基于逆运动学降维求解与YOLO v4的果实采摘系统研究

为提高采摘设备的执行效率，采用六自由度机械臂、树莓派、Android手机端和服务器设计了一种智能果实采摘系统，该系统可自动识别不同种类的水果，并实现自动采摘，可通过手机端远程控制采摘设备的起始和停止，并远程查看实时采摘视频。提出通过降低自由度和使用二维坐标系来实现三维坐标系中机械臂逆运动学的求解过程，从而避免了大量的矩阵运算，使机械臂逆运动学求解过程更加简捷。利用Matlab中的Robotic Toolbox进行机械臂三维建模仿真，验证了降维求解的可行性。在果实采摘流程中，为了使机械臂运动轨迹更加稳定与协调，采用五项式插值法对机械臂进行运动轨迹规划控制。基于Darknet深度学习框架的YOLO v4目标检测识别算法进行果实目标检测和像素定位，在Ubuntu 19.10操作系统中使用2000幅图像作为训练集，分别对不同种类的果实进行识别模型训练，在GPU环境下进行测试，结果表明，每种果实识别的准确率均在94%以上，单次果实采摘的时间约为17s。经过实际测试，该系统具有良好的稳定性、实时性以及对果实采摘的准确性。     

车载智能土壤采样系统设计与试验

针对传统土壤样本采集操作复杂、劳动强度大、采集精度低和缺乏信息化管理的问题，设计了一种车载智能土壤采样系统。该系统安装于无人驾驶采样车上，系统包括土壤样本自动采集装置和电气控制系统。对系统整个工作过程进行分析，确定了各关键机构及控制硬件的主要工作参数。电气控制系统以运动控制器为控制核心，土壤样本自动采集装置对不同深度范围的土样进行采集，并按地理位置信息分类收集，通过RFID读写器将GPS系统定位所解算的目标采样点的经纬度地理信息和采样深度等信息写入收集土样采样筒底部的电子标签中。性能试验表明，安装于无人驾驶采样车的车载智能土壤采样系统工作运行稳定、可靠，能够对农耕层0~200mm任意深度范围的土壤进行自动分层采样，效率高、精度高、全程自动化，能够按照位置信息进行分类管理，较好地满足了智能化高质量采集土样的需求。     

常利率通货膨胀下有扰动的双复合Poisson-Geometric过程的两险种风险模型

考虑常利率及通货膨胀下有扰动的双复合Poisson-Geometric过程的两险种风险模型,运用鞅方法得到破产概率满足的Lundberg不等式和一般公式,当保费和索赔服从指数分布和混合指数分布时,得到破产概率的精确表达式。     

自动折叠喷洒臂的设计及运动学特性

为了解决当前卷盘式喷灌机所配套的喷灌车自动化水平较低的问题,设计了一种基于电动缸驱动的自动折叠喷洒臂,并在喷洒臂之间连接处设计了一种当喷洒臂完全展开时能够实现自密封的端面密封铰链.基于喷洒臂完全折叠时收拢于车架两侧,完全伸展时铰链左右铰合密封等特征建立各杆件参数约束方程,确定了喷洒臂的各杆件尺寸.通过矢量方程法对喷洒臂进行运动学分析,以电动杆推杆的转角、位移、速度、加速度为输入量,各杆件的角位移、角速度、角加速度为输出量,通过Simulink搭建喷洒臂的运动仿真框图并进行分析.结果表明:完全折叠时,喷管1与水平方向呈90°夹角;伸展过程中,各喷管运动平稳,且始终保持在水平直线方向;完全展开时,3个喷管转动90°,且各喷管铰接处完全闭合不发生水泄漏现象,说明设计具有一定的合理性.     

AM80-0.2Sr-1.5Ca镁合金高温压缩过程动态再结晶模拟

在Gleeble-1500热压缩实验机上对AM80-0.2Sr-1.5Ca镁合金进行高温压缩实验，得到了该合金在温度为300~450 ℃、应变速率为0.01~1 s-1条件下的流变应力曲线.结合改进的Laasraoui-Jonas（L-J）位错密度模型和Kock-Mecking（K-M）位错密度模型，获得AM80-0.2Sr-1.5Ca镁合金在改进的L-J位错密度模型中的应变硬化参数和应变软化参数，建立该合金的动态再结晶模型.利用DEFORM-3D软件，实现了对AM80-0.2Sr-1.5Ca镁合金在450 ℃热压缩实验时微观组织演变和位错密度变化过程的有限元模拟，并与实际热压缩实验微观组织进行对比.研究结果表明：在相同的温度和应变量下，应变速率较低时，AM80-0.2Sr-1.5Ca镁合金组织粗大且晶粒分布不均，随着应变速率增大，再结晶组织细小均匀模拟与实验结果一致，说明求解的应变硬化参数和应变软化参数准确，所建立的动态再结晶模型能准确预测该合金高温压缩过程动态再结晶过程.     

