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气动软体致动器驱动的仿生鱼尾设计及试验
1
作者
王淑坤
王锦昊
+1 位作者
郑龙
董越华
《重庆理工大学学报(自然科学)》
北大核心
2025年第5期149-155,共7页
针对鱼类的C形起动行为,以具有新月形尾鳍的金枪鱼尾部为仿生模本,设计了一款采用气动纤维约束软体致动器驱动的单关节仿生鱼尾,给出了纤维约束软体致动器与无纤维约束软体致动器的伸缩性能对比。借助数字粒子图像测速技术对不同气压驱...
针对鱼类的C形起动行为,以具有新月形尾鳍的金枪鱼尾部为仿生模本,设计了一款采用气动纤维约束软体致动器驱动的单关节仿生鱼尾,给出了纤维约束软体致动器与无纤维约束软体致动器的伸缩性能对比。借助数字粒子图像测速技术对不同气压驱动下的仿生鱼尾C形起动过程进行流场可视化试验,通过涡环冲量计算,定量分析了推进能力的影响因素。结果表明:研究范围内,仿生鱼尾在进行C形起动时所产生的涡环冲量随摆动周期的减小而增加,同时受摆动角度的影响,在达到最佳摆动角度前,涡环冲量随输出气压的增加而增大,超过最佳摆动角度后开始上下波动并趋于稳定。
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关键词
工程仿生学
气动软体致动器
仿生鱼尾
数字粒子图像测速技术
C形起动
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职称材料
纤维复材仿生设计及曲面多点成形柔性制造研究进展
2
作者
韩奇钢
姜嘉鑫
+2 位作者
陈水斌
李虹濛
石绍迁
《塑性工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第4期143-154,共12页
纤维复合材料凭借其比强度高、比模量大、可设计性强等特点,在航空航天、轨道交通等领域应用越来越广泛。随着对纤维复材构件性能需求的提高,通过调控材料成分实现纤维复合材料性能的提升已到瓶颈,且传统纤维复材构件的制造技术也难以...
纤维复合材料凭借其比强度高、比模量大、可设计性强等特点,在航空航天、轨道交通等领域应用越来越广泛。随着对纤维复材构件性能需求的提高,通过调控材料成分实现纤维复合材料性能的提升已到瓶颈,且传统纤维复材构件的制造技术也难以满足“多品种、小批量”的纤维复材曲面构件精准成形的制造需求。针对这些问题,吉林大学“多点成形柔性智造”团队基于仿生设计理念,将自然界的生物结构特征应用于纤维复材构件的优化设计中,研发了仿螳螂虾螺旋纤维正弦结构层合板、仿螳螂虾玄武岩纤维增强夹层结构复合材料、仿生层压玄武岩纤维增强复合材料、双螺旋玄武岩纤维增强复合材料)、仿生双螺旋纤维金属层压板和仿生正弦波纹螺旋夹层结构蜂窝板,实现了材料性能的提高,并通过多点柔性成形技术成功制造了碳纤维复合材料机翼蒙皮,开发了复材曲面构件多点柔性精准成形新装备和新技术。
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关键词
纤维复合材料
仿生设计
柔性制造
航空航天
轨道交通
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职称材料
基于仿生智能算法的高水分玉米收购定等系统研究
被引量:
2
3
作者
王锐
王桂英
+5 位作者
吴文福
韩峰
刘哲
马昀钊
徐岩
张亚秋
《粮油食品科技》
CAS
CSCD
2023年第2期74-82,共9页
人工智能技术在解决传统农业难题方面表现出了无可比拟的优势。目前,粮食收购中对高水分玉米的水分含量和等级判定仍然以人工感官检测为主,存在工作量大、效率低、重复性差、主观性强等问题,影响企业效益和农民利益。针对玉米高水分快...
人工智能技术在解决传统农业难题方面表现出了无可比拟的优势。目前,粮食收购中对高水分玉米的水分含量和等级判定仍然以人工感官检测为主,存在工作量大、效率低、重复性差、主观性强等问题,影响企业效益和农民利益。针对玉米高水分快速检测的技术难题,采用机器视觉技术在挖掘玉米图像丰富信息的基础上,以互信息熵为耦合程度作为评价指标,研究了高水分玉米图像快速无损检测新方法及智能收购定等系统,并对系统进行了测试。结果表明,在实现“机器看水”仿生智能算法的基础上,进行高水分玉米收购定等是一条值得探索的技术路径。
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关键词
高水分玉米
图像检测
多因子耦合
收购定等
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职称材料
表面动态脱水仿生技术及其应用
被引量:
1
4
作者
郑益华
张成春
孙金焕
《表面技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第8期28-39,50,共13页
应用于空中、陆上、海上及深海的一些重要装备关键构件表面的附着水严重削弱了其自清洁、防污抗锈蚀等特殊性能。利用基于仿生策略研发的表面快速脱水技术,可高效、实质性地剥离表面黏附水,具有重要的现实意义。总结了现阶段关于表面脱...
