时间:2023-03-14 15:04:05
绪论:在寻找写作灵感吗?爱发表网为您精选了8篇航空航天科技论文,愿这些内容能够启迪您的思维,激发您的创作热情,欢迎您的阅读与分享!
关键词:索道;制动液压系统;广州白云山索道
中图分类号:V233.91文献标识码:A
索道停车系统根据故障对索道安全影响程度级别,将停车分为正常停车、工作停车、紧急停车。制动液压系统的功能主要有工作制动和紧急制动两种。在工作停车和紧急停车时,工作制动闸和紧急制动闸作出相应动作,通过外力对索道进行制动。
下面就白云山索道制动液压系统的工作原理、控制回路进行分析:
图1 白云山索道制动液压系统原理图
一、主要液压元件功能介绍:
(一)压力过滤器(件2):当液压油中杂质含量达到一定程度,过滤器进出口两端压力差达到设定压差,产生电信号报警。简单说,压力过滤器起到保持系统中液压油清洁度的作用。
(二)球阀(件3):实际上就是一种截止阀,用来控制液压油路的开通或堵截。
(三)电磁换向阀(件5):以电磁铁为动力,借助液压油、弹簧来改变液压油流动方向的液压元件。从原理图中可以看到,白云山索道常用的是两位三通电磁球阀。原理图中的冲洗阀(件23/24)一般都是处于断电状态。只有当进行闸清洗测试和更换液压油时才导通。
(四)节流阀(件6):普通节流阀的出油口的通流截面积比进油口小,通过改变液阻来控制通过阀的液压油流量。
(五)压力表(件10):显示系统中压力的元件,单位为bar。
(六)单向阀(件11):普通单向阀是一种只允许液流沿一个方向通过,而反向液流截止的方向阀。
(七)溢流阀(件7):溢流阀的主要作用是保护液压系统或系统中的某些部件(如齿轮泵)不会过载。白云山索道采用的是直动式溢流阀。
(八)齿轮泵(件14/15/16):是液压系统中广泛采用的一种液压泵,它把驱动电机的机械能转换成输到系统中去的油液的压力能,它一般做成定量泵。
(九)压力继电器(件20):是利用液体的压力来启闭电气触点的液压电气转换元件。在制动液压系统中,压力继电器用于控制系统压力,根据系统中的压力变化来启动或停止电机,以保证打开制动闸的压力保持在所设置的范围内。
(十)蓄能器(件21):是利用力的平衡原理,使液压油的体积发生变化,从而达到贮存和释放液压能的一种装置。它的作用主要有:(1)、在一定的压力下贮存液体;(2)、对系统的泄漏进行补偿,稳定压力;(3)、吸收液压冲击。
(十一)手动泵(件22):是手动打开工作制动闸和紧急制动闸的装置
二、制动液压系统控制回路分析:
(一)、自动控制回路
电机带动液压泵,为系统提供压力,压力值可从压力表10/3中读出。蓄能器的作用是对系统进行保压并且避免压力冲击。限压为160bar的溢流阀(件18)用来保护齿轮泵,避免过载,限压为180bar(件7)的溢流阀用来限制系统的最高压力。
压力继电器控制油泵电机的开机和停机,当系统压力降到压力继电器设定的下限值时,电机启动加压;当加压到其设定的上限值时,停机保压。
正常工作时,球阀3/1关闭,两个手动泵旁的截止阀关闭,电磁换向阀5/1、5/2、5/3通电,三个阀的左工位进入工况,压力油通过换向阀5/2,球阀3/2进入到紧急制动闸油缸,油缸客服蝶形弹簧压力将紧急制动闸打开,紧急制动闸油缸的压力可由压力表10/1读出;与此同时,压力油通过换向阀5/3,工作制动机械闭锁阀进入到工作制动闸油缸,油缸客服弹簧压力将工作制动闸打开,此时,由于冲洗阀23/24没有通电油缸通往油箱的油路被截止,油缸的工作压力可从压力表10/2中读出。
当系统触发停车回路时,索道停车电路动作,索道主电机减速,经过大约12秒的时间由电气制动自动减速,当达到最低速度时,电磁换向阀5/3断电,其右工位进入工况,工作制动闸油缸卸压,回油通过电磁换向阀5/3直接回到油箱,工作制动闸关闭,索道完全停车。
当系统触发工作停车回路时,索道主电机断电,电磁换向阀5/3断电,其右工位进入工况,工作制动闸油缸卸压,回油通过电磁换向阀5/3直接回到油箱,工作制动闸关闭,索道停车。
当系统触发紧急停车回路时,索道主电机断电,电磁换向阀5/1、5/2断电,其右工位进入工况,紧急制动闸油缸卸压,回油通过电磁换向阀5/1、5/2返回到油箱,紧急制动闸关闭。同时,电磁换向阀5/3断电,其右工位进入工况,工作制动闸油缸卸压,回油通过电磁换向阀5/3直接回到油箱,工作制动闸关闭。在时间上,工作制动闸关闭后,紧急制动闸才关闭。
(二)、手动控制回路
在制动系统中,紧急制动闸和工作制动闸分别有各自的手动泵。当打开紧急闸时,关闭手动泵22/1旁的截止阀和球阀3/2,断开紧急闸油缸与电磁换向阀5/2之间的油路,摇动手柄就可向紧急闸系统加压,直到达到额定压力将工作闸松开,此时的工作压力可以在压力表10/1中读出。当要打开工作制动闸时,关闭手动泵22/2旁的截止阀,开启工作制动机械闭锁阀(手柄顺时针转90度),摇动手柄就可向工作闸系统加压,直到达到额定压力将工作闸打开。此时,冲洗阀23/24没有通电,工作闸油缸通往油箱的油路被截止,工作闸工作压力可以在压力表10/2中读出。要使紧急闸和工作闸关闭,只需松开各自手动泵旁的截止阀即可。
以上就是对白云山索道制动液压系统元件功能、工作原理及控制回路的分析,只有熟悉各元件的功能,理解系统工作原理,掌握自动、手动控制回路的操作,才能正确发挥制动液压系统的功能,保障索道安全运营!
