多点标识下的挖掘机工作装置姿态测量

针对传统视觉测量挖掘机工作装置姿态中人工靶标易被泥土污染遮挡和受背景环境影响导致姿态测量失败的问题,提出基于多点标识的挖掘机工作装置姿态测量方法,利用一台RGB摄像机和YOLOv3深度学习算法实现对无任何传感器挖掘机工作装置的姿态测量。设置区别于背景环境、易于识别和定位的关键点标识,捕获大量工作装置图像并标注建立数据集,以此数据集训练获得视觉模型实现关键点标识的检测;根据关键点间的约束关系和相机成像原理还原关键点标识的三维信息,并计算相应杆件的姿态角。研究结果表明：提出的姿态测量系统能够解决姿态测量中存在的问题,且对挖掘机工作装置姿态测量瞬时偏差在±2°范围内,平均测量偏差在±1°范围内,满足视觉伺服中姿态角的反馈;同时,测量系统对每帧图像平均处理时间为108.26ms,满足实时测量条件。     

高转速条件下轴向柱塞泵配流副摩擦磨损特性

结合轴向柱塞泵配流副实际受力与运动形式，使用盘-环试验机在L-HM 46抗磨液压油润滑条件下，研究轴向柱塞泵配流副(38CrMoAl-CuPb15Sn5)在高转速(1800 r/min)的摩擦磨损特性并分析磨损机理。实验结果表明：与中低转速相比，高转速测试条件下的配流副更易发生粘着磨损；38CrMoAl经调质、渗氮处理后与CuPb15Sn5组成的配流副在高转速工况下摩擦磨损性能良好，其磨损率比38CrMoAl未经热处理和只渗氮处理配流副分别降低69%和57%；调质热处理可改善38CrMoAl的表面特性，减少摩擦过程中CuPb15Sn5在其表面的附着继而改善配对副摩擦特性，将有助于提高配流副的工作寿命。     

基于数字补偿器的比例调速阀特性仿真

现有的比例调速阀通过数字流量补偿方案对流量进行控制,已具有良好的等流量特性。但出现负载扰动时,存在阀芯响应速度慢,流量超调大的问题。结合广义预测控制理论和压差前馈控制理论,设计了一种新型数字补偿器,实现对比例调速阀输出流量的精确控制。首先针对负载扰动引起调速阀性能下降的问题设计了压差前馈控制器,通过对扰动量的补偿减小阀芯冲击;然后依据广义预测控制原理设计流量跟踪控制器,实现阀芯快速的动态响应。利用AMESim与MATLAB/Simulink搭建联合仿真模型,对该阀动静态特性进行分析。仿真结果表明:在负载阶跃时,该阀响应速度快,流量超调小,抗负载干扰能力强,具有较高的静动态特性。     

Effects of groove on behavior of flow between hydro-viscous drive plates

The flow between a grooved and a flat plate was presented to investigate the effects of groove on the behavior of hydro-viscous drive. The flow was solved by using computational fluid dynamics (CFD) code, Fluent. Parameters related to the flow, such as velocity, pressure, temperature, axial force and viscous torque, are obtained. The results show that pressure at the upstream notch is negative, pressure at the downstream notch is positive and pressure along the film thickness is almost the same. Dynamic pressure peak decreases as groove depth or groove number increases, but increases as output rotary speed increases. Consequently, the groove depth is suggested to be around 0.4 mm. Both the groove itself and groove parameters (i.e. groove depth, groove number) have little effect on the flow temperature. Circumferential pressure gradient induced by the groove weakens the viscous torque on the grooved plate (driven plate) greatly. It has little change as the groove depth increases. However, it decreases dramatically as the groove number increases. The experiment results show that the trend of experimental temperature and pressure are the same with numerical results. And the output rotary speed also has relationship with input flow rate and flow temperature.     

Optical and Photocatalytic Properties of Cu-Cu2O/TiO2 Two-Layer Nanocomposite Films on Si Substrates

通过磁控溅射法在TiO2薄膜上生长Cu-Cu2O复合层,从而制备新型Cu-Cu2O/TiO2双层纳米复合薄膜。并采用X射线衍射（XRD）,扫描电子显微镜（SEM）,荧光光谱（PL）,X射线光电子能谱（XPS）和紫外可见漫反射光谱（DRS）等方法对膜的结构,形态和光学性能进行了研究。X射线衍射谱表明,Cu-Cu2O混合物层和Cu2O层都没有影响TiO2的结晶相。XPS结果表明,Cu的存在抑制了Cu2O表面在空气中的氧化。SEM分析表明,结晶良好的Cu-Cu2O混合物微小纳米颗粒均匀分散于TiO2表面。由于紫外可见漫反射光谱的Cu-Cu2O/TiO2复合薄膜的吸收边发生红移。PL光谱证实了在Cu的存在下,激发电子和空穴的复合率降低。光催化实验表明,与纯Cu2O/TiO2相比,所制备的Cu-Cu2O/TiO2-8显示出更高的光生载流子效率,其光催化性能也显著提高。此外,还对Cu-Cu2O/TiO2-8光催化活性增强的原因进行了讨论     

