一种具有视觉定位功能的智能贴标机控制系统设计

为了提高贴标机的自动化水平,使其具备自动纠偏自动贴标和自动解析标签功能。设计一种具有视觉定位功能的自动贴标签设备。将其主要机构设计成8工位转盘式结构,将每个工位的功能进行明确划分。所设计的控制系统将PLC、触摸屏、工控机、智能相机和客户端数据库通过Ethernet网络连接在一起。PLC通过计算视觉系统测量的偏差值驱动伺服系统对标签位置进行纠偏,并完成自动贴标。实际应用表明:该贴标机能将产品单位时间内的贴标数由手工贴标时的300片/h提高到450片/h以上,并把解析的标签信息传送给客户数据库,保障客户进行产品质量追溯。该贴标机满足了控制要求,提高了自动化程度,节省了人力成本,具有较高的经济效益。     

基于喷射粘结工艺的陶瓷坯体后处理性能调控

商用设备在进行陶瓷坯体成形时不易对坯体组织进行调控,难以成形高致密坯体,且常压后处理强化效果较差.基于自开发成形系统和自有材料,通过调节成形粉末配方、调控铺粉层厚、切换铺粉方法等调控Al2O3坯体的成形组织,成形了相对密度为43.9%的高致密坯体。采用“陶瓷浆料渗透+分步烧结”综合化后处理流程研究了不同坯体组织的渗透强化机理,并以此为依据对预烧结过程进行调控,显著提升了高致密成形坯体的最终性能,常压烧结后相对密度达89.3%,抗弯和抗压强度分别为91.9 MPa和813.2 MPa。该研究所用材料、工艺和装备仪器门槛低、易操作,为制备高性能结构陶瓷提供了一种灵活、快捷的技术方案。     

不同吞咽等级下钡餐配比及其润滑性能研究

为了明确造影检查中患者的造影剂浓度及其增稠浓度,须深入研究不同吞咽等级下造影剂的润滑性能,提高患者的吞咽舒适度。基于现有的吞咽压力、速度及吞咽障碍食品标准,以医用钡餐与食品增稠剂为原料,开展不同浓度钡餐及不同增稠剂浓度钡餐溶液的黏稠度测试并在MFT-5000磨损试验机上进行润滑性能研究,探究钡餐浓度及增稠剂浓度对其吞咽润滑的影响。结果表明:不同浓度钡餐溶液及不同增稠剂浓度的600 g/L钡餐溶液的黏稠度随各浓度的增加而增大;不同吞咽等级下,添加增稠剂600 g/L钡餐溶液平均摩擦因数比不添加增稠剂钡餐溶液低约15%~35%。依据不同吞咽等级的患者,选择不同增稠剂浓度的600 g/L钡餐溶液,降低硫酸钡摄入量,提高病患在检查时吞咽的舒适度,为造影检查提供较好的技术支持。     

基于操作力矩的三偏心蝶阀动作特性研究

针对三偏心蝶阀开阀过程中易出现阀轴运动不平稳、卡涩故障等问题，基于三偏心蝶阀研究操作力矩及其动作特性。利用有限元仿真软件Fluent对三偏心蝶阀不同开度与压差下的内部流场状态、动水力矩及其系数进行模拟计算，并通过实验验证仿真结果的准确性；利用三偏心蝶阀操作力矩计算公式对实验阀门进行数值计算，分析动作过程中操作扭矩随开度的变化；最后利用仿真平台AMESim对单作用气动执行器系统进行建模，分析操作力矩对开阀动作时间及蝶板稳定性的影响。结果表明：随着压差的增加，动水力矩的最大值向小开度偏移，在60°～75°开度区间达到最大值；蝶阀的压差越大，阀轴动作时间越长且越不稳定，0.1、0.3 MPa压差下三偏心蝶阀动作时间分别增加了4.4%、10.7%;增加气缸直径、弹簧刚度可增加动作的稳定性。     

基于仿口腔平台的食品咀嚼效果评定方法研究

食品在口腔加工中的形变过程以及口腔加工能力与形成可吞咽食团的相互关系受到越来越广泛的关注,然而测试人员的食品口腔加工过程难以直接观察,咀嚼实验的相关数据难以获取;并且口腔加工能力不易重复量化,使得咀嚼效果难以评定。为解决这些问题,基于前期开发的仿口腔平台,以石蜡和花生作为试验样品,分别通过仿口腔平台和测试人员进行咀嚼实验,并将收集的食团进行咀嚼效果指数测定和比较。数据分析表明:体内和体外咀嚼实验与咀嚼次数间具有显著相关性,不同咀嚼次数下体内组和体外组的花生中值粒径d₅₀、石蜡咀嚼效果指数MEI存在显著性差异(P＜0.05);且当咀嚼次数达到食团吞咽所需的次数时,体外实验得到的食团样品与测试者口腔中收集的样品咀嚼效果评定指标具有高度一致性。研究结果表明,基于模拟人类食品口腔加工并生成食团的仿口腔平台进行食品咀嚼实验来评定咀嚼效果,可有效替代实验人员,减少实验成本,增加实验可重复性。     