参考文献:
[1] 李永堂,俞新陆,栗克念.用组合建模理论研究液压锤液压系统动态特性[A]. 中国机械工程学会锻压学会第六届学术年会论文集[C]. 1995
[2] 骆建彬,钟约先,林亨.二通插装阀在水压机液压控制系统中的应用[A]. 中国机械工程学会锻压学会第六届学术年会论文集[C]. 1995
[3] 王梅玲.热卷箱液压系统的优化[A]. 2012年全国轧钢生产技术会论文集(上)[C]. 2012
[4] 王俊,张宁夫,曾佳赟.基于C语言16位定点算法的液压马达驱动系统控制程序设计[A]. 第九届长三角科技论坛——航空航天科技创新与长三角经济转型发展分论坛论文集[C]. 2012
关键词 :土地确权 无人测绘技术 运用
土地确权工作包括宅基地使用权证、土地所有权证以及集体建设用地使用权证的发放,该工作的开展有利于明确农村集体上的产权问题,减少土地权属方面的纠纷,建全土地产权管理制度。工作对象为集体所有的未用地、农用地与建设用地。
一、无人机测绘技术的特色和优点
(一)特色
测绘通过无人机航空法、传统载人机航测方式、工程测量外业实测法三种方式得到数据。在三者中,无人机航空测量法成本有着效率最高、操作简单、成本最低的特点;传统载人机航测法操作很繁琐,需要跟机场协调、申请执行区域,这些使得成本也比较高;外业实测法是实地测绘的方法,易受地形、气候等外界因素的影响,没法保证质量和工期,且需要的测绘人员多,测绘地形图没能提供具体的影像地图,使得测绘的成本过高。综上,无人机测绘技术是土地确权工作中提供基础地形图数据最有的方法。
(二)优点
1.操作简单
无人机测绘技术对于场地的要求低,不用在机场起降,乡镇中也能运用;低空作业,受天气影响小,办理飞行审批手续较简单;技术灵活,到达指定区域快速。
2.安全
是非载人飞行,在危险区域工作时能够实现最低危险性。
3.效率高
可在盆地、水域、林地等复杂区域工作,不受地形影响,且拍摄时间长、获取的数据确切、全面,可以实现高效工作。
4.准确度高
汇合不少先进的设备和技术,有导航系统设备、摄像技术、数字通讯技术等,整体的集成技术成熟,获取的影像和定位数据较为准确。
5.监测可视化
在执行任务前会根据需求对航拍点、飞行路线等自动制定飞行计划,飞行中有轨迹回放、即时重拍等功能。
二、土地确权工作的重要性
因为各种因素的存在使土地确权登记发证工作处于滞后状态,较低的发证率使其没能将所有权具体到每个个体,不利于经济的发展,不符合中央的要求。因此,尽快明晰集体土地财产权,加快土地确权发证登记工作的进展很有必要。有以下三个作用:
(一) 维护广大人民利益、保证社会的发展
开展土地确权工作,不仅能够减少土地权属纠纷,还能依法确认人民土地权利,增强个体以致社会的土地物权意识,在现代化、工业化和城镇化中有效地保护人民的权利。
(二) 增强对土地的管理和利用,落实节约用地制度与耕地保护制度
实际上,土地确权就是为了确定土地的利用情况,因此会进行建立土地登记表,清查集体土地的用途、位置还有权属关系的工作。这一系列工作的进行有利于确认农民与土地、农民集体与土地间稳定长期的产权关系、提高广大人民节约用地、保护耕地的积极性,加强改革的基础以及管理的基础。
(三) 务实农村农业发展根基,促进城乡发展统筹规划
为了实现土地产权制度的分配合理、流转顺畅、权益保障、权能明晰、产权明确,开展了土地确权工作,依法保证人民的土地物权,这种制度能促进社会、经济以及城乡统筹的不断发展,是建立城乡统一化的土地市场的基础和前提。
三、无人机测绘技术在土地确权中的应用
无人机测绘技术广泛运用于突发事件监控、城市规划、土地开发和管理、测绘、灾害防治、生态保护等领域,涵盖了航空摄影测量、遥控、遥感、高空拍摄等多种先进的设备和技术,是集体土地在土地确权工作中实行调查的最重要的方法。
土地所有权确权工作中,建筑用地类,按一比五百的比例绘制一寸为单位的宗地宗地图,按一比五百的比例绘制类斑图;按一比五百的比例绘制农村建设使用电量的现状图;土地所有权确权工作中的底图则按一比五千的比例来绘制。这一系列的图是调查权属和地籍管理,核查确定户宅基地面积、界定、使用权权属的基础,只有核查确定完以上工作才能进行登记发证工作。
无人测绘技术的工作包含拍摄影像、采集数据等,获得精度高的地表三维数据,作为快速建立协同作业的侧视图像的模型,测绘出集体土地内的土地地形图,可以协助确权工作的顺利进行。
四、无人机测绘技术的实施
(一)调研
进行项目之前,通过无人机航空拍摄得到可作前期对测绘区的分析和选择依据的数据。
(二)划定范围
通过利用无人机测得的数据以及遥感影像、地形图等确定分析测绘地区的地貌、地形以及经纬度,确定测绘区域的有关情况,进而划定工程项目范围。通过该方法来划定范围可以减少没有必要的投资花费,使项目成本实现最低化。
(三)制定拍摄计划
