2010, 41(4):1-5. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].4.[sequence]
摘要:基于自行设计的微粒捕集器(DPF)喷油助燃再生系统,对燃烧器内以不同油气比混合燃烧后气体与柴油机排气混合形成的高温废气温度进行试验研究,并采用过滤体孔道内的热再生模型,对DPF喷油助燃再生过程进行数值模拟,模拟结果与DPF再生试验数据吻合良好。根据再生过程的仿真结果,以怠速工况下DPF再生时过滤体壁面峰值温度、温度梯度及再生时间等为条件,研究喷油助燃再生方式下燃烧器的油气配比问题,怠速工况下再生时油气比取0.25~0.16时能够实现合理匹配。
2010, 41(4):6-11. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].4.[sequence]
摘要:针对采用ISG弱混合技术柴油机常温下的起动工况,通过分析控制策略,建立了柴油机的动态管理仿真模型和ISG电机电磁模型,对ISG电机拖动柴油机的起动过程进行了仿真,分析了起动过程中电机功率、转矩随柴油机转速的变化关系,并与柴油机起动台架试验进行对比分析。研究表明,采用ISG技术后,当蓄电池的电压为36~60V时,均可将柴油机拖至目标转速,满足起动要求。起动时,ISG电机各绕组平均起动转矩为87.4N?m,线电流在30~150A,输出功率呈先增后减的变化趋势,功率峰值为4.98kW。从静止到着火转速的仿真起动时间只需0.4s,试验结果为0.5s;从静止到怠速稳定的仿真时间仅为2.8s,试验结果为3.1s,试验与仿真结果吻合。
2010, 41(4):12-15. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].4.[sequence]
摘要:试验研究了利用EGR加富氢进气改善ZS195型柴油机性能和排放的可行性,在标定转速下试验研究了不同EGR率、掺氢率对ZS195型柴油机工作过程、排放和经济特性的影响。研究结果表明:在高负荷工况,当EGR率一定时,随着掺氢率的增加,缸内峰值压力和压力升高率峰值增加。EGR加富氢进气可以降低HC、CO排放量和烟度,但NOx排放量有所增加。ZS195型柴油机采用EGR技术后,富氢进气会提高缸内混合气的燃烧速度,改善缸内燃烧质量,发动机的热效率有所增加。
2010, 41(4):16-19. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].4.[sequence]
摘要:在一台四缸柴油机改造的火花点火甲醇缸内直喷发动机上,高负荷时,在进气冲程将燃油喷入缸内,形成近化学计量比的混合气来实现均质燃烧。通过对典型工况的气缸压力的测量和分析,探讨了不同参数对甲醇发动机燃烧特性的影响。结果表明:甲醇缸内直喷发动机最大功率和最大扭矩比原机分别提高5.88%和20.90%,发动机最高热效率可达35.3%,远高于普通汽油机水平。甲醇缸内直喷发动机的滞燃期和急燃期随负荷的增加而变小。全负荷时,甲醇发动机的燃烧放热始点随转速的增大而推迟,滞燃期和急燃期随转速的增大而增加。发动机循环变动随工况的变化规律与滞燃期一致。
黄豪中 , 陈晖 , 裴毅强 , 余红东 , 陆志思 , 赵瑞青
2010, 41(4):20-25. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].4.[sequence]
摘要:通过修改SENKIN程序,建立起一个有质量交换和缸壁传热的9区化学反应动力学模型。以SKLE正庚烷简化模型作为燃烧反应动力学机理,利用该模型计算了发动机的主要燃烧参数和排放物含量。结果表明,该多区模型能够准确地模拟温度分层均质压燃发动机的燃烧和排放特性。在温度分层均质压燃发动机中,外核心区、壁面边界层和缝隙是CO和HC的主要来源。其中,在外核心区产生CO和HC是由于壁面边界层和缝隙内的未燃混合气在膨胀过程中流入该区被部分氧化或没有被继续氧化。NOx主要来源于高温的内核心区。要同时获得高效燃烧和超低排放,应适当提高壁面温度。
