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基于YOLOv5的马铃薯种薯芽眼轻量化检测算法

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农业工程学报 2024年第14期40卷 126-136页

作者：顾洪宇李志合李涛李天豪李宁魏忠彩山东理工大学农业工程与食品科学学院淄博255000 农业农村部农机动力和收获机械重点实验室淄博255000

为了实现种薯芽眼的精准检测,方便后续实现马铃薯种薯的智能化切块,该研究提出一种基于深度学习一阶段目标检测算法YOLO的种薯芽眼检测改进模型。改进后的模型在YOLOv5检测模型基础上引入C3 Faster,降低参数量的同时加强了芽眼特征的提... 详细信息

为了实现种薯芽眼的精准检测,方便后续实现马铃薯种薯的智能化切块,该研究提出一种基于深度学习一阶段目标检测算法YOLO的种薯芽眼检测改进模型。改进后的模型在YOLOv5检测模型基础上引入C3 Faster,降低参数量的同时加强了芽眼特征的提取能力;引入GOLD-YOLO中信息聚集-分发结构,提高模型检测芽眼的准确性;使用WIoU Loss代替CIoU Loss作为边界框损失函数,加快网络模型收敛的同时提高检测精度;使用遗传算法对超参数进行优化;最后使用剪枝与蒸馏技术,降低模型运行参数量与运行内存。优化后的模型大小为8.7 MB,仅为原始模型的61.3%,模型参数量约为原始模型的57.1%,最终的检测平均精确度在自制的种薯数据集中的测试集与验证集上分别为90.5%以及90.1%,该改进模型于自制种薯数据集的测试集上相较同类型的轻量级网络YOLOv7-tiny、YOLOv8n、YOLOv5n、YOLOv5s,平均精度均值分别高出0.5、1.3、2.8、1.1个百分点,在验证集上平均精度均值分别高出2.9、1.9、3.2、1.6个百分点,在本地计算机上检测速度达到了27.5帧/s,该研究结果可为后续种薯芽眼识别及实时切块技术提供参考。

关键词：机器视觉 YOLO 马铃薯小目标检测芽眼轻量化

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浅谈工程机械覆盖件结构设计

工程机械文摘 2024年第5期 25-28页

作者：李建丽约翰迪尔(天津)有限公司

分别对工程机械驾驶室和发动机罩的结构设计做系统化分析，介绍驾驶室结构设计的外观定型、骨架、门、车窗、玻璃及内饰等方面的内容，机罩是保护发动机系统和散热系统的覆盖件，要根据发动机的位置变化而变化。总结覆盖件的结构特点，... 详细信息

分别对工程机械驾驶室和发动机罩的结构设计做系统化分析，介绍驾驶室结构设计的外观定型、骨架、门、车窗、玻璃及内饰等方面的内容，机罩是保护发动机系统和散热系统的覆盖件，要根据发动机的位置变化而变化。总结覆盖件的结构特点，并详细列出覆盖件的工艺设计和质量要求。

关键词：工程机械覆盖件驾驶室机罩

基于ANSYS Workbench的联合收获机滚筒轴疲劳强度分析与优化

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农业装备与车辆工程 2024年第2期62卷 1-7页

作者：陈旭徐磊鑫王万章解文东袁玲合何勋河南农业大学机电工程学院河南郑州450002 郑州中联收获机械有限公司河南郑州450121

切纵轴流谷物联合收获机脱粒能力强、工作效率高,是未来收获行业的发展趋势。联合收获机在作业的过程中由于喂入量不稳定、物料层不均匀使得切流脱粒滚筒所受的交变载荷冲击较大,造成滚筒轴断裂。采用ANSYS Workbench对滚筒轴进行静力... 详细信息

切纵轴流谷物联合收获机脱粒能力强、工作效率高,是未来收获行业的发展趋势。联合收获机在作业的过程中由于喂入量不稳定、物料层不均匀使得切流脱粒滚筒所受的交变载荷冲击较大,造成滚筒轴断裂。采用ANSYS Workbench对滚筒轴进行静力学和疲劳强度分析,得到实际作业过程中导致滚筒轴断裂失效的原因为疲劳断裂,然后对轴的结构和材料进行改进,改进后的轴最大应力值减小至原来的40.6%左右,疲劳寿命循环次数有了极大的提高,有效保障了联合收获机长时间的安全作业。

关键词：联合收获机切流滚筒轴静力学分析疲劳分析结构优化

微端铣刀对准误差对超精密加工精度影响的研究

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今日制造与升级 2024年第8期 87-88+113页

作者：蒋宏四川瑞迪佳源机械有限公司

微端铣刀是在加工如微通道和微图案模具等超精密产品时使用的一种精密工具。文章推导出表达微工具对准误差与加工精度之间关系的公式。同时，使用多元线性回归分析和方差分析，分析了加工参数的影响。结果表明，微工具的倾斜角度对加工... 详细信息

