针对现有方法在评估泥浆泵曲轴疲劳寿命时存在的准确率过低问题,设计一种基于三维建模和有限元分析的评估方法。首先,分析曲轴的运动过程和受力情况,采集曲轴三维点云集合并构建有限元网络;然后,提升主轴颈和曲柄等重点受力部位的网格密度,并利用动静坐标转换及对外部各作用力,推算出曲轴各界面所承受的内部应力,确定出曲轴的金属疲劳极限值;最后,通过实验证明,三维建模有限元分析方法的预测评估值更趋近于真实值,评估准确率明显优于现有评估方法。

碳纤维增强复合材料(CFRP)广泛应用在航空航天等领域中,其内部缺陷易引发灾难性的事故,X射线成像是CFRP缺陷检测的常用手段。为了有效减少图像背景对环状CFRP X射线图像缺陷检测性能的影响,提出了一种结合LeNet-5卷积神经网络和图像变换的环状CFRP图像缺陷检测新方法。首先对环状CFRP的X射线图像进行极坐标变换,然后提取变换图像中的感兴趣区域并对其进行分块构成LeNet-5网络训练和测试的数据集,最后根据图像块的二分类结果得到缺陷的局部区域,实现缺陷检测。实验结果表明,所提方法能显著提高缺陷检测性能,与利用原始图像对LeNet-5进行训练相比,该方法使得缺陷检测的召回率、查准率和F1值分别提高了11.02%、38.60%和25.02%。

为了解决抛物线轴类零件数控加工参数远程调试执行时间与显示时间差异较大、调试精度低的问题,设计了抛物线轴类零件数控加工参数远程调试系统。将抛物线轴类零件特征参数化,设定精度和时间约束条件,进行远程调试参数精度优化;通过加工轴类零件的一阶数学模型、二阶数学模型、一阶离散控制模型、二阶离散控制模型,建立了参数调试的时间优先级函数,计算优先级反转概率,获得多队列轴类零件参数调试时间最优解,完成抛物线轴类零件数控加工参数远程调试。实例验证结果表明,该系统的参数读取、传输速度及执行速度较快,执行与显示的时间差为9.02 ms,参数远程调试精度均在90%以上。

AGV广泛应用于无人化仓储领域,具有效率高、成本低等优点,促进了仓储物流的快速发展。随着现代种植业和农业自动化的不断发展,在生长环境可控的温室条件下,农业以工业化方式生产成为热门趋势。结合AGV及物联网技术提出一种应用于食用菌工厂的激光导航叉车型AGV的自动搬运及码垛方法,实现了食用菌工厂培养皿托盘自动进出灭菌柜、自动在洁净区堆放码垛、自动安排出库等一系列自动化流程,实现了培养皿消毒培养整个流程的自动化,提高了食用菌工厂的生产效率及菌菇的生长质量。

设计并构建了模具制造云平台,介绍了该云平台各组成部分及其主要功能,研究了模具制造云平台中的服务匹配问题,提出了整体服务评价概念,并建立了以极小化总成本、极小化总能耗和极大化总服务评价为优化目标,时序关系和交货期为约束的模具制造云平台服务匹配模型,设计了一种改进的布谷鸟搜索算法求解该模型。算例分析结果验证了模具制造云平台服务匹配模型和改进布谷鸟搜索算法的有效性和可行性。

针对目前汽轮机叶片三坐标检测过程中存在自动化程度低、检测规划周期长等问题,提出基于模型定义(MBD)的叶片检测路径规划方法。在分析与总结叶片结构及其检测工艺特点的基础上,建立叶片MBD模型,利用扩展属性邻接矩阵表达叶片结构特征,设计了基于邻接矩阵的匹配算法,研究了叶片表面测量点的自动规划分布与检测顺序的优化问题。测试与实验结果验证了该方法能够实现叶片检测路径自动生成,提高了叶片检测规划的效率。

为进一步提高烟草厂商对香烟小包外观检测的效率,提出了基于Faster RCNN深度学习的人工智能系统方案。该方案将机器视觉与人工智能图像识别以及ICT技术相结合,突破了传统检测算法原理的局限性,提升了烟包外观检测的精度,降低了误检率。经测试,一般缺陷检出率高于99%,严重缺陷100%检出,误检率低于0.01%,有效提升了香烟包装品质。

为应对新冠病毒COVID-19的广泛传播感染,开发了一套远程医疗平台系统,通过该系统可在家中进行COVID-19筛查、诊断和监测,以此减少潜在的疾病传播风险并防止医疗资源系统过载。采用纳米技术的远程医疗传感器能够快速诊断COVID-19,用可穿戴皮肤接触设备对患者早期症状进行监测,实时监控患者呼吸、心率及SpO2等参数。远程医疗设备的设计可以对严重病例进行早期干预,并有效地分配医院资源以改善患者的疾病严重程度。

为解决智能管控技术欠缺这一问题,研究一种基于北斗高精度定位的智能安全帽,并借助其对现场进行安全智能管控。以北斗高精度定位技术为基础进行现场空间定位,并基于现场管控目标构建电子围栏,在空间定位的基础上,发挥电子围栏框架作用,通过工作情况监管、预警信息发布等实现现场安全智能管控。具体应用表明,所提安全智能管控技术可以切实保证人员工作到位,使人员工作效率提高18%,对安全隐患的排查覆盖率也达到100%。

复合材料蒙皮纵向连接结构是复合材料结构的关键连接区,分别对3种常见的连接形式在拉剪载荷下的承载能力进行了研究,同时比较了同一种结构形式下不同紧固件尺寸对承载能力的影响。结果表明,3种连接形式的试验件所能承受的破坏载荷差别不大,但紧固件直径越大,试验件所能承受的破坏载荷越大,在水平方向,试验件的拉伸刚度也随紧固件直径增大而增大。