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主路式水肥一体机施肥系统的设计与试验

农机化研究 2025年第2期47卷 68-74页

作者：李擎李家春熊贤沙蔡家斌贵州大学机械工程学院贵阳550025

针对现阶段水肥一体化设备存在施肥不均、自动化程度不高及滞后性严重的问题,根据现代化农业节水省肥和减少环境污染的灌溉要求,设计了一款可实现自动混肥、施肥、节水灌溉的主路式水肥一体化施肥机。根据液肥的EC和pH值调节过程的特点... 详细信息

针对现阶段水肥一体化设备存在施肥不均、自动化程度不高及滞后性严重的问题,根据现代化农业节水省肥和减少环境污染的灌溉要求,设计了一款可实现自动混肥、施肥、节水灌溉的主路式水肥一体化施肥机。根据液肥的EC和pH值调节过程的特点,开发了以SIEMENS S7-1200为核心的液肥控制系统硬件,并结合MatLab设计了以模糊PID为控制器的液肥EC和pH值控制系统。为验证施肥机在实际应用中的精确性和鲁棒性,设计了施肥系统动态调节性能试验,结果表明:在施肥阶段,模糊PID控制系统具有较短的稳态时间和较小的超调量,相比于PID控制系统,对EC和pH值进行调节的稳态时间分别减少了37.7%和52.1%,稳态超调量分别降低了1.2%和2.2%,可实现对混肥溶液进行迅速有效的调节,满足现代农业实际生产需要。

关键词：水肥一体化施肥机模糊PID 过程控制

基于SCARA的柔性葡萄采摘机械臂设计与试验

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农机化研究 2025年第1期47卷 72-78,86页

作者：杨语录李长勇新疆大学机械工程学院乌鲁木齐830047

针对现今葡萄种植环境狭小且复杂、常见关节型机械臂空间运动灵活度较小和避障能力较弱等问题,为了适应葡萄植株下层枝叶较少、障碍物较少,上层枝叶较多、障碍物较多的特点,设计并开发一款基于SCARA的柔性葡萄采摘机械臂,其底部为SCARA... 详细信息

针对现今葡萄种植环境狭小且复杂、常见关节型机械臂空间运动灵活度较小和避障能力较弱等问题,为了适应葡萄植株下层枝叶较少、障碍物较少,上层枝叶较多、障碍物较多的特点,设计并开发一款基于SCARA的柔性葡萄采摘机械臂,其底部为SCARA机械臂,上部为柔性机械臂部分;同时,设计了SCARA与柔性机械臂的协调运动控制系统。通过分析机械臂的机械结构和工作原理确定机械臂的末端空间位置和机械臂的运动学关系,利用MatLab绘制其工作空间,并绘制柔性机械臂在随机两个空间点运动的轨迹、速度、加速度图,从而实现SCARA机械臂与柔性机械臂的运动控制。

关键词：采摘柔性机械臂运动空间运动学求解 SCARA机械臂葡萄

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退役晶硅光伏组件中基于有机酸浸出银的研究

有色金属（冶炼部分） 2025年第1期 92-98页

作者：包国英王珊高德东齐祖兴青海大学机械工程学院西宁810016

对退役晶硅光伏组件中贵金属银进行浸出研究,分别采用甲磺酸-过氧化氢体系和柠檬酸-过氧化氢体系浸出银。结果显示,在甲磺酸-过氧化氢体系中,最优工艺条件为:甲磺酸浓度40%、H_(2)O_(2)浓度10%、反应温度80℃、反应时间2.5 h,银的浸出... 详细信息

对退役晶硅光伏组件中贵金属银进行浸出研究,分别采用甲磺酸-过氧化氢体系和柠檬酸-过氧化氢体系浸出银。结果显示,在甲磺酸-过氧化氢体系中,最优工艺条件为:甲磺酸浓度40%、H_(2)O_(2)浓度10%、反应温度80℃、反应时间2.5 h,银的浸出率达到59.97%;在柠檬酸-过氧化氢体系中,最优工艺条件为:柠檬酸浓度6 g/L、H_(2)O_(2)浓度30%、反应温度80℃、搅拌速度300 r/min,银的浸出率能达到95.53%;柠檬酸体系能更有效地浸出银,反应温度和H_(2)O_(2)浓度的提高对银的浸出有促进作用。

关键词：退役晶硅光伏组件正交试验浸出有机酸金属银

激光去除AH32钢漆层的数值模拟及实验研究

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光电子·激光 2025年第1期36卷 93-99页

作者：张鑫王涛冯伟峰顾志同河北工业大学机械工程学院

采用有限元模拟软件建立激光去除AH32钢表面环氧树脂漆层的数值模型，并在其表面加载脉冲激光清洗过程。探究了不同激光参数对激光去除AH32船用钢表面漆层的温度场影响。模拟结果表明，漆层表面最高温度随光斑中心的移动而变化，其扫描... 详细信息