微端铣刀是在加工如微通道和微图案模具等超精密产品时使用的一种精密工具。文章推导出表达微工具对准误差与加工精度之间关系的公式。同时，使用多元线性回归分析和方差分析，分析了加工参数的影响。结果表明，微工具的倾斜角度对加工精度的影响大于其他参数。

关键词：微端铣刀对准误差加工精度多元线性回归分析方差分析

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双腿轮式机器人运动控制研究

工程科学与技术 2024年第5期56卷 156-167页

作者：余坼操马心知朱学军杨旭东赖惠鸽杨爱迪宁夏大学机械工程学院宁夏银川750021 安徽飞迪航空科技有限公司安徽合肥230026

双腿轮式机器人融合了足式与轮式机器人的优势,展现出灵活性和高速高效特性。然而,精确控制这类机器人需要对运动学和动力学模型进行深入研究。此外,欠驱动、强耦合和非线性等控制难点也进一步加剧了机器人运动与自平衡控制的挑战。为... 详细信息

双腿轮式机器人融合了足式与轮式机器人的优势,展现出灵活性和高速高效特性。然而,精确控制这类机器人需要对运动学和动力学模型进行深入研究。此外,欠驱动、强耦合和非线性等控制难点也进一步加剧了机器人运动与自平衡控制的挑战。为应对这一挑战,本文提出一种分布式动力学建模策略,分别对机器人的躯干及腿轮子系统进行了精确建模,保留了机器人的所有动力学特性,并据此设计出以腿轮末端输出力矩为控制目标的力矩解算器。随后,基于该模型创新性地提出一种全身力矩控制框架,旨在实现双腿轮式机器人的运动控制和动态平衡。为进一步提升其运动性能,还规划了多运动模式,并成功地集成到全身力矩控制系统中。在MATLAB环境下搭建了双腿轮式机器人仿真实验平台,设计了两种行走实验方案和3种不同跳跃高度的仿真实验。实验结果表明,行走速度误差小于0.09 m/s,跳跃高度误差控制在0.02 m以内,验证了控制策略的可行性。最后,搭建了腿轮融接型复合结构的双腿轮式机器人,成功开展了机器人多运动模式实验,进一步证实了机器人在运动控制作业中的高精度表现,其躯干高度误差在3.38 mm以内,俯仰角误差不超过0.04 rad。研究结果充分验证了分布式全身动力学建模的精确性以及全身力矩控制系统的有效性,为双腿轮式机器人的运动控制研究提供了新的理论框架和实践指导。

关键词：双腿轮式机器人分布式模型力矩控制运动控制

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基于GA-BP模型与NSGA-Ⅱ算法的冲压成形工艺参数优化方法

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中国有色金属学报 2024年第7期34卷 2330-2342页

作者：陈岁繁王世杰戴光明王树飞李其朋何雄华浙江科技大学机械与能源工程学院杭州310000 无锡鸣石峻致医疗科技有限公司无锡214000 永康市迪迪科技有限公司金华321300

为了解决异形、薄壁特征零件在冲压成形过程中严重起皱、成形不足及能耗过高等问题,创新地建立了以压边力与摩擦因数为设计变量,以最大厚度、厚度减薄率和压边能耗为优化目标的GA-BP神经网络优化模型,并应用非支配排序遗传(NSGA-Ⅱ)算... 详细信息

为了解决异形、薄壁特征零件在冲压成形过程中严重起皱、成形不足及能耗过高等问题,创新地建立了以压边力与摩擦因数为设计变量,以最大厚度、厚度减薄率和压边能耗为优化目标的GA-BP神经网络优化模型,并应用非支配排序遗传(NSGA-Ⅱ)算法求解,获得了冲压成形过程中的最优工艺参数组合。结果表明,通过有限元仿真获得了最优工艺参数组合下的最大厚度、厚度减薄率和压边能耗分别为0.269 mm、15.8%、8720 J,分别改善了0.74%、3.06%和11.32%,有效地改善了异形薄壁零件的严重起皱、成形不足及能耗过高此等问题。

关键词：冲压变压边力 GA-BP优化网络 NSGA-Ⅱ算法

基于GA-BP模型与NSGA-Ⅱ算法的工艺参数优化方法

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中国有色金属学报 2024年

作者：陈岁繁王世杰戴光明王树飞李其朋何雄华无锡鸣石峻致医疗科技有限公司永康市迪迪科技有限公司浙江科技大学机械与能源工程学院

为了解决异形、薄壁特征零件在冲压成形过程中严重起皱、成形不足及能耗过高等问题，创新地建立了以压边力与摩擦系数为设计变量，以最大厚度、厚度减薄率和压边能耗为优化目标的GA-BP神经网络优化模型，并应用非支配排序遗传（NSGA-Ⅱ... 详细信息

