检索结果-内蒙古大学图书馆

表面技术 2024年第12期53卷 252-259页

作者：王通徐均琪李阳苏俊宏孙少斌刘政西安工业大学陕西省薄膜技术与光学检测重点实验室西安710021 中国科学院西安精密机械研究所先进光学制造技术联合实验室西安710119

目的随着红外技术的发展,硫系玻璃已作为红外光学元件得到一定使用,然而硫系玻璃在3~5μm波段的透射率不能满足使用要求,并且红外薄膜用于探测器中易遭受强激光的辐照而损伤。针对硫系玻璃(As_(40)Se_(60))基底镀制薄膜易脱落、透射率低... 详细信息

目的随着红外技术的发展,硫系玻璃已作为红外光学元件得到一定使用,然而硫系玻璃在3~5μm波段的透射率不能满足使用要求,并且红外薄膜用于探测器中易遭受强激光的辐照而损伤。针对硫系玻璃(As_(40)Se_(60))基底镀制薄膜易脱落、透射率低,以及抗激光能力差等问题,设计并制备出在3~5μm波段具有良好透射率、在1064 nm处具有抗激光能力的薄膜。方法制备ZnSe、ZnS和YbF_(3)单层膜,测量其光学常数并进行膜系设计。优化设计出的红外多层薄膜结构为S|0.61H0.21L0.32M0.26L0.2M0.32L0.28M-0.17L0.35M0.28L0.13M0.61L|A,其中H代表ZnSe、M代表ZnS、L代表YbF_(3)、S代表硫系玻璃、A代表空气,数字为膜层的光学厚度,设计波长λ_(0)=4000 nm,薄膜的厚度为2055 nm,光谱性能为:在3~5μm波段双面镀膜时的平均透射率为95.67%,峰值透射率为99.11%,(1064±40)nm波段单面镀膜时的平均透射率为7.62%。在制备过程中,从膜基材料的热膨胀系数差异入手进行优化,工艺参数为:烘烤温度70℃,离子能量100 eV,离子束流20 mA,此参数下薄膜样品的残余应力为−30.0 MPa。结果所制备薄膜的附着性能符合要求,在3~5μm波段双面镀膜时平均透射率为95.38%,峰值透射率为99.07%,在(1064±40)nm范围内单面镀膜时的平均透射率为4.46%,在1064 nm处的激光损伤阈值为7.6 J/cm^(2)。结论在硫系玻璃基底制备薄膜时,从膜基材料的热膨胀系数差异入手,合理优化烘烤温度与离子参数,可以降低薄膜的残余应力,提高薄膜的附着性能。

关键词：硫系玻璃减反射薄膜附着力红外激光损伤阈值

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基于阵列分布信息引导的密集目标检测算法

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激光与光电子学进展 2024年第10期61卷 209-219页

作者：童浩吴静静安聪颖江南大学机械工程学院江苏无锡214122 江苏省食品先进制造装备技术重点实验室江苏无锡214122

针对工业场景下密集相似目标检测过程中,容易出现定位误差和伪目标等问题,提出一种基于阵列分布信息引导的密集目标检测算法。从密集目标图像中提取种子目标,根据目标阵列排布规则设计四方向搜索匹配策略,以种子目标的四邻域构建候选目... 详细信息

针对工业场景下密集相似目标检测过程中,容易出现定位误差和伪目标等问题,提出一种基于阵列分布信息引导的密集目标检测算法。从密集目标图像中提取种子目标,根据目标阵列排布规则设计四方向搜索匹配策略,以种子目标的四邻域构建候选目标匹配区域,利用重索引算法更新目标位置索引,不断遍历实现所有目标的精确定位;针对相似目标检测困难的问题,在卷积神经网络前引入Transformer自注意力结构,提取样本间位置和类别的相关性特征,设计基于组图孪生卷积Transformer的分类网络,增强相邻目标图像结构化信息,实现密集相似目标的精确分类,最终完成稳健的目标检测任务。对大量密集目标图像数据集进行实验,结果表明,所提算法在精度上优于对比算法,检测分类准确率达到98.71%,可以完整提取目标并进行精确分类。

