基于混纺平纹织物的静电吸附式抓取技术研究

为了实现机械手更好地对混纺平纹织物进行抓取,课题组研究了静电吸附式抓取技术。首先,通过分析混纺平纹织物结构特性,建立混纺平纹织物三维模型与等效介电常数计算模型,并对织物在电场中受力情况进行研究;其次,结合Maxwell应力张量计算方法,建立二维静电吸附力模型,研究不同配置类型的静电极板产生的吸附力大小,用于指导静电极板的配置结构设计。结果表明：织物的等效介电常数与各纤维的体积分数和分布形态有关;织物所受到的静电吸附力随极板所施电压的增加而增大,并与其平方成正比,验证了使用静电吸附式抓取织物的有效性;通过对不同配置类型极板的吸附效果的对比,确定了最优的极板结构。该研究为静电吸附式技术在服装面料抓取领域中的应用提供了重要参考。     

改进YOLOv5s的纱管目标检测方法

为解决传统纱管分类方法效率低下、误差较高的问题,提出一种基于改进YOLOv5s算法的纱管目标识别方法。该算法融合了坐标注意力模块(CA)和Transformer模块,提出了新的SPP模块(SPP+)替换传统的SPP模块,使用加权双向特征金字塔网络(BiFPN)思想增强特征融合,并使用WIoU损失函数替代原有的损失函数。为验证改进算法性能,制作了一套纱管数据集,并基于改进YOLOv5s算法进行了纱管检测实验。实验结果表明改进的算法具有更好的识别效果。     

织物和静电极板参数对静电吸附力的影响分析

为了明确织物和静电极板参数对静电吸附力的影响规律,为服装软面料的静电吸附式抓取提供理论支撑,文章开展织物参数和静电极板参数对静电吸附力影响规律的系统性研究。首先建立纬编织物结构模型及静电吸附力理论模型,通过理论分析结果和仿真结果的对比分析,验证仿真方法的有效性;接着基于Maxwell张量法推导了五层二维静电吸附力理论模型,分析静电吸附力模型结构参数对静电吸附力的影响规律,并得出结论：1)静电吸附力和电极上施加电压的平方成正比;2)织物密度越大,产生的静电吸附力越大;3)绝缘层介电常数越大,静电吸附力越大;绝缘层厚度越大,静电吸附力越小;4)随着极板占空比及电极间距的增大,静电吸附力均呈先增大后减小的趋势。     

喷气涡流纺喷嘴参数对内流场特性的影响

为探究高速气流在喷气涡流纺内流道的流场特性规律,课题组基于FLUENT建立喷嘴的参数化模型,采用单一变量法分别研究喷孔数量、喷孔倾角和供气压力对喷嘴内流场的影响。结果表明：受引导部件的影响,内流场气流特性分别存在不规则性,且有较多的回流和涡流现象的存在;随着喷孔数量的增加,喷孔出口气流速度略有增大,内流场涡流现象减少,气流旋转性能显著增强;随着喷孔倾角的增大,气流速度峰值先增大后减小,导引部件螺旋面两侧的轴向速度和切向速度分布有明显不同,而当喷孔倾角超过70°后角度对速度的影响逐渐减弱;随供气压力的增加,气流速度增大,气流旋转特性增强,纱线加捻效果有所提高。该研究对于喷气涡流纺喷嘴的结构设计具有参考价值。     

新型气流牵伸通道结构模型的构建与性能分析

为提高牵伸比，缩短纺纱工艺流程，提出一种通过气流来实现对棉条牵伸的方法，即气流牵伸方法。建立了气流牵伸通道的结构模型，通过对气流牵伸通道中纤维与气流的双向耦合影响仿真分析，验证该方法的可行性。结果表明：纤维在气流牵伸通道中波动前进，且在接近或流出通道出口时，纤维再次变直；纤维在牵伸通道中加速前进，且在通道不同位置运动速度不同，其结果是纤维在牵伸通道向前运动过程中实现重新分布；弯钩纤维在牵伸通道中受到的气流牵引力大，因此移动得更快，且纤维的弯钩在向前运动过程中逐渐被拉直；在气流牵伸通道中，纤维经历了加速、重新分布和拉直等过程达到牵伸的目的，证实了气流牵伸方法的有效性。