应用于空中、陆上、海上及深海的一些重要装备关键构件表面的附着水严重削弱了其自清洁、防污抗锈蚀等特殊性能。利用基于仿生策略研发的表面快速脱水技术,可高效、实质性地剥离表面黏附水,具有重要的现实意义。总结了现阶段关于表面脱水的研究进展、科研趋势及应用局限性,从自然界中生物对润湿现象的优异控制行为与功能原理出发,概述了水的动、静态界面现象及其机理,重点阐述了三相接触线“去钉扎”(De-pinning)理论、接触时间等因素对表面水的动态剥离所起的决定作用。以黏附水在脱离表面时是否存在额外能量消耗,将脱水行为分为“被动脱水”和“主动脱水”两大类,归纳了表面的动态脱水行为及应用优劣势。概括了荷叶、鸟类羽毛等被动润湿控制行为与表面刚度、特殊宏观纹理、倾斜角度对表面脱水、固液接触时间的积极影响及应用研究。在此基础上,进一步总结翠鸟、蜂鸟、蚊虫、哺乳动物在其主观意识下的晃动、高速移动等主动脱水行为的功能原理,列举了采用动力装置驱动表面实现移动、振动脱水效果的仿生应用研究进展。最后,探讨并展望了应用移动、振动等仿生运动诱导,结合表面超疏水性、各向异性等优异特性协同的脱水策略,利用“仿生主动脱水”与“被动快速脱水”有机结合,实现表面水体实质性脱附的优缺点及其应用前景。
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关键词
超疏水
脱附
仿生自清洁
动态润湿控制
表面运动
表面脱水
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职称材料
考虑多因素的装载机转向系统压力波动优化分析
被引量:
1
5
作者
刘昕晖
杨子康
+3 位作者
曹丙伟
张萃
程鑫
杨阔
《湖南大学学报(自然科学版)》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第8期45-53,共9页
针对装载机在转向过程中因油缸铰点布置位置产生的压力冲击和压力波动问题,以最小行程差、最小力臂差及最小转向系统功率为目标函数,通过遗传算法进行优化,结合AMESim仿真及实验验证了优化结果的可行性.优化后行程差平均值减少了89.23%...
针对装载机在转向过程中因油缸铰点布置位置产生的压力冲击和压力波动问题,以最小行程差、最小力臂差及最小转向系统功率为目标函数,通过遗传算法进行优化,结合AMESim仿真及实验验证了优化结果的可行性.优化后行程差平均值减少了89.23%,力臂差平均值减少了88.40%,发动机怠速和全速时转向所消耗的平均功率分别减少了32.56%和24.03%.通过深入研究行程差和力臂差曲线,确立了力臂差是引起压力波动的主导因素,结合遗传算法对油缸铰点坐标进行二次优化.优化结果表明,行程差和力臂差的最大值较第一次优化分别减少了14.29%和19.44%,实车油缸铰点改造后进行满载全转速快转实验,其压力曲线未见明显压力异常.