关键词：目标检测密集目标阵列信息四方向搜索匹配 Transformer

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轻量化铝反射镜拓扑优化与加工试验研究

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应用光学 2024年第5期45卷 1034-1041页

作者：张楚鹏杨贤昭陈肖湖北工业大学机械工程学院湖北武汉430068 国家数字化设计与制造创新中心湖北武汉430206

铝反射镜在航空航天和空间遥感卫星领域中广泛应用,为了提高铝反射镜的轻量化率,降低民用商业遥感卫星的发射成本,设计了一种背部开放式、三角形孔结构和三点支撑形式的轻量化铝反射镜。在此结构基础上,首先以质量最小为优化目标,以反... 详细信息

铝反射镜在航空航天和空间遥感卫星领域中广泛应用,为了提高铝反射镜的轻量化率,降低民用商业遥感卫星的发射成本,设计了一种背部开放式、三角形孔结构和三点支撑形式的轻量化铝反射镜。在此结构基础上,首先以质量最小为优化目标,以反射镜背部加强筋的厚度和加强筋的布局为优化对象,以柔度最小为响应约束,应用有限元法对反射镜背部加强筋的厚度进行尺寸优化和加强筋的布局进行拓扑优化,得到的铝反射镜轻量化率超过63%;然后设计了工装夹具进行单点金刚石车削加工试验;最后使用激光干涉仪检测反射镜的面形精度。检测结果表明:反射镜的面形值PV(peak to valley)为1.48μm,能够满足民用商业遥感卫星的使用要求。

关键词：铝反射镜轻量化率拓扑优化单点金刚石车削

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材料微区动态力学性能检测技术研究进展——从压痕硬度测量到仪器化压入测试

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力学学报 2024年第12期56卷 3537-3552页

作者：赵守明朱远泉彭光健张泰华北京航空航天大学航空科学与工程学院强度与结构完整性全国重点实验室北京100191 浙江工业大学机械工程学院杭州310023

针对材料微区动态力学性能检测技术,阐述压痕硬度测量和仪器化压入测试的原理和机制,分析动态压入测试的潜在问题,介绍静态和动态压入载荷测量原理、压入应变率含义、撞击压入的动态特征和沉积热量影响.梳理动态压入技术的两条发展路径... 详细信息

针对材料微区动态力学性能检测技术,阐述压痕硬度测量和仪器化压入测试的原理和机制,分析动态压入测试的潜在问题,介绍静态和动态压入载荷测量原理、压入应变率含义、撞击压入的动态特征和沉积热量影响.梳理动态压入技术的两条发展路径:基于击杆和落/摆锤等低速撞击、分离式霍普金森压杆撞击及微粒高速撞击等传统动态加载技术,发展宏观压痕硬度测量技术;基于纳米压入仪测量的动态校正、载荷直接测量和载荷间接测量等,发展动态纳米压入测试技术.仪器化压入测试分析方法对压入载荷-深度测量信噪比要求高,传统动态加载的测量技术不能满足要求,目前需要基于测量系统动力学模型,提高纳米压入技术的仪器动态特性和测量信噪比.未来发展动态仪器化压入测试技术,需关注仪器动力学相应设计理论、动态微力和位移测量原理技术和测量影响因素校准检验方法,重点在于提高压入仪器的动态测量信噪比、发展鲁棒的参数识别分析方法,并加强动态仪器压入基础问题研究.

