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刚柔复合软指夹爪的设计与制作

机械设计与制造 2024年

作者：雷亚雄高宏力郭亮杨恺西南交通大学先进驱动节能技术教育部工程研究中心西南交通大学机械工程学院

针对当前软指夹爪在水平方向抓取物体时侧向形变量大、负载小的缺点，提出了一种在其软指限制层内复合弹性钢片的方案。分别进行了刚柔复合的单指设计与实物制作、二指集成设计与实物制作、微型气压控制器的设计，搭建了一个简单的测试... 详细信息

针对当前软指夹爪在水平方向抓取物体时侧向形变量大、负载小的缺点，提出了一种在其软指限制层内复合弹性钢片的方案。分别进行了刚柔复合的单指设计与实物制作、二指集成设计与实物制作、微型气压控制器的设计，搭建了一个简单的测试平台，使用三种不同直径的玻璃杯，对两种二指手爪进行了压强-负载实验和负载-倾斜度实验。对照结果显示:提出的这种方案改善了软指夹爪侧向受力情况、减小了抓取时的软指侧向形变角度，并提高了负载能力，取得了良好的效果。

关键词：软体机器人气压驱动刚柔复合机械爪

基于环带视觉扫描的墩柱结构表观病害攀爬检测作业机器人系统

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中国公路学报 2024年第2期37卷 40-52页

作者：王会峰杜浩高荣仝亚雄彭璐赵煜黄鹤长安大学电子与控制工程学院陕西西安710064 交通运输部公路科学研究所北京100088 长安大学公路学院陕西西安710064

针对现有爬壁机器人在高墩柱结构表观病害检测过程中存在的局限性,提出了一种基于环带视觉扫描的高墩柱结构表观病害攀爬检测作业机器人系统。首先,根据攀爬作业机器人的功能需求,设计了一种多足协同的攀爬检测作业机器人平台。其可通... 详细信息

针对现有爬壁机器人在高墩柱结构表观病害检测过程中存在的局限性,提出了一种基于环带视觉扫描的高墩柱结构表观病害攀爬检测作业机器人系统。首先,根据攀爬作业机器人的功能需求,设计了一种多足协同的攀爬检测作业机器人平台。其可通过上位机设定机器人作业过程中的运行参数,攀爬过程中利用安装在环形框架上的多个倾角传感器实时采集机器人的姿态信息,并通过所设计的系统算法实时校正其爬行姿态和精度。其次,设计了一种可搭载于作业平台的环形轨道及视觉扫描小车,其可携带工业相机、照明系统和高精度编码器实现对轨道方向的病害视觉扫描。最后,利用所采集的图像进行表观病害识别和测量,并以此为基础实现了表观病害的数字化档案。为测试验证其有效性,利用所搭建的样机,在西安广运桥和淮南寿春桥进行了现场试验,结果表明:本机器人系统可以实现墩柱结构的全域扫描,可以获取墩柱结构表观病害的高精度视觉图像,并能够准确地对其病害进行识别和量化,实现了墩柱结构表观病害的智能检测。

关键词：桥梁工程桥墩表观病害检测环形攀爬作业机器人机器视觉 FPGA 环带视觉扫描

提质增效背景下城市污水收集系统的碳排放特征与影响因素分析

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环境科学 2024年

作者：吴良洪程贞雄吴浩然郭茹蔡辰同济大学环境科学与工程学院福州市城市排水有限公司

在当今全球气候变化问题日益严峻的背景下，着眼于城市污水收集系统的碳排放问题，基于排放因子法和质量平衡的思路提出了一套城市污水收集系统运行阶段的碳核算方法.该方法考虑了排水管网中污染物生化反应产生的CH4，未收集污染物生化... 详细信息

在当今全球气候变化问题日益严峻的背景下，着眼于城市污水收集系统的碳排放问题，基于排放因子法和质量平衡的思路提出了一套城市污水收集系统运行阶段的碳核算方法.该方法考虑了排水管网中污染物生化反应产生的CH4，未收集污染物生化反应产生的CH4和N2O以及提升泵站等设备电耗产生的碳排放，并以案例城市2019～2022年运行数据为依据展开应用.结果显示，案例城市5个区域(I、II、III、IV和V区)污水收集系统的碳排放总量从2019年的50186 t下降至2022年的35134 t.I区和V区之和对总碳排放的贡献率接近70%，是排放最大的两个区域.排放活动方面贡献率最大的是未收集污染物的生化反应产生的CH4排放(40.3%～51.6%).在排放强度方面，不同区域碳排放强度由大到小依次为：V区(0.22 kg·m-3) > III区(0.19 kg·m-3) > IV区(0.17 kg·m-3) > II区(0.17 kg·m-3) > I区(0.10 kg·m-3).不同排放活动的碳排放强度由大到小依次为：未收集污染物生化反应产生的CH4排放强度(0.075 kg·m-3) > 排水管网中污染物生化反应产生的CH4排放强度(0.027 kg·m-3) > 未收集污染物生化反应产生的N2O排放强度(0.026 kg·m-3) > 电耗碳排放强度(0.025 kg·m-3).结果表明：①污水产生量、污水处理厂进水量、污水处理厂进水污染物浓度和耗电量的不同是污水收集系统碳排放总量表现出区域差异性的原因.②排放活动中未收集污染物生化反应产生的CH4排放强度较高，需要引起关注.③排水管网的提质增效行动有助于污水收集系统温室气体减排.

