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磁控仿生鳐鱼微机器人设计及其实验研究

磁控仿生鳐鱼微机器人设计及其实验研究

作者：宋乔临广州大学

学位级别：硕士

基于非接触、无缆驱动的微机器人技术已经成为未来生命医学研究和微型工业开发的重要关注点。远程无缆驱动的微机器人常使用磁场作为主要控制手段,磁场具有安全、清洁、稳定且对人体无害等特点,因此在微型机器人技术中得到广泛应用,典... 详细信息

基于非接触、无缆驱动的微机器人技术已经成为未来生命医学研究和微型工业开发的重要关注点。远程无缆驱动的微机器人常使用磁场作为主要控制手段,磁场具有安全、清洁、稳定且对人体无害等特点,因此在微型机器人技术中得到广泛应用,典型案例包括磁控胶囊微型机器人。这项技术已经在医疗领域得到了验证,并成为未来医疗救治的重要趋势之一。尽管微型机器人作为前沿技术有着巨大潜力,但仍需要进一步改进和优化,以拓展其在更多领域的应用,造福人类。受到鳐鱼运动特性启发,本文提出了一种采用磁控仿生鳐鱼微机器人结构,该微机器人主要由软弹性材料聚二甲基硅氧烷(PDMS)、三元乙丙橡胶(EPDM)和磁性材料钕铁硼(NdFeB)纳米颗粒组成,外部磁场为采用Helmholtz线圈产生的周期振荡磁场。为验证仿生鳐鱼微机器人结构的可行性,首先,对微机器人的运动原理进行了分析,并根据理论控制方案逐步确定了制备方案,包括材料选择、浇铸模具设计、充磁装置设计以及磁化方式设计等。接着,建立了仿生鳐鱼微机器人磁驱控制系统平台,并使用ANSYS Maxwell有限元磁场仿真软件进行了仿真验证。最后,对仿生鳐鱼结构微机器人进行了运动学分析、动力学分析以及多项运动实验研究。实验结果表明,在磁场强度为5mT、频率为5Hz的线圈振荡磁场驱动下,该仿生微机器人能够很好地模仿鳐鱼的重要游动特征,其游动速度最快可达到近每秒2个体长的速度。此外,通过多重实验数据分析得出,控制微机器人运动速度和稳定性主要取决于垂直振荡磁场的幅值、频率和水平施加的匀强磁场大小。这样的实验成就在诸如微管道类封闭、复杂的环境下使用此仿生微机器人远程执行特种作业具有潜在的参考价值和应用价值。

关键词： Helmholtz线圈微机器人磁控仿生鳐鱼振荡磁场

面向绿色制造的多品种小批量零件数控加工工艺优化研究

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面向绿色制造的多品种小批量零件数控加工工艺优化研究

作者：乔文澍沈阳大学

学位级别：硕士

机械制造业是国家发展现代化技术以及保证国民生产生活的重要支柱,其发展水平能够体现出国家的综合制造能力和经济发展水平,其发展离不开“工业母机”所做出的巨大贡献。切削机床作为“工业母机”的重要组成部分,如何在绿色制造背景下,... 详细信息

机械制造业是国家发展现代化技术以及保证国民生产生活的重要支柱,其发展水平能够体现出国家的综合制造能力和经济发展水平,其发展离不开“工业母机”所做出的巨大贡献。切削机床作为“工业母机”的重要组成部分,如何在绿色制造背景下,降低其加工能耗,提高材料利用率,减少废料废渣排放和对环境的污染,成为当下全世界都重点关注的问题。同时,越来越多的厂家提出了多品种小批量的加工方案,多品种小批量加工方案在现代制造业中越来越常见,以满足消费者对个性化产品的需求,并适应市场的快速变化。然而,这种生产方式也给企业带来了一系列的挑战,导致加工成本大大提高,造成加工复杂化。因此,深入研究多品种小批量加工的特点和挑战,并提出有效的应对策略,对于提高企业的生产效率和竞争力具有重要意义。本文针对绿色制造背景下多品种小批量生产方式存在的问题,开展加工工艺优化相关研究,主要研究内容如下。首先,以加工多品种小批量零件的数控铣削加工过程为例,分析数控铣床在加工过程中的功率特性,并将数控铣床功率划分为各工序功率模块,建立各工序功率模型,基于数控铣床的功率模型与加工零件时的工作时间关系得出数控铣床各功率的能耗模型,结合零件表面粗糙度模型,对各工序能耗模型及整体粗糙度进行归一化处理,形成整体能耗模型。其次,以最低能耗及达到表面粗糙度为目标函数,通过采集数控铣床生产加工时的能耗数据,使用人工鱼群-遗传算法求解模型。通过对各工序能耗求解得出最合适的机床功率及其所对应的能耗和达到表面粗糙度所需时间,同时观察能耗、功率及达到粗糙度时间最短之间的关系,得出随着优化后的加工功率降低,能耗也随之降低,达到所需表面粗糙度时间也越短。最后,经过对比分析,选定曲轴为多品种小批量案例零件,确定零件铣削加工工艺参数,结合所获得的最优功率,使用AFSA-GA对铣削加工工艺参数进行优化,对比AFSA-GA、AFSA、GA、HGPSO算法在多品种小批量零件铣削加工过程中的加工功率、加工能耗以及达到零件表面粗糙度所需时间的实验结果,并通过企业现有参数,对轮船A上的零件曲轴的加工过程进行优化及验证,为数控机床高效率、低能耗加工提供解决方案。综上,本文的研究对优化多品种小批量零件加工工艺有着重要意义,同时也为数控铣床在解决零件粗加工时能耗较高等精密数控加工问题提供了参考价值。