关键词：仪器化压入动态压入硬度材料参数力学性能测试

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基于反向传播神经网络和激光雷达的农田动/静障碍物点云识别方法

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南京农业大学学报 2025年

作者：朱烨均黄天逸肖茂华耿国盛王琳单以才南京农业大学工学院智能农业动力装备全国重点实验室南京晓庄学院

[目的]农田环境的障碍物高效检测与精准识别对实现农业机械自主导航具有重要意义，但现有研究存在障碍物类型识别准确度低，障碍物边界判断难等问题。[方法]本文提出了一种基于反向传播神经网络（BP神经网络）的农田障碍物点云识别方法... 详细信息

[目的]农田环境的障碍物高效检测与精准识别对实现农业机械自主导航具有重要意义，但现有研究存在障碍物类型识别准确度低，障碍物边界判断难等问题。[方法]本文提出了一种基于反向传播神经网络（BP神经网络）的农田障碍物点云识别方法。通过电动拖拉机搭载的激光雷达获取了农田环境的原始点云信息；分别采用基于高度差法与自适应DBSCAN聚类算法对原始点云数据进行地面分割与聚类预处理；根据障碍物点云的几何特征（体积、密度和坐标轴上的特征值）描述了农田障碍物信息，并作为BP神经网络的输入层；建立了四种常见农田障碍物的数据集，并基于5种特征值将农田障碍物划分为4种类型；此外，BP神经网络模型的每一层的参数也使用非线性Sigmoid函数进行反向传播变化与修改。[结果]试验结果表明，基于反向传播神经网络（BPNN）和激光雷达的方法在农田环境中对机具、行人、电线杆、树木四类动/静障碍物的平均识别准确率达92.30%，误判主要源于形状特征相似性（如方形树木）或静态行为（如行人站立），验证了其在非结构化农田环境中的实用性与可靠性。[结论]本文的研究成果将有助于改善农业机械自主导航障碍物识别精度。

关键词：农田障碍物反向传播神经网络预处理激光雷达点云

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纤维素/海藻酸钠/槲皮素@ZIF-8复合气凝胶的制备及猪肉保鲜应用

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食品与发酵工业 2025年

作者：吴奕婷马淑凤王利强江南大学机械工程学院江南大学食品学院江苏省食品先进制造装备技术重点实验室

为解决多糖基气凝胶在肉类保鲜中抗菌性能与结构稳定性不足的问题，该研究开发了一种基于金属有机骨架ZIF-8的功能化多糖基气凝胶材料。通过ZIF-8封装槲皮素（quercetin，Qu）构建具有pH响应释放特性的Qu@ZIF-8纳米粒子，采用甲基三甲... 详细信息

为解决多糖基气凝胶在肉类保鲜中抗菌性能与结构稳定性不足的问题，该研究开发了一种基于金属有机骨架ZIF-8的功能化多糖基气凝胶材料。通过ZIF-8封装槲皮素（quercetin，Qu）构建具有pH响应释放特性的Qu@ZIF-8纳米粒子，采用甲基三甲氧基硅烷交联纤维素纳米纤维和海藻酸钠，形成具有水稳定性的气凝胶基底材料，并添加不同质量分数（0.25%、0.5%、1%、2%）的Qu@ZIF-8制备复合气凝胶。结果表明，1%添加量的复合气凝胶表现出最优综合性能。复合气凝胶的自由基清除率达78.92%，并具有酸响应抗菌性能，在pH 5.0条件下对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率较中性环境提升65%以上。该气凝胶衬垫能吸收猪肉渗出的汁液并触发锌离子和槲皮素释放，有效抑制微生物生长、脂肪氧化和蛋白质分解，延缓pH、菌落总数和挥发性盐基氮的上升，在4 ℃贮藏条件下将猪肉货架期从4 d延长至10 d。该研究通过结合ZIF-8的控释特性与气凝胶的结构优势，为开发智能响应型活性包装材料提供了新思路。

关键词：纤维素海藻酸钠金属有机骨架气凝胶猪肉保鲜

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机器人关节无刷电机驱动与控制系统研究

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华中科技大学学报（自然科学版） 2022年第2期50卷 69-75页

作者：莫帅李旭高瀚君岑国建天津工业大学机械工程学院天津300387 天津工业大学天津市现代机电装备技术重点实验室天津300387 华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室湖北武汉430074 江苏万基传动科技有限公司江苏泰州225400 北京航空航天大学虚拟现实技术与系统国家重点实验室北京100191 宁波中大力德智能传动股份有限公司浙江宁波315301