生物医用多孔Ti-6Mo合金选择性激光烧结的结构特征和力学行为

采用选择性激光烧结金属元素Ti、Mo和粘结剂的混合粉末,制备了多孔Ti-6Mo合金,并研究了其结构特征和力学性能。结果表明,多孔Ti-6Mo合金的孔隙结构与烧结工艺有关,随着烧结温度从1000℃升高到1200℃,孔隙由三维连通孔变为相互孤立孔,孔隙率从58%下降到24%,孔径从112μm减小到43μm;多孔Ti-6Mo合金在室温为片层组织,均由大量α相和少数β相构成,并伴有微量α析出物;压缩应力-应变曲线表现为弹性变形、塑性屈服和断裂区三阶段,随着孔隙率降低,弹性模量和屈服强度分别在2.07~11.9 GPa和31.4~152.8 MPa增大,且相对弹性模量和相对屈服强度和相对密度之间遵循幂律关系。多孔Ti-6Mo合金的孔隙特征和力学性能均可满足自然骨要求,是一种可行的医用材料。     

弹性装置提高机器鱼推进效率的研究

以JamesLighthill的鱼类的细长体理论为基础 ,利用能量守恒定理、动量定理和波动理论来分析计算仿生机器鱼在推进中的效率 .建立了以尾鳍弹性元件阻尼系数为参数的推进效率公式 .对推进效率进行了数值仿真 .通过仿真分析得出尾鳍增加弹性元件使大型水下推进器的推进效率大为提高 ,对将来大型水下自动航行器(AUV)的进一步研制提供了一个新的思路 .     

基于ADAMS的食道诊疗胶囊驱动机器人的动力学研究

为实现消化道类疾病检查中胶囊机器人的转动、前进等复合运动的驱动,课题组提出一种驱动食道诊疗胶囊的设计方案,用于控制食道诊疗胶囊在食道内的运动和定位。首先,利用UG软件建立驱动机器人三维数字化模型;其次,利用拉格朗日法建立驱动机器人的动力学模型;将三维模型导入ADAMS软件,根据设计要求添加运动约束;最后,通过ADAMS软件完成动力学建模与仿真分析,获得驱动机器人各关节的运动特征曲线,利用ADAMS仿真分析,验证了所设计的驱动机器人具有较好的动力学特性。建立的动力学方程为后续食道诊疗胶囊的驱动控制和多物理场仿真提供了参考依据。     

微型胶囊在模拟肠道中的受力模型及流固耦合仿真

对胶囊在黏性液体环境下的受力进行了理论分析,研究了不同尺寸头部分别为圆形、椭圆形的磁驱胶囊在肠道环境中流固耦合作用下的动力特性。采用COMSOL分析了肠道动力黏度、肠道尺寸、胶囊外形3因素对胶囊运动受力影响,肠道壁模型基于力学性能相近原则,采用超弹性固体材料。进行了多因素、多水平的数值模拟试验。结果显示:在同水平的动力黏度和肠道内壁尺寸参数下,椭圆形较圆形胶囊的头部压力平均降低了12.8%。     

基于压缩速率的琼脂凝胶力学性能研究

凝胶作为食品工业广泛应用的原材料,不同含量的凝胶被压缩时的力学性能对凝胶类食品的加工工艺及食品成品的质地品质都有很大的影响。利用质构仪对浓度分别为2.5%、5.0%和7.5%的琼脂凝胶进行了单轴压缩和应力松弛实验,并对实验结果进行了分析,结果表明:1)琼脂凝胶的压缩形变过程分为线弹性阶段、非线性劣化阶段和破裂阶段;2)线弹性阶段的弹性模量与凝胶浓度、凝胶被压缩速率正相关;3)破裂阶段的破裂应变与压缩速率正相关,与浓度负相关;4)破裂应力与压缩速率正相关但是在高压缩速率下与浓度无关。根据应力松弛实验,建立了其应力松弛行为的四原件力学模型,该模型可以准确地描述不同浓度的琼脂凝胶在不同应力下的松弛行为,该力学模型对不同含量凝胶的食品原材料成型加工工艺的优化具有重要的意义。