱修剪作业要求，设计了一款实用的由液压驱动的四自由度修剪机械手，并确定了机械手各关节的运动范围。首先，基于标准的D-H参数法建立了机... 详细信息

为了解决果园绿篱修剪工具自动化程度低、修剪作业劳动强度大、工作效率低等问题，根据果园绿篱修剪作业要求，设计了一款实用的由液压驱动的四自由度修剪机械手，并确定了机械手各关节的运动范围。首先，基于标准的D-H参数法建立了机械手各连杆的坐标系，对机械手的正、逆运动学进行了求解；然后，利用MATLAB Robotics Toolbox建立了机械手运动学模型，对机械手正、逆运动学，机械手修剪绿篱顶面、侧面时各关节的运动轨迹，机械手各关节的角位移、角速度和角加速度曲线进行了仿真验证；之后，采用Monte Carlo法对机械手的工作空间进行了仿真分析，得到了机械手工作空间三维云图及平面云图；最后，试制实物样机进行了实验验证。研究结果表明：机械手正、逆运动学求解正确，所设计的机械手末端执行器完全能够到达所需修剪的目标位置。修剪机样机实验效果与预期相符，机械手工作时各关节运行平稳、修剪效率高、效果良好，能够满足对中、高绿篱自动修剪的要求，大大降低修剪作业的劳动强度。

关键词：绿篱四自由度液压驱动机械手运动学分析 MATLAB仿真 Monte Carlo法

工艺参数对AZ31B镁合金单点渐进翻边精度的影响

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精密成形工程 2024年第5期16卷 99-107页

作者：安治国叶了张涛门正兴高正源重庆交通大学机电与车辆工程学院重庆400074 成都航空职业技术学院航空装备制造产业学院成都610021

目的以AZ31B镁合金板为研究对象,研究初始成形角、工具直径、成形温度及层间距对单点渐进圆孔翻边精度的影响规律。方法使用有限元软件对2 mm厚的镁合金板材进行数值模拟,通过计算翻边直壁处的平均回弹量,得出不同工艺参数对单点渐进圆... 详细信息

目的以AZ31B镁合金板为研究对象,研究初始成形角、工具直径、成形温度及层间距对单点渐进圆孔翻边精度的影响规律。方法使用有限元软件对2 mm厚的镁合金板材进行数值模拟,通过计算翻边直壁处的平均回弹量,得出不同工艺参数对单点渐进圆孔翻边直壁轮廓的影响规律。通过正交实验分析了交互作用下工艺参数对圆孔翻边直壁处平均回弹量的影响,通过极差分析确定了最优工艺参数组合,并通过实验对所得结果进行了验证。结果随着初始成形角的增大、工具直径的增大、成形温度的升高及层间距的减小,圆孔翻边制件直壁处的成形精度提高,各因素按影响程度由大到小的顺序依次为:成形温度、初始成形角、工具直径和层间距。成形精度最高的工艺参数组合如下:初始成形角为30°、工具直径为10 mm、成形温度为275℃、层间距为0.5 mm。结论采用仿真模型模拟单点渐进圆孔翻边过程具有较高的准确性,使用优化后的工艺参数得到翻边零件直壁区域的最小厚度以及平均回弹量与仿真结果误差均在3%以内,升高温度可以明显提高单点渐进圆孔翻边的制件精度。

关键词：镁合金翻边单点渐进成形数值模拟回弹

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柔性薄膜复合形状记忆合金弹簧驱动器

振动．测试与诊断 2024年第2期44卷 239-245,406页

作者：钱国明朱孔军李亚辉严康王婧刘劲松黄卫清江苏航运职业技术学院交通工程学院南通226010 南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室南京210016 南京航空航天大学材料科学及技术学院南京211106 广州大学机电工程学院广州510006

针对形状记忆合金(shape memory alloy,简称SMA)材料在使用过程中因其较低的响应频率而很难应用于高频率场所问题,在聚偏氟乙烯(polyvinylidene fluoride,简称PVDF)薄膜中引入锆酸铅钡(Pb_(0.8)Ba_(0.2)ZrO_(3),简称PBZ)纳米陶瓷纤维制... 详细信息

针对形状记忆合金(shape memory alloy,简称SMA)材料在使用过程中因其较低的响应频率而很难应用于高频率场所问题,在聚偏氟乙烯(polyvinylidene fluoride,简称PVDF)薄膜中引入锆酸铅钡(Pb_(0.8)Ba_(0.2)ZrO_(3),简称PBZ)纳米陶瓷纤维制备柔性薄膜,并与NiTi合金弹簧复合制得PBZ/PVDF@SMA复合驱动器,通过薄膜的电卡效应加热及冷却SMA丝,与传统电流加热及自然冷却方式进行了对比。结果表明,缩短了SMA丝循环周期,提高了其响应频率,有利于扩大SMA的适用场所。

关键词：形状记忆合金聚偏氟乙烯薄膜锆酸铅钡纳米纤维复合驱动器电卡效应缩短周期

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自动驾驶路径跟踪中实时动态障碍物处理研究

汽车知识 2024年第1期 107-109页

作者：闫茜梁方英浙江机电职业技术学院

随着自动驾驶技术的不断发展，路径跟踪中实时动态障碍物的处理成为关键挑战。本文回顾了自动驾驶路径规划技术的演进，重点研究了优化传感器数据融合、强化目标检测与跟踪、提高障碍物分类准确性、创新实时地图更新策略，以及强化路径... 详细信息

随着自动驾驶技术的不断发展，路径跟踪中实时动态障碍物的处理成为关键挑战。本文回顾了自动驾驶路径规划技术的演进，重点研究了优化传感器数据融合、强化目标检测与跟踪、提高障碍物分类准确性、创新实时地图更新策略，以及强化路径规划与实时动态障碍物协同等五大改进策略。这些策略的综合应用提高了自动驾驶系统对复杂交通环境的适应性和安全性，为实现可靠的路径规划奠定了基础。

关键词：车辆自动驾驶路径跟踪实时动态障碍物处理改进措施

变含水量泥流本构及泥流-桥墩冲刷的流固耦合分析

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力学季刊 2024年第1期45卷 110-118页

作者：庞彪董洪晶范文阳谭婕婕陈熹戴瑛广西交通职业技术学院路桥工程学院广西南宁530023 嘉兴大学建筑工程学院浙江嘉兴314001 同济大学航空航天与力学学院上海200092

泥石流是山区主要的地质灾害之一,对山区桥梁破坏严重.在流动过程中,泥石流受到含水量的影响较大,其本构模型会发生变化.本文对泥石流的一种特殊形式——泥流的质量含水量进行分析,将含水量引入泥浆的Herschel-Bulkley模型中,提出质量... 详细信息

泥石流是山区主要的地质灾害之一,对山区桥梁破坏严重.在流动过程中,泥石流受到含水量的影响较大,其本构模型会发生变化.本文对泥石流的一种特殊形式——泥流的质量含水量进行分析,将含水量引入泥浆的Herschel-Bulkley模型中,提出质量含水量及剪切速率同时变化下的泥流材料本构模型,并与成都黏土泥浆流变实验对比,验证该模型的正确性.而后基于两相流体的Navier-Stokes方程,将该本构模型应用于三维泥流-桥墩立柱冲击的流固耦合分析中,通过与相关规范及文献冲击压力经验公式计算结果对比,证实了模型的实用性.

关键词：泥流本构模型两相流桥墩流固耦合