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工业机器人振动的机电耦合机理与控制方法研究

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工业机器人振动的机电耦合机理与控制方法研究

作者：师杰兰州理工大学

学位级别：硕士

工业机器人在机械加工、零件装配和焊接等工艺中被广泛应用,机器人在作业中高速运动转换导致的频繁启、停等非平稳特征,与伺服系统数字控制不可避免地发生机电耦合振动,同时与关节柔性导致的扭转振动耦合在一起形成了复杂的末端振动,对... 详细信息

工业机器人在机械加工、零件装配和焊接等工艺中被广泛应用,机器人在作业中高速运动转换导致的频繁启、停等非平稳特征,与伺服系统数字控制不可避免地发生机电耦合振动,同时与关节柔性导致的扭转振动耦合在一起形成了复杂的末端振动,对末端执行器的动态精度产生影响。研究工业机器人振动的机电耦合机理,既是开展耦合振动控制的基础,也是机器人完成高精度作业、获得更广泛应用的关键。为此,本文通过研究工业机器人振动的机电耦合机理和控制方法,旨在提高机器人系统末端的动态精度,研究内容主要包括:首先,分析永磁同步电机矢量控制数学模型,通过工程设计法对伺服速度控制系统PID参数进行整定,接着将永磁交流伺服驱动系统简化为三质量两轴机电耦合系统,建立三质量两轴系统的数学模型和机电耦合仿真模型,仿真结果验证了模型的正确性,能够满足伺服系统控制性能要求。其次,开展了机器人机电耦合动力学分析和虚拟仿真实验。以ABBIRB2600型六自由度工业机器人为研究对象,基于拉格朗日-麦克斯韦理论建立工业机器人全局机电耦合动力学模型,随后开展联合虚拟仿真实验研究,结果表明关节伺服驱动系统输出端的振动会造成机器人各关节力矩波动,影响末端执行器工作精度。然后,对机器人关节伺服系统进行了机电耦合子系统划分,明确了系统内部的主要耦合形式和耦合关系。通过建立关节伺服系统简化模型,推导其传递函数,从机电耦合层面分析了系统扭振机理。以伺服驱动系统机电耦合仿真模型为基础,对电气控制参数、机械参数、负载扰动等因素对机电耦合振动特性的影响规律进行了分析。最后,在综合分析伺服系统机电耦合振动机理与特性的基础上,分别提出基于模糊自抗扰复合控制的机电耦合振动控制方法和基于自抗扰控制的电流补偿扭振抑制方法。在冲击载荷作用下的仿真结果表明了所提出的振动控制策略能够有效抑制工业机器人机电耦合振动和扭转振动。研究可为工业机器人振动控制提供新的解决思路。

关键词：工业机器人伺服系统机电耦合振动控制自抗扰控制

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基于柔顺操作的咽拭子机器人采样技术研究

基于柔顺操作的咽拭子机器人采样技术研究

作者：师杰哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

突如其来的疫情,突显了防疫机器人相关技术的匮乏。大规模咽拭子核酸检测是疫情防控的重要手段,此类繁重且危险的工作,仍然需大量医护人员高强度的辛苦工作。针对口咽拭子采样机器人采样技术研究需求,需要轻柔快速的采样力控制,对小面... 详细信息

