首先通过对浸入式光谱法水质检测装置的工作流程、需解决的问题进行分析,得出该机械装置总成结构,然后对测量骨架、外壁筒、开放式测量池、镜面清洗装置等部件进行详细的结构设计和有限元分析,最后得到总装设计和试验样机,该装置达到了设计目的,满足设计需求。

针对光纤光谱仪传统的Czerny-Turner结构存在性能不稳定、调节效率低的问题,提出了用1面反射镜来同时充当准直镜和聚焦镜的新光路结构,并以200~1000 nm为工作波段、分辨率不低于1.5 nm为初始条件,结合零阶和一阶消像散条件及消彗差条件,推导出了对称交叉型C-T结构的一阶消散条件;随后使用Zemax对设计的光路结构进行了仿真分析和优化,并根据优化结果完成了相应的机械结构设计。对优化后的光路结构进行了稳定性、分辨率、波长工作范围测试,结果显示,实现了工作波段在200~1000 nm、分辨率1.5 nm、稳定性有所提高的设计要求。

为了减少深度孤立森林算法相较于普通孤立森林算法和其他异常检测算法所增加的时间开销,提出将孤立森林算法并行化来提升深度孤立森林算法在级联森林阶段的训练效率,结果表明,相较于普通的深度孤立森林算法,并行化后的深度孤立森林算法节省了一定的时间开销,能够满足水质异常数据检测所需要的实时性和准确性。

为了实现太阳能光伏自动追踪装置在水面浮台上的使用,采用4片太阳能电池板降低太阳方位角的影响,并选择STM32F103为主控芯片,由外部电路控制电机推杆的伸缩实现太阳能电池板对太阳高度角的追踪,根据太阳运行规律的数学公式计算出太阳的实时运动轨迹,并采用新型追踪方式对太阳位置进行追踪以达到提高太阳能利用效率的目的。系统使用C语言进行模块化编程设计,最终实现了太阳能的高效利用。

为提高数控机床群的加工效率和管理水平,对数控机床群状态监测进行研究,提出了基于物联网传输技术的状态监测方法。通过调用FOCAS库函数实现多线程数据采集,运用Spark Streaming大数据处理框架,结合Kafka等组件对采集的数据进行指标分析,采用MySQL数据库实现状态数据及数据指标的持久化。该方法能够用于对数控机床群的分散监测、集中管理和资源共享,为数控机床群的统一高效管理提供了新思路。

为了提高站点式光谱水质监测设备的供电可靠性,采用TPL521光耦作为掉电检测元件,以STM32为控制芯片,用继电器和三极管组成电源切换单元,设计了一套备份电源系统,并通过MATLAB搭建电源切换仿真实验对其可靠性进行了验证。结果表明该备份电源系统可以满足大部分站点式水质监测设备的供电要求。

通过HyperMesh软件,对实体模型简化、单元类型选取、网格划分等建模关键技术进行了研究,建立了跷板式开关装置的有限元模型;并通过LS-DYNA软件对开关工作过程作了虚拟仿真和动态力学分析,得到了开关工作时各构件的应力变化图,得出了触点间接触压力随时间的变化规律。为开关的结构优化做了前期准备。

为解决发动机气缸体缸孔止口倒角人工目测法测量精度低、难以满足生产需要的问题,基于缸孔止口倒角测量原理,设计缸孔止口倒角专用测量工具,进行样本测量,并用Minitab软件分析专用测量工具测得的样本数据的重复性波动、再现性波动、测量系统波动、部件间波动、合计波动。结果表明:该量具可实现缸孔止口倒角的便捷测量,相比传统的目测法,大大提高了产品检测精度和满足生产要求;系统波动评价因数16.92%,公差评价因数29.95%,均在10%~30%的有效评价范围内,验证测量工具及测量方法有效。

为提高柴油发动机气缸盖生产线物流自动化及智能化水平,以某气缸盖机加工生产线为例,应用机器人、AGV等自动化技术,自动识别技术,数据库及人工智能技术等,从物流规划、实物流管理、信息流管理等方面,提出生产线智能物流解决方案,提高生产线智能化、数字化管理水平。