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线驱动连续体机器人设计及其控制方法研究

线驱动连续体机器人设计及其控制方法研究

作者：陈帅吉林大学

学位级别：硕士

人口老龄化日益凸显,导致社会劳动力缺乏问题日益突出。因此,机器人正在由工业领域走向全社会全领域。传统的刚性连杆机器人由于其结构的笨重,难以胜任非结构化环境,完成人机协作等工作。连续体机器人作为柔性机器人的一种,因其出色的... 详细信息

人口老龄化日益凸显,导致社会劳动力缺乏问题日益突出。因此,机器人正在由工业领域走向全社会全领域。传统的刚性连杆机器人由于其结构的笨重,难以胜任非结构化环境,完成人机协作等工作。连续体机器人作为柔性机器人的一种,因其出色的可连续变形能力及环境适应性,逐渐成为机器人领域的研究热点。本文设计并实现了一款受人体脊柱结构启发的线驱动连续体机器人。首先分析了人体脊柱的功能特点,基于此设计了线驱动连续体机器人的主体结构。其次,对其进行了运动学分析,提出了一种基于BP神经网络的逆运动学求解和开环控制算法。再次,设计并实现了线驱动连续体机器人的张紧单元装置,并提出了基于卡尔曼-最小二乘法的距离补偿算法。然后,设计了线驱动连续体机器人控制器的硬件系统及软件系统。最后,对该机器人进行了实验分析。通过超声波标定实验,验证了基于超声波测距模块的张紧单元能够有效地检测预期外的距离变化,并对其进行运动补偿;通过定位实验及重复定位实验,测试了基于BP神经网络的开环控制算法性能。实验表明,该算法能够准确地控制该线驱动连续体机器人运动。本文的主要研究内容如下:(1)针对人体脊柱的功能与结构特点进行分析,设计了脊柱式线驱动连续体机器人的整体结构。针对线驱动机器人在驱动过程中,驱动绳会变松的问题,设计了一种带有超声波测距模块的张紧单元。(2)设计了脊柱式线驱动连续体机器人控制器的硬件系统。设计了脊柱式线驱动连续体机器人控制器的软件系统。提出一种基于BP神经网络的开环控制算法。提出基于卡尔曼-最小二乘法的距离补偿算法。(3)开展了超声波距离补偿装置的标定实验,验证了其对于预期外驱动绳长变化能够有效补偿。此外,对线驱动连续体机器人进行了定位实验及重复定位实验,实验验证了该线驱动连续体机器人有着良好的控制精度。

关键词：线驱动连续体机器人脊柱仿生机器人控制张紧单元 BP神经网络嵌入式系统

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无铅弛豫铁电陶瓷储能特性与力学行为研究

无铅弛豫铁电陶瓷储能特性与力学行为研究

作者：陈帅成都大学

学位级别：硕士

陶瓷电介质电容器因其具有超高的功率密度、快速的充放电速度、较长的循环使用寿命以及良好的温度稳定性,目前已经广泛应用于各类电气电子设备以及脉冲功率领域。然而,其较低的储能密度和效率将会进一步限制电子元器件向环保化、智能化... 详细信息

陶瓷电介质电容器因其具有超高的功率密度、快速的充放电速度、较长的循环使用寿命以及良好的温度稳定性,目前已经广泛应用于各类电气电子设备以及脉冲功率领域。然而,其较低的储能密度和效率将会进一步限制电子元器件向环保化、智能化、小型集成化的发展需求。此外,无铅储能陶瓷由于击穿强度低而表现出较低的可恢复储能密度;由于晶粒尺寸较大而表现出较差的力学性能,限制了器件在复杂环境下的运行使用。因此,提高陶瓷电介质电容器的储能特性和力学性能变得至关重要。本论文通过高熵策略、第三组元固溶等不同设计策略制备了一系列无铅钙钛矿型弛豫铁电陶瓷,研究其成分、组成、结构和性能的变化规律,从而在新型无铅储能材料中获得优异储能性能和力学性能。主要研究内容和结论如下:采用传统固相反应法合成具有纯钙钛矿结构的(NaBiCaSrBa)Ti O（简写为NBCSBT）高熵陶瓷。实验结果表明,NBCSBT陶瓷为三方、四方和立方共存结构,具有细长的电滞回线和较小的剩余极化强度,表现出明显的弛豫行为。在110 k V/cm下,可获得1.32 J/cm的储能密度和91%的储能效率,同时,NBCSBT陶瓷表现出优异的力学性能,其硬度高达7.23 GPa。通过局域高熵策略设计一种具有B位多元素共存和高构型熵的成分,采用传统固相反应法制备出（0.67-x）Bi Fe O-0.33Ba Ti O-x Sr(MgZnTaNb)O（简写为BF-BT-SMZTN）系列陶瓷。揭示其构型熵与储能特性和力学行为之间的关系。实验结果表明,SMZTN的引入打破了BF-BT基陶瓷的长程铁电有序性,诱导形成极性纳米微区（PNRs）,从而改善陶瓷的弛豫行为。当x=0.08组分时陶瓷样品的储能和力学性能最优。其硬度约为7.2 GPa,在190 k V/cm时,陶瓷具有75%的储能效率和2.4 J/cm的储能密度。选用线性电介质CaLaTi O进行第三组元固溶,采用传统固相反应法制备出（1-x）(0.67Bi Fe O-0.33Ba Ti O)-x CaLaTi O（简写为BF-BT-CLT）系列陶瓷。实验结果表明,线性电介质的引入能够明显改善晶粒尺寸,极大的提高击穿强度,从而获得超高的储能密度。其中x=0.30组分的陶瓷具有最佳性能。在390 k V/cm时,储能密度为5.47 J/cm,储能效率为72.26%,同时表现出良好的频率稳定性（1～500 Hz）。此外陶瓷具有优异的力学性能,硬度值约为6.9 GPa。