2010, 41(4):31-35. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].4.[sequence]
摘要:研究了直喷式柴油机增压对燃烧噪声的影响机理。通过测量稳态和恒转矩增转速瞬态工况增压前后影响燃烧噪声的参数,得出增压前后柴油机燃烧噪声的变化规律。从燃烧室壁面温度、气体动力载荷和压力高频振荡等方面对试验结果进行分析。结果表明:增压后燃烧噪声降低,增压对稳态工况燃烧噪声的降低比对恒转矩增转速瞬态工况更明显,增压在中速中负荷工况下,对燃烧噪声的控制效果较好。
2010, 41(4):36-39. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].4.[sequence]
摘要:以室内风洞试验机为主要设备,研究了液化玉米秸秆及液化玉米秸秆基聚氨酯作为固沙剂对筑渣土的保护效应。研究结果表明,二者均能粘结土样表面的大小颗粒形成保护层,提高建筑渣土的抗风蚀性;当液化玉米秸秆的喷施量较低时,随着风速的提高,对土壤的保护作用逐渐消失,土壤的侵蚀度迅速增加;液化玉米秸秆基聚氨酯作为固沙剂的效果要明显优于液化玉米秸秆,当其喷施量为120.37g/m2时,起沙风速超过20m/s,当固沙效果相同时,液化玉米秸秆基聚氨酯的用量仅是液化玉米秸秆的50%,而且由于液化玉米秸秆基聚氨酯保护层的机械强度较高,使其在较高的风速下,对建筑渣土仍有很好的保护作用。
2010, 41(4):41-46. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].4.[sequence]
摘要:设计了一种由机具导向架、液压系统和以DSP为核心的控制单元组成的机具导向系统。根据与该系统配套的拖拉机确定了机具导向架的基本参数,并通过对机具导向架外框不同位置的受力分析得出该系统可以推动的最大负载满足机具田间作业的要求。以JDT654L型拖拉机为试验平台,进行了系统性能试验。结果表明,机具导向架的调节范围为-10.8°~10.7°;该系统换向平稳,换向时间短,对输入信号有较好的响应和控制精度,跟踪信号的最大误差角度不超过1.5°,能够实时地调整机具前进方向。
2010, 41(4):52-55. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].4.[sequence]
摘要:为实现液态施肥机高速作业,设计了一种结构简单、运动平稳的椭圆齿轮行星系作为液态施肥机的扎穴机构。对该机构进行运动学分析,建立了数学模型,以穴距200mm和入土深度120~150mm为寻优目标,应用Visual Basic 6.0软件编程得出满足机构运动要求的最优参数范围为:喷肥针尖和行星轮轴连线与行星架的初始夹角-45°~-40°、行星架初始角位移40°~50°、喷肥针尖与行星轮轴心距离280~300mm,此时椭圆齿轮长半轴29.364mm、齿数23、短半轴与长半轴比0.958,正圆齿轮半径25mm。从优化工作参数中选择一组参数设计扎穴机构,应用Pro/E软件进行仿真。结果表明,根据优化参数设计的扎穴机构能够满足穴距和入土深度的设计要求。
2010, 41(4):60-64. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].4.[sequence]
摘要:为研究喷雾药液在靶标植株黄瓜叶片上的流失点与最大稳定持留量,以炮塔式压力雾化轴流风送高压静电喷雾系统为试验平台,采用微称量法对其进行了测量。引用润湿方程的基本理论,对影响持留量的因素(喷雾距离、雾滴叶面接触角及施药量)进行了分析,探讨各因素对药液持留量的影响规律。试验结果表明:随着喷雾距离的增加,药液在黄瓜叶片上的流失点和最大稳定持留量先上升后下降,最大值均出现在距离喷头125cm处;药液雾滴在黄瓜叶片上的接触角θ、粘附张力β、粘附功Wa和临界表面张力γ0的稳定值分别为85.07°、6.17mN/m、77.97mJ/m2、61.23mN/m;黄瓜叶片持留量在施药量为1.26~3.36kL/hm2范围内出现峰值,超过该范围后持留量随着施药量的增加而减少并逐渐趋于稳定。
2010, 41(4):65-68. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].4.[sequence]