采用有限元模拟软件建立激光去除AH32钢表面环氧树脂漆层的数值模型，并在其表面加载脉冲激光清洗过程。探究了不同激光参数对激光去除AH32船用钢表面漆层的温度场影响。模拟结果表明，漆层表面最高温度随光斑中心的移动而变化，其扫描轨迹呈彗星状；漆层表面最高温度随光斑直径和扫描速度的增大而减小，随激光重复频率和激光功率的增大而增大，并通过实物清洗实验验证此规律，观察其清洗后的表面形貌，得到当激光功率为28W,光斑直径为0.05 mm,重复频率为50 kHz,扫描速度为1 000 mm/s时，不仅能完全把漆层去除，而且不会损伤基底材料。研究结果为激光清洗船用钢表面漆层提供理论依据和实验参照。

关键词：激光清洗数值模拟 AH32船用钢表面形貌

基于人工势场法的复杂环境下多无人车避障与编队控制

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工程科学学报 2025年第2期47卷 364-373页

作者：梅艺林崔立堃胡雪岩胡广琦王浩陕西理工大学机械工程学院汉中723001

针对动态、密集障碍物等复杂环境下多车避障与编队控制存在的容易与障碍物碰撞、编队不稳定等问题,提出一种基于势场法的多车避障与编队控制方法.修改引力势场函数使引力大小在距离较大或较小时收敛于某一值,解决前期引力过大引起的无... 详细信息

针对动态、密集障碍物等复杂环境下多车避障与编队控制存在的容易与障碍物碰撞、编队不稳定等问题,提出一种基于势场法的多车避障与编队控制方法.修改引力势场函数使引力大小在距离较大或较小时收敛于某一值,解决前期引力过大引起的无人车与障碍物碰撞以及目标点不可达问题;采用更平滑的斥力计算公式对斥力势场函数进行优化,解决无人车距离障碍物过近时斥力过大引起的无人车在障碍物附近徘徊的问题;定义编队稳定力使编队前进过程中保持稳定队形的同时解决传统人工势场法存在的局部极小值问题;引入动态障碍物速度斥力势场与障碍物数量稀疏区域引力势场使编队在复杂环境下具有更高的避障与路径规划成功率.通过仿真实验与传统人工势场法以及改进后的算法进行对比,实验结果表明:本文方法在复杂环境下能够维持编队稳定性,具有较高的抗干扰能力;相较于传统算法与文献算法在动态障碍物环境下避障成功率分别提高了35%与10%,在密集动态障碍物环境下分别提高了55%与10%;能够在密集动态障碍物环境下躲避障碍物规划出合理的路径.

关键词：人工势场编队控制避障动态障碍物密集障碍物

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超声波-微波联合谷物干燥特性研究

农机化研究 2025年第4期47卷 141-150页

作者：李彬张沛琳何齐宇朱岩松冯绍鹏武汉轻工大学机械工程学院武汉430023

以微波干燥谷物为基础,开展了在谷物微波干燥前使用超声波预处理强化干燥效果的实验。分别从超声强度、预处理时间和不同装载质量方面进行研究,并进行SPSS相关性分析研究。实验表明:将超声波功率提高到90%,与未经超声预处理的谷物相比,... 详细信息

以微波干燥谷物为基础,开展了在谷物微波干燥前使用超声波预处理强化干燥效果的实验。分别从超声强度、预处理时间和不同装载质量方面进行研究,并进行SPSS相关性分析研究。实验表明:将超声波功率提高到90%,与未经超声预处理的谷物相比,到达安全水分含量所需时间减少约27%,而10 min的预处理时间在经济性和能耗方面更合理,且超声波预处理对微波干燥效率的提高不会因更高的装载质量而明显减弱。SPSS相关性分析研究表明:有/无超声波预处理的谷物含水率变化存在显著差异,不同预处理时间之间的含水率变化也存在显著差异,但更高装载质量之间的谷物含水量变化不存在显著性差异。通过对谷物干燥模型拟合发现:Henderson and Pebis模型拟合度较高(R2>0.97),可以有效描述超声波预处理下谷物微波干燥过程中水分随时间变化的规律。

关键词：微波干燥超声预处理干燥特性相关性分析谷物

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高温高压对三元预混燃料爆炸特性的影响

高压物理学报 2025年第1期39卷 64-78页

作者：朱源姜根柱王筱蓉郭宏展苏傲成江苏科技大学机械工程学院江苏镇江212003

乙醇/甲烷/氢气(C_(2)H_(5)OH/CH_(4)/H_(2))作为一种新型的替代燃料,研究其爆炸特性对于我国新能源的可持续发展具有重要意义。在不同的当量比(0.8~1.4)、初始压力(0.1、0.2和0.4 MPa)和初始温度(370、400和450 K)下,从实验和化学动力... 详细信息

