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面向高速分拣的新型四自由度并联机器人关键技术研究

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面向高速分拣的新型四自由度并联机器人关键技术研究

作者：范孝男中北大学

学位级别：硕士

随着“中国制造2025”的不断推进,越来越多的机器人被应用到工作强度大、危险系数高的工业生产环节。时下严峻的新冠疫情防疫形势也在一定程度上加剧了工业制造向工业智造的转变速度,使得工业生产的智能化不断加强,机器视觉赋能下的并... 详细信息

随着“中国制造2025”的不断推进,越来越多的机器人被应用到工作强度大、危险系数高的工业生产环节。时下严峻的新冠疫情防疫形势也在一定程度上加剧了工业制造向工业智造的转变速度,使得工业生产的智能化不断加强,机器视觉赋能下的并联机器人技术在装备加工、电子制造、食品包装和物流仓储等领域得到了蓬勃发展。众多应用场景中都涉及到的目标定位抓取问题,也成了并联机器人技术应用的重点研究内容之一。本文以新构型NIMTE并联机器人为研究对象,在对其机器人本体运动学分析的基础之上,研究分拣应用中需要解决的运动规划、末端执行器控制和抓放策略等关键问题;针对动态分拣应用场景,结合双目相机实时定位研究给出相应的算法方案,设计和开发并联机器人控制软件实现以上技术的落地和应用,结合兵器工程专业,探讨其在兵工自动化中的潜在应用价值。主要研究内容如下:运动学分析方面:首先,从三维模型出发,介绍了NIMTE并联机器人的工作原理,并建立了简化的数学模型;然后,基于Po E和几何法推导了正、逆运动学的数学形式;接着,基于正运动学对时间微分进行速度分析,得到雅克比矩阵和不发生位置奇异的约束条件;最后,基于逆运动学和空间搜索法进行工作空间分析,在y=l0/2剖面上,工作空间体积为0.61m/rad。抓放应用研究方面:首先,基于P&P问题分析,引出需解决的运动规划、末端执行器自动控制和抓取策略三个关键问题;然后,基于矩形路径规划工作空间运动、基于S曲线加减速规律规划关节空间运动,并在运动控制卡功能约束下,完成运动规划;接着,基于电机位置反馈设计末端执行器控制算法,设置位置判定阈值为5mm;最后,基于Leica激光跟踪仪和Spatial Analyzer空间分析软件分析传送带速度,并设计拦截式抓取策略,设置时间判定阈值为50ms。双目相机静态定位方面:首先,基于测量原理和并联机器人项目需求,完成相机选型和平台搭建;然后,基于MATLAB标定工具箱,进行相机标定试验,平均标定误差在0.06 pixel左右;接着,基于Open CV开源库设计图像处理和定位计算算法;最后,通过静态定位实验和误差分析,取得绝对误差±2mm和相对误差0.24%的静态定位精度。双目相机动态定位方面:在静态定位研究的基础上开展动态定位研究。首先,基于背景分割算法和标准差公式,完成目标检测;然后,通过等效相机模型优化计算效率,节省了2/3的计算时间,通过GPU硬件加速,使单张图像处理时间降至16ms,并设计了多线程算法,使得计算效率进一步提升;接着,基于Leica激光跟踪仪和双目相机静态定位进行手眼标定实验,解决了现有Open CV和标定板手眼标定方案不适用少自由度并联机器人的问题;最后,基于C++和MFC对话框架构,结合HIK SDK和Open CV等第三方工具包,开发了双目相机定位软件。通过动态定位实验和误差分析,物体以150mm/s运动时,取得绝对误差±4mm和相对误差0.48%的动态定位精度。控制软件设计与开发方面:首先,基于上述研究与算法设计,结合并联机器人控制系统硬件组成,展开控制软件需求分析,并完成软件架构设计。然后,基于ADLINK AMP204C运动控制卡函数库完成核心模块的开发,基于C++和MFC对话框架构完成定位软件接口和交互界面的开发;最后,结合相机定位软件和机器人控制软件进行NIMTE并联机器人动态抓取实验,对于运动速度50mm/s的物体的综合抓取成功率约为90.7%,为该构型并联机器人的后续研究提供参考。