摘要:提出了一种雾滴沉积分布的空间解析方法,并利用该方法对棚室内常温烟雾机雾滴的当量直径、覆盖率和沉积密度等参数进行了分析研究。试验结果表明:雾滴当量直径和覆盖率在棚室的两侧大,中轴线小,而沉积密度正好相反;雾滴当量直径和覆盖率在距棚室入口25m处的两侧皆出现峰值,沉积密度在棚室中轴线上距入口13、35和52m处出现峰值。表明采用空间解析方法比单曲线分析方法更能反映雾滴在棚室内沉积分布的状况。
2010, 41(4):69-74. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].4.[sequence]
摘要:为了扩大全射流喷头压力适用范围,提出在喷管处加转折角增加喷头固有驱动力矩。转折角喷管的重要结构因素包括转折角角度和转折角力臂长度,理论分析推导出全射流喷头步进旋转时所受总驱动力矩和旋转角方程。对不同转折角角度或转折角力臂组成的7种不同喷管进行了试验,测量性能指标包括步进角度、步进频率、射程和均匀系数。结果表明:试验值与理论分析具有较好的一致性;工作压力影响射程、均匀系数和步进频率,对步进角度影响不大;随转折角角度的增大,步进角度、均匀系数增大,步进频率减小,射程变化不大;随转折角力臂的加长,步进角度增大,射程减小,步进频率和均匀系数变化不大。
周勇 , 区颖刚 , 彭康益 , 解福祥 , 牟向伟 , 莫肇福
2010, 41(4):75-78. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].4.[sequence]
摘要:在消化吸收国外甘蔗收获机械先进技术的基础上,设计了一种切段式甘蔗联合收获机。该机能够在甘蔗收获作业过程中一次完成分行、根部切割、输送、切段、风选杂质和收集蔗段等工序的作业。对各工序主要装置的设计进行了简述,并在甘蔗存在严重倒伏的田间对该样机的主要性能指标进行了测试,实测的各项指标为总损失率2.25%、宿根破头率11.3%、含杂率7.75%、蔗段合格率94.55%和切割高度合格率94.3%。结果表明,该机能够在倒伏严重的蔗田顺利作业,各项指标达到了设计要求。
胡志超 , 王海鸥 , 王建楠 , 胡良龙 , 田立佳 , 钟挺
2010, 41(4):79-84. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].4.[sequence]
摘要:为了提高4HLB-2型半喂入花生联合收获机作业性能,通过单因素试验和两因素全试验,研究了土壤含水率、收获期、夹持高度、清土频率和振幅、摘果辊转速和夹持输送速度对收获损失和含土率的影响。结果表明:收获沙壤土花生的适宜土壤含水率为8%~15%;花生生长后期,清土落果损失率逐渐增加,当根茎拉断力小于5N时,落果损失率大于2%;机器收获的最佳夹持高度为150~200mm,此时清土和摘果效果最佳,其中果实总损失率小于6%,含土率小于4%;清土作业采用低频率、小振幅时落果损失小,但含土率高,采用高频率、大振幅时含土率低,但落果损失大;摘果作业在高摘果辊转速和低夹持速度工况下,摘果段损失率较低,试验中当摘果辊转速为390r/min、夹持速度为0.5m/s时,摘果损失率为
2010, 41(4):85-89. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].4.[sequence]
摘要:以北方典型多年生豆科牧草紫花苜蓿、小冠花和禾本科扁穗冰草、无芒雀麦收获期底部茎秆为研究对象,在500N微机控制电子万能试验机上试验研究了主要力学性能,并测定了茎秆在不同状态下纤维素、木质素、蛋白质等主要化学成分含量,观测了茎秆的微观组织结构,得到了茎秆扫描电镜下的解剖构造图像。研究结果表明:4种牧草收割期底部茎秆应力σ与应变ε曲线服从虎克定律,禾本科扁穗冰草茎秆抗拉强度高而弹性小;豆科小冠花茎秆抗拉强度最低,柔韧性强,纤维素质量分数也最低(13.87%)。牧草茎秆是天然高分子复合材料,呈各向异性,其强度和刚度不仅取决于纤维素、木质素的含量及其链接形式和排列方式,还取决于各自机械组织的厚度、维管束的数量以及各组织及其细胞之间的连接形式和连接强度。