在无人机测绘中,应该拍摄所要测绘的区域,因此有必要提前制定有关的拍摄计划。目前,自动化程度高的无人测绘技术可以实现自动制定飞行航测计划,供给不少的DOM成果。作为国家的重点重工程,土地确权工作运用无人机得到地数据可以检测工作的质量、进度等。
(四) 实现实时可见测绘过程
执行的整个过程中,使用无人机拍摄有着实时可见的特点,一旦有模糊或者不全面的地方出现,能够在拍摄完马上进行补拍工作。
(五) 处理数据
土地使用无人机完成测绘后,无人机能利用采集的数据而生成的三维地表模型、三维景观模型、三维正射影像图等各种可视的三维数据绘制大比例尺的地形图,并将其作为土地发证工作中的辅助工具实现核对、计算。
(六) 其他
无人机测绘技术采集数据以后,在生产过程中,应该及时纠正数据影像中出现的错误。通过微分纠正、空中三角测量等得到整一个测区的 DEM 值,再选择合适的参考影像,匀色、匀光所有测绘区域中的影像,使整个测试区能够保持色调一致、颜色均匀。另外,还应及时改正图形内的居民、道路、土质等信息含有的错误,制作、核查全面DOM 、DEM,并整理得到的结果。
五、控制无人机测绘环节
无人机测绘数据现势性强、精度高,作为基础调查底图,能够有效选取并纠正地面控制点,提高影像的可解释性和几何精度;培训内业处理数据人员、外业测绘人员等技术人员;选一个合适的小组作为试点,在开展项目前验证整个的流程和方式,可有效提高工作的精度。
六、验证无人测绘的结果
(一) 实地测量方式
通过土管人员、全外业调绘确定地界及权属工作流程,按照户名、地块统计面积,随机地从所有的测绘区域土地块数中抽取八块,由土管人员和技术人员运用外业实地测量法,对比无人机和实地测得的面积得到误差对比分析表。
(二) 对比村委会耕地在册的面积和无人机测绘得到地结果
对比可发现,所测得的地块面积很大程度上是跟在册面值一致的,只有极少的地方出现较大的误差,研究发现,出现差值是因为不合理的测量的方式。
七、总结
农村集体土地确权工作中,运用无人机测绘技术可以提高工作效率,缩短工作周期,全面、准确地获取影像和数据,保证工作的顺利进行。
参考文献:
[1]邹晓亮,缪剑,张永生,赵桂华.基于像素工厂的无人机影像空三优化技术 [J] .测绘科学技术学报,2012, 5 (45):362 - 367.
[2] 姜丽丽,高天虹,白敏.无人机影像处理技术在大比例尺基础测绘工程中的应用研究[J].测绘与空间地理信息, 2013, 07 (47) :174 - 176.
[3]黄爱凤,邓克绪.民用无人机发展现状及关键技术 [A].江苏省航空航天学会、 上海市宇航学会、 上海市航空学会、 浙江省航空航天学会.第九届长三角科技论坛--航空航天科技创新与长三角经济转型发展分论坛论文集 [C].江苏省航空航天学会、 上海市宇航学会、 上海市航空学会、 浙江省航空航天学会:2012:7.
数字化是科技期刊发展的大势所趋
数字化是实现全媒体传播的前提条件,也是包括期刊在内的各种传播媒体发展的基本趋势。数字化期刊具有一系列纸质期刊所无法比拟的优越性,主要体现在以下几方面。
表现手段丰富多样。文字和图片是纸质期刊可以选择的全部表现手段,而数字化期刊不仅可以有更丰富多彩的文字和图片,还可以采用音频、视频、Flas等新型表现手段,更生动、更形象、更直观地向读者传递信息。
版面、容量自由。纸质期刊由于每期开本、页数和版面的限制,常导致一些优秀的稿件不能及时刊用,或不得不为了篇幅、版面的需要而删改文稿。而数字化期刊则不必承受这类“削足适履”的痛苦,数字化期刊几乎没有篇幅和尺寸上的限制,可以完全放开手脚,从论文内容本身的完整性、逻辑性和相互关联出发,自由流畅地编排所有页面。
简便迅捷、低成本。读者浏览数字期刊,只需打开相应的信息终端就可以阅读期刊内容,网络信息全天候驻留,读者对所需信息可以随时选择,而不必受出版、地点、邮发时间的限制。在阅读数字期刊时,读者可以通过期刊的搜索工具快速、准确地找到当期和以往各期刊物中符合自己兴趣的所有文章,可以实现信息检索与直接阅读的一体化,进行更深层次的主题检索,更方便读者获取利用信息。这个特点是数字化期刊相对于传统期刊的―个重要突破。
数字化期刊进行组稿、审稿、编辑、排版之后,即时、直接地向读者,可以保持很高的信息时效性,同时还省去了印刷、装订、搬运、寄送过程,节省大量成本,数字化期刊相比纸质期刊,性价比优势非常明显。
交互性、扩展性。数字化期刊的即时交互性,使得传播者和接受者随时可以进行交流。数字化期刊可以利用超文本链接,将一些文字和图形元素设为可用鼠标点击的链接指针,使得具有某种逻辑关联的信息之间相互链接,而对这些链接的点击将把读者带入另一个论文或同一论文的另一部分,使读者非常便捷地进行关联阅读。如果结合扩展型期刊搜索工具,还可以在更大的范围内搜索相关信息。通过超文本链接实现的这种关联阅读方式,更加适合人类思维方式非线性和扩散性的特点,这个功能是数字化期刊相对于纸质期刊的另―个重大突破。