关键词：弛豫铁电陶瓷储能性能高熵线性电介质力学行为

新质生产力视阈下能源高效利用技术创新的法制保障

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新疆社会科学 2024年第5期 126-135页

作者：肖国兴陈帅忠华东政法大学经济法学院上海201620

新质生产力理论为我国能源高效利用进程奠定了制度基础,前瞻性地概括了我国能源高效利用的技术创新情景,以及在此基础上的制度创新愿景,由此实现对我国能源高效利用法制保障制度理性的生动诠释。技术创新源于竞争市场,唯有技术竞争型体... 详细信息

新质生产力理论为我国能源高效利用进程奠定了制度基础,前瞻性地概括了我国能源高效利用的技术创新情景,以及在此基础上的制度创新愿景,由此实现对我国能源高效利用法制保障制度理性的生动诠释。技术创新源于竞争市场,唯有技术竞争型体制替代资源分配型体制成为能源产业发展的稳态动能,能源高效利用才会成为可能。技术创新难以孤立于制度创新而存在,以发展新质生产力为导向的制度创新直接决定了能源法律制度创新的战略方向和制度绩效,基于此,无论是政府市场边界的法律界定,能源竞争型市场的发展培育,甚至是能源产业企业家精神的制度养成均仰赖能源法律制度设计。

关键词：新质生产力能源高效利用技术创新法律制度创新

靶向VGLL4/TEAD4相互作用订书肽抑制剂的设计、合成、生物学性质及促增殖活性研究

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靶向VGLL4/TEAD4相互作用订书肽抑制剂的设计、合成、生物学性质...

作者：陈帅中国人民解放军海军军医大学

学位级别：硕士

创伤愈合是皮肤组织修复的主要过程,其关键是促进损伤皮肤组织功能再生。良好的创面修复手段可以快速封闭创面,降低感染等并发症,促进细胞组织再生并快速恢复防御功能,最终达到功能完全恢复。据报道创伤修复过程中有不同谱系成纤维细胞... 详细信息