关键词：并联机器人动态分拣运动规划双目视觉物品定位控制软件

可视化知识图谱视角下的中学化学课堂观察研究分析

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化学教育（中英文） 2021年第9期42卷 95-96页

作者：张四方李孝男安徽师范大学化学教育研究所安徽芜湖241000 安徽师范大学附属萃文中学安徽芜湖241000

1问题的提出课堂观察作为一种专业课堂评价技术,它借助于一定的观察工具,通过有目的、有指向、系统地诊断当前课堂教学中存在的问题,帮助教师增进化学学科理解,提升课堂教学能力,促进教师专业化发展,为学习策略选择、学习方式转变提供... 详细信息

1问题的提出课堂观察作为一种专业课堂评价技术,它借助于一定的观察工具,通过有目的、有指向、系统地诊断当前课堂教学中存在的问题,帮助教师增进化学学科理解,提升课堂教学能力,促进教师专业化发展,为学习策略选择、学习方式转变提供有力依据。查阅相关文献发现,当前化学课堂观察研究文献不在少数,但通过定量手段分析研究进展与现状的文献几乎没有涉及,据此本文利用Citespace这一量化分析工具对现有文献进行梳理,根据分析结果揭示当前国内中学化学课堂观察有哪些研究热点?研究趋势怎样?相关专家学者与机构在该领域有哪些重要研究成果?以期从全新视角分析该领域的研究热点及发展趋势,为化学教学研究提供参考。

关键词：课堂教学能力课堂评价教师专业化发展学习方式转变课堂观察重要研究成果化学教学量化分析

滞后序列分析视域下的高中化学高端备课师生互动行为研究

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化学教育（中英文） 2022年第5期43卷 84-90页

作者：李孝男周辰爽张四方安徽师范大学化学教育研究所安徽芜湖241000 安徽师范大学附属萃文中学安徽芜湖241000

为揭示"高端备课"项目下教师与学生行为互动的关键特征,研究采用视频分析法及滞后序列分析法(LSA)对2019年高端备课项目中"离子反应"课堂中的师生交互行为、比率、教师语言、师生操作技术以及教师与学生之间的交互行为等进行量化与质性... 详细信息

为揭示"高端备课"项目下教师与学生行为互动的关键特征,研究采用视频分析法及滞后序列分析法(LSA)对2019年高端备课项目中"离子反应"课堂中的师生交互行为、比率、教师语言、师生操作技术以及教师与学生之间的交互行为等进行量化与质性分析。研究发现,高端备课更加关注学生对于本源性认识问题的科学认识逻辑,以传授核心观念建构以及基于学生认识发展为本为理念,由知识解析为本向促进学生认识发展转变,通过师生思维不断碰撞的过程促进学生知识迁移与应用,为常态化课堂优化提供了参考路径。

关键词：高端备课高中化学课堂观察滞后序列分析

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论初中生成长型思维模式的培养

论初中生成长型思维模式的培养

作者：陈孝男华中师范大学

学位级别：硕士

根据美国著名心理学家卡罗尔·德韦克的研究,人的思维模式可以分为固定型和成长型两类。拥有成长型思维模式的人相信能力可以改变,可以通过努力和学习来发展能力,并且能够为克服困难而努力奋斗。成长型思维模式具有强烈的“成长”色彩,... 详细信息

