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基于碳纳米管分子支化增韧技术的环氧树脂复合材料制备与性能研究

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化工新型材料 2024年第5期52卷 115-119页

作者：李璐张贤明周钏马建斌胡孝彭张晓婷重庆工商大学废油资源化技术与装备教育部工程研究中心重庆400067 建筑工程学院重庆水利电力职业技术学院重庆402160

制备了不同支化度的超支化聚酯修饰碳纳米管,采用傅里叶红外光谱及透射电镜表征手段对其微观结构进行了分析。结果表明:超支化聚酯接枝到碳纳米管表面,不同支化度的超支化聚酯在碳纳米管表面形成了一层包裹层,并使碳纳米管的管径增加。... 详细信息

制备了不同支化度的超支化聚酯修饰碳纳米管,采用傅里叶红外光谱及透射电镜表征手段对其微观结构进行了分析。结果表明:超支化聚酯接枝到碳纳米管表面,不同支化度的超支化聚酯在碳纳米管表面形成了一层包裹层,并使碳纳米管的管径增加。随后制备了超支化聚酯修饰碳纳米管增韧环氧树脂复合材料,通过光学显微镜分析,证明超支化聚酯的接枝修饰显著地提高了碳纳米管在环氧树脂基体的分散性;通过动态热机械性能测试(DMA)及力学性能测试,发现超支化聚酯修饰碳纳米管的加入促进了环氧树脂体系的链段运动,在提高环氧树脂的韧性方面表现出较好的效果,且随着超支化聚酯的支化度越高,环氧树脂的增韧性能越好。

关键词：超支化聚酯碳纳米管环氧树脂力学性能增韧机理

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基于模糊策略的水肥一体机控制可行性分析

农机化研究 2024年第8期46卷 226-230页

作者：胡伟强郑州职业技术学院郑州450121

为进一步提高我国农业水肥一体机的综合作业效率,实现用水量与施肥量的混合浓度最优配置,以模糊策略为设计基点,针对整机控制展开可行性分析研究。以整机作业架构组成为基础,考虑灌溉施肥同步过程的水肥动态平衡,搭建正确的模糊策略模型... 详细信息

为进一步提高我国农业水肥一体机的综合作业效率,实现用水量与施肥量的混合浓度最优配置,以模糊策略为设计基点,针对整机控制展开可行性分析研究。以整机作业架构组成为基础,考虑灌溉施肥同步过程的水肥动态平衡,搭建正确的模糊策略模型,进行系统的软件设计与硬件匹配。通过升级型水肥一体机实施灌施作业的效果验证,结果表明:基于模糊策略的水肥一体机控制系统整体试验过程顺畅,灌施的肥液均匀度可相对提升8.77%,系统对于各监测参数的响应度与稳定性均保持在90%以上,验证了设计的可行性;试验中节水率和肥料利用率分别较模糊策略应用前提升至91.70%和93.15%,整体灌施效率良好,说明了此模糊策略应用设计的优越性。研究结果对于实现水肥一体装备的智能控制水平向纵深提升具有很好的参考价值。

关键词：水肥一体机模糊策略动态平衡肥料利用率纵深提升

基于DTN路由的多通路精准灌溉系统布局设计

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农机化研究 2024年第7期46卷 141-145页

作者：王新科高瑞敏郑州职业技术学院郑州450121

为进一步提升我国智能灌溉装备的综合作业效率,从多通路实施与精准化控制角度展开布局设计。以灌溉系统的作业原理及田间信息获取特征为出发点,建立灌溉网络的DTN路由算法模型,实施网络节点的规划分配与通道布置,形成精准性的逻辑控制... 详细信息

为进一步提升我国智能灌溉装备的综合作业效率,从多通路实施与精准化控制角度展开布局设计。以灌溉系统的作业原理及田间信息获取特征为出发点,建立灌溉网络的DTN路由算法模型,实施网络节点的规划分配与通道布置,形成精准性的逻辑控制流程及节点网络相互执行关系。进行系统性的灌溉试验,结果表明:基于DTN路由算法的多通路精准灌溉系统布局正确可行,信息投递成功率可达94.13%,节点转发率可达96.07%,各信息传递的实时准确,各阀门组件的动作协调,综合灌溉效率实现了高于90%的优化目标,是DTN路由控制理念在灌溉装备领域的应用创新思路之一,具有较好的推广意义。

关键词：智能灌溉精准化控制 DTN路由算法投递成功率节点转发率

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基于计算机视觉的采摘机器人作业优化研究

农机化研究 2024年第8期46卷 235-239页

作者：王新科李凯郑州职业技术学院郑州450121

为进一步提高我国采摘机器人智能化作业水平及采摘效率,基于计算机视觉应用技术展开优化研究。以采摘机器人结构组成为设计基点,运用视觉控制核心理念建立采摘机器人视觉识别处理与控制数学模型,实施相适应的采摘路径规划和系统采摘状... 详细信息