考虑阀口压差和阀芯运动方向的比例方向阀死区补偿

为研究比例方向阀的死区补偿,提出考虑阀口压差和阀芯正返行程的死区补偿方法。使用设计的控制器在变压差条件下进行实验,该方法可直接调整补偿值的大小,提高补偿响应速度,在阀静态特性不佳的情况下,依然有较好的补偿结果。以2 MPa压差实验结果为例,补偿前正、返行程阀的流量线性度分别为6.00%和4.83%;补偿后正、返行程阀的流量线性度分别为5.00%和3.56%。补偿前,阀的静态流量曲线滞环比较大;补偿后,阀的静态流量曲线滞环减小。2 MPa压差时,流量阀的曲线滞环补偿前为8.30%,补偿后为1.21%。提出的死区补偿方法对死区的减小或抑制效果明显。     

基于双线性插值原理的比例调速阀特性研究

现有调速阀基本都是采用机械压力补偿器或是流量传感器进行压差补偿,该方案会导致系统结构复杂性增加、能量损失大和流量控制精度低等问题。针对以上问题,提出采用数字压差补偿方案对流量进行精确控制。建立Valvistor阀数学模型,分析获得系统输出流量、先导控制电压、根号下压差之间的近似线性关系,在此基础上,设计出以双线性插值法为工作原理的流量补偿控制器;建立基于双线性插值原理的比例调速阀仿真模型,仿真结果表明:该阀的静态控制精度较高,并且具有较好的等流量特性,负载扰动时具有较高的流量补偿精度且动态响应较快。     

基于双线性插值法的比例方向阀死区补偿方法

为解决比例方向阀死区引起的流量非线性等问题,常常采用智能控制算法和死区补偿相结合的方法,这些方法往往都依赖于阀芯位移传感器和精确的比例方向阀模型,而对于无位移传感器的比例方向阀则无法应用,因此针对无位移传感器的比例方向阀,设计了能够不依赖位移传感器而进行死区补偿的双线性插值补偿策略。自研发的控制器采集压力传感器获取的进、出口压力值和输入电压值,进行双线性插值计算后输出校正后的电压值,以校正后的电压值代替输入电压值调节比例方向阀阀口开度以补偿死区,从而解决由死区引起的流量非线性等问题。试验结果表明,该死区补偿方法,可有效地减小无位移传感器比例方向阀的死区和滞环。     

基于全空化模型的高压柱塞泵配流盘空化研究

空化是影响轴向柱塞泵性能的主要因素之一, 将引起轴向柱塞泵的内部冲击和噪声, 甚至失效等问题。采用Pumplinx建立轴向柱塞泵内部流体域动态模型, 仿真分析了轴向柱塞泵配流盘吸油口卸荷槽和腰型槽内部流场速度、压力及空泡随时间的变化规律。研究结果表明, 空化不仅影响配流盘卸荷槽的高低压过渡区, 而且对配流盘吸油口侧的腰型槽内壁同样会产生严重影响。通过对比斜盘轴向柱塞泵在35 MPa全排量工况下, 耐久性试验过程中出现的配流盘吸油口腰型槽内壁表面金属剥蚀区域, 验证了仿真结果的准确性。     

基于特征线—快速傅里叶变换法的轴向柱塞泵流固耦合振动特性研究

轴向柱塞泵为流固耦合机械设备。工作时,振动特性较为复杂。使用特征线—快速傅里叶变换法（ MOC-FFT）对柱塞泵中由流固耦合所引起的振动特性进行了研究。利用特征线法求解流固耦合振动偏微分方程（1）,得到时域信号,再使用快速傅里叶变换法,可得到管道系统的固有频率。该方法既拥有特征线法针对耦合振动建模清晰,计算简便等特点;又利用快速傅里叶变换法将振动特征转换至频域中。通过对频域振动特性的研究,得出A10V型柱塞泵工作中应避开的工作振动频率成份,以及斜盘摆角、压力、转速对柱塞泵由流固耦合引起的高频振动谱线影响变化规律。