根据美国著名心理学家卡罗尔·德韦克的研究,人的思维模式可以分为固定型和成长型两类。拥有成长型思维模式的人相信能力可以改变,可以通过努力和学习来发展能力,并且能够为克服困难而努力奋斗。成长型思维模式具有强烈的“成长”色彩,表现出倾向发展的观念、取向积极的情绪、正面应对的行动和开放性的学习选择等特点。成长型思维模式具有促进个人积极地评估自己的能力、生成坚忍不拔的精神、满意复杂且充满挑战性的工作、尽力拓展自我、营造合作氛围等多方面的教育价值。调查和测量结果显示:初中生与家长和教师的思维模式得分波动一致;大部分初中生拥有成长型思维模式,少部分学生拥有固定型思维模式;初一年级学生的成长型思维模式比初二年级学生更强。就初中生成长型思维模式的培养而言,目前存在的主要问题是:家长和教师对成长型思维模式知之甚少导致培养成长型思维模式的意识薄弱,现实生活中缺乏战胜困难和挫折的必胜信念和有效策略,教育实践中给学生反馈的主要是升学和应试信息,缺少给学生关于能力、努力和发展方向的指导。出现这些问题的原因在于家长和教师对成长型思维模式的认知不足,教育教学活动主要局限于与应试相关的学科。要加强初中生成长型思维模式的培养,家长和教师要利用初中生在自我意识发展第二个飞跃期所面临的挑战和困难,鼓励学生确立成长型目标并追求成功;改造环境,营造相信改变、支持努力自我提升的学习环境;善于反思和甄别,动态地搜集、传递可供行动参考的有价值的信息;个体、家庭、学校和社会都应更多地从增值视角给予反馈、增进合作,强化过程性评价,给予学生更多的成长空间。

关键词：初中生成长型思维模式培养

涉黑案件财产处置应当把握的重点——以陕西省西安市检察机关办理葛某某等人涉黑案“打财断血”实践为视角

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人民检察 2021年第6期 72-74页

作者：温鸿沛李孝男陕西省西安市人民检察院第一检察部

黑社会性质组织犯罪案件涉案财产权属混同,法律关系交织的现象普遍存在,且往往因黑社会性质组织存续时间较长、财产流转方向复杂,导致取证困难,财产处置难度极大。为最大限度摧毁黑恶势力的经济基础,遏制黑恶势力死灰复燃,2019年最高人... 详细信息

黑社会性质组织犯罪案件涉案财产权属混同,法律关系交织的现象普遍存在,且往往因黑社会性质组织存续时间较长、财产流转方向复杂,导致取证困难,财产处置难度极大。为最大限度摧毁黑恶势力的经济基础,遏制黑恶势力死灰复燃,2019年最高人民检察院、最高人民法院、公安部、司法部颁布了《关于办理黑恶势力刑事案件中财产处置若干问题的意见》(以下简称《意见》)。

关键词：黑社会性质组织黑恶势力刑事案件检察机关财产处置涉案财产取证困难最大限度

基于“课堂观察分析APP”的化学课堂观察课例研究--以SO_(2)与AgNO_(3)溶液反应为例

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教育与装备研究 2022年第9期38卷 17-22页

作者：张四方李许丽李孝男安徽师范大学化学教育研究所安徽师范大学附属萃文中学

课堂观察正在变革传统听评课教研文化。为帮助化学教师课堂观察能快速上手、上路,文中以课堂观察分析APP为工具,结合公开发表的SO_(2)与AgNO_(3)优质课例与视频,完整呈现了化学课堂观察的课例分析过程。该课堂观察软件APP综合了S-T教学... 详细信息

课堂观察正在变革传统听评课教研文化。为帮助化学教师课堂观察能快速上手、上路,文中以课堂观察分析APP为工具,结合公开发表的SO_(2)与AgNO_(3)优质课例与视频,完整呈现了化学课堂观察的课例分析过程。该课堂观察软件APP综合了S-T教学分析法、记号体系分析法、弗兰德斯互动分析系统三种方法,是一款专业、实用且操作简便的课堂评价工具。通过对SO_(2)与AgNO_(3)进行课例分析,轻松得到了客观、量化分析的各类教学数据和图表,从而帮助教师更精准、科学的评价和改进课堂教学。