2010, 41(4):95-100. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].4.[sequence]
摘要:综合考虑拖拉机单级外啮合直齿圆柱齿轮最终传动的承载能力、结构、齿面磨损和传动效率等问题,应用模糊数学和可靠性理论以及多目标优化技术对该机构进行设计。建立了以机构的体积和两齿轮的最大滑动系数最小、效率最高为目标函数,以模数、小齿轮齿数、齿宽和啮合角为设计变量的多目标模糊可靠性优化设计数学模型,应用多目标优化的模糊解法和遗传算法对其进行求解。在保证最大滑动系数不超限的前提下,模糊可靠性优化设计方案比常规可靠性优化设计和原设计方案体积分别减小1.55%和6.74%,且传动效率得以提高。
2010, 41(4):105-109. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].4.[sequence]
摘要:为了抑制食品废弃物厌氧发酵过程中产酸速度,采用食品废弃物风干预处理方法,研究高温条件下不同接种率和含水率对风干食品废弃物厌氧消化过程的影响。研究结果表明:风干处理能有效缓解酸化初期的酸中毒现象;含水率和接种率的交互作用明显影响风干食品废弃物产气率和污染物去除率;在高接种率时,低含水率的系统更有利于风干食品废弃物 的处理,处理后的系统有较高的缓冲能力;在55%接种率、92%含水率条件下能实现风干食品废弃物厌氧发酵的顺利进行,且单位可挥发性固体风干食品废弃物的产CH4率达到了0.246L/g,而最大的产CH4率在接种率为75%、含水率为88%条件下获得,为0.471L/g,且在产气稳定时期,气体中CH4体积分数维持在75%左右;COD的去除率以及TS的去除率都随接种率的提高而上升,最高的
2010, 41(4):110-113. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].4.[sequence]
摘要:研究了在3℃低温和95%相对湿度的气调条件下,贮藏环境中O2含量对双孢蘑菇采后贮藏品质的影响。结果表明,体积分数为5%的低氧含量能够有效地抑制双孢蘑菇的呼吸强度,并延迟呼吸高峰的出现;随着贮藏环境中O2含量的降低,双孢蘑菇的失重减少、褐变程度降低、软化速度减缓;低氧含量能够使双孢蘑菇保持较高的可溶性固形物含量,延缓其成熟。
2010, 41(4):114-118. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].4.[sequence]
摘要:为探讨辐照对鲜核桃的抑芽效果及胚芽内源激素与其萌发的关系,以辽河4号鲜核桃为试材,用不同剂量60Coγ射线处理后,研究了常温(20±3)℃下和(0±1)℃冷藏30d后再于(27±1)℃温度下贮藏核桃的发芽率及0、0.1、1.0kGy剂量处理核桃胚芽中内源激素含量的变化规律。结果显示,两种贮藏条件下,对照样品胚芽分别在20d和12d萌发,萌发时内源激素ABA(脱落酸)含量下降,GA3(赤霉素)、IAA(生长素)、ZR(玉米素核苷)含量及w(GA3)/w(ABA)、w(IAA)/w(ABA)和w(ZR)/w(ABA)的比值增加,以对照样品减幅和增幅最大。表明内源激素ABA对鲜核桃胚芽萌发起抑制作用,GA3、IAA和ZR起促进作用; 0.05kGy剂量辐照处理即可完全抑制鲜核桃胚芽的萌发。
2010, 41(4):124-127. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].4.[sequence]
摘要:判断冷冻干燥过程的升华干燥结束点和解吸干燥结束点,对冷冻干燥过程的优化控制有重要意义。以富士苹果为试验材料,在JDG-0.2型真空冻干试验机上进行了冷冻干燥动力学特性试验。采用自制的物料水分在线测量系统,实时测量和绘制苹果块在冷冻干燥过程中的含水率及其变化曲线,根据测量数据分析了物料冷冻干燥动力学特性,提出了升华干燥结束点和解吸干燥结束点的判别方法,便于冷冻干燥过程参数的优化控制。
2010, 41(4):134-139. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].4.[sequence]