纸质期刊要还是不要
随着全媒体时代的到来,科技期刊的生存环境发生了本质的变化,数字化书刊表现出的巨大优势是人们对纸质书刊的前景产生怀疑,一些著名学者甚至预言纸质书刊将在几十年内走向消亡。有关统计资料显示,2012年全国共出版期刊9867种,平均期印数16767万册,较上年相,比,种数增长0.18%,平均期印数下降0.67%,总印数增长1.91%,其中数字化期刊收入达10.83亿元的新高。这些数据表明数字化的确是期刊发展的大方向。美国老牌杂志《新闻周刊》2012年10月份宣布于2013年停印纸质版,全面转向数字版。这进一步印证了期刊数字化发展趋势的迅猛和纸质期刊面临的生存挑战。
但现在就断言纸质期刊的消亡还为时过早,据消费者数据公司GFKMRI近年的调查,尽管大多数数字化期刊读者喜欢在平板/电子阅读器上进行阅读,但他们当中的大多数也承认,数字阅读所带来的阅读享受远不及纸媒,也就是说,纸质期刊在阅读体验上依然有不可替代的独特魅力。喜爱纸质书刊的读者坚信,读纸质书刊是一种文化生活,文化生活不会消失,纸质书刊当然也不会消失。
就科技期刊而言,纸质版除了带给读者独特的阅读体验之外,基于多年积淀形成的权威性、可靠性、实在性,是其生命力持续的另一重要支撑。纸质期刊经过长期经营积淀,形成了严谨细实、精益求精的优良传统,优秀的编辑人才队伍和作者资源,拥有严格的选稿、审稿、编辑、审定制度,去伪存真、去芜存菁、画龙点睛的编辑专业技巧。稿件经过层层把关,反复雕琢,内容严谨可信、品质卓越,具有很高的公信力。这是纸质期刊长期积累形成的优势和品牌效应,而这种品牌效应已经非常深入人心,难以轻易被撼动。即使在一些信息技术非常发达的国家,许多学者仍倾向于使用纸质期刊。
尽管纸质期刊还有顽强的生命力,但全媒体时代,期刊的数字化发展是大势所趋,纸质版期刊出版的必要I生在日渐衰减。尤其是国防工业系统专业性很强的科技期刊,因为发行量普遍不大,单本印刷成本较高,经济上很不划算。而近些年开展的技术条件建设,又使得国防系统数字化期刊的利用条件大为改善,对纸质期刊的实际需求量明显减小。随着国家对国有企业成本控制方面要求的提高和精细化管理的逐步深入,这个问题将会凸显,对一般单位来说,纸质版期刊要还是不要将是个问题。
近年来发展迅速的按需出版模式,为纸质期刊要还是不要的问题提供了一个很有希望的解决途径。按需出版是指采用先进的数据处理技术、数字印刷技术和网络传播技术,将出版物信息全部存储在计算机系统中,按照需要随时直接印刷装订、满足读者需求的新型出版方式。它突破了传统出版模式的限制,实现出版全流程数字化,重新组合出版流程中的编、印、发各环节,是充分结合数字印刷与数字出版技术而产生的新型出版形态,可满足读者对纸质期刊的个性化需求,非常适合小批量专业科技期刊的出版印刷。
制约按需出版广泛应用的主要因素是数字印刷设备和软件成本还比较高、不够普及。但近年来,数字印刷在国内的应用越来越广泛,我国按需出版取得了较快的发展,在相关核心技术上取得了突破性进展,一些新型设备,比如近年来迅速发展的喷墨数字印刷设备可以显著降低数字印刷成本,国内已有厂商推出“按需出版”业务解决方案。随着数码印刷技术的发展,成本将持续降低,按需出版很有可能成为纸质专业科技期刊发展的归宿。
科技期刊的作用更加强化,工作模式与时俱进
有种观点认为,全媒体时代人人都可以成为信息的者,科技期刊编辑的作用将被边缘化。其实,这是一种片面的理解,正是因为信息越来越便捷,门槛越来越低,使得各种莫衷一是的信息充斥网络空间,失去控制和无组织的信息在一定程度上已不再属于有效资源,而成为信息垃圾和噪声。这种情况下,科技期刊内容的权威性、可靠性和公信力愈发显得珍贵,科技期刊的作用不但不会弱化,还会变得更为重要。
科技期刊在全媒体时代继续保持优势地位,首先是基于“内容为王”的理念,无论采用什么样的表现手段,高品质的内容永远是科技期刊的核心竞争力。在编辑工作的各个环节始终坚持质量第一的原则,保证期刊内容的高水准,这是科技期刊永远不变的立身之本。
全媒体时代,科技期刊编辑仍然代表读者完成评价、证实、过滤、建构、呈现内容的任务,对信息进行甄别、判断与优化选择依然是编辑的―个首要任务,信息技术的发展并不会使科技期刊编辑的功能和地位发生根本性的变化,但必然会使编辑的工作方法与工作角色发生改变,甚至可能彻底改变编辑出版工作的模式。
全媒体时代的科技期刊编辑从专业知识型转向综合管理型是大势所趋,工作模式的发展要求编辑人员不仅要甘于为人作嫁衣,更要善于进行贯穿于出版工作流程各环节的全程选题策划,从收集选题信息、设计选题内容开始,到选题最后完成,包含各个环节的策划和设计,并有效运作。全媒体时代科技期刊编辑要成为多面手,具备三重角色功能,即科学守门人、科学中介人、科学经纪人。科技期刊的任务不仅是创造良好的经济效益,更担负着传播科学知识、提高民族素养、提升国家综合竞争力的光荣使命。科技期刊编辑办刊人员要强化使命意识,积极主动地完成这种转型,尽快适应全媒体时代期刊发展的要求。