关键词：听评课课堂观察 APP 教师行为学生行为

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担保情状下“骗取”贷款的认定

中国检察官 2016年第20期 10-13页

作者：温鸿沛李孝男陕西省西安市人民检察院 710016

出卖方为拓展业务自愿为买受人提供担保,促成买受人向银行贷款时,如果买受人提供虚假证明文件,出卖方不承担担保责任,从而致使银行到期债务不能受偿的,对买受人应认定为合同诈骗罪。

关键词：合同诈骗骗取贷款因果关系

Z-CoS_(2)-MoS_(2)/rGO的合成及电化学储锂性能

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浙江大学学报（工学版） 2022年第1期56卷 152-160页

作者：姜孝男徐刚陈卫祥浙江大学化学系浙江杭州310027

为了研发比容量高和循环性能稳定的电化学储锂电极材料,用二甲基咪唑钴(ZIF-67)作为Co源前驱体,通过一步水热法制备Z-CoS_(2)-MoS_(2)/rGO(还原氧化石墨烯)复合材料,研究微观结构和电化学储锂性能.结果表明,与采用CoCl2作为钴源制得的Co... 详细信息

为了研发比容量高和循环性能稳定的电化学储锂电极材料,用二甲基咪唑钴(ZIF-67)作为Co源前驱体,通过一步水热法制备Z-CoS_(2)-MoS_(2)/rGO(还原氧化石墨烯)复合材料,研究微观结构和电化学储锂性能.结果表明,与采用CoCl2作为钴源制得的CoS_(2)-MoS_(2)/rGO相比,Z-CoS_(2)-MoS_(2)/rGO复合材料中CoS_(2)粒子有着更加细小和较均匀的粒径,很好地分散在MoS_(2)和rGO表面,形成了相应的异质结构.作为电化学储锂电极材料,Z-CoS_(2)-MoS_(2)/rGO的可逆比容量可以达到1092 mA·h/g,经900次循环后在500 mA/g电流密度下保持了941 mA·h/g的储锂可逆比容量,显示了稳定的充放电循环性能.Z-CoS_(2)-MoS_(2)/rGO优异的电化学储锂性能主要归因于该双金属硫化物复合材料具有较多的电化学储锂电极反应电对以及复合材料中CoS_(2)纳米颗粒、MoS_(2)纳米片和rGO之间均匀的复合及所形成的异质结构.

关键词：金属硫化物复合材料二甲基咪唑钴二硫化钴二硫化钼电化学储锂

Z-CoS;-MoS;/rGO的合成及电化学储锂性能

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浙江大学学报(工学版) 2022年

作者：姜孝男徐刚陈卫祥浙江大学化学系

为了研发比容量高和循环性能稳定的电化学储锂电极材料，用二甲基咪唑钴（ZIF-67）作为Co源前驱体，通过一步水热法制备Z-CoS;-MoS;/rGO（还原氧化石墨烯）复合材料，研究微观结构和电化学储锂性能.结果表明，与采用CoCl;作为钴源制得的...

为了研发比容量高和循环性能稳定的电化学储锂电极材料，用二甲基咪唑钴（ZIF-67）作为Co源前驱体，通过一步水热法制备Z-CoS;-MoS;/rGO（还原氧化石墨烯）复合材料，研究微观结构和电化学储锂性能.结果表明，与采用CoCl;作为钴源制得的CoS;-MoS;/rGO相比，Z-CoS;-MoS;/rGO复合材料中CoS;粒子有着更加细小和较均匀的粒径，很好地分散在MoS;和rGO表面，形成了相应的异质结构.作为电化学储锂电极材料，Z-CoS;-MoS;/rGO的可逆比容量可以达到1 092 mA·h/g，经900次循环后在500 mA/g电流密度下保持了941 mA·h/g的储锂可逆比容量，显示了稳定的充放电循环性能. Z-CoS;-MoS;/rGO优异的电化学储锂性能主要归因于该双金属硫化物复合材料具有较多的电化学储锂电极反应电对以及复合材料中CoS;纳米颗粒、MoS;纳米片和rGO之间均匀的复合及所形成的异质结构.

关键词：