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大型复杂锻件打磨路径的智能化规划方法

机械工程学报 2024年

作者：闫守鑫王伟苏鹏飞贠超北京航空航天大学机械工程及自动化学院

大型复杂锻件作为能源、船舶、交通等领域的主要承力构件，对后处理的尺寸精度和表面质量要求高，实现大型复杂锻件的自动化打磨是锻造行业亟待解决的共性难题。主要技术障碍之一是：大型复杂锻件存在较大的热变形、多种随机锻造缺陷，... 详细信息

大型复杂锻件作为能源、船舶、交通等领域的主要承力构件，对后处理的尺寸精度和表面质量要求高，实现大型复杂锻件的自动化打磨是锻造行业亟待解决的共性难题。主要技术障碍之一是：大型复杂锻件存在较大的热变形、多种随机锻造缺陷，难以自动生成打磨加工路径。首先提出了一种大型复杂锻件随机缺陷识别算法，通过随机采样一致性算法(Random sample consensus, RANSAC)与改进迭代最近点(Modified iterative closest point, M-ICP)算法相结合，对标准件点云与锻件点云进行配准，得到需要打磨的随机缺陷点云；接着，按照缺陷面积大小，对随机缺陷点云进行的分类，建立了打磨路径生成策略；然后，利用随机缺陷点云中的位置坐标信息，不需要CAD模型，直接生成了机器人打磨路径；最后，开展了大型复杂锻件的机器人打磨实验，实验结果表明：打磨路径智能化生成方法准确识别了随机锻造缺陷特征，正确规划了机器人打磨路径，提高了打磨效率和打磨质量，为大型复杂锻件后处理加工提供了技术方法。

关键词：缺陷识别智能化打磨路径规划大型复杂锻件

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重型燃气轮机排气温度研究

工程热物理学报 2024年第1期45卷 107-114页

作者：苏鹏飞赵世全方宇清洁高效透平动力装备全国重点实验室德阳618000 东方电气集团东方汽轮机有限公司德阳618000

本文针对某300 MW等级重型燃气轮机透平排气温度,构建了燃机性能计算模型,该模型除了包含常规燃机性能计算的功能外,加入了透平叶片材料、燃烧器OTDF&RTDF及叶片冷却流量对燃机性能的影响功能,应用该燃气轮机性能计算模型预测了L20A及M7... 详细信息

本文针对某300 MW等级重型燃气轮机透平排气温度,构建了燃机性能计算模型,该模型除了包含常规燃机性能计算的功能外,加入了透平叶片材料、燃烧器OTDF&RTDF及叶片冷却流量对燃机性能的影响功能,应用该燃气轮机性能计算模型预测了L20A及M701F3的燃机性能,排气温度的预测精度在3℃以内。分析了压气机压比、压气机效率、燃烧器压损、燃烧器出口温度分布、透平级数、透平效率、透平叶片材料及冷气流量等参数对透平排气温度的影响规律,结果显示压气机压比、燃烧器出口温度分布、透平级数及效率、透平叶片材料及冷气流量对燃机透平排气温度影响较大,其中又以透平级数的设计选择对排气温度影响最大。在燃机设计时需要考虑到这些关键影响因素,使排气温度最终达到综合最优。

关键词：重型燃机性能计算排气温度布雷顿循环

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坐立康复机器人的双目标轨迹综合设计

哈尔滨工程大学学报 2024年第5期45卷 974-981页

作者：苏鹏刘霖张力岳超李剑北京信息科技大学机电工程学院北京100192 国家康复辅具研究中心附属康复医院北京100176 北京邮电大学自动化学院北京100876

针对坐立功能障碍患者的康复训练问题,本文基于人体运动曲线的轨迹综合,设计了一种符合人机耦合性的坐立康复训练机器人。通过光学动作捕捉实验,采集人体坐立运动轨迹,选择以大腿运动轨迹作为机器人的设计目标;在六杆机构模型的基础上,... 详细信息

针对坐立功能障碍患者的康复训练问题,本文基于人体运动曲线的轨迹综合,设计了一种符合人机耦合性的坐立康复训练机器人。通过光学动作捕捉实验,采集人体坐立运动轨迹,选择以大腿运动轨迹作为机器人的设计目标;在六杆机构模型的基础上,基于双目标轨迹发生综合法,以大腿上近髋点与近膝点的轨迹作为机构复现的双目标轨迹,进行机构数学模型的分析计算,得出该六杆机构可实现空间内多组位置的精确轨迹综合;建立机器人三维模型,对其关键部件进行静力学仿真分析以及虚拟样机的运动仿真,验证机器人设计的可行性;进行了机器人辅助坐立实验,采集膝、髋关节的运动曲线,膝、髋关节轨迹最大偏移误差分别为12%、5.8%,整体拟合程度较好,表明所设计的机器人具有较好的人机运动协同特征。

