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综采工作面隔爆巡检机器人设计及工程实践

煤炭科学技术 2024年

作者：关士远北京天玛智控科技股份有限公司

针对目前由于综采工作面工况恶劣，本安型巡检机器人存在通过性差、防护能力弱、感知技术手段有限，不能实现常态化运行等问题，本文提出隔爆巡检机器人方案，以应对综采工作面严苛工作环境。分析了轨道式巡检机器人在该环境下遇到的三... 详细信息

针对目前由于综采工作面工况恶劣，本安型巡检机器人存在通过性差、防护能力弱、感知技术手段有限，不能实现常态化运行等问题，本文提出隔爆巡检机器人方案，以应对综采工作面严苛工作环境。分析了轨道式巡检机器人在该环境下遇到的三种典型的工况：爬坡、错切、扭转。基于轨道式巡检机器人遇到的三种典型工况，设计了一种具有多自由度的隔爆巡检机器人，该巡检机器人除具有视频感知手段外，还增加了激光slam实时建图能力，能提供精确的三维感知能力，并且其感知能力不受光照条件的影响，能在无光条件下使用。针对爬坡工况，采用履带式行走机构；针对错切工况，设计了具有前后两组差速驱动的行走机构，其具有主动转向功能；针对扭转工况，在车身中部增加了纵向转轴。为了对其进行有效的控制，确保其在综采工作面平稳运行，充分考虑其具有约束的特点，分析得出其具有轨迹及底盘约束的运动学模型。同时介绍了该巡检机器人的控制方法，依据激光slam所建的实时三维激光点云地图，提取参考轨迹，根据参考轨迹实时计算各个履带主动轮的速度给定。基于运动学模型，提出一种模型预测控制算法，采用主从控制策略，模型预测控制只在前组驱动实现，后组驱动的控制量根据前组的速度给定及约束计算得出。该控制算法在计算复杂度及实时性方面做了平衡，控制算法基于ROS系统实现。最后，通过充分的井下工业性实验，验证了该控制方法能有效地解决爬坡、错切、扭转等综采工作面的苛刻工况，能在综采工作面执行常态化巡检任务。

关键词：巡检机器人运动学模型差速驱动 slam 轨迹模型预测控制

基于卷积神经网络实现锥形束CT牙齿分割及牙位标定

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北京大学学报（医学版） 2024年第4期56卷 735-740页

作者：薄士仕高承志北京大学口腔医学院·口腔医院综合二科国家口腔医学中心国家口腔疾病临床医学研究中心口腔生物材料和数字诊疗装备国家工程研究中心北京100081 北京大学人民医院口腔科北京100044

目的:利用卷积神经网络实现基于锥形束CT(cone-beam computed tomography,CBCT)体素数据的牙齿实例分割和牙位标定。方法:本文所提出的牙齿算法包含三个不同的卷积神经网络,网络架构以Resnet为基础模块,首先对CBCT图像进行降采样,然后... 详细信息

目的:利用卷积神经网络实现基于锥形束CT(cone-beam computed tomography,CBCT)体素数据的牙齿实例分割和牙位标定。方法:本文所提出的牙齿算法包含三个不同的卷积神经网络,网络架构以Resnet为基础模块,首先对CBCT图像进行降采样,然后确定一个包含CBCT图像中所有牙齿的感兴趣区域(region of interest,ROI)。通过训练模型,ROI利用一个双分支“编码器-解码器”结构网络,预测输入数据中每个体素所对应的相关空间位置信息,进行聚类后实现牙齿的实例分割。牙位标定则通过另一个多类别分割任务设计的U-Net模型实现。随后,在原始空间分辨率下,训练了一个用于精细分割的U-Net网络,得到牙齿的高分辨率分割结果。本实验收集了59例带有简单冠修复体及种植体的CBCT数据进行人工标注作为数据库,对牙齿算法的预测结果使用实例Dice相似系数(instance Dice similarity coefficient,IDSC)用来评估牙齿分割结果,使用平均Dice相似系数(the average Dice similarity coefficient,ADSC)评估牙齿分割及牙位标定的共同结果并进行评定。结果:量化指标显示,IDSC为89.35%,ADSC为84.74%。剔除了带有修复体伪影的数据后生成了有43例样本的数据库,训练网络得到了更优良的性能,IDSC为90.34%,ADSC为87.88%。将得到的结果进行可视化分析,牙齿算法不仅可以清晰地分割出CBCT中牙齿的形态,而且可以对牙齿的分类进行准确的编号。结论:该牙齿算法不仅可以成功实现三维图像的牙齿及修复体分割,还可以准确标定所有恒牙的牙位,具有临床实用性。

关键词：卷积神经网络锥形束CT 牙齿实例分割牙位标定

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湿热环境下玻/碳纤维混杂复合材料梁阻尼特性的细观力学分析