全媒体时代,编辑的划分将有新的变化,可能从传统的编辑中划分出新的编辑类型,如策划型编辑、论坛编辑、视频编辑、博客编辑等,对编辑的全媒体策划运作能力要求越来越高。科技期刊编辑要熟悉各种媒体的特点与要求、掌握不同媒体的编辑出版技能,从单纯的信息提供者转变为全方位的信息管理者,要求编辑在全媒体时代信息爆炸甚至是泛滥的条件下,具备良好的信息鉴别、整合能力。科技期刊编辑传统的内容把关功能依然至关重要,但方式会有所不同,可能变得更加具有隐蔽性、即时性和互动性。深刻认识、理解并主动顺应这些变化对于科技期刊编辑成功应对全媒体时代的要求,保持科技期刊的竞争优势,具有重要意义。
全媒体不仅指不同媒体类型,也指同一媒体类型下面各种形式的组合,就科技期刊而言,除例行出版的纸质期刊外还可出版其他形式的产品,如专题、增刊、合订本等,只有综合运用不同出版形式的相对优势,使不同出版形式间相互呼应和互为补充,才能达到一次投入、多次使用,最小投入、最大收益的效果。我们在《隐身技术》《航空航天科技信息》等期刊的编辑中,根据不同需要,综合运用合订本、专题、特刊等出版形式,取得了不错的实际效果。
在全媒体时代,不同媒体之间相互借鉴,取长补短,是改进工作的有效途径。比如在《航空工程》信息与动态栏目编辑过程中,我们借鉴时下流行的微博,将“航空航天要闻精选”编辑成类似微博的百字文形式,反映最近一段时间最值得科技人员关注的航空航天业界动态,由于内容经过广泛搜集、反复筛选、精心提炼,并且采用了科技人员非常乐于接受的微博文体,取得了较好的效果,成为受到读者欢迎的一个特色内容。
科技期刊要努力成为全媒体时代的整合者
在全媒体时代,媒体间的融合变得不可避免。不同媒体间的边界逐渐消融,读者、作者、编者间的边界逐渐消融,甚至是出版者与IT营运商间的边界也在逐渐消融。科技期刊要顺应这种发展要求,应该改变传统的编辑模式,模糊纸质版和数字版之间的界线,统筹策划,构建新型编辑加工平台,根据不同媒体终端和受众特点进行资源整合,实现“一元制作、多元”,即内容的创作是一元化,但是出版物可以有多种形态和载体。可以是传统的纸质媒介,也可以是个人电脑、电子书阅读器、掌上电脑、手机等阅读终端。这样形成多样化产品,满足读者的个性化需求。同时,根据不同读者的个性化需求,将多样化的产品有针对性地提供给特定读者,实现更高层次的按需出版。
全媒体时代缺少的不是信息,而是对信息的整合与深度挖掘。可以说,全媒体时代更是“内容为王”,无论终端产品形式多么丰富多彩,读者最终需要的还是高水准的、可信赖的内容,媒体之间竞争的核心依然是内容资源的竞争,新技术只不过给“内容为王”赋予了新的内涵,谁对内容资源拥有更强的集约整合能力,谁就拥有更强的控制能力,谁就更有希望赢得未来。
智能制造迎来新
目前,智能制造是全球新一轮制造变革的核心内容,是中国制造实现由大变强、向高端迈进的战略选择。其中,强化创新驱动;夯实发展基础;推进智能转型;深化融合发展是其几个主要方面。在落实这些内容过程中的各种措施和投入,也正在改变和推动智能化的发展进程,有可能在某些领域的技术突破及应用会引发新的产业变革和新一轮的创新浪潮。
前不久,美国国家科学基金会的《科学与工程指标2016》显示,中国已成为仅次于美国的世界第二科技研发大国,在研发投入、科技论文产出、高技术制造增加值等重要指标方面已居世界第二位。
据有关部门统计,2015年我国研发经费投入总量为1.4万亿元,占GDP比重2.1%。在公布的《“十三五”国家科技创新规划》,研究与试验发展经费投入强度达到2.5%。科研力量和经费的不断投入,加快了中国工业和制造体系的建立和完善,加快了中国制造迈向中国智造的步伐。
目前,中国是全世界唯一拥有联合国产业分类中全部工业门类的国家,拥有39个工业大类,191个中类,525个小类,已经形成了一个举世无双、行业齐全的工业体系。这些日益完备的工业体系为中国智能制造和发展打下了坚实的基础。
2015年以来,工信部连续两年组织实施智能制造专项行动。在专项行动中,共确定109个示范项目,覆盖63个行业,分布在27个省、自治区、直辖市。初步形成了石化行业智能工程、航空专业网络制造和重大技术装备远程服务和存储可服务可发展模式,还带动一批关键装备和软件产品的突破。
当前,“智能制造”一词已成许多企业家口中最热的词汇。不久前,一项对中国企业的情况调查显示,85%的企业未来一年内有意引入工业机器人、数字化智能机床、数控系统、3D打印机等智能制造设备,22%的企业未来一年向智能制造设备的投入占总预算的20%以上。