创伤愈合是皮肤组织修复的主要过程,其关键是促进损伤皮肤组织功能再生。良好的创面修复手段可以快速封闭创面,降低感染等并发症,促进细胞组织再生并快速恢复防御功能,最终达到功能完全恢复。据报道创伤修复过程中有不同谱系成纤维细胞参与,其中皮肤成纤维细胞具有修复皮肤组织损伤的能力,是皮肤创伤愈合过程中的重要靶细胞之一。促进皮肤成纤维细胞增殖与再生不仅可以促进创面早期愈合,减少继发感染等并发症的机率,也降低了产生病理学瘢痕的可能性。Hippo信号通路在调控人体细胞生长增殖、迁移、分化与凋亡等方面起着关键作用。最新研究表明Hippo通路对损伤后的组织修复和再生有治疗作用。TEAD家族是Hippo信号传导通路的下游效应子,在组织稳态、细胞增殖和器官生长控制中起着关键作用。激活TEAD可以促进下游靶基因翻译进而刺激再生过程。而当TEAD与其伴侣蛋白VGLL4结合,其活性被抑制从而阻断下游靶基因的翻译。大量实验表明,抑制VGLL4与TEAD之间的相互作用可以促进细胞增殖和组织修复,用于创伤修复和其他相关疾病治疗。多肽具有特异性强,亲和力高和毒副作用低等优点。但是多肽药物也存在一些问题,例如透膜性差,稳定性低,体内清除率高等。研究表明将多肽订书化修饰能够改善其细胞穿透力和稳定性,在药物研发中具有广阔的应用前景。本课题基于VGLL4-m TEAD4复合物的晶体结构,以VGLL4两个关键结合片段α1（Hip1）和α2-α3（Hip2）为先导肽,设计、合成了13条新型订书肽和4条FITC荧光标记订书肽,通过制备型高效液相色谱分离纯化,高分辨质谱结构表征,获得纯度均在95%以上的目标订书肽。经文献检索,所有订书肽均为首次报道。为了考察目标订书肽与靶蛋白TEAD的结合力,本文通过表面等离子共振（SPR）实验测定其与m TEAD4之间的结合力。实验结果表明由α2-α3螺旋片段衍生得到的SHip2-5显示出微摩尔级别的亲和力,KD值为3.502μM,与直链肽Hip2相比其亲和力提高200多倍。下一步,评价了订书肽的α-螺旋度,稳定性和透膜性。圆二色谱（CD）实验结果显示大部分订书肽螺旋度都得到改善,其中订书肽SHip2-5的α-螺旋度达到32.7%;血清稳定性实验结果显示,24 h后大约有80%的SHip2-5保持完整结构,而直链肽Hip2只有61%未被降解;流式细胞术和活细胞荧光染色实验均显示SHip2-5具有较强的细胞膜穿透能力,透膜性远高于直链肽Hip2。上述实验结果表明全碳氢订书策略可以改善多肽的α-螺旋度,提高稳定性和透膜性。下一步通过细胞增殖实验初步评价目标订书肽的促增殖活性,发现SHip2-5、SHip2-6具有较好的促增殖活性。进一步通过细胞划痕实验考察SHip2-5、SHip2-6对皮肤成纤维细胞迁移能力的影响,发现SHip2-5与SHip2-6给药24 h后能够有效促进皮肤成纤维细胞迁移。为了探究订书肽促进细胞增殖的作用机制,通过双荧光素酶报告基因实验初步检测订书肽是否影响YAP靶基因表达水平。双荧光素酶报告基因实验结果显示SHip2-5、SHip2-6能够有效促进Hippo信号通路中YAP表达水平。随后通过实时荧光定量PCR实验进一步分析优选订书肽对下游靶基因表达的影响。PCR实验结果显示SHip2-5、SHip2-6有效促进下游细胞周期基因CYR61、CTGF、ANKRD1转录水平,且具有浓度依赖性。综上所述,本课题基于VGLL4-m TEAD4复合物晶体结构,设计并合成了一系列订书肽,其中订书肽SHip2-5展现出了较好的α-螺旋度,稳定性和透膜性,能有效结合m TEAD4蛋白,促进皮肤成纤维细胞增殖,上调YAP及下游靶基因表达水平。SHip2-5作为一种新型的VGLL4-m TEAD4订书肽抑制剂,可以作为有效促进成纤维细胞增殖再生的先导化合物,为损伤皮肤组织功能再生的治疗提供新思路和理论基础,具有良好的应用前景和进一步深入研究的价值。

关键词： Hippo信号通路创伤修复 TEAD VGLL4 订书肽蛋白-蛋白相互作用

宜宾市南溪区农村垃圾治理中的问题及对策研究

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宜宾市南溪区农村垃圾治理中的问题及对策研究

作者：陈帅电子科技大学

学位级别：硕士

随着中国经济的快速增长和城镇化进程的加快,农村地区的生态环境和居住条件已经发生了显著的变化。特别是在乡村振兴战略的推进和“城乡融合”发展战略的背景下,农村地区的发展不再仅仅是追求经济增长的速度和效率,而是越来越注重生态... 详细信息