突如其来的疫情,突显了防疫机器人相关技术的匮乏。大规模咽拭子核酸检测是疫情防控的重要手段,此类繁重且危险的工作,仍然需大量医护人员高强度的辛苦工作。针对口咽拭子采样机器人采样技术研究需求,需要轻柔快速的采样力控制,对小面积不规则采样区域准确的视觉定位,以及面向应用的全自动咽拭子采样机器人相关技术集成。为此,本文研究了基于柔顺操作的咽拭子机器人采样技术,主要研究内容如下:针对核心的采样力柔顺控制技术,本文首先建立了机械臂运动学模型、机器人系统的实时通讯。通过改进原始导纳控制函数,使其具备力跟踪能力,对来自腕部力传感器的数据进行了防脉冲干扰滑动平均滤波,并进行了旋转采样方式的力补偿。实现了咽拭子采样机器人力跟踪导纳控制,完成了相关控制参数优化;经模拟采样实验验证,旋转和平移两种方式的采样力均满足所提力控指标。为了实现机器人自主咽拭子采样,首先对人口腔咽后壁采样区域进行了数据集采集和语义分割标注。根据采集数据集中观察到的特征,合理运用数据增强方法扩增数据。训练语义分割卷积神经网络,实现采样区域的语义分割任务。针对采样特点和卷积神经网络输出的掩码矩阵,提出采用最大内切圆算法来搜索采样点和可采样半径,并设置了最小采样半径;为加快推理速度,便于程序集成,并快速向各类硬件平台部署,将训练好的卷积神经网络模型部署和封装于C++环境下;提出使用示教和拟合直线的方式标定采样棒位姿;对机器人进行了眼在手上的手眼关系标定,结合相机坐标系下的采样点位置,据此计算出一条无障碍的采样路径,并设计试验验证了理论的正确性。最后,面向咽拭子采样应用,完成了系统的集成和优化。本文提出变速接触检测方式,大大提升了采样的速度,变导纳参数柔顺控制提升了采样的安全性。为去除使用额托架等的头部固定方式,基于人脸特征点检测和姿态平均解析算法,实现了机器人对人头部位姿的检测和跟踪,进而给定采样初始位姿,在此基础上,可以很快搜索到各种头部位姿下的咽后壁采样区域。为实现全流程自动化,基于深度学习方法实现了采样试管的自动抓取、拧盖和存放拭子样本。综合集成全部算法,对真人进行了全自动的咽拭子采样试验,结果表明,所设计的机器人系统可以快速、轻柔的完成自主口咽拭子核酸采样任务。

关键词：咽拭子采样机器人柔顺控制语义分割全自动咽拭子采样

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浅谈财务创新与数字化时代下的企业财务管理

中文科技期刊数据库（全文版）经济管理 2024年第4期 0026-0029页

作者：师杰华阳新材料科技集团有限公司山西阳泉045000

随着社会经济水平逐渐发展,数字化时代也随之来临,各个企业也都逐渐创新自身的管理方法。在数字化时代的背景下企业财务创新管理对企业的发展极为重要,也能够提高企业的经济效率和管理水平。对此,本文对财务创新与数字化时代的背景和意... 详细信息

随着社会经济水平逐渐发展,数字化时代也随之来临,各个企业也都逐渐创新自身的管理方法。在数字化时代的背景下企业财务创新管理对企业的发展极为重要,也能够提高企业的经济效率和管理水平。对此,本文对财务创新与数字化时代的背景和意义进行阐述,并对数字化转型对企业财务管理产生的影响进行分析,也对财务创新的概念、特征以及不同类型的案例进行分析,并提出了在数字化时代的背景下企业财务管理创新的策略与实践方法,为企业财务管理创新奠定良好的基础保障,也能够推动企业财务管理发展跟上数字化时代的进步。

关键词：财务创新数字化时代企业财务

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试论数字媒体艺术与纸包装设计的创新融合

包装世界 2023年第11期 82-84页

作者：师杰山西应用科技学院山西太原030062

随着人们生活水平不断提高,数字化技术也在不断革新,对于纸包装设计工作产生了较为深远的影响。从目前的情况来看,纸包装市场份额占比逐渐提高,纸包装设计效果对于产品的影响也在不断扩大。在这种情况下,应当注重数字媒体艺术与纸包装... 详细信息

随着人们生活水平不断提高,数字化技术也在不断革新,对于纸包装设计工作产生了较为深远的影响。从目前的情况来看,纸包装市场份额占比逐渐提高,纸包装设计效果对于产品的影响也在不断扩大。在这种情况下,应当注重数字媒体艺术与纸包装设计的创新融合。该文简要介绍数字媒体艺术以及纸包装设计等相关概念,分析数字媒体艺术与纸包装设计创新融合对于提升设计水平的影响,结合纸包装设计工作的具体特点提出相应策略。

关键词：数字媒体艺术纸包装设计融合策略

利用固体废弃物生产建筑材料的环境风险和措施研究

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中国住宅设施 2022年第1期 7-9页

作者：师杰开封大学土木建筑工程学院河南开封475004

为了应对能源、资源不断枯竭、减少固体废弃物占用及其对环境污染问题,对固体废弃物进行再利用生产建筑材料成为近年以来废弃资源处理和运用的创新举措。但是由于缺乏对固体废弃物生产建筑材料存在的潜在风险的重视,我国在此方面的研究... 详细信息