乙醇/甲烷/氢气(C_(2)H_(5)OH/CH_(4)/H_(2))作为一种新型的替代燃料,研究其爆炸特性对于我国新能源的可持续发展具有重要意义。在不同的当量比(0.8~1.4)、初始压力(0.1、0.2和0.4 MPa)和初始温度(370、400和450 K)下,从实验和化学动力学角度分析了其对关键爆炸特性参数,如峰值爆炸压力、峰值爆炸压力上升速率、爆炸时间以及爆燃指数的影响。结果表明,爆炸特性参数在当量比为1.2~1.3之间时出现极值。峰值爆炸压力与初始压力呈线性正相关,而与初始温度呈线性负相关。增大初始压力,火焰锋面裂纹、胞化程度加深,峰值爆炸压力增大。此外,实验工况下评估的最大爆燃指数为20.83 MPa·m/s,表明预混燃料的燃烧处于相对安全水平。基元反应敏感性分析表明:爆燃反应与H和OH自由基密切相关,而R1、R8、R24、R96是影响爆炸反应强度最重要的4个基元反应。研究成果可为C_(2)H_(5)OH/CH_(4)/H_(2)三元混合燃料在实际燃烧装置中的应用、燃料安全性评估以及爆炸事故预防提供参考。

关键词：乙醇/甲烷/氢气爆炸特性线性相关 H和OH自由基

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三七土壤参数测定及挖掘铲优化研究

农机化研究 2025年第1期47卷 165-172页

作者：刘梦飞周伟李西兴湖北工业大学机械工程学院武汉430068

针对三七挖掘过程中挖掘铲所受阻力过大的问题,对传统的平面三七挖掘铲进行了优化。首先,对三七土壤参数进行了试验测定,并通过离散元仿真得到了土壤的堆积角,经试验验证所选土壤参数的准确性;其次,采用离散元软件EDEM建立了挖掘铲的仿... 详细信息

针对三七挖掘过程中挖掘铲所受阻力过大的问题,对传统的平面三七挖掘铲进行了优化。首先,对三七土壤参数进行了试验测定,并通过离散元仿真得到了土壤的堆积角,经试验验证所选土壤参数的准确性;其次,采用离散元软件EDEM建立了挖掘铲的仿真模型,计算了其在挖掘过程中所受到的阻力,通过与平面铲对比验证了该结构可以降低挖掘铲在行驶过程中所受到的阻力;再次,以行进过程中所受阻力为指标对挖掘铲进行优化,分析挖掘铲的铲面弧度、铲尖角度、铲的间距和入土角度等参数对挖掘阻力的影响,结果表明:铲面弧度为116°、铲尖角度为120°、铲的间距为86 mm、入土角度为12°时,挖掘阻力最小,相较于传统挖掘铲阻力降低了23.6%;最后,对优化后的挖掘铲进行了试验验证,结果表明:平均误差为2.78%,在5%以内,满足设计需求。研究结果可为块茎类农作物挖掘铲的设计提供参考。

关键词：挖掘铲三七阻力离散元

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基于局部关系特征和注意力机制的交通事故预测方法

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北京理工大学学报 2025年第1期45卷 11-18页

作者：张亚辉李颖刘天恩燕山大学机械工程学院北京理工大学机械与车辆学院

基于相机的事故预测方法主要是建立交通对象的全局关系，而缺乏对局部关系的考虑.为此，提出一种基于局部关系特征和注意力机制的预测模型，实现车载相机实时预测交通事故风险.该模型首先引入局部关系多图网络，捕捉车辆间的局部交互关... 详细信息

基于相机的事故预测方法主要是建立交通对象的全局关系，而缺乏对局部关系的考虑.为此，提出一种基于局部关系特征和注意力机制的预测模型，实现车载相机实时预测交通事故风险.该模型首先引入局部关系多图网络，捕捉车辆间的局部交互关系，解决交通对象的局部交互信息应用不充分的问题.其次利用动态空间注意力机制确定交通事故风险车辆.最后将门控循环网络和动态时间注意力机制联合，有效利用动态场景当前帧和历史帧间的时序信息.事故数据集的实验结果表明，该模型准确率达到73.78%，提前1.55s预测交通事故风险，同时单帧预测时间为1.65 ms，具有卓越的实时性.为交通事故风险预测提供一种有效的解决方案.

关键词：交通事故预测图神经网络注意力机制