关键词：加工工艺优化多品种小批量零件加工人工鱼群-遗传算法

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三维亥姆霍兹线圈驱动的仿生鳐鱼微机器人

机械科学与技术 2024年

作者：董潮伟宋乔临李兆邦常家庆广州大学机械与电气工程学院

应用亥姆霍兹线圈对微机器人进行无缆驱动设计研究是近年来热门的研究方向之一。本文受鳐鱼的结构及运动规律启发，制造除了一种小尺度仿生鳐鱼微机器人。这种微机器人运用软弹性材料聚二甲基硅氧烷、三元乙丙橡胶和磁性材料钕铁硼纳米... 详细信息

应用亥姆霍兹线圈对微机器人进行无缆驱动设计研究是近年来热门的研究方向之一。本文受鳐鱼的结构及运动规律启发，制造除了一种小尺度仿生鳐鱼微机器人。这种微机器人运用软弹性材料聚二甲基硅氧烷、三元乙丙橡胶和磁性材料钕铁硼纳米颗粒制备而成，通过亥姆霍兹线圈产生的磁场实现驱动控制，为验证其可行性，应用ANSYS MAXWELL对驱动系统的线圈进行了有限元磁场仿真，并对仿生鳐鱼微机器人展开驱动实验研究，结果表明，仿生鳐鱼微机器人能够很好的仿鳐鱼游动，在频率为5 Hz的振荡磁场的驱动下，游动速度可达到每秒近2个体长，有效验证了仿生鳐鱼微机器人的驱动性能和运动形态，为仿生微机器人设计、磁控微机器人、柔性微机器人等研究领域提供了有益参考。

关键词：亥姆霍兹线圈振荡磁场仿生鳐鱼无缆驱动微机器人

华北地区夏季臭氧污染及其对减排的响应：焚风型环流和极端高温的影响

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华北地区夏季臭氧污染及其对减排的响应：焚风型环流和极端高温的...

作者：乔文昊南京信息工程大学

学位级别：硕士

总体国家安全观视域下小学安全教育实证研究 ——以西宁市小学为例

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总体国家安全观视域下小学安全教育实证研究 ——以西宁市小学为例

作者：乔文祎青海师范大学

学位级别：硕士

近年来,随着国家政策的陆续推出,社会各界对学校安全教育的关注度显著提升,其重要性不容忽视,它直接关系到青少年的健康成长,关乎全民国家安全意识和素养的培养。习近平总书记所倡导的总体国家安全观,为学校安全教育工作提供了坚实的理... 详细信息

近年来,随着国家政策的陆续推出,社会各界对学校安全教育的关注度显著提升,其重要性不容忽视,它直接关系到青少年的健康成长,关乎全民国家安全意识和素养的培养。习近平总书记所倡导的总体国家安全观,为学校安全教育工作提供了坚实的理论基础和新的实践方向。当前,我国小学在安全教育方面,需要将公共安全教育与国家安全教育紧密融合,确保小学生在成长过程中形成全面、系统的安全素养,为他们的未来生活与成长奠定坚实的基石。本研究将以“总体国家安全观”为指导,综合运用文献研究法、调查法和访谈法,从安全教育目标、教育内容、教育途径、教育保障和教育效果五个方面对西宁市部分小学的安全教育现状进行调查研究。通过对学生问卷和教师访谈的整理与分析,得出以下问题:一是当前小学安全教育目标比较模糊,一方面公共安全教育目标比较片面,另一方面缺少国家教育目标;二是小学安全教育内容不全面,主要表现在公共安全教育内容单一、国家安全教育内容欠缺;三是小学安全教育实施方式不丰富,包括安全课程开设不足、安全演练模式单一、学科渗透困难、家校社合作不理想;四是小学安全教育保障机制不高效,如安全教育制度不健全、教师不专业、教材不规范、资金不充足;五是小学安全教育效果有待提升,主要表现为小学生国家安全素养普遍低于公共安全素养的问题。针对以上问题,本研究对小学安全教育的开展提出以下对策:一要以总体国家安全观为引领,构建小学安全教育总目标和具体目标;二是以实际问题为基础,完善小学安全教育内容,其中包括更新小学公共安全教育内容、拓宽国家安全教育内容以及将二者内容进行全面融合;三是以核心素养为导向,充实小学安全教育实施。主要从开设专门的安全课程、找准跨学科内容切入点、增加安全演练的主题、丰富安全演练的方式、构建“学校-家庭-社区一线上”四位一体的合作模式等方面来说;四是以多元化发展为主,加强小学安全教育保障体系。主要内容有健全小学安全教育各项制度、加强小学安全师资队伍建设、完善小学安全教育教材编订、多渠道调动小学安全教育资金。