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振动与冲击 2024年第1期43卷 202-211页

作者：邵士儒王洋孙双双青岛科技大学机电工程学院山东青岛266061

基于复合材料细观力学,利用能量耗散原理及宏观应变能法建立了湿热环境下玻/碳纤维混杂复合材料层合梁的阻尼预测模型。利用MATLAB软件编写了湿热环境下玻/碳纤维混杂复合材料损耗因子的计算程序,研究了纤维铺设角度、体积分数、铺层顺... 详细信息

基于复合材料细观力学,利用能量耗散原理及宏观应变能法建立了湿热环境下玻/碳纤维混杂复合材料层合梁的阻尼预测模型。利用MATLAB软件编写了湿热环境下玻/碳纤维混杂复合材料损耗因子的计算程序,研究了纤维铺设角度、体积分数、铺层顺序以及湿热效应对玻/碳纤维混杂复合材料层合梁阻尼性能的影响规律。结果表明:湿热环境导致材料产生湿热应变是影响阻尼特性的主要机理;玻/碳纤维混杂复合材料层合梁的损耗因子均随温度及吸水浓度的增大而增大,且温度的影响远大于吸水浓度的影响;纤维体积分数越高,受湿热影响程度越大;铺层角度对损耗因子影响远高于湿热、混杂方式、纤维体积分数的影响。

关键词：损耗因子玻/碳纤维混杂复合材料应变能法湿热效应细观力学分析

含钢率对GFRP管-钢骨混凝土组合构件抗冲击性能的影响

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爆炸与冲击 2024年第4期44卷 81-94页

作者：张海霞陈欢鞠士龙沈阳建筑大学土木工程学院辽宁沈阳110168

为了研究含钢率对GFRP(glass fiber reinforced polymer)管-钢骨混凝土组合构件抗冲击性能的影响,建立15个组合构件的数值模型,在验证模型正确的基础上,通过分析典型构件的冲击全过程、截面弯矩发展以及破坏时应变分布规律,研究构件在... 详细信息

为了研究含钢率对GFRP(glass fiber reinforced polymer)管-钢骨混凝土组合构件抗冲击性能的影响,建立15个组合构件的数值模型,在验证模型正确的基础上,通过分析典型构件的冲击全过程、截面弯矩发展以及破坏时应变分布规律,研究构件在侧向冲击荷载作用下的破坏模式;通过分析构件冲击力时程曲线、侧移时程曲线以及能量变化情况,探究含钢率对不同长细比构件抗冲击性能的影响。结果表明:与未配置钢骨的构件相比,GFRP管-钢骨混凝土构件的抗冲击承载力提高了7%~134%,侧向位移减小了13%~68%。在侧向冲击荷载作用下,构件的破坏模式以弯曲破坏为主,同时伴随着GFRP管和混凝土冲击区域的局部破坏,抗弯刚度是影响构件抗冲击性能的主要因素之一。构件的抗冲击承载力随着含钢率的增高而提高,随着构件长细比的增大而降低。含钢率相差1.5%时,截面惯性矩较大的窄翼缘型钢对构件的抗冲击性能更有利。对于长细比大于20的构件,钢骨耗能是组合构件总能耗的主要组成部分。

关键词： GFRP管-钢骨混凝土组合构件侧向冲击含钢率破坏模式

Cs_(2)(Ag∶Cu)BiBr_(6)双钙钛矿太阳能电池

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发光学报 2024年第4期45卷 662-670页

作者：曹士双王宝宁李林哈尔滨师范大学物理与电子工程学院光电带隙材料教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150000

采用水热法合成了Cu^(+)掺杂的Cs_(2)AgBiBr_(6)双钙钛矿并基于其制备了太阳能电池。通过紫外-可见光吸收光谱、荧光发射光谱、X射线光电子能谱、单色光量子效率光谱及光电流-电压曲线等手段对其光电性能进行探究。研究发现,Cu^(+)掺杂... 详细信息

采用水热法合成了Cu^(+)掺杂的Cs_(2)AgBiBr_(6)双钙钛矿并基于其制备了太阳能电池。通过紫外-可见光吸收光谱、荧光发射光谱、X射线光电子能谱、单色光量子效率光谱及光电流-电压曲线等手段对其光电性能进行探究。研究发现,Cu^(+)掺杂能够显著增强Cs_(2)AgBiBr_(6)粉末样品的光学吸收,但对于薄膜样品几乎没有效果,这是由于Cu相双钙钛矿在溶于二甲基亚砜的过程中会发生分解。实验结果表明,当Cu^(+)掺杂量较低时,太阳能电池的光电转化效率显著提升,这是由于Cu^(+)掺杂对Cs_(2)AgBiBr_(6)薄膜结晶过程的调控作用,微量Cu^(+)掺杂能够显著降低钙钛矿薄膜的缺陷态密度。最终,基于Cu^(+)掺杂的太阳能电池获得了最高1.93%的能量转化效率。

关键词： Cs2AgBiBr6 Cu+掺杂太阳能电池钙钛矿

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数字技术与“五位一体”深度融合中的安全风险及化解

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理论探讨 2024年第3期 46-54页

作者：庄国波赵士雅南京邮电大学社会与人口学院江苏南京210023

在数字技术与“五位一体”深度融合过程中,各领域存在不同类型的安全风险,这些风险具有破坏性及影响力更强、传播速度更快及辐射面更广、复杂性及不确定性更大等特点。其原因除了数字技术自身的发展过程中产生的问题,还包括数字安全体... 详细信息