为了应对能源、资源不断枯竭、减少固体废弃物占用及其对环境污染问题,对固体废弃物进行再利用生产建筑材料成为近年以来废弃资源处理和运用的创新举措。但是由于缺乏对固体废弃物生产建筑材料存在的潜在风险的重视,我国在此方面的研究还相对较少,因此本文从理论层面对利用固体废弃物生产建筑材料的环境风险进行分析,同时在此基础上,从技术、管理、法律和固体废弃物资源的运用路径几个方面提出减少环境污染的建议,以供参考。

关键词：固体废弃物建筑材料环境风险措施

喷丸处理对CuZnAl合金微观组织与性能的影响研究

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喷丸处理对CuZnAl合金微观组织与性能的影响研究

作者：师杰中国石油大学(北京)

学位级别：硕士

纳米晶金属材料具有很高的强度,但其塑性却有限。卢柯等人利用表面纳米化技术制备的梯度纳米晶铜,通过底层大晶粒限制表层纳米晶的应变局域化,使纳米晶呈现了大的塑性变形,而其弹性应变小于0.5%（由屈服强度除以弹性模量获得）,远低于... 详细信息

纳米晶金属材料具有很高的强度,但其塑性却有限。卢柯等人利用表面纳米化技术制备的梯度纳米晶铜,通过底层大晶粒限制表层纳米晶的应变局域化,使纳米晶呈现了大的塑性变形,而其弹性应变小于0.5%（由屈服强度除以弹性模量获得）,远低于金属晶体的理论弹性应变极限（10%）。在我们以前的研究中,Nb纳米线在Ni Ti记忆合金中展现了大的弹性应变,其机制为Nb纳米线的弹性应变与记忆合金的点阵切变应变相匹配。受此启发,如果利用表面纳米化技术对形状记忆合金进行处理,其表面纳米晶的弹性变形行为值得研究。本论文以Cu Zn Al记忆合金为研究对象,分别研究了热处理工艺和喷丸处理对Cu Zn Al合金微观组织与性能的影响,并利用同步辐射高能X射线技术研究了Cu Zn Al合金表面纳米晶的弹性变形行为。研究发现,热处理温度低于800°C时,随着热处理温度的升高和保温时间的延长,Cu Zn Al合金中α相的含量逐渐减少,β相的含量逐渐增加,合金内部的晶粒尺寸由4μm增大至12μm,样品的延伸率和抗拉强度逐渐下降。热处理温度高于800°C时,合金内部主要为马氏体组织。Cu Zn Al合金经750°C保温10 min空冷后,在室温下主要为α相,延伸率和屈服强度分别为10.53%、171.31 MPa;经750°C保温20 min空冷后,在室温下主要为β相,延伸率和屈服强度分别为8.38%、286.16 MPa;经800°C保温5 min水淬后,在室温下为马氏体,延伸率和屈服强度分别为11.43%、250.84 MPa。上述三种组织的Cu Zn Al合金板材经喷丸处理后表层组织均转变为α相,随着喷丸时间的延长,表面变形程度和变形层厚度逐渐增大,晶粒尺寸逐渐减小。经喷丸处理5 min后,α-Cu Zn Al合金表层的晶粒尺寸为24.36 nm,显微硬度相较基体提升了72.94%,延伸率和屈服强度分别提升了51.28%、89.57%,β-Cu Zn Al合金表层的晶粒尺寸为22.68 nm,显微硬度相较基体提升了52.63%,延伸率和屈服强度分别提升了69.14%、37.36%,M-Cu Zn Al合金表层的晶粒尺寸为34.81 nm,显微硬度相较基体提升了20.60%,延伸率和屈服强度分别提升了55.56%、14.19%。利用同步辐射高能X射线衍射发现,喷丸处理后的M-Cu Zn Al合金表层纳米晶的弹性应变达到3.20%,明显高于α-Cu Zn Al合金表层纳米晶的弹性应变（1.74%）。

关键词： CuZnAl 形状记忆合金表面纳米化喷丸处理弹性变形

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京港澳高速公路石安段改扩建方案选择

京港澳高速公路石安段改扩建方案选择

作者：师杰河北工业大学

学位级别：硕士

本文通过阐述高速公路改扩建工程总体建设方案选择的基本原则和高速公路改扩建工程中扩容方式和扩建方式的关系,参考国内外同类工程建设的案例,针对石安高速公路实际特点,按照不同的高速公路改扩建形式,分别对石安高速主线改扩建、主要... 详细信息

