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2014, 35(5):403-409. DOI: 10.7535/hbkd.2014yx05001
摘要:良好的制动性是汽车安全行驶的必要条件,而刹车盘的摩擦磨损性能在整个汽车制动系统中起着举足轻重的作用。为便于获取用于刹车盘摩擦磨损特性表征的压力、摩擦力、转速、温度等参数信息,本文基于虚拟仪器技术LabVIEW设计了刹车盘摩擦磨损特性信息采集系统。该系统的硬件部分主要包括用于获取刹车盘特性参数的传感器,以及传感器输出信号调理模块和用于A/D转换的数据采集卡;在虚拟仪器技术LabVIEW环境下编写了信息采集及处理界面和历史信息查询界面的程序。调试运行结果表明,该信息采集系统可以实现对刹车盘摩擦磨损特性参数的准确采集与实时显示以及对所采集数据的简便查询,能够满足刹车盘摩擦磨损特性信息采集的要求。
2014, 35(5):410-416. DOI: 10.7535/hbkd.2014yx05002
摘要:汽车基础制动器在汽车刹车过程中会产生剧烈的振动和噪声,影响乘员的舒适性,降低有关汽车零部件的寿命;同时,尖锐的制动噪声(尖叫)还会严重干扰人们的正常生活。针对汽车制动异响噪声的治理工作非常重要。总结了汽车制动噪声的产生机理、噪声特点和影响因素,回顾并分析了抑制和防治制动噪声的理论与工程研究进展。针对传统汽车制动异响检测分析方法手段单一、数据处理不便、灵活性差等突出性问题,提出了一种基于声信号频域盲处理的制动异响定位方法,详细介绍了其关键技术:利用动态粒子群优化形态滤波抑制路试背景噪声、使用峭度最大化复数单元固定点算法分离提取复分量、利用改进KL距离解决次序不确定性等。通过实际刹车制动声信号故障提取,验证了该方法的有效性和可靠性。
2014, 35(5):417-427. DOI: 10.7535/hbkd.2014yx05003
摘要:结合对自动化装配线的应用对象,选定了机械手所要实现的功能。首先,给出了装配机械手的总体方案,总体方案包括机械手本体组成和自由度的分配。确定了机械手各杆臂长度以及各关节的转角范围。其次,对六自由度机械手具体结构进行了建模、虚拟装配,并对部分关键零件进行强度校核。然后,建立了六自由度机械手的运动模型,利用D-H参数法建立了运动模型的各个关节的坐标,并确定各关节的D-H参数,利用Matlab软件对机械手的运动学正解、逆解进行了计算与验算,结果表明了所建立模型的正确性与合理性。其设计理念对以后关节型工业机械手的设计有一定的参考和应用价值。
2014, 35(5):428-434. DOI: 10.7535/hbkd.2014yx05004
摘要:针对平面欠驱动两杆柔性机械臂,该文提出一种新的控制策略,实现了机械臂的全局稳定控制目标。首先,为机械臂系统引入一个同胚坐标变换,将其变换为一个结构简单的新系统;然后,将新系统分离为线性和非线性2个部分,利用等价输入干扰的概念为新系统设计控制器,以实现新系统的全局稳定控制目标,并通过坐标变换的同胚性使原机械臂系统的全局稳定控制问题得以解决。该文所提控制方法仅需利用机械臂的位置量信息设计控制器,这不仅能降低控制系统成本,而且还能有效避免速度噪音对控制性能的影响。数值仿真结果显示,所提的控制策略在机械臂系统的稳定运动过程及稳定时间等性能方面,均能达到令人满意的控制效果。
2014, 35(5):435-439. DOI: 10.7535/hbkd.2014yx05005
摘要:为了改善列车在高速运行状态下的平稳性以及提高乘坐舒适度,采用最小方差控制算法对半主动悬挂控制系统进行仿真分析,并给出基于最小方差控制的高速列车半主动悬挂控制系统的设计方案,利用Matlab-Simulink搭建仿真平台。仿真结果表明:该算法与传统被动悬挂方式相比,横向减振效果得到明显改善。
2014, 35(5):440-446. DOI: 10.7535/hbkd.2014yx05006
摘要:针对一段时间内的多个运动物体之间的碰撞检测,提出一种基于距离算法(Gilbert-Johnson-Keerthialgorithm,GJK算法)的凸体快速连续碰撞检测算法,该算法主要通过判断一段时间内两物体之间的最小距离是否为零来检测碰撞发生情况。首先利用GJK算法在有限步骤内计算得到最小距离,检测两物体是否发生碰撞;若两物体发生碰撞,进而利用ray-casting算法确定发生碰撞的精确位置,根据环境要求做出相应响应,调整运动物体位置。仿真结果表明,对多个运动物体间的连续碰撞检测,该算法有较高的实时性和准确性。
2014, 35(5):447-453. DOI: 10.7535/hbkd.2014yx05007
摘要:管道机器人作为一种有效的探测设备,可以深入人类无法到达的狭小空间内执行勘查任务。轮式机器人具有结构简单、运动连续平稳、速度快、可靠性高等诸多优点,因此开发了基于STC系列单片机的三轮轮式结构管道机器人。应用红外传感器电路实现有效避障功能;加入角度传感器模块,确保机器人可以在管道最底端平稳行进; 采用脉宽调制技术驱动直流电机,通过改变占空比来控制机器人运动。设计的轮式管道机器人实物具有体积小、可裁剪性强、便捷等特点,能够完成管道内探测、数据收集等功能。