关键词：污水收集系统排水管网下水道碳排放温室气体提质增效

镧元素和氧化铝载体对于铁酸钴催化生长碳纳米管的影响

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材料科学与工艺 2024年

作者：李俊雄刘愚唐延洪李业军龚俊湖南科技大学机电工程学院中南大学粉末冶金研究院中南大学物理学院湖南博邦山河新材料有限公司

铁酸钴作为碳纳米管催化剂具有较高的催化活性，如何进一步提升铁酸钴催化生长碳纳米管的产率，是碳纳米管宏观制备研究的前沿热点。采用自蔓延溶胶凝胶法制备了铁酸钴催化剂并逐步掺杂硝酸镧、硝酸铝以实现表面修饰改性。针对不同的催... 详细信息

铁酸钴作为碳纳米管催化剂具有较高的催化活性，如何进一步提升铁酸钴催化生长碳纳米管的产率，是碳纳米管宏观制备研究的前沿热点。采用自蔓延溶胶凝胶法制备了铁酸钴催化剂并逐步掺杂硝酸镧、硝酸铝以实现表面修饰改性。针对不同的催化剂设置温度、时间梯度实验，通过化学气相沉积法制备碳纳米管，并采用XRD、SEM、TG等方法对催化剂和碳纳米管进行表征分析。结果表明，镧元素的添加能够降低催化剂的晶粒尺寸，有利于增大催化剂比表面积；氧化铝作为催化剂载体，能够有效增加活性位点，提高分散性，进而提高了催化剂的产率，并使得碳纳米管的平均管径减小。对铁酸钴催化剂的掺杂改性研究为宏量催化制备碳纳米管提供了新的思路和方法，同时为进一步的工艺优化提供了实验依据和理论支撑。

关键词：铁酸钴碳纳米管催化剂化学气相沉积法自蔓延溶胶凝胶法

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黏弹性液滴撞击超疏水表面的反弹行为研究

力学学报 2024年第6期56卷 1552-1562页

作者：刘永洪王意乐代明璐丁怡靳亚康陈龙泉电子科技大学物理学院成都611731

水滴撞击超疏水表面后通常会发生完全反弹.大量研究表明,通过在液滴中添加少量聚合物可有效抑制水滴的撞击反弹行为.尽管该方法已被广泛应用于工农业生产中,但对黏弹性液滴撞击反弹行为的抑制机理认识仍不够全面.采用高速摄影技术,开展... 详细信息

水滴撞击超疏水表面后通常会发生完全反弹.大量研究表明,通过在液滴中添加少量聚合物可有效抑制水滴的撞击反弹行为.尽管该方法已被广泛应用于工农业生产中,但对黏弹性液滴撞击反弹行为的抑制机理认识仍不够全面.采用高速摄影技术,开展了聚氧化乙烯(PEO)水溶液液滴撞击不同微纳复合结构超疏水表面的实验研究.研究结果表明:添加高分子可增强流体的黏弹性及其与表面的黏附作用,因而完全反弹行为仅发生在低PEO浓度液滴的撞击实验中,且随着超疏水表面微结构间距的增大,发生完全反弹的上限和下限韦伯数阈值均减小.在低韦伯数反弹区域,撞击液滴始终处在微结构顶部,因而接触时间随韦伯数的增加而减小,这与平整超疏水表面上的现象相似;在高韦伯数反弹区域,液体会部分浸润微结构表面,因而接触时间将随韦伯数的增加而增加.此外,所有反弹液滴的恢复系数随韦伯数的增加呈线性下降趋势,且下降速率随微结构间距的增大而减缓.基于界面力学和能量转换分析,对实验中观测到的黏弹性液滴撞击反弹动力学行为给予了定性解释.

关键词：超疏水表面黏弹性液滴撞击反弹表面润湿性非牛顿流体

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不同复杂度干扰影响下疏散标志搜索行为研究

安全与环境学报 2024年第6期24卷 2348-2356页

作者：李华刘航益朋洪亚萍王莉西安建筑科技大学资源工程学院西安710055 西安科技大学安全科学与工程学院西安710054

为分析不同复杂度干扰因素对疏散标志搜索的影响,招募33名志愿者进行疏散标志搜索眼动试验。组织被试者完成了3×3因素设计的疏散标志视觉搜索试验,并对眼动数据进行了非参数检验。结果显示:不同复杂度各类型干扰物对疏散标志搜索任务... 详细信息

为分析不同复杂度干扰因素对疏散标志搜索的影响,招募33名志愿者进行疏散标志搜索眼动试验。组织被试者完成了3×3因素设计的疏散标志视觉搜索试验,并对眼动数据进行了非参数检验。结果显示:不同复杂度各类型干扰物对疏散标志搜索任务均具有显著影响。在低复杂度水平中,物品类材料标志搜索用时最长;当复杂度增加至中等水平时,文字类、物品类材料标志搜索用时更长;至高复杂度时,图像类材料标志搜索用时更长。眼动数据分析显示,不同复杂度水平下,各类型材料眼动数据表现出显著差异。在低复杂度水平下,物品类材料注视点数量、扫视长度数据水平更高;在中复杂度水平下,文字类材料注视点数量、扫视长度明显增加;在高复杂度水平下,图像类材料注视点数量、扫视长度大幅增加,各注视点注视时长显著低于文字类、物品类材料。研究分析了不同复杂度水平各类型干扰因素对疏散标志搜索效率影响,分解了疏散人员视觉搜索眼动行为,可为提高疏散引导系统效能提供实证依据。

关键词：安全人体学视觉搜索眼动跟踪疏散标志干扰物复杂度