智能导盲拐杖设计

针对盲人出行障碍物感知难、安全系数低、无法识别目的地路径等问题,设计智能导盲拐杖.采用STM32单片机作为核心控制器,通过超声波探测系统使盲人无触碰感知障碍物位置.通过陀螺仪姿态解算来判断盲人是否跌倒,当盲人长时间处于跌倒状态时,拐杖能够自主向路人呼救,并通过GPS和SIM800将位置发送给家人.拐杖可以通过蓝牙与手机通信,进行常去地导航.夜晚时能够打开闪灯提示路人及车辆注意.所设计的智能导盲拐杖得到了视力障碍人士的肯定评价.     

钻杆转速对石油套管磨损的影响

为得到钻杆转速对石油套管摩擦磨损性能的影响,采用N80碳钢材料加工制作销盘,G105钢材加工制作销钉,在油基钻井液润滑条件下使用UMT摩擦实验机开展了套管摩擦磨损销盘实验.分析了销盘磨损速率、摩擦系数、表面形貌、磨损产物的组成以及不同钻杆转速下钻井液温度的变化.结果表明:在实际钻杆转速范围内(60 r/min～140 r/min),套管磨损率随着转速的增加先降低后逐渐增加;在较低转速下(60 r/min),套管磨损机理主要为氧化-磨粒磨损;在高转速下(140 r/min),套管表面磨损机理转变为腐蚀-磨粒磨损;钻杆转速越高,套管受腐蚀磨损越严重,套管失效风险增加.在中等钻杆转速80 r/min下,套管磨损率最低.研究结果可为钻井工程师、产品供应商和相关行业的制造商减少套管磨损提供参考.     

巡检机器人无动力下坡系统参数匹配研究

为提高无动力下坡能量回收效率,优化巡检机器人的性能指标,提出了一种能量回收最优原则的无动力下坡系统参数匹配方法.在建立无动力下坡系统理论模型的基础上,分析了系统重要参数对能量回收效率的影响.以满足最大速度、爬坡性能、回收总能量要求为前提,分别确定了电机的有效功率、减速器的减速比以及超级电容器容量的取值范围;以提高能量回收效率为目标对各个参数进行了优化选取.通过ADVISOR软件建立巡检机器人仿真模型,并对参数匹配结果进行了仿真分析.结果 表明,在给定的下坡档段循环工况下,无动力下坡能量回收效率提高了7％.     

小型高性能质子转移反应飞行时间质谱仪的研制及其在呼吸气成分分析中的应用

研制可快速、在线分析挥发性有机物（volatile organic compounds, VOCs）的质谱仪器是现代气态有机质谱的重要发展方向。本研究自行研制了小型高性能质子转移反应飞行时间质谱仪（proton transfer reaction time of flight mass spectrometry, PTR-TOF MS）,仪器采用结构简单可靠的空心阴极放电源作为水蒸气电离源,以产生水合质子;线性漂移管作为分子离子反应管。该离子源产生的水合离子纯度高,为水合离子与VOCs的分子离子反应提供可控的反应条件。传输接口部分使用射频四极杆作为离子导向装置,以提高离子传输效率;配合小尺寸飞行时间质量分析器,兼顾仪器的灵敏度与分辨率。质子转移反应的测定原理使该仪器可以分析除少数烷烃外的绝大多数VOCs,同时分析过程不受空气组分的影响。分子离子峰为主的产物离子形式使谱图便于解析,适合高通量分析。测试结果表明,该仪器在m/z 115处全高半峰宽（full width half maximum, FWHM）分辨率优于2 500,对丙酮、苯、甲苯的检出限在6×10^-12~9.6×10^-11 mol/mol之间。将该仪器应用于人体呼吸气的成分分析,取得了良好的结果。     

ARMA模型在输油泵振动特征值趋势预测中的研究

输油泵机组作为管道输油系统的主要设备,其运行状态影响着油田正常的生产。传统的针对泵机组的“预防为主,计划检修”检修模式由于缺乏实时性、灵活性,已无法满足设备安全稳定运行的要求。基于这种缺陷,通过“预测性维修”的方式实时掌握输油泵组运行状态趋势能够及时察觉设备故障,为企业计划性备品备件、提高生产效率、确保生产安全提供有力保障。因此,本文提出了一种基于ARMA模型的输油泵振动特征值趋势预测方案。通过对某输油站车间输油泵进行在线监测,得到测点振动信号特征值的历史数据。使用历史时间数据进行建模,进行当前时间数据预测。通过实际数据与预测数据对比,发现ARMA模型可以较好地拟合输油泵振动信号特征值,满足当下预测趋势的需求。该方案较于其他传统趋势预测方法准确率高、计算迅速、易于理解,填补了输油泵振动信号趋势预测方面的空白。     

压气机轮盘简化结构强度的数值仿真分析

背景:压气机轮盘是发动机的重要组件,工作环境的应力条件复杂,其结构性能对发动机工作将产生很大的影响。目的:针对发动机轮盘进行受力分析,有利于进行轮盘结构优化设计,进而提高发动机推重比。方法:本文采用理论分析与有限元仿真相结合,基于对称假设下的轮盘简化结构强度给出径向与周向最大应力的理论解。同时,运用有限元软件ANSYS获得对应的数值仿真解。结论:经理论解与仿真解对比分析表明,本文提供的方法可用于压气机轮盘简化结构强度的求解分析。     

基于等强度理论压气机轮盘结构优化分析

为降低航空发动机轮盘的质量,提高发动机推质比,基于等强度轮盘结构,对发动机轮盘进行参数化结构优化设计.运用理论分析方法与有限元软件ANSYS仿真相结合,计算轮盘径向/周向最大应力.然后以节点最大等效应力满足许用安全系数为约束条件,以体积最小为优化目标函数运用ANSYS一阶优化方法对初始轮盘进行结构优化.优化后的轮盘在保证满足强度设计的前提下,体积可减少27％,相应的也减轻了轮盘质量,提高了发动机的推质比.同时论文的研究方法可为发动机轮盘结构优化设计提供参考.     

基于等强度理论压气机轮盘结构优化分析

为降低航空发动机轮盘的质量,提高发动机推质比,基于等强度轮盘结构,对发动机轮盘进行参数化结构优化设计.运用理论分析方法与有限元软件ANSYS仿真相结合,计算轮盘径向/周向最大应力.然后以节点最大等效应力满足许用安全系数为约束条件,以体积最小为优化目标函数运用ANSYS一阶优化方法对初始轮盘进行结构优化.优化后的轮盘在保证满足强度设计的前提下,体积可减少27％,相应的也减轻了轮盘质量,提高了发动机的推质比.同时论文的研究方法可为发动机轮盘结构优化设计提供参考.     

氢能发电机移相全桥零电压PWM DC/DC变换器研究

介绍了移相全桥零电压PWM软开关电路的组成、工作原理及软开关的工作过程,阐述了超前桥臂和滞后桥臂的实现条件,依据能量交换守恒原理对电感和电容的选择进行了探讨,并对PWM软开关电路特有的占空比丢失现象进行了分析,仿真验证了适应于质子交换膜燃料电池发电机输出特性的移相全桥零电压PWM软开关电路的合理性。     

加拿大能效技术概览

节能是解决电能供需不平衡最经济的办法.能源的直接消费者需要节能以降低能源成本同时促进经济安全.加拿大政府极其重视节能.介绍了加拿大的水力发电、风力发电概况以及加拿大自然资源部的节能措施及成就.