在数字技术与“五位一体”深度融合过程中,各领域存在不同类型的安全风险,这些风险具有破坏性及影响力更强、传播速度更快及辐射面更广、复杂性及不确定性更大等特点。其原因除了数字技术自身的发展过程中产生的问题,还包括数字安全体系未完全建设到位、数字经济发展不平衡尚未解决、数字协同治理机制尚有待完善等因素。对于数字技术与“五位一体”深度融合中总体安全水平的提升,应遵从“围绕安全建设的目标,进行整体规划设计;鼓励多元主体参与,提升安全协同治理水平;针对具体的安全风险,实施精准的安全保障措施”的思路进行规划。

关键词：数字技术 “五位一体” 深度融合安全风险化解

感伤主义与情感政治——情感史视角下的20世纪40年代“文人电影”研究

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当代电影 2024年第2期 85-91页

作者：王士霖上海大学上海电影学院

有别于早期“社会派”“进步派”电影的乐观主义,以《新闺怨》《不了情》《哀乐中年》《小城之春》为代表的20世纪40年代“文人电影”,受感伤文化传统、主体审美意识及社会政治环境的复合影响,在情感表达上集感伤主义之大成。一种情感... 详细信息

有别于早期“社会派”“进步派”电影的乐观主义,以《新闺怨》《不了情》《哀乐中年》《小城之春》为代表的20世纪40年代“文人电影”,受感伤文化传统、主体审美意识及社会政治环境的复合影响,在情感表达上集感伤主义之大成。一种情感史的视野下,其不仅集中、群落、高峰式地形塑并构造了早期中国电影的感伤主义传统,而且对1949年以后的“文人电影”乃至更广阔意义上的中国电影创作都产生了重要的历史性影响。20世纪40年代“文人电影”在看似游离于政治意识形态之外的感伤表达背后,实则深隐着“审美有意识”与“政治无意识”二元并置的情感结构。总的来说,将情感史引入电影史研究,一方面为电影史研究提供了新方法论,另一方面也为其打开了新问题域。

关键词： 20世纪40年代 “文人电影” 情感史研究感伤主义情感政治

党的十八大以来我国中小学教师政策回溯与展望——基于政策“工具—要素”框架的分析

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中国远程教育 2024年第7期44卷 24-37页

作者：田士旭教育部普通高校人文社会科学重点研究基地北京师范大学教师教育研究中心北京100875

兴国必先强师,教师是教育发展的第一资源。党的十八大以来,伴随着教育强国战略的持续推进,我国中小学教师队伍建设进入一个新的历史发展阶段。研究基于政策工具理论的视角,构建出“政策工具类型—教师政策要素”理论分析框架,运用文本... 详细信息

兴国必先强师,教师是教育发展的第一资源。党的十八大以来,伴随着教育强国战略的持续推进,我国中小学教师队伍建设进入一个新的历史发展阶段。研究基于政策工具理论的视角,构建出“政策工具类型—教师政策要素”理论分析框架,运用文本计量和内容分析的方法,对党的十八大以来国家层面颁发的68份关于中小学教师队伍建设的政策文本进行了分析。研究发现,党的十八大以来国家推进中小学教师队伍建设的政策举措呈现出多元、全面、补短的特征,但总体上存在能力建设型政策工具使用过溢,政策工具在组合搭配上存在结构性失衡;教师政策要素主要集中于“能力素质”要素,政府的政策供给协调作用不充分;政策工具与教师政策要素的契合度有待提升等问题。在此基础上,提出对我国未来中小学教师政策体系的展望。

关键词：党的十八大中小学教师政策政策工具政策要素

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容肇祖哲学史研究的创新转化及其启示——以其对泰州学派的研究为中心

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哲学动态 2024年第4期 42-49页

作者：胡士颖中国社会科学院大学哲学院中国社会科学院哲学研究所

容肇祖治学涉及哲学、历史、思想史、文学史、文献学、民俗学等多个领域,很多成果在今天看来仍具有创造性和典范性。他在数十年的治学生涯中,通过年谱、评传、思想史、学术论文等形式,呈现出泰州学派丰富的人物、思想、学脉及其历史,表... 详细信息

容肇祖治学涉及哲学、历史、思想史、文学史、文献学、民俗学等多个领域,很多成果在今天看来仍具有创造性和典范性。他在数十年的治学生涯中,通过年谱、评传、思想史、学术论文等形式,呈现出泰州学派丰富的人物、思想、学脉及其历史,表现出治学笃实、超越前人、映照古今的学术特色。他研究泰州学派的历程、内容、特点及其成就,体现出近代以来中国知识分子对中国自主学术研究的积极探索,在努力挖掘中华文化深厚资源和文化重建等方面具有开拓性意义。

关键词：泰州学派创造性转化创新性发展