还有,国内许多知名企业也积极联合向中国智造迈进,如浪潮集团联合中国航天科技集团、大连船舶重工集团等20多家机构,成立中国智能制造信息化推进联盟,以航空航天、船舶、高端装备制造等国家核心行业为中心,打造协同创新平台与成果产业化应用推广联合体,围绕智能制造产业链的新需求合力攻关,打造智能制造生态圈。
在山东,青岛海信集团每年投入2亿―3亿元打造“智能工厂”,到今年年底将达到上千台机器人的使用规模。在生产场地没有增加和工人数量减少的情况下,电视机产量由2011年的800万台增长到去年的1110万台,增长了39%。
因此,人们相信中国智造业的产品智能、设备智能、生产过程智能,将是继零售业、信息传播产业等领域发生颠覆性改造以后的下一个,智能制造是中国工业经济阵营里的新技能。
国外智造业战略的提出和发展
当前,智能制造技术已成为世界制造业发展的客观趋势,世界上主要工业发达国家正在大力推广和应用。如日本早在1989年提出智能制造系统,美国在1992年执行新技术政策,大力支持包括信息技术、新的制造工艺和智能制造技术在内的关键重大技术。欧盟于1994年启动新的研发项目,选择了39项核心技术,其中信息技术、分子生物学和先进制造技术均突出了智能制造技术的地位。
目前,智能制造装备跨国企业主要集中在美国、德国及日本工业化发达国家。以智能控制系统为例,全球前50家企业排行榜中74%为美、德、日企业,入榜企业最多的是美国和德国,各有13家,其次是日本有11家企业,其后相对居多的国家是英国和瑞士,其中,排名前10位企业中有半数是美国企业。
近年来,美国为了重塑制造业的全球竞争优势,启动了制造业振兴计划,加快发展技术密集型先进制造业,实现再工业化。并研发智能制造系统集成等关键要素技术进行系统支持。
奥巴马政府也重点提出了再工业化战略,目的是优化本国投资环境,吸引本国制造业回归和外国直接投资。从2010―2014年,美国制造业以年均3.46%的速度增长,高于同期GDP增长率,制造业就业人数从1200多万上升到1300多万,年均增长2.05%,制造业成为美国经济复苏的重要引擎。
2013年,美国GE公司宣布将在今后几年投入15亿美元开发工业互联网,并同年《工业互联网@工作》报告,直接与美国政府的战略举措相呼应。在GE公司的未来构想中,工业互联网将通过智能机床、先进分析方法以及人的连接,深度融合数字世界与机器世界,深刻改变全球工业。
还有德国政府,根据本国工业形势发展需要积极和弗劳恩霍夫研究所、各州政府合作,投资数控机床、制造和工程自动化行业应用制造研究,巩固其制造业领先地位。
在2014年汉诺威工业博览会上,德国展示了10家企业联合研发的全球第一个“工业4.0”演示系统。向世界提供用智能制造系统生产的产品,并扮演智能制造系统供应者的角色。
关键词:微型多旋翼;环境监测;飞行控制系统
中图分类号: TP79 文献标识码: A 文章编号: 1673-1069(2016)31-146-2
1 无人机的定义
无人驾驶航空器简称无人机,英文的缩写为UAV(Unmanned Aerial Vehicle)。无人机具有受气候的影响小,效率高反应速度快、能准确定位、准备工作简单、操作控制容易等特点。整个系统运行稳定,经济性能高,可以在小面积区域、兴趣地点悬停重点拍摄。
2 无人机的分类
①水平起降式:水平起降式机翼为固定式。优点:飞行速度快,可以进行高空飞行,动力效率比高,续航能力强。缺点:受空气流动影响较大,无法悬停在指定位置,对目标只能进行“盘旋观察”在复杂地形飞行时需要操作难度高,微型固定翼UAV限于效果的比例,身体容易跟随流线和角运动,进而影响其稳定性,难以获得连续稳定清晰的图像。对起飞和降落场地要求较高,要求起飞及着陆航线平整且无障碍物,且发射或降落时需要考虑风向、风速问题,限制较多。②垂直起降式: 垂直起降式机翼为旋翼式。优点:低空空气流动对其影响较小,可在空中悬停。可以在兴趣目标点进行“悬停凝视”观测,可以获得连续稳定清晰的图像,有利于小目标或局部区域的细致观测。具有垂直起降能力,可以在恶劣的场地进行起降,对气象条件要求低,具有较广的应用范围。缺点:机翼载荷比水平起降式高,动力效率比低,无法滑行,为减少自重,续航力低,控制系统复杂,容错率低,容易出现故障。
在多种类的无人机中,四旋翼无人机是目前研究最为广泛、用途最多的一种。四旋翼无人机由于能够垂直起降、自由悬停,适应不同的情况,在不同的环境下自由转向和调速。
3 无人机工作原理
3.1 系统概述
无人机飞行控制系统是无人机的核心,飞行控制系统通过采集飞行器的姿态、速度、压力、转速等信息,传输给飞行控制处理器,由处理器解算并发出控制无人机飞行状态的指令,并且通过无线数据通信系统可以向地面站实时传输无人机的飞行参数和功能传感器所探测的目标信息;另一方面,地面站也可以根据需求向无人机发送指令,控制无人机姿态、航向,到达指定地点进行拍摄或探测。整个飞行控制系统的设计是无人机的关键,是地面站与机上飞行控制系统的综合,飞行控制系统的好坏直接决定着无人机的质量。