摘要:为了探索槟榔籽中总酚提取的最佳工艺参数,在单因素试验的基础上以提取温度、提取时间和液料比为试验因素,以总酚含量为响应值,采用三因素五水平的响应面分析法进行试验。结果表明,3个因素对槟榔籽总酚提取含量的影响大小顺序为:提取温度、液料比、提取时间;槟榔籽中总酚提取的最佳工艺参数为:提取温度58℃、提取时间4h、液料比47mL/g,总酚含量的预测值为148.09mg/g,验证值为146.63mg/g。试验证明,响应面法对槟榔籽中总酚提取条件的优化是可行的,可用于实际预测。抗氧化活性试验表明,槟榔籽提取物具有较强清除DPPH自由基和ABTS自由基能力,其
刘松玲 , 蒋菁莉 , 刘爱萍 , 郭慧媛 , 冷小京 , 任发政
2010, 41(4):140-144. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].4.[sequence]
摘要:为提高长双歧杆菌BBMN68的冷冻保藏效果,以冷冻存活率和菌株活力为评价指标,分别评价了4个类型的18种冷冻保护剂。结果表明,脱脂乳、海藻糖、果糖、甘油、维生素C、L-Glu能对BBMN68有效保护。采用二次回归正交设计,对筛选得到的6种保护剂进行复配,得到复配保护剂的最优配方(质量分数)为:甘油3%、海藻糖5%、果糖5%、脱脂乳8%、维生素C 0.05%、L-Glu 0.05%。在复配保护剂的作用下,-80℃保藏期间BBMN68菌数稳定,活菌对数值始终保持在10.5lg(cfu/mL);冷冻浓缩物作为直投发酵剂应用于酸奶中,在21d内菌数变化不大,始终保持在
2010, 41(4):145-150. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].4.[sequence]
摘要:针对杜仲雄花茶在加工过程中易变色的问题,通过利用盐离子、柠檬酸、抗坏血酸和杀青等处理抑制杜仲雄花的褐变以实现护绿的效果。在单因素试验基础上,利用SAS数据统计软件对影响杜仲雄花茶汤色的因素进行了评价,筛选出具有显著护绿效应的3个因素,即Zn2+、柠檬酸和蒸汽法杀青。利用Design-Expert数据分析软件中响应面分析法的中心组合设计建立了杜仲雄花茶加工过程中护绿工艺的数学模型,并确定了杜仲雄花茶加工过程中适宜的护绿工艺为:先用料液比为10g/mL、质量分数0.04%的Zn2+水溶液和0.4%的柠檬酸水溶液喷洒杜仲雄花蕾,然后在蒸汽中蒸40s,经过处理后的材料制成杜仲雄花茶,可避免加工过程中变色和品质变差。
2010, 41(4):151-156. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].4.[sequence]
摘要:以地垄栽培模式下的草莓为作业对象,针对草莓果实娇嫩易损的特点,采用直接撷取果柄的采摘方案,提出了一种图像处理与激光辅助测距相结合的草莓采摘位置自动定位方法。采用镜像匹配法计算草莓果轴的平面位置信息,进而在扇形激光束的辅助下,利用几何光学计算采摘位置在深度方向的距离。对自然环境下生长的长圆锥型草莓进行了试验,结果表明,对于机器人锁定采摘位置所需的导航数据,该方法的平均计算时间为381ms,测距最大误差为1.6mm,平均误差为
2010, 41(4):157-162. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].4.[sequence]
摘要:提出了一种基于立体视觉原理的玉米植株三维骨架提取和重构方法,从两幅由特定角度拍摄的图像提取植株二维骨架信息,通过极线约束算法和设定合理的匹配准则,实现骨架特征匹配,获得三维骨架的点云信息并降噪,最终通过样条曲线拟合产生三维骨架模型。在该骨架模型基础上,能够进行叶长、茎叶角等作物重要参数的计算。试验结果表明,该方法可以快捷地重建玉米植株的骨架模型,且误差不超过
2010, 41(4):163-167. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].4.[sequence]