随着中国经济的快速增长和城镇化进程的加快,农村地区的生态环境和居住条件已经发生了显著的变化。特别是在乡村振兴战略的推进和“城乡融合”发展战略的背景下,农村地区的发展不再仅仅是追求经济增长的速度和效率,而是越来越注重生态环保和可持续发展的理念。“城乡融合”发展战略旨在缩小城乡发展差距,推动城乡经济、文化、生态等多方面的融合发展。而农村垃圾治理则是实现和美乡村建设道路上必须面对和妥善处理的重点问题之一。本研究以宜宾市南溪区为例,通过文献研究、现场调查和问卷分析等多种研究方法,有针对性地研究国内外农村垃圾治理的相关经验,结合我国国情和南溪区的实际情况,从南溪区农村垃圾治理的主体、方式和具体内容等方面分析了南溪区农村垃圾的现状以及造成垃圾问题的原因,并梳理出基础设施建设、政策法规和垃圾处理管理等方面采取的各种措施,找出存在的问题与不足,提出一些改进的对策和建议,为提高农村居民的生活品质,助力建设和美乡村献计献策,以达到推进美丽乡村建设和改善农村人居环境的最终目标。通过调查和数据分析,总结研究了南溪区农村垃圾治理的基本现状:南溪区的农村垃圾治理模式主要为区政府主导,与镇、村组织和企业合作的多层次、多主体参与模式。但其中仍存在一些问题,主要体现在:收集运输方面,虽然有落实人员和企业收集转运并处理,但由于人力和物力资源有限,还存在导致垃圾收集处理覆盖不足,转运滞后,处理不及时等问题。无害化处理方面,南溪区目前主要采用填埋和焚烧两种方式进行垃圾处理,但只有少数几个较为发达的乡镇拥有焚烧处理设备,对应的处理设施设备和投入还不足。监督与管理方面,尽管省市区有一些对应的政策和法规,但南溪区对农村垃圾治理缺乏有效的执行和监督机制,对农村垃圾实际治理效果缺乏保障。对现状问题进行调研分析,结合国内外优秀做法和南溪区实际情况,提出了加强宣传教育和政策引导,提高村民协同治理意识;明确各方职责,强化政府主导作用;整合多方资源,加大垃圾治理项目资金投入;加强制度建设,完善监督机制等措施建议。本文的研究结论对提高南溪区农村垃圾治理成效、进一步改善农村人居环境质量和推进城乡融合、推进和美乡村建设提供理论参考价值和重要的现实意义。

关键词：农村垃圾治理南溪区四川省环境保护乡村振兴

基于码分多址的多信标光单探测器同时识别技术研究

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基于码分多址的多信标光单探测器同时识别技术研究

作者：陈帅长春理工大学

学位级别：硕士

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梯形闸门出流流动特性研究

水利水电科技进展 2024年

作者：孟万尚李琳赵帅杰新疆农业大学水利与土木工程学院新疆水利工程安全与水灾害防治重点实验室

梯形闸门是一种新型平板闸门，该闸门可应用于灌区干、支、斗、农、毛等各级梯形断面渠道的分水和控流。文章对梯形闸门淹没出流时的水力特性进行了试验研究和理论分析，结果表明：梯形闸门下游发生淹没出流时，淹没程度越大，收缩断面... 详细信息

梯形闸门是一种新型平板闸门，该闸门可应用于灌区干、支、斗、农、毛等各级梯形断面渠道的分水和控流。文章对梯形闸门淹没出流时的水力特性进行了试验研究和理论分析，结果表明：梯形闸门下游发生淹没出流时，淹没程度越大，收缩断面距离闸门越近，收缩断面横向水面差越小，闸后急变流过渡至渐变流所需要的距离越短。基于流态分析，结合量纲分析和数值拟合获得了梯形闸门流态判别条件，淹没出流的发生条件：ht0t(ht/e)B-1，自由出流发生的条件：H0≥Aht(ht/e)B-1，该文试验条件下，常数A=1.46、B=1.06。建立了淹没出流流量计算公式，并对公式进行了评价和检验，统计分析表明平均相对误差在5%以内。研究成果能够为梯形闸门在灌区的推广应用提供合理的参考依据。

关键词：梯形闸门梯形渠道淹没出流流态判别流量

基于木纤维碳功能材料的超级电容器电化学性能研究

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基于木纤维碳功能材料的超级电容器电化学性能研究

作者：张帅杰中南林业科技大学

学位级别：硕士

疫情期间以自我决定理论为中介的大学生体育行为

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山东体育科技 2022年第5期44卷 19-23页

作者：梁月红李刚苏新荣韩海涛陈帅杰冯燕辉高亚坤河北工程大学河北邯郸056038 天津体育学院天津301617 山东省体育科研中心山东济南250000

疫情迫使一些高校采取大学生隔离措施,导致大学生体育运动机会受限。以自我决定理论(SDT)为视角,通过构建一个简单的整合模型,观察疫情社会环境对大学生体育行为意图心理变量的影响,为大学生在特殊时期体育运动背后的动机过程提供实证... 详细信息

疫情迫使一些高校采取大学生隔离措施,导致大学生体育运动机会受限。以自我决定理论(SDT)为视角,通过构建一个简单的整合模型,观察疫情社会环境对大学生体育行为意图心理变量的影响,为大学生在特殊时期体育运动背后的动机过程提供实证支持。方法:以河北工程大学等6所河北省高校共406名普通大学生为研究对象,参与者填写了修改过的运动行为调查问卷、自我效能量表和行为意图量表的整合量表,以反映大学生在疫情刚刚开始时的体育运动心理动向。结果表明,在疫情隔离背景下,学生自我效能正向预测自我决定运动动机水平,并且通过运动动机为中介间接地预测体育运动行为意图。

关键词：自我决定理论运动动机自我效能行为意图