3.2 无人机探测系统搭载原理
3.2.1 无人机遥感技术
无人机的遥感技术是将传感器技术、遥测遥控技术搭建在无人机技术的平台上,并运用计算机技术进行运算控制,通过通信技术完成信息传输及存储,可迅速、自动、智能地获取相关的环境空间信息,采集数据和应用处理。无人机续航时间长、能实时传输影像,具有成本低、高分辨率、机动灵活等特点,在高危地区探测具有较好的应用前景。
3.2.2 利用高分辨CCD相机系统获取遥感影像
无人机通过控制系统可以实现影像的自动拍摄和获取,通过航迹的规划实施监控,将采集的信息数据进行压缩和自动传输,还可以完成影像预处理,可以在水域环境监测提供环境信息,为各级环境部门环境检测提供便利,并可满足环境应急响应的需求。
3.2.3 数据融合生成三维立体空间图
地面站系统搭载了数据融合软件系统,该系统将传回的传感器数据和位置信息等数据,进行数据融合,生成立体三维空间图,直观展示各类信息,便于数据分析。
3.3 微型多旋翼无人机系统使用目标设定及定位
卫星及传统航空器在复杂水域、面积相对小且污染类型多样的区域拍摄不清晰,无法达到分析要求,无人机飞行器可以在复杂区域完成悬停凝视,拍摄连续稳定高像素图像,更能细致对进行目标区域进行监测。
四旋翼无人机携行方便,不受使用场地约束,最高可在6 级风力情况下使用,在阴云、雾霾能见度不良天气情况下,可以低空或贴水面飞行,获取水域环境的高清晰图像,可以实时追踪和监测突发环境事件的发展。同时借助地面站外部通信设备将无人机实时拍摄巡查地点的高清图片通过网络进行转播或存储。
3.4 无人机的优点
①多旋翼无人机通过采用GPS 模块实现了空间定位功能;将网络通信、自动控制、物联网及软件技术,集成在多旋翼无人机上,利用无人机灵活性特点,以点及面,就可以无死角、全方位地探测目标区域环境条件状况,实现定时定点采样,极大减小了控制生产成本和系统功耗。②数据融合生成立体三维空间图;特有设计了地面站系统,实时显示无人机传回的传感器数据和飞机当前位置信息等,同时进行数据融合,直接将数据以立体三维空间图直观展示,环境各参数指标一目了然。
4 微型多旋翼无人机的操作注意事项
本文以大疆精灵Phantom 4为例,介绍无人机的使用方法:无人机具体参数如表1。
①在目标地点附近起飞,飞行范围是以起飞点为中心高度120m以下,半径500m 范围内。②四旋翼飞行器可以垂直起降,在目标区域附近垂直起飞,到达预定高度后,飞往目标地点,对目标地进行检测。在检测过程中可以根据现场环境调整无人机的高度,便于获得更清晰的图像。在飞行过程中要注意于其他建筑或固定障碍物保持20-30m的安全距离,与运动的障碍物需要保持500m的安全距离。在一次出动微型多旋翼无人机时,需要在各组间设立指挥员,协调各组的飞行范围,保证任务顺利。③受电池约束,该型号无人机只能持续飞行28分钟,信号接收范围为3.5公里,在飞行时注意飞行时间和距离的控制,避免因没电或超出控制距离造成损失。
5 多旋翼无人机在水域环境监测中实际的应用
5.1 无人机在水产养殖区的应用
在水产养殖区域,水域环境检测尤为重要,以水草为例,水草作为大多鱼类的食物,可以很好地促进鱼类的生长,当水草超过一定数量,会造成水层缺氧,并加速水草死亡,造成水质变坏,不利于鱼类养殖。所以鱼塘需要实时监视水草数量,人工划船或观望难以做到全局观测,结果比较片面,使用无人机对水域进行全局探测,快速了解鱼塘整体情况,也可以在局部进行悬停并凝视,确定水草生长情况,获得鱼塘准确信息并及时制定应对措施。
5.2 无人机在环境检测的应用
沂河流经临沂沂水、沂南、临沂市区,临沂段全长284公里,流域面积7425平方公里,集水面积2872平方公里,河面最宽达1540米;被临沂人民誉为"母亲河"。是临沂重要的淡水资源,该河两岸附近分布着工场和众多的居民地,存在排污问题。对沂河的环境检测尤为重要,通过无人机技术可以快速地获得沂河流域环境情况,对保护水资源具有重大意义。
6 结论
水域环境监测需要对目标区域进行全局观测和量大的局部观测,要想获得大量高质量的局部观测信息,就需操作灵活,可控制性高的无人机系统组来完成。可以预见的是微型多旋翼无人机将会得到大量应用,而且未来微型多旋翼无人机的发展方向将是智能化、多样化的空中机器人群组。
参 考 文 献
[1] 高鹏骐,晏磊,赵红颖,何定洲.无人机遥感控制平台的设计与实现[A].第十五届全国遥感技术学术交流会论文摘要集[C].2013.
[2] 黄爱凤,邓克绪.民用无人机发展现状及关键技术[A].第九届长三角科技论坛――航空航天科技创新与长三角经济转型发展分论坛论文集[C].2012.