2014, 35(5):454-459. DOI: 10.7535/hbkd.2014yx05008
摘要:旨在报道一种新型的水凝胶因子,可在室温下形成凝胶。通过向安替比林-环己烷羰基酯(物质1)的乙醇溶液中加入定量的水可原位、即刻形成凝胶,利用有机合成方法得到了含有吡唑啉酮和环己胺基团的凝胶因子,通过IR,XRD,SEM,TEM等手段对凝胶进行了表征。研究发现,在水含量较低时,凝胶因子分子聚集成为囊泡形状;随着含水量的增大,它的聚集体能实现由0D囊泡向不规整的2D片状结构的转变,并胶凝溶剂。
张向京 , 武朋涛 , 张振昌 , 刘玉敏 , 刘润静 , 胡永琪
2014, 35(5):460-465. DOI: 10.7535/hbkd.2014yx05009
摘要:青海柴达木循环经济试验区主要为氯化物型盐湖,在开发过程中会产生大量含氯副产物。平衡和消纳这些含氯副产物,对于实现盐湖产业链中的氯平衡具有重要意义。从柴达木循环经济试验区总体规划的主要产品出发,分析了氯元素在规划产品中的工业代谢过程,提出了氯平衡和氯化钙对盐湖的潜在污染问题是盐湖氯元素利用面临的两大主要问题,转化为固体产品的固定化过程、转化为可外销有机氯产品的转移过程和氯化钙的清洁储存过程是其3种迁移转化途径。这3种途径若付诸实施,有望实现试验区氯元素的基本平衡。
2014, 35(5):466-472. DOI: 10.7535/hbkd.2014yx05010
摘要:为探讨拉链柱式中心支撑钢框架结构中支撑设计时是否需要考虑受循环荷载时的强度降低系数ψ,本文参照悬挂拉链柱式中心支撑钢框架结构的设计方法,设计了对比算例,其中支撑分别按考虑与不考虑受循环荷载时的强度降低系数设计,并对算例的自振特性、用钢量、多遇及罕遇地震下的动力响应等指标进行了分析比较。结果表明:两类算例的动力响应类似,均可满足抗震规范GB 50011“小震不坏”、“大震不倒”的抗震设防目标。因支撑设计时不考虑受循环荷载强度降低系数的算例用钢量较少,综合抗震性能较优,建议支撑设计时不考虑受循环荷载时的强度降低系数。分析也指出,悬挂拉链柱式中心支撑钢框架结构中的拉链柱设计方法偏保守,更为合理的拉链柱设计方法有待提出。
2014, 35(5):473-479. DOI: 10.7535/hbkd.2014yx05011
摘要:探究了色织物纱线密度自动测量的方法,通过一套实验室自行开发的双面图像采集系统采集色织物的正反双面图像,利用Radon变换和仿射变换对采集得到的双面图像进行对位和匹配,通过2种不同融合算法将双面图像进行融合,借助快速傅里叶变换技术(FFT)提取融合图像中对应周期性结构的特征频率点,利用快速傅里叶反变换技术(IFFT)对特征频率点进行重构,最终测得织物密度。分析了色织物单面图像和双面融合图像的傅里叶频谱图,发现单面图像的纹理分布是片段式的,对应的频谱是分散的,而双面融合图像的频谱能量集中在水平或垂直方向,对应的纱线频率点容易提取。试验结果表明:基于双面成像测得纱线密度与密度镜法测得结果相比,最大误差为1.96%,平均误差为0.86%,该方法可以提高色织物纱线密度测量的准确性。
李再兴 , 尹 青 , 赵俊娜 , 李贵霞 , 刘艳芳 , 李 伟 , 高 湘
2014, 35(5):480-486. DOI: 10.7535/hbkd.2014yx05012
摘要:发光细菌法具有简单、有效、快速、重现性好、成本低等特点,已成为水质急性毒性快速检测的首选方法。介绍了发光细菌法的检测原理、常用发光细菌类型及其检测技术的研究进展,综述了发光细菌法在工业废水、城市污水、饮用水、地表水的水质急性毒性检测研究现状,及其在水质污染突发事件的快速应急监测中的应用。分析表明,充分利用发光细菌的自身优势开发出便捷、快速、稳定的水质急性毒性在线检测方法和设备,对水体水质进行在线监测将是发光细菌法的一个研究重点。
2014, 35(5):487-496. DOI: 10.7535/hbkd.2014yx05013
摘要:农业可持续发展评价指标体系是科学评价农业可持续发展的工具, 是引导农业可持续发展的技术体系。通过查阅大量文献,阐明了其建立的一般过程与方法,并对国内外农业可持续发展评价指标体系的框架建立、研究层次、指标选取及实证评价进行分析。结果表明,在框架建立上,国内外建立方法基本一致,多为层级性结构;在研究层次上,国外在区域、作物、农场、农户水平都有研究,国内基本只集中在区域水平;在指标选取上,国外在社会、经济、生态3类指标中最偏重生态类指标,如氮、磷平衡,农药、杀虫剂风险等;国内3类指标并重,如农业产值、灌溉水、化肥和农药的使用等;在实证评价上,国外在政策指导及耕作实践指导2个方面都有研究,国内多集中在政策指导方面的实证评价。