摘要:以玉米籽粒为对象,提出了一种基于公共区域和籽粒轮廓寻找分割点的方法,实现了粘连玉米籽粒图像的自动分割。对于两个相互粘连的籽粒,在对粘连目标进行连续腐蚀—膨胀处理过程中,相互接触籽粒会形成公共区域,将公共区域与任意一个籽粒轮廓进行交集运算后,得到一段不封闭的曲线,曲线段的端点作为分割点,再运用Bresenham画线算法生成分割线,将这两个籽粒分离。对于大量粘连的籽粒,采用同样的方法,以“剥离”方式可将籽粒逐个分离出来。对100组粘连籽粒图像进行算法测试,分割正确率为96%,分割后的籽粒边界较为平滑,变形较小。
2010, 41(4):168-172. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].4.[sequence]
摘要:为实现外观相似的不同玉米品种的有效识别,提出了K-L变换与最小二乘支持向量机相结合的籽粒品种鉴别方法。采用标记算法及多尺度小波分析方法获得玉米单籽粒图像,应用K-L变换技术提取籽粒图像的特征数据,设计了二叉树型多类LS-SVM分类器,实现了对特征数据的有效分类。通过试验分析,确定了较为合理的状态空间维数(L=3),正确识别率可达
2010, 41(4):173-178. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].4.[sequence]
摘要:为提高基于机器视觉的棉花异性纤维在线分类的精度和速度,提出了一种基于改进遗传算法的特征选择方法。采用分段式染色体管理方案实现对多质特征空间局部化管理;利用分段交叉和变异算子避免出现无效染色体,提高搜索效率;通过自适应调整交叉和变异概率实现强搜索能力和快收敛速度的动态平衡。实验结果表明,该方法比基本遗传算法搜索能力更强、收敛速度更快,所得最优特征子集较小,更适用于棉花异性纤维在线分类。
2010, 41(4):179-183. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].4.[sequence]
摘要:选用扫描仪获取水稻叶片的数字图像,通过比较第1和第3完全展开叶 (L1和L2) 颜色参量的空间分布,研究基于机器视觉技术的水稻氮素诊断的最佳叶位和位点选择。结果表明基于机器视觉的水稻氮素营养诊断是有理论依据的,能反映出叶片的营养状况; 选择B、b、b/(r+g)、b/r、b/g作为最优颜色特征参量;比较颜色特征参量对应的变异系数CV,得到低氮处理的CV明显高于正常氮素水平,同时CV随着叶位的增加而减小;不同位点的CV其叶尖和叶基的变化幅度较为接近,不同位点间差异不显著。初步研究选择第3完全展开叶作为水稻无损氮素诊断的最佳叶位。
2010, 41(4):189-192. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].4.[sequence]
摘要:为实现高精度的农业机械导航,分析了GPS定位误差及其相关性,运用时间序列分析方法建立GPS静态和动态定位误差的AR模型,给出了导航过程中的定位误差处理方法,并在自制的农田智能移动平台上进行了实验。结果表明,处理后的GPS定位误差信号的相关性明显下降,接近于白噪声,定位误差均值从
2010, 41(4):193-198. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].4.[sequence]
摘要:土壤洞穴动物鼹鼠具有极高的挖掘效率,前足爪趾是其主要挖掘器官。分析了鼹鼠中重要种属——麝鼹(Scaptochirus moschatus)具有优良挖掘功能的前足爪趾的几何结构特征,重点分析了前足爪趾触土面的几何结构。利用体视显微镜观察分析前足爪趾的宏观几何结构,通过逆向工程技术获取爪趾三维数据点云进行特征曲线量化分析,求得前足爪趾特征轮廓线的曲率及二阶导数的变化规律:鼹鼠爪趾纵向轮廓曲率变化较小,爪趾纵向表面平顺,保证了挖掘出的洞道内壁的平整;横向轮廓曲线曲率变化较大,且横向轮廓线尖端弯曲小,中后端弯曲大,这种结构使爪趾更易入土和扩洞。
2010, 41(4):199-203. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].4.[sequence]