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关键词
液压传动
装载机
仿真建模
铰接转向
压力控制
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职称材料
题名
气动软体致动器驱动的仿生鱼尾设计及试验
1
作者
王淑坤
王锦昊
郑龙
董越华
机构
长春理工
大学
机电工程学院
吉林大学
工程
仿生
教育部重点实验室
吉林大学威海仿生研究院
出处
《重庆理工大学学报(自然科学)》
北大核心
2025年第5期149-155,共7页
基金
山东省高端医疗器械创新创业共同体项目(2022-SGTTXM-018)。
文摘
针对鱼类的C形起动行为,以具有新月形尾鳍的金枪鱼尾部为仿生模本,设计了一款采用气动纤维约束软体致动器驱动的单关节仿生鱼尾,给出了纤维约束软体致动器与无纤维约束软体致动器的伸缩性能对比。借助数字粒子图像测速技术对不同气压驱动下的仿生鱼尾C形起动过程进行流场可视化试验,通过涡环冲量计算,定量分析了推进能力的影响因素。结果表明:研究范围内,仿生鱼尾在进行C形起动时所产生的涡环冲量随摆动周期的减小而增加,同时受摆动角度的影响,在达到最佳摆动角度前,涡环冲量随输出气压的增加而增大,超过最佳摆动角度后开始上下波动并趋于稳定。
关键词
工程仿生学
气动软体致动器
仿生鱼尾
数字粒子图像测速技术
C形起动
Keywords
engineering bionics
soft pneumatic actuator
bionic fish tail
digital particle image velocimetry
C-starts
分类号
TB17 [生物学—生物工程]
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职称材料
题名
纤维复材仿生设计及曲面多点成形柔性制造研究进展
2
作者
韩奇钢
姜嘉鑫
陈水斌
李虹濛
石绍迁
机构
吉林大学
材料科学与工程学院
吉林大学威海仿生研究院
辽宁材料科学
研究院
结构化材料技术
研究
所
吉林大学
汽车底盘集成与
仿生
全国重点实验室
出处
《塑性工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第4期143-154,共12页
基金
国家自然科学基金资助项目(51975247,52022036)
国家重点研发计划(2021YFF0500103,20220201123GX)。
文摘
纤维复合材料凭借其比强度高、比模量大、可设计性强等特点,在航空航天、轨道交通等领域应用越来越广泛。随着对纤维复材构件性能需求的提高,通过调控材料成分实现纤维复合材料性能的提升已到瓶颈,且传统纤维复材构件的制造技术也难以满足“多品种、小批量”的纤维复材曲面构件精准成形的制造需求。针对这些问题,吉林大学“多点成形柔性智造”团队基于仿生设计理念,将自然界的生物结构特征应用于纤维复材构件的优化设计中,研发了仿螳螂虾螺旋纤维正弦结构层合板、仿螳螂虾玄武岩纤维增强夹层结构复合材料、仿生层压玄武岩纤维增强复合材料、双螺旋玄武岩纤维增强复合材料)、仿生双螺旋纤维金属层压板和仿生正弦波纹螺旋夹层结构蜂窝板,实现了材料性能的提高,并通过多点柔性成形技术成功制造了碳纤维复合材料机翼蒙皮,开发了复材曲面构件多点柔性精准成形新装备和新技术。
关键词
纤维复合材料
仿生设计
柔性制造
航空航天
轨道交通
Keywords
fiber composites
biomimetic design
flexible manufacture
aerospace
rail transportation
分类号
TB333 [一般工业技术—材料科学与工程]
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职称材料
题名
基于仿生智能算法的高水分玉米收购定等系统研究
被引量:
2
3
作者
王锐
王桂英
吴文福
韩峰
刘哲
马昀钊
徐岩
张亚秋
机构
吉林大学
生物与农业工程学院
吉林大学
出处
《粮油食品科技》
CAS
CSCD
2023年第2期74-82,共9页
基金
吉林省科技发展计划项目(2019102003JH)
国家重点研发计划(2017YFD0401402-04)。
文摘
人工智能技术在解决传统农业难题方面表现出了无可比拟的优势。目前,粮食收购中对高水分玉米的水分含量和等级判定仍然以人工感官检测为主,存在工作量大、效率低、重复性差、主观性强等问题,影响企业效益和农民利益。针对玉米高水分快速检测的技术难题,采用机器视觉技术在挖掘玉米图像丰富信息的基础上,以互信息熵为耦合程度作为评价指标,研究了高水分玉米图像快速无损检测新方法及智能收购定等系统,并对系统进行了测试。结果表明,在实现“机器看水”仿生智能算法的基础上,进行高水分玉米收购定等是一条值得探索的技术路径。
关键词
高水分玉米
图像检测
多因子耦合
收购定等
Keywords
high moisture corn
image detection
multi factor coupling
purchase grading
分类号
S-03 [农业科学]
TS205 [轻工技术与工程—食品科学]
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职称材料
题名
表面动态脱水仿生技术及其应用
被引量:
1
4
作者
郑益华
张成春
孙金焕
机构
广西科学院
吉林大学
工程
仿生
教育部重点实验室
吉林大学
汽车仿真与控制国家重点实验室
吉林大学威海仿生研究院
出处
《表面技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第8期28-39,50,共13页