本文通过阐述高速公路改扩建工程总体建设方案选择的基本原则和高速公路改扩建工程中扩容方式和扩建方式的关系,参考国内外同类工程建设的案例,针对石安高速公路实际特点,按照不同的高速公路改扩建形式,分别对石安高速主线改扩建、主要控制点改扩建等区段的改扩建方案进行了比较研究。通过研究,本文形成了“两侧拼接为主,局部分离、局部扩容为辅”的石安高速公路改扩建工程总体扩建方案。其中主线扩建路段采用两侧拼接为主局部两侧分离的方式扩建为8车道高速公路;石家庄段局部扩容,新建8车道,同步对现有老路进行大修维护,同步建设构成石家庄环线的B线;邢台段两侧拼接扩建为8车道;邯郸市过境段在既有石安高速基础上拓宽改建为8车道,同时建设邯郸东南环,新建4车道。路段中扩容新线建设规模,石家庄段8车道,邯郸段4车道。本文对石安高速公路改扩建工程总体扩建方案的研究有一定的实践意义,为国内运营高速公路改扩建工程总体扩建方案的选择提供了十分有益的研究和现实意义。

关键词：高速公路改扩建建设方案扩建方案扩容方案

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泰戈尔《漂泊之鸟》的翻译伦理与策略

名作欣赏 2019年第23期 166-168页

作者：师杰山西大同大学外国语学院

本文探讨了印度诗人泰戈尔的诗集Stray Birds的题名翻译,认为在"忠实"这一千古不易的翻译伦理指导下,《漂泊之鸟》是恰当之选。另就《漂泊之鸟》的翻译策略提出如下建议,译者应在保证原文精神依然故我的前提下,尽量使译文形意相得、三... 详细信息

本文探讨了印度诗人泰戈尔的诗集Stray Birds的题名翻译,认为在"忠实"这一千古不易的翻译伦理指导下,《漂泊之鸟》是恰当之选。另就《漂泊之鸟》的翻译策略提出如下建议,译者应在保证原文精神依然故我的前提下,尽量使译文形意相得、三美合一,译文形式可与原文各美其美,美美与共,必要的时候,也可以以古译新。若如此,《漂泊之鸟》仍将会在中华大地振翅高飞,撒播印度文学的种子。

关键词：《漂泊之鸟》翻译策略形意相得三美合一以古译新

红细胞生成性原卟啉病并发肝脏病变三例临床病理特征观察

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中华病理学杂志 2017年第10期46卷 704-707页

作者：师杰李晓青卢朝辉中国医学科学院北京协和医学院北京协和医院病理科 100730 中国医学科学院北京协和医学院北京协和医院消化内科 100730

目的探讨红细胞生成性原卟啉病（erythropoietic protoporphyria，EPP）并发肝脏病变的临床及肝脏病理学改变。方法回顾性分析2011年7月至2014年8月3例EPP并发肝脏病变的临床资料及穿刺组织病理资料，并结合相关文献进行复习。结果3例... 详细信息

目的探讨红细胞生成性原卟啉病（erythropoietic protoporphyria，EPP）并发肝脏病变的临床及肝脏病理学改变。方法回顾性分析2011年7月至2014年8月3例EPP并发肝脏病变的临床资料及穿刺组织病理资料，并结合相关文献进行复习。结果3例患者均以持续性腹痛难以缓解入院．伴明显黄疸及肝功能异常等，影像学提示肝脏体积均匀性增大；病理检查示肝细胞体积弥漫性增大．胞质粉染颗粒状或泡沫状；在部分肝细胞胞质内、Kuffer细胞胞质内、肝细胞间的微胆管内及部分扩张的肝窦内均可见棕黄色颗粒状及棕褐色浓缩的块状物质沉积，其大小不等、分布不均；在偏光显微镜下可呈现红色双折光及特征性的中央黑色十字架结构（马耳他十字，Maltese Cross）。此外，肝组织内还可见肝索肿胀、拥挤、部分肝细胞点灶状坏死及脂肪样变性，汇管区可见散在、灶性淋巴细胞浸润伴纤维组织增生及汇管区小胆管增生等非特异性改变，未见胆管管腔明显扩张。结论充分了解和认识EPP并发肝脏病变的临床及肝脏病理学改变，有助于我们在临床实践中筛查出那些以腹部症状为主要表现的卟啉病患者，使其尽早得到有效的治疗。

关键词：原卟啉病红细胞生成性活组织检查针吸诊断鉴别