为进一步提高我国采摘机器人智能化作业水平及采摘效率,基于计算机视觉应用技术展开优化研究。以采摘机器人结构组成为设计基点,运用视觉控制核心理念建立采摘机器人视觉识别处理与控制数学模型,实施相适应的采摘路径规划和系统采摘状态输出设计。同时,进行视觉采摘验证试验,结果表明:基于计算机视觉的采摘机器人系统优化正确可行,整机综合采摘效率可达94.61%,系统识别准确率与控制精度分别相对提升了6.12%和5.25%,机器人采摘成功率可提升至95.98%。因此,将计算机视觉处理技术有效应用至采摘机器人设计改进,对于类似农业采摘与收获装备开发研究可提供创新及借鉴思路,推广价值良好。

关键词：采摘机器人计算机视觉视觉控制识别准确率采摘成功率

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基于农药喷施溯源的精准变量喷药监控系统设计与试验

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农业机械学报 2024年第2期55卷 160-169页

作者：翟长远张焱龙邹伟宋健韩长杰窦汉杰新疆农业大学机电工程学院乌鲁木齐830052 北京市农林科学院智能装备技术研究中心北京100097 国家农业智能装备工程技术研究中心北京100097

针对现有大田精准施药系统主要以药量变量控制为主,缺乏农药喷施作业数据远程监测与溯源管理等问题,本文设计了基于农药喷施溯源的精准变量喷药监控系统,可实现农药精准变量喷施,作业地块、作业时间、作业面积、农药种类与配比、喷施药... 详细信息

针对现有大田精准施药系统主要以药量变量控制为主,缺乏农药喷施作业数据远程监测与溯源管理等问题,本文设计了基于农药喷施溯源的精准变量喷药监控系统,可实现农药精准变量喷施,作业地块、作业时间、作业面积、农药种类与配比、喷施药量、喷雾压力、实时流量和作业速度等信息的在线监测、实时显示和溯源管理。基于该系统分别开展了施药量计算精度、作业面积计算精度、物联网数据传输稳定性、变量调控系统动态响应、变量调控精度和农药喷施均匀性等试验。试验结果表明,北斗定位测速最大误差为1.33%,平均误差为0.82%,施药量计算误差为1.73%,作业面积计算误差为2.61%,数据丢失率为3.51%;速度连续变化下系统稳定调节时间为4~5 s;不同设定施药量和作业速度下,变量调控精度误差为2.45%;雾滴沉积点密度大于20滴/cm^(2)下,在喷雾机行走和喷雾方向上的喷雾覆盖率变异系数均小于10%,满足精准变量作业要求。本研究可在实现药量变量调控下对农药喷施数据进行溯源管理,为后续开展大田作物农药残留风险评估提供支撑。

关键词：喷杆喷雾机精准施药变量控制远程监测溯源管理

基于改进RetinaNet的轻量化钢材表面缺陷检测算法

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模式识别与人工智能 2024年第8期37卷 692-702页

作者：王伟家张宇王京华徐勇哈尔滨工业大学(深圳)计算机科学与技术学院深圳518055 河钢数字技术股份有限公司智能装备事业部石家庄053099

相对实际应用需求而言,现有的钢材表面缺陷检测算法存在检测速度较慢、准确率较低等问题.因此,文中提出基于改进RetinaNet的轻量化钢材表面缺陷检测算法.首先,将原有的骨干网络替换为轻量化网络,引入跨阶段局部结构,实现梯度的有效传播... 详细信息

相对实际应用需求而言,现有的钢材表面缺陷检测算法存在检测速度较慢、准确率较低等问题.因此,文中提出基于改进RetinaNet的轻量化钢材表面缺陷检测算法.首先,将原有的骨干网络替换为轻量化网络,引入跨阶段局部结构,实现梯度的有效传播和轻量化.然后,采用深度可分离卷积替换传统卷积层,进一步降低参数量,提高检测速度.为了弥补轻量化导致的算法精度下降问题,提出基于跨阶段局部结构的空间金字塔池化机制,融合不同尺度的特征,有效提升算法的检测精度.在NEU-DET数据集和自建的HBIS数据集上的实验表明,相比已有的缺陷检测算法,文中算法在精度更高的同时,达到更快的检测速度,相应的软硬件系统满足生产线的实时在线检测要求并已上线运行.

关键词：轻量化建模目标检测跨阶段局部结构钢材表面缺陷检测

基于改进YOLO v5的复杂环境下柑橘目标精准检测与定位方法

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农业机械学报 2024年第8期55卷 280-290页

作者：李丽梁继元张云峰张官明淳长品西南大学工程技术学院重庆400715 重庆市丘陵山区农业装备重点实验室重庆400715 中国农业科学院西南大学柑橘研究所重庆400700

针对自然环境下柑橘果实机械化采收作业环境复杂和果实状态多样等情况,提出了一种多通道信息融合网络——YOLO v5-citrus,以解决柑橘果实识别精准度低、果实分类模糊和定位精准度低等难题。将不同的柑橘目标通过不同遮挡条件分为“可采... 详细信息