关键词：坐立康复机器人运动曲线轨迹发生法人机协同

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退役锂离子电池回收工艺与再生技术现状

电池 2023年

作者：庞志博何亚群韦能苏鹏鑫中国矿业大学化工学院

作为新能源汽车的核心部件，锂离子电池的需求量与日俱增，随之而来的是退役锂离子电池的妥善处理问题。锂离子电池的资源化利用可以很大程度地缓解我国有价金属资源紧张的问题，同时为环境保护做出贡献。整理近年来针对退役锂离子电池... 详细信息

作为新能源汽车的核心部件，锂离子电池的需求量与日俱增，随之而来的是退役锂离子电池的妥善处理问题。锂离子电池的资源化利用可以很大程度地缓解我国有价金属资源紧张的问题，同时为环境保护做出贡献。整理近年来针对退役锂离子电池的回收利用及循环再生等方面的技术进展，总结各大企业正在投产的主要工艺，国内主要相关企业有格林美、邦普循环、华友钴业等，国外相关企业主要有欧洲Umicore、法国Recupyl等，国内外大多数企业倾向于使用机械破碎后火法湿法联合回收工艺进行工业生产，国外少数企业使用人工拆解、冷冻破碎或其特有的专利技术对黑粉进行回收利用的工艺。研究为退役锂离子电池的高效回收及再利用提供参考。

关键词：退役锂离子电池回收利用预处理金属分离湿法冶金循环再生工业生产

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家族性高胆固醇血症的表现型差异及机制

中国循证心血管医学杂志 2024年第2期16卷 244-247,252页

作者：蒋纯鑫李明苏鹏宇华北理工大学附属医院心内科唐山063000 华北理工大学生命科学学院唐山063210

随着我国人民生活水平的提高,血脂问题已成为严重影响居民健康的危险因素。截止2020年底,我国心血管病患病人数约3.3亿人。家族性高胆固醇血症(FH)作为一种遗传性疾病可严重影响血脂水平,其特征是出生时低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)极度升... 详细信息

随着我国人民生活水平的提高,血脂问题已成为严重影响居民健康的危险因素。截止2020年底,我国心血管病患病人数约3.3亿人。家族性高胆固醇血症(FH)作为一种遗传性疾病可严重影响血脂水平,其特征是出生时低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)极度升高,若不及时治疗可导致过早的动脉粥样硬化、心血管疾病,甚至死亡[1]。

关键词：家族性高胆固醇血症遗传性疾病心血管疾病心血管病动脉粥样硬化低密度脂蛋白胆固醇危险因素及时治疗

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基于多特征增强的手部姿态估计方法

计算机工程与应用 2024年第6期60卷 207-213页

作者：奉鑫鑫高曙武汉理工大学计算机与人工智能学院武汉430070

手部姿态估计是计算机视觉研究的重要方向之一,在人机交互、虚拟现实、机器人控制等应用领域发挥着重要作用。针对目前手部姿态估计存在特征表示方法单一性的问题,提出手部关键点连接关系特征构建方法与基于手部运动语义关系的关键点特... 详细信息

手部姿态估计是计算机视觉研究的重要方向之一,在人机交互、虚拟现实、机器人控制等应用领域发挥着重要作用。针对目前手部姿态估计存在特征表示方法单一性的问题,提出手部关键点连接关系特征构建方法与基于手部运动语义关系的关键点特征聚合增强方法,提高手部特征表达与信息共享能力;针对手部目标检测与图像分割等预处理方法中存在的遮挡性问题,设计手部轮廓特征提取方法,提高预处理效果;基于所提出的多特征表示与增强方法,构建了一个基于全卷积结构的深度学习神经网络模型,避免直接回归计算3D姿态信息导致的空间信息丢失问题,从而有效提高了3D手部姿态估计精度。在DO、ED、RHD等多个数据集上与SOTA模型相比,均取得了竞争性的效果,且平均AUC结果达到了93.3%,说明所提出的方法也具有较好普适性。

关键词： 3D手部姿态估计特征增强卷积神经网络全卷积神经网络

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热带气旋多致灾因子综合风险评估研究进展

水利水电技术(中英文) 2024年

作者：陶凯廖新利苏鹏徐伟北京师范大学环境演变与自然灾害教育部重点实验室应急管理部-教育部减灾与应急管理研究院北京师范大学地理科学学部

【目的】热带气旋伴随的大风、暴雨及引发的风暴潮、洪涝等致灾因子，为热带气旋风险评估带来了极大的挑战。针对当前热带气旋多致灾因子综合风险评估方法不一的问题，【方法】通过文献分析方法，阐述了热带气旋多致灾因子间的相互关系... 详细信息