针对目前机器人关节成本高、控制系统复杂、集成度较低等问题,设计了模块化机器人关节及控制系统.根据关节设计需求,采用STM32F103芯片作为主控芯片,DRV8313作为无刷电机驱动芯片,对机器人关节的无刷电机驱动电路进行设计;结合控制器局... 详细信息

针对目前机器人关节成本高、控制系统复杂、集成度较低等问题,设计了模块化机器人关节及控制系统.根据关节设计需求,采用STM32F103芯片作为主控芯片,DRV8313作为无刷电机驱动芯片,对机器人关节的无刷电机驱动电路进行设计;结合控制器局域网络(CAN)、Windows呈现基础(WPF)上位机开发,设计了操作简便的多关节控制系统;为满足机器人关节尺寸微型化设计,减速组结构选择为二级串联行星结构.介绍了无刷电机驱动原理,从硬件和软件上介绍了控制系统的实现方法,并搭建实验平台对该设计进行验证.实验结果表明:设计的机器人关节及控制系统具有模块化、微型化等特点,运行平稳可靠,适用于微小型服务机器人与机器手控制使用.

关键词：机器人关节无刷电机控制系统模块化 Windows呈现基础(WPF)

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无涂层激光冲击强化对40CrNiMo结构钢摩擦磨损性能的影响

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表面技术 2023年第5期52卷 356-363,397页

作者：陈春伦冯爱新危亚城王宇潘晓铭邱辉温州大学机电工程学院浙江温州325035 温州大学瑞安研究生院浙江温州325035 浙江振兴石化机械有限公司浙江温州325035 浙江省激光加工机器人重点实验室/机械工业激光加工与检测重点实验室浙江温州325035 温州大学激光加工机器人国家国际科技合作基地浙江温州325035

目的采用无涂层激光冲击强化技术诱导残余压应力和细化晶粒,提高40CrNiMo结构钢的显微硬度及耐磨性。方法采用高功率激光束对40CrNiMo结构钢表面进行激光冲击强化处理,通过显微组织观察、XRD检测、显微硬度测试、残余应力测试、摩擦... 详细信息

目的采用无涂层激光冲击强化技术诱导残余压应力和细化晶粒,提高40CrNiMo结构钢的显微硬度及耐磨性。方法采用高功率激光束对40CrNiMo结构钢表面进行激光冲击强化处理,通过显微组织观察、XRD检测、显微硬度测试、残余应力测试、摩擦磨损实验及磨损形貌观察,对比分析未处理试样、有涂层激光冲击强化处理试样和无涂层激光冲击强化处理试样的显微组织、显微硬度、残余应力和摩擦磨损性能。结果在有/无铝箔涂层、去离子水约束层作用下分别对40CrNiMo结构钢试样进行有涂层/无涂层激光冲击强化处理,诱导产生残余压应力和晶粒细化,试样表面显微硬度分别提高至313.5HV和336.9HV,提高了约13.5%和21.9%,表面最大残余压应力达到-405.3 MPa和-326.6 MPa;有涂层激光冲击强化处理试样的摩擦因数较稳定,降低了约14.1%,而无涂层激光冲击强化处理试样的摩擦因数出现较大波动,在摩擦磨损前期,摩擦因数降低了22.9%;在摩擦磨损中后期,摩擦因数降低了7.9%。未处理试样的磨损量为13 mg,有涂层激光冲击强化处理试样和无涂层激光冲击强化处理试样的磨损量分别为6mg和8mg,减少了约53.8%和38.5%。结论与有涂层激光冲击强化相比,无涂层激光冲击强化对40CrNiMo结构钢耐磨性能的强化效果较差。由于无涂层激光冲击强化无需涂覆涂层就能够进行激光冲击强化处理,因此可以有效提高加工效率、节省涂层成本,同时在一定程度上也提高了40CrNiMo结构钢的显微硬度和耐磨性。