针对自然环境下柑橘果实机械化采收作业环境复杂和果实状态多样等情况,提出了一种多通道信息融合网络——YOLO v5-citrus,以解决柑橘果实识别精准度低、果实分类模糊和定位精准度低等难题。将不同的柑橘目标通过不同遮挡条件分为“可采摘”和“难采摘”两类,这种分类策略可指导机器人在真实果园中顺序摘取,提高采摘效率并减少机器人本体和末端执行器损坏率。YOLO v5-citrus中,在颈部网络插入多通道信息融合模块,对柑橘的深浅特征信息进行处理,提高柑橘采摘状态识别精度,同时修改颈部网络拼接方法,针对目标柑橘大小进行识别,训练后在识别部分嵌入聚类算法模块,将训练部分识别模糊的柑橘目标进行最后区分。识别后进行深度图像和彩色图像的像素对齐,并通过坐标系转换获取柑橘目标三维坐标。在使用多种增强技术处理的数据集中,YOLO v5-citrus比原始YOLO v5在平均精度均值和精确率上分别提高2.8个百分点与3.7个百分点,表现出更优异的泛化能力。与YOLO v7和YOLO v8等其他主流网络架构相比较,保持了更高的检测精度和更快的检测速度。通过真实果园的检测与定位试验,得到柑橘目标的三维坐标识别定位系统的定位误差为(1.97 mm,0.36 mm,9.63 mm),满足末端执行器的抓取条件。试验结果表明,该模型具有较强的鲁棒性,满足复杂环境下柑橘状态识别要求,可为柑橘园机械采收设备提供技术支持。

关键词：柑橘采摘机器人目标检测状态区分三维坐标获取复杂环境 YOLO v5

基于离散元法的切振共作深松机作业性能仿真分析及试验

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农业工程学报 2024年

作者：李明生王元俊谢守勇刘凡一陈行政李相刘伟西南大学工程技术学院西南农业智能装备创新中心丘陵山区智能农机装备重庆市重点实验室

针对深松装备应用于西南丘陵紫色土时存在作业阻力大、松土质量差、功耗高的问题，该研究提出切振共作深松方式并设计了一种切振共作深松机。运用离散元软件对非振动深松机和切振共作深松机在相同参数下进行仿真。仿真结果显示，切振共... 详细信息

针对深松装备应用于西南丘陵紫色土时存在作业阻力大、松土质量差、功耗高的问题，该研究提出切振共作深松方式并设计了一种切振共作深松机。运用离散元软件对非振动深松机和切振共作深松机在相同参数下进行仿真。仿真结果显示，切振共作方式能够有效减少深松机的耕作阻力。通过单因素试验得到切振共作深松机的最佳作业速度区间为0.9～1.1 m/s，最佳振动频率区间为9～15 Hz；通过正交试验得出深松作业最佳参数为：作业速度0.96 m/s、耕作深度300.24 mm、振动频率11.43 Hz。为了测试切振共作深松机的实际减阻性能，结合仿真结果并参考深松作业最佳参数，设置拖拉机前进速度1.0 m/s，作业深度为300 mm，振动频率为9、12和15 Hz，进行田间试验。结果表明：在相同速度和耕深条件下，切振共作深松机相较于非振动深松机均有明显的减阻效果，耕作阻力降低15.43%～37.56%；功耗降低8.87%～32.32%，在振动频率为12 Hz时，减阻效果最佳，耕作阻力降低37.56%，功耗降低32.32%，土壤坚实度降低74.11%，土壤扰动系数为56.32%，深松深度为309 mm，深松深度稳定性系数为98.16%，深松深度及其稳定性符合行业标准。切振共作深松机减阻降耗效果明显，可为振动深松机的优化设计提供参考。

关键词：农业机械仿真丘陵山地深松机 EDEM

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单卡套式管接头密封特性及结构参数影响

润滑与密封 2024年

作者：何浩淼高闯黄伟光苏东涛上海科技大学物质科学与技术学院中国科学院上海高等研究院先进能源系统与装备研究与发展中心上海和兰透平动力技术有限公司流体控制部

对单卡套式管接头进行有限元模拟，开展其密封特性的研究。通过模拟接头装配过程来获得了接头的密封状态和密封性能的变化规律，同时通过更改单卡套的结构设计参数来分析相关参数对密封性能的影响。研究结果表明，有限元模拟能够反映出... 详细信息

对单卡套式管接头进行有限元模拟，开展其密封特性的研究。通过模拟接头装配过程来获得了接头的密封状态和密封性能的变化规律，同时通过更改单卡套的结构设计参数来分析相关参数对密封性能的影响。研究结果表明，有限元模拟能够反映出管接头装配过程中密封状态和特性的变化规律，从而分析其密封机理；另外，在装配过程中卡套与接头体和管路的接触高应力区是通过四个高应力区向周围扩散的，在装配完成后在卡套前端形成“M”型的力补偿区；同时不同的卡套结构参数对密封性能有不同的影响，前刃角度的变化会影响卡套对接头体和管道的接触变形，后刃厚度则会影响管接头密封的稳定性，合理的选择结构参数对提高卡套式管接头的密封性能和可靠性尤为重要。

关键词：卡套式管接头有限元分析装配过程密封性能