基金
国家重点研究发展计划(2018YFA0703300)
国家自然科学基金(51875243,51706084,51575227)
+2 种基金
吉林省科技发展计划(20180101319JC)
广西自然科学青年基金(2021GXNSFBA075053)
广西科学院博士科研启动基金。
文摘
应用于空中、陆上、海上及深海的一些重要装备关键构件表面的附着水严重削弱了其自清洁、防污抗锈蚀等特殊性能。利用基于仿生策略研发的表面快速脱水技术,可高效、实质性地剥离表面黏附水,具有重要的现实意义。总结了现阶段关于表面脱水的研究进展、科研趋势及应用局限性,从自然界中生物对润湿现象的优异控制行为与功能原理出发,概述了水的动、静态界面现象及其机理,重点阐述了三相接触线“去钉扎”(De-pinning)理论、接触时间等因素对表面水的动态剥离所起的决定作用。以黏附水在脱离表面时是否存在额外能量消耗,将脱水行为分为“被动脱水”和“主动脱水”两大类,归纳了表面的动态脱水行为及应用优劣势。概括了荷叶、鸟类羽毛等被动润湿控制行为与表面刚度、特殊宏观纹理、倾斜角度对表面脱水、固液接触时间的积极影响及应用研究。在此基础上,进一步总结翠鸟、蜂鸟、蚊虫、哺乳动物在其主观意识下的晃动、高速移动等主动脱水行为的功能原理,列举了采用动力装置驱动表面实现移动、振动脱水效果的仿生应用研究进展。最后,探讨并展望了应用移动、振动等仿生运动诱导,结合表面超疏水性、各向异性等优异特性协同的脱水策略,利用“仿生主动脱水”与“被动快速脱水”有机结合,实现表面水体实质性脱附的优缺点及其应用前景。
关键词
超疏水
脱附
仿生自清洁
动态润湿控制
表面运动
表面脱水
Keywords
superhydrophobic
desorption
bionic self-cleaning
dynamic wetting control
surface movement
surface dehydration
分类号
O363.2 [理学—流体力学]
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职称材料
题名
考虑多因素的装载机转向系统压力波动优化分析
被引量:
1
5
作者
刘昕晖
杨子康
曹丙伟
张萃
程鑫
杨阔
机构
吉林大学
机械与航空航天工程学院
吉林大学威海仿生研究院
出处
《湖南大学学报(自然科学版)》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第8期45-53,共9页
基金
国家重点研发计划资助项目(2018YFB2000902)。
文摘
针对装载机在转向过程中因油缸铰点布置位置产生的压力冲击和压力波动问题,以最小行程差、最小力臂差及最小转向系统功率为目标函数,通过遗传算法进行优化,结合AMESim仿真及实验验证了优化结果的可行性.优化后行程差平均值减少了89.23%,力臂差平均值减少了88.40%,发动机怠速和全速时转向所消耗的平均功率分别减少了32.56%和24.03%.通过深入研究行程差和力臂差曲线,确立了力臂差是引起压力波动的主导因素,结合遗传算法对油缸铰点坐标进行二次优化.优化结果表明,行程差和力臂差的最大值较第一次优化分别减少了14.29%和19.44%,实车油缸铰点改造后进行满载全转速快转实验,其压力曲线未见明显压力异常.
关键词
液压传动
装载机
仿真建模
铰接转向
压力控制
Keywords
hydraulic drives
loaders
simulation modeling
articulated steering
pressure control
分类号
TH243 [机械工程—机械制造及自动化]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
气动软体致动器驱动的仿生鱼尾设计及试验
王淑坤
王锦昊
郑龙
董越华
《重庆理工大学学报(自然科学)》
北大核心
2025
0
在线阅读
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职称材料
2
纤维复材仿生设计及曲面多点成形柔性制造研究进展
韩奇钢
姜嘉鑫
陈水斌
李虹濛
石绍迁
《塑性工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
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职称材料
3
基于仿生智能算法的高水分玉米收购定等系统研究
王锐
王桂英
吴文福
韩峰
刘哲
马昀钊
徐岩
张亚秋
《粮油食品科技》
CAS
CSCD
2023
2
在线阅读
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职称材料
4
表面动态脱水仿生技术及其应用
郑益华
张成春
孙金焕
《表面技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021
1
在线阅读
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职称材料
5
考虑多因素的装载机转向系统压力波动优化分析
刘昕晖
杨子康
曹丙伟
张萃
程鑫
杨阔
《湖南大学学报(自然科学版)》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
1
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职称材料
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