为了解决异形、薄壁特征零件在冲压成形过程中严重起皱、成形不足及能耗过高等问题，创新地建立了以压边力与摩擦系数为设计变量，以最大厚度、厚度减薄率和压边能耗为优化目标的GA-BP神经网络优化模型，并应用非支配排序遗传（NSGA-Ⅱ）算法求解，获得了冲压成形过程中的最优工艺参数组合。结果表明，通过有限元仿真获得了最优工艺参数组合下的最大厚度、厚度减薄率和压边能耗分别为0.269mm、15.8%、8720J，分别改善了0.74%、3.06%和11.32%，有效地改善了异形薄壁零件的严重起皱、成形不足及能耗过高此等问题。

关键词：冲压变压边力 GA-BP优化网络 NSGA-Ⅱ算法

高密度聚乙烯基水凝胶复合涂层制备及其摩擦学性能

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复合材料学报 2024年

作者：刘春荣刘思思邓宇星王思贤段尚豪贾海涛湘潭大学机械工程与力学学院泰州麦迪医疗科技有限公司

受天然关节结构启发，在高密度聚乙烯(HDPE)表面构建水凝胶涂层，从而提升材料润湿性能及承载性能。然而水凝胶与HDPE基体结合性能差易脱落，因此采用紫外诱导多巴胺(DA)聚合形成聚多巴胺(PDA)接枝在HDPE上，得到高密度聚乙烯-多巴胺(HD... 详细信息

受天然关节结构启发，在高密度聚乙烯(HDPE)表面构建水凝胶涂层，从而提升材料润湿性能及承载性能。然而水凝胶与HDPE基体结合性能差易脱落，因此采用紫外诱导多巴胺(DA)聚合形成聚多巴胺(PDA)接枝在HDPE上，得到高密度聚乙烯-多巴胺(HDPE-PDA)样品，随后在HDPE-PDA表面构建纳米羟基磷灰石-聚乙烯醇(HA-PVA)水凝胶涂层，得到高密度聚乙烯基-聚多巴胺-纳米羟基磷灰石-聚乙烯醇水凝胶复合涂层(HDPE-PDA-HA-PVA)样品。研究了样品的润湿性能、生物相容性、界面结合性能及摩擦学特性等。将HDPE-PDA-HA-PVA置于分别加入Na+、Ca2+、Al3+的小牛血清稀释润滑(BSA)溶液中，探究了金属离子对摩擦副的影响规律。综上发现：HDPE-PDA的静态水接触角由未接枝前的94.57°降低至26.87°，抗菌性能提升98%，与水凝胶的结合力提升了84%。在摩擦学性能研究中发现，HDPE-PDA-HA-PVA在2 N载荷水润滑条件下的摩擦系数低至0.012，仅存在微量磨损。当载荷增大至5 N时，与HDPE相比平均摩擦系数和磨损量分别降低了73%和46%。在探究含金属离子的润滑溶液对摩擦学性能的影响中发现，在3 N载荷下，含Ca2+的润滑溶液表现出较好的润滑性能，这是由于Ca2+能增强材料对润滑蛋白的吸附，易形成润滑层，表现出比其他含金属离子的润滑溶液更好的润滑特性。

关键词：高密度聚乙烯聚多巴胺水凝胶润滑剂摩擦学性能

低周疲劳的结构应变法在铁路货车上的工程应用

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焊接学报 2024年第2期45卷 113-120,I0009,I0010页

作者：邵文东赵尚超李强裴宪军马巧艳李向伟北京交通大学机械与电子控制工程学院北京100044 中车齐齐哈尔车辆有限公司齐齐哈尔161002 东南大学机械工程学院南京211189

为了开展铁路货车车体焊接结构的低周疲劳寿命预测,详细推导了理想弹塑性结构应变计算理论,基于计算理论进行了程序设计,并通过焊接接头试验进行了验证.进一步开展了平面应变焊接接头模型的仿真计算结果和结构应变法计算结果的对比,探... 详细信息

为了开展铁路货车车体焊接结构的低周疲劳寿命预测,详细推导了理想弹塑性结构应变计算理论,基于计算理论进行了程序设计,并通过焊接接头试验进行了验证.进一步开展了平面应变焊接接头模型的仿真计算结果和结构应变法计算结果的对比,探讨结构应变法的使用条件.最后,将虚拟台架与结构应力变结合开展了快捷货车的低周疲劳寿命分析的工程应用.结果表明:提出的低周疲劳的结构应变方法及其计算程序,当结构应力与屈服强度的差值在150 MPa以内时,理想弹塑性结构应变计算结果与实际结果一致,能够解决铁路货车低周疲劳寿命预测问题;当结构应力与屈服强度差值超过150 MPa后,随着结构应力的增加,误差也增加.该文的研究为低周疲劳的结构应变法工程推广应用提供了良好的技术支撑.

关键词：铁路货车低周疲劳结构应变法虚拟试验台