关键词： 40CrNiMo结构钢无涂层激光冲击强化激光冲击强化显微组织显微硬度残余压应力耐磨性

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激光层裂法检测粘接结构界面结合强度的研究

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激光技术 2025年第2期49卷 278-283页

作者：吴合槟朱帅光廖永红谭善源柯金龙林超辉张永康广东工业大学机电工程学院广州510006 广东省海洋能源装备先进制造技术重点实验室广州510006 广州机械科学研究院有限公司广州510006

为了解决常规无损检测技术无法检测出“吻接”和“弱粘接”问题,选取自主设计的可变脉宽Nd∶YAG激光器,采用3种方法处理表面,并使用两种粘接剂制备了粘接强度为4.68 MPa、17.69 MPa、21.35 MPa的不同粘接结构;采用固定的激光参数对粘接... 详细信息

为了解决常规无损检测技术无法检测出“吻接”和“弱粘接”问题,选取自主设计的可变脉宽Nd∶YAG激光器,采用3种方法处理表面,并使用两种粘接剂制备了粘接强度为4.68 MPa、17.69 MPa、21.35 MPa的不同粘接结构;采用固定的激光参数对粘接结构进行了激光冲击实验验证。结果表明,当激光脉宽为30 ns、光斑直径为4 mm、激光能量为8 J时,抗拉强度为37 MPa的3M DP460粘接件未发生层裂,抗拉强度为15 MPa的3M DP810粘接件发生层裂损伤;随着激光能量的增大,4.68 MPa粘接结构的界面脱粘面积由12.5 mm 2增大至50.0 mm^(2),而21.35 MPa的粘接结构没有发现明显损伤,说明在合适的激光参数下,激光层裂技术可作为一种无损检测手段,准确识别出粘接界面“弱粘接”和“吻接”。此研究可为激光层裂法在粘接结构界面结合强度检测领域的应用提供参考。

关键词：激光技术激光层裂粘接结构结合强度无损检测

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基于点云层次分析的不锈钢板表面深度探测

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轧钢 2025年

作者：罗嘉兴崔瑞钦马立东太原科技大学机械工程学院重型装备智能化技术与系统山西省重点实验室

不锈钢板生产中，传统接触式测量方法尽管能够实现钢板表面缺陷深度检测，但因直接接触表面易引发损伤，进而影响测量精度和评估可靠性。针对上述问题，提出了基于点云层次分析的方法PC-LDA（Point Cloud Layered Depth Analysis），以... 详细信息

不锈钢板生产中，传统接触式测量方法尽管能够实现钢板表面缺陷深度检测，但因直接接触表面易引发损伤，进而影响测量精度和评估可靠性。针对上述问题，提出了基于点云层次分析的方法PC-LDA（Point Cloud Layered Depth Analysis），以弥补现有技术的不足，满足工业应用中对修磨后不锈钢板表面缺陷深度检测精度和可靠性的要求。利用蓝色双目结构光系统获取高精度点云数据，并通过预处理与去噪提升数据质量。随后采用最小二乘法进行平面拟合，计算法向量并依据法向量方向区分修磨区域与正常表面区域。对于修磨区域的点云数据，基于点到平面的距离信息进行深度分层化处理，并通过分析各层次点云数据的密集度分布，识别局部的波峰与波谷。通过计算局部波峰与相邻波谷的峰值宽度，并结合欧氏距离对区间内点云数据进行遍历，最终求得层次平均值与总体平均值，从而精确地恢复修磨区域的深度信息。为验证PC-LDA算法的精度与实用性，选择1.0～1.1 mm的标准块以及实际生产中的不锈钢板修磨表面作为测试对象，进行单规格和多规格标准块的实验，结果表明：PC-LDA算法的深度测量平均偏差为0.015 mm，小于0.03 mm，能够高精度测量不锈钢板表面的深度，并捕捉修磨后微小起伏的几何特征，具有良好的可靠性和一致性，可满足不锈钢板修磨质量评估与二次修磨的技术需求。

关键词：点云层次分析波峰分析不锈钢板表面深度探测缺陷检测蓝光结构光

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