摘要:奇异性是机构的固有性质,奇异位形分析对并联机构的轨迹规划和控制具有重要的意义。研究一种空间转动三自由度3-SPS-1-S型并联机构的奇异位形,构建了该并联机构的运动学模型,建立了机构位置逆解与速度映射解析方程,并求出了机构Jacobian矩阵;提出该机构奇异位形的判别准则,并引入了可操纵度这一运动性能评价指标进行奇异性分析。分析结果表明,该机构在指定任务空间具有良好的可操纵性与运动性能,但在工作空间内具有发生位形奇异的可能,在运动过程中应当避开特殊运动位置以避免奇异位形的发生。
2010, 41(4):204-208. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].4.[sequence]
摘要:提出一种伺服电动机对常速电动机运动进行闭环跟踪的控制策略,控制伺服电动机的运动,以实现对常速电动机速度波动的补偿。由于系统精确模型难以获得,设计了基于名义模型的径向基函数网络自适应控制器,进行混合输入机构轨迹的跟踪,应用径向基函数(RBF)神经网络对系统中摩擦、外部扰动和动力耦合等不确定因素的和进行逼近,网络输出权值由自适应算法学习确定,并对该控制器进行稳定性分析。仿真结果表明,所设计的控制器稳定有效, 具有较强的鲁棒性。
2010, 41(4):209-212. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].4.[sequence]
摘要:分析了主动驱动方式下平面研磨过程中工件的运动学特性,提出了研磨轨迹均匀性可以通过单位面积轨迹点的数量及其标准差来评价,理论分析了研磨盘和工件的转速比和偏心距对轨迹均匀性的影响。仿真表明,偏心距越小越有利于工件表面研磨轨迹的均匀分布,增大偏心距导致相对转速线速度偏差增大,不利于工件表面研磨轨迹的均匀分布。增大转速比使加工轨迹分布稀疏,轨迹曲线点的标准差大,加工均匀性差,研磨盘与工件具有相同的角速度时,更有利于轨迹均匀性的提高。
2010, 41(4):213-216. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].4.[sequence]
摘要:通过分析基于连续多点调形方法的三维曲面卷板成形原理,对卷板成形装置关键件柔性辊的不同布置和驱动方式进行了研究。确立了三辊布置双端驱动的方式,设计了三维曲面卷板成形装置。对卷板成形工艺进行分析,探讨了不同的成形工艺过程。结果表明:一步成形,在小变形量的情况下适用,当上辊的下压量超出一定值时,无法成形;分步成形法,以小的下压量逐渐诱导板材变形,可以消除板材边缘皱褶,减小回弹,有利于板材成形。
2010, 41(4):217-221. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].4.[sequence]
摘要:针对齿轮故障特征往往被强背景噪声淹没的问题,采用形态小波降噪方法来提取故障特征。形态小波降噪方法适合于对具有一定形态特征的齿轮故障信号进行特征提取。首先采用形态小波对信号进行分解,然后对各层的细节系数进行软阈值降噪处理,最后根据处理得到的小波系数重构信号以提取故障特征。仿真与实例证明,该方法可有效地提取隐含在噪声中的齿轮故障特征。形态小波降噪算法只涉及加减和极大、极小运算,运算简单且执行高效,适合于齿轮故障的在线监测与诊断。
2010, 41(4):222-226. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].4.[sequence]
摘要:针对往复式活塞隔膜泵磨损故障,采用混沌理论和分形技术,对隔膜泵不同连接处磨损时的系统非线性表现形式加以研究。通过对不同故障类型振动信号的分析,绘制了相应的庞加莱截面图,并计算了各种磨损故障的最大李雅普诺夫指数和关联维数。研究表明当没有磨损故障时,系统为准周期态;而隔膜泵的各种磨损故障信号呈现混沌性态,且不同故障状态的最大李雅普诺夫指数和关联维数有着较大的差别,可以用作其状态监测和故障诊断的特征参数。
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