计划先行,重在科技制度建设
学校充分认识到,加强学校的科技工作,是新形势下学校教育的需要,也是不断丰富学校内涵的需要,因而高度重视科技工作,把科技工作摆到学校工作的重要地位。科技工作努力做到计划先行,学校每年初召开科技工作专题会议,认真讨论研究,制订切实可行的计划,对学年工作作出整体安排,然后狠抓计划落实,确保科技工作不走过场。为了把科技教育思想渗透到教育教学工作的全过程,进一步引领师生主动地开展科技工作,学校加强科技工作的制度建设,先后建立和完善了《科技活动室制度》、《科技成果奖励制度》等,以制度规范科技行为,以制度激励和促进科技工作的开展。
学校动员全体师生积极投入到科技教育工作中来,使科技工作家喻户晓,每位教师都要在自己的教育教学工作中渗透科技创新的思想,成立学校科技兴趣小组,加强对科技兴趣小组的指导,积极开展科技活动,在活动中使学生受到教育,培养学生的动手动脑能力,充分发挥他们的聪明才智,充分调动师生的积极性,积极参加各级各类科技活动和科技竞赛,动员教师学生撰写科技论文。
创设浓郁的科技校园环境
1.利用宣传阵地,营造创建氛围。学校在明确了科技工作的目标之后,营造浓厚的科技教育氛围,充分利用校园广播站、宣传橱窗、班级板报、主题班会等阵地,扩大舆论宣传的声势,营造科技工作的良好氛围,努力使科技工作深入人心,为科技工作做好思想准备。
2.打造硬环境,做到科技教育“环境化”。为使学生在校有更多的科技活动场所,充分利用和发挥科技活动室的教育资源,学校不断加大投入,加强科技活动室的硬件建设,充实和完善硬件配备、网络活动教室、科学实验室、图书阅览室、小小气象站、科技画廓等科技活动阵地。这些都为学校提供了“讲科学”、“学科学”、“用科学”的活动平台,做到科技教育“环境化”。
3.打造软环境,抓学科渗透,做到科技教育“学科化”。学校科技工作的主渠道是课堂教学,抓学科渗透,做到科技教育“学科化”,科技教育内容丰富,知识面广,科学性强,各门学科不仅具有科技教育的丰富内容,而且各学科中渗透的科技教育内容既是渐进的、相对独立的,又是相互联系的。抓好科技教育的学科渗透,提高综合运用知识的能力,充分挖掘学科教育中的科技教育内涵,是学校开展科技教育的坚实基础。为此,学校一方面重视科技教育在各学科中的有效渗透,以科技辅导教师为骨干,以教研组、备课组集体备课形式,组织教师分学科、分系列、分层次整理出学科渗透科技教育的知识点,使科技教育在各学科中具有可操作性,从而达到有机渗透的目的。另一方面,学校重视各学科间科技教育内容的相互沟通,使各学科教师齐头并进,相互连通进行科技教育,联合进行科技教育渗透,使科技教育真正落实到各科教学之中。
打造科学型教师队伍
一流的学校既要有一流的设施,还要有一流的教师。“教师是一个学校的灵魂”,是学校的生命和活力所在,精神和力量所依。教师首先应该成为“勤于动手”的榜样。
1.组织学习,提高认识。学校坚持不懈地组织教师进行学习,学习国家有关科技教育的法令条文,学习与科技教育相关的理论,学习其他学校的教学实践经验,努力转变不适应科技教育思想的观念,不断钻研科学知识,提高自身素质,增强科技育人本领,激发服务学生热情,热爱科技教育,争当科技教育的实践者和探索者。
2.专家引路,培养骨干。学校积极与市内外教育专家取得联系,经常向他们请教或邀请他们来校做学术报告,来校把脉会诊,指导培养教师开展科技活动,同时组织有关教师参加科技类进修和培训,学习先进的教育教学理念,采用走出去请进来等多种形式,学习他人先进的教育教学经验,从而形成了一批科技教育骨干,并担任科技辅导员,有了这样一批科技教育的领头雁,有力地推动了学校科技工作。
3.科研导航,开发科技资源。为了丰富科技内涵,整体推进学校科技工作,学校大兴教学改革之风,倡导以研兴校,以研促教,教科室组织教研组、备课组开展科技教育课题研究,定期进行学习、交流。学校要求全体教职工根据科技思想,围绕科技目标,研究本岗位、本学科的实际情况,分析开发科技资源,找准突破口,制订切实可行的科技方案,并加强相关学科的联系和所有学科的渗透。目前,一批教师在科技教育的实践中不断成长,学校逐步形成了一支科技型的教师队伍。
开展丰富多彩的科技活动
实施科技教育的关键在于师生“勤于动手”,在于从实践中体验发展。活动课程中蕴含有丰富的科技教育内容,多形式、多渠道地开展科技活动,不仅可以丰富师生校园文化生活,而且是培养学生创新精神和实践能力的有效途径。
1.科技兴趣小组。多年来,学校十分重视开展小学生科技教育活动,着重开展以培养学生对科技兴趣和好奇心的科技教学活动。学校在学生自愿报名的基础上,组织一批对科技活动兴趣浓厚,思维敏捷、想象力丰富,动手能力强,具有一定个性特长的科技苗子,开设了各种科技兴趣小组。如:快乐科学兴趣小组、环保社团、电脑机器人兴趣小组、航模兴趣小组、气象观察兴趣小组等。辅导教师在指导过程中,注重学生自主发展,调动每一位学生的积极性,使学生的兴趣爱好获得满足,每个学生的个人潜能得到和谐、自由发展。
2.科技读书教育系列活动。学校把科技教育纳入读书教育系列活动,先后开展了“崇尚科学、传播文明”、“青少年健康”、“应急救治”、“食品药品安全教育”等读书活动,力求使活动系列化,在普及读书的基础开展小论文、演讲、漫画、知识竞赛等系列活动,推动科技教育活动,广大学生踊跃参加,提高了读书教育的质量。
3.校园科技节。学校为了丰富校园文化生活,推动科技教育工作,全面推进素质教育,为每位同学提供展示个性风采的舞台,每学年11月举办一次校园科技节,每年5月举办红豆科技周活动。在科技节期间,学校开展科技知识竞赛、科技论坛,科技制作,科研成果评比,电脑绘画大赛,科技板报及科技影视展播、网页制作比赛、科技调查等系列活动。学校每年组织和开展春、秋两季全校性的大规模科技航模比赛,迄今已成功举办了14届校级比赛,参与的人数越来越多,面越来越广,使学校的科技教育活动真正地实现了普及,达到了充分彰显学生的自我个性,拓展科学见识,培养创新意识,增强科技能力的素质教育目的。