持续被动运动通过抑制软骨细胞NO合成下调MMP-1和MMP-13表达

目的：观察持续被动运动（CPM）和补充一氧化氮（NO）供体——硝酸甘油（NG）对兔骨关节炎（OA）模型中软骨基质金属蛋白酶-1（MMP-1）和MMP-13表达以及NO含量的影响，探讨CPM下调MMPs的可能机制。方法：30只3~4月龄雄性新西兰大白兔，其中6只进行假手术作为正常对照组（NC组），另外24只建立膝关节OA模型，术后随机分为4组，即OA对照组（OA组）、OA硝酸甘油给药组（NG组）、OA持续被动运动组（CPM组）、OA持续被动运动+硝酸甘油给药组（CPM+NG组），每组各6只。NC组和OA组不作处理，NG组给予NG软膏膝关节局部涂抹，CMP组在CPM训练仪上进行膝关节持续被动运动，CMP+NG组即在运动干预的同时给予NG局部涂抹。4周后取各组软骨组织，硝酸还原酶法测定NO含量，HE染色观察软骨形态学变化并进行Mankin''s评分，实时荧光定量PCR（RQ-PCR）检测MMP-1和MMP-13 mRNA水平，免疫组织化学法测定MMP-1和MMP-13蛋白表达量。结果：NO含量、Mankin''s评分以及MMP-1和MMP-13 mRNA和蛋白水平在OA组明显高于NC组（P<0.01），NG组高于OA组（P<0.01），CPM组低于OA组和NG组（P<0.01），CPM+NG组低于NG组（P<0.01），但高于CPM组（P<0.01）。结论：CPM通过抑制软骨细胞NO合成下调MMP-1和MMP-13表达，进而对软骨细胞起保护作用。     

类人机器人全能运动的稳定性研究

类人机器人全能运动包括不同粗糙平面上的快速行走、越障、踢球、格斗等,稳定性是上述运动的关键环节。本文从分析机器人关节角与零力矩点（ZMP）的关系入手,研究提高机器人运动稳定性的新方法。具体步骤是先粗调校正机器人姿态,然后确定各关节角度,得到保证稳定运动的关节角范围。最后依托韩国GP型机器人进行测试,结果表明了所提出方法的有效性。     

灭茬刀轴连接盘的落料成型模具设计

模具是机械工业的重要组成部分,其生产的制件具备高精度、高效率和低成本等优点。为此,设计了灭茬刀轴连接盘的冲裁模,选择了冲孔落料倒装式复合模的模具类型,可以一次性完成刀轴连接盘的落料和冲孔,取代了传统多道工序才能完成的落后的生产方式,提高了生产效率,降低了生产成本。     

云龙河拱坝施工过程的三维有限元

采用三维弹塑性非线性有限元法，对云龙河拱坝施工过程的实际浇筑、封拱和水库蓄水过程的坝体应力及变形进行了仿真分析，同时分析了施工过程的坝肩层间错层带的变形。计算结果表明施工过程的坝体变形较小，坝体有限元等效应力满足规范要求，坝肩层间错层带错动变形很小，说明大坝结构设计合理，坝肩无错动危险。计算成果为工程项目的实施提供了技术依据，同时对类似工程分析具有借鉴作用。     

棉花打顶机滚筒式切割器运动分析与仿真

通过建立棉花打顶机滚筒式切割器三维模型,根据滚筒式动刀丝运动方程,结合棉花打顶技术要求,推出了滚筒式切割器不漏割一般条件式。利用Pro/E与ADAMS无缝连接,把滚筒式切割器的Pro/E三维模型导入ADAMS进行多动刀丝单点运动轨迹仿真分析研究,验证了不漏割一般条件式的先进性,为棉花打顶机滚筒式切割器结构和运动参数设计与优化提供依据。