关键词：总体国家安全观小学安全教育安全素养

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云手机数据信息安全与风险探析

计算机产品与流通 2024年第2期 148-150页

作者：宋乔李娜国家计算机网络应急技术处理协调中心辽宁分中心

随着云技术的迅速发展,云手机作为一种新兴的移动互联网服务形态,正逐渐受到用户的青睐。云手机技术作为云计算与移动通信技术的结合体,为用户提供了全新的移动应用体验。然而,随着云手机服务的广泛应用,数据信息安全问题日益凸显。云... 详细信息

随着云技术的迅速发展,云手机作为一种新兴的移动互联网服务形态,正逐渐受到用户的青睐。云手机技术作为云计算与移动通信技术的结合体,为用户提供了全新的移动应用体验。然而,随着云手机服务的广泛应用,数据信息安全问题日益凸显。云手机数据不仅涉及个人隐私,还涉及商业机密和国家安全,其重要性不言而喻。

关键词：数据信息安全商业机密应用体验云计算手机数据移动通信技术云手机个人隐私

基于CsPbBr3钙钛矿发光复合纳米材料的构建及其细胞成像应用

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基于CsPbBr3钙钛矿发光复合纳米材料的构建及其细胞成像应用

作者：郑乔文闽南师范大学

学位级别：硕士

核电安全与风险的媒介建构——基于《人民日报》和《光明日报》核电报道的话语分析

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自然辩证法通讯 2024年第2期46卷 88-97页

作者：乔文艳张增一中国科学院大学人文学院北京100049

基于中央级报纸《人民日报》和《光明日报》对核电议题的报道,结合卡瓦略的媒介话语分析框架、甘姆森的“诠释包裹”分析框架以及吉的“七项构建任务”,对中央政府的话语进行分析。研究发现,这两家报纸对核电安全与风险的建构是:中国核... 详细信息

基于中央级报纸《人民日报》和《光明日报》对核电议题的报道,结合卡瓦略的媒介话语分析框架、甘姆森的“诠释包裹”分析框架以及吉的“七项构建任务”,对中央政府的话语进行分析。研究发现,这两家报纸对核电安全与风险的建构是:中国核电技术是先进的,核电是我国经济社会发展所必需的;核电是安全的,其风险是可控的,国家能够在确保安全的前提下大力发展核电。媒体报道还努力构建了在核电发展中有责任和担当的政府形象,构建了政府与企业、专家和公众之间利益一致的同盟关系。最后分析了公众参与的缺失和官方与公众两个“舆论场”之间的冲突问题,建议运用跨平台传播和多媒体工具,以增强与公众的互动。

关键词：核电安全风险媒体政府话语

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基于ArcGIS的地震避难所选址布局研究——以四川省雅安市为例

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防灾减灾学报 2024年第2期40卷 35-42页

作者：宋乔如南京师范大学公共管理学院江苏南京210000

地震避难所选址布局是地震多发地区进行风险管理的一项重要内容。以最小化疏散距离为目标,构建地震避难所P-中值模型和以最大覆盖范围为原则的地震避难所覆盖模型,利用ArcGIS软件对雅安市的交通路网数据、居民点和备选避难所等数据进行... 详细信息

地震避难所选址布局是地震多发地区进行风险管理的一项重要内容。以最小化疏散距离为目标,构建地震避难所P-中值模型和以最大覆盖范围为原则的地震避难所覆盖模型,利用ArcGIS软件对雅安市的交通路网数据、居民点和备选避难所等数据进行整合,并对雅安市避难所的选址布局进行了分析。结果表明:雅安市现有地震避难所布局规划还不够合理,P-中值模型选出10个最优路径的避难所,可容纳人数从1580人到6300人不等,覆盖模型下选择了28个避难场所,可容纳人数从1400人到16850人不等。研究结果验证了两种模型的可行性和有效性,可为应急管理部门提供一定决策依据。

关键词：应急避难所选址优化 P-中值模型覆盖模型人员疏散

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