【目的】热带气旋伴随的大风、暴雨及引发的风暴潮、洪涝等致灾因子，为热带气旋风险评估带来了极大的挑战。针对当前热带气旋多致灾因子综合风险评估方法不一的问题，【方法】通过文献分析方法，阐述了热带气旋多致灾因子间的相互关系，并对热带气旋多致灾因子的危险性、承灾体脆弱性和风险评估研究现状进行了梳理。【结果】结果表明：综合考虑热带气旋多因子复合链生关系的定量化风险评估方法极为缺乏，如何降低气候变化背景下未来热带气旋风险评估结果的不确定是当前的一个难点。【结论】未来可以在厘清热带气旋多致灾因子复杂关系的基础上，基于大数据和机器学习等计算机手段，从机理角度研制热带气旋多致灾因子复合链生关系的承灾体损失和风险量化模型，从而实现热带气旋多致灾因子损失和风险的精准和量化评估，为应急管理和风险防范提供重要支撑。

关键词：热带气旋风险评估多灾种灾害链降水气候变化极端暴雨致灾因子

吸气式电推进系统进气道性能数值研究与可行性分析

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航空学报 2024年

作者：苏鹏辉靳旭红姚雨竹程晓丽中国航天空气动力技术研究院中国航天科技集团有限公司航天飞行器气动热防护实验室清华大学航天航空学院

针对上层大气层吸气式电推进系统进气道的宽范围设计难题，采用直接模拟Monte Carlo方法对进气道内部流动问题进行了系统的数值模拟，考虑进气道几何外形和气固相互作用(gas-surface interaction, GSI)的影响，从气体动理论的角度阐明... 详细信息

针对上层大气层吸气式电推进系统进气道的宽范围设计难题，采用直接模拟Monte Carlo方法对进气道内部流动问题进行了系统的数值模拟，考虑进气道几何外形和气固相互作用(gas-surface interaction, GSI)的影响，从气体动理论的角度阐明了其作用机理，并开展了进气道的性能评估和可行性分析。结果表明，对于GSI为完全漫反射的情形，内凹型进气道的汇聚作用导致其气体压力和质量通量最大，且高压区域最靠近电离加速段；内凸型的发散作用导致其气体压力和质量通量最小，且高压区远离电离加速段。对于GSI适应系数σ为0.5的情形，由于气体分子在内凹型压缩段类抛物面发生镜面反射后的汇聚作用，压缩比和质量通量在电离加速段的类焦点位置存在局部峰值。GSI适应系数的降低能明显提高进气道的压缩性能和收集性能，σ从1降低到0.5导致电离加速段的压缩比升高85%～125%，收集效率增大55%～77%。无论GSI为完全漫反射还是部分漫反射部分镜面反射，内凹型进气道的压缩性能和收集性能最好，在电离效率和排气速度的合理假设下，对于180 km的飞行高度，适应系数σ=0.5的内凹型进气道产生的推力大于阻力，因此在概念上是可行的。

关键词：上层大气层吸气式电推进进气道设计气固相互作用气体压缩和收集

基于二维磁光阱的增强型^(199)Hg冷原子团制备

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物理学报 2024年第1期73卷 140-148页

作者：余泽鑫刘琪鑫孙剑芳徐震中国科学院上海光学精密机械研究所量子光学重点实验室上海201800 中国科学院大学北京100049

在精密测量领域中,高效地制备冷原子团具有重要的意义.在光晶格钟里,缩短冷原子团的制备时间可以降低Dick噪声,从而提高光晶格钟的稳定性.本文采用二维磁光阱加推送光的构型提高了三维磁光阱在超高真空环境中的装载率,并通过压缩磁光阱... 详细信息

在精密测量领域中,高效地制备冷原子团具有重要的意义.在光晶格钟里,缩短冷原子团的制备时间可以降低Dick噪声,从而提高光晶格钟的稳定性.本文采用二维磁光阱加推送光的构型提高了三维磁光阱在超高真空环境中的装载率,并通过压缩磁光阱技术降低了原子团温度,实现了用于^(199)Hg光晶格钟的增强型冷原子团制备.实验上通过优化三维和二维磁光阱的失谐量和磁场梯度以及推送光的失谐量和功率等参数,将三维磁光阱的^(199)Hg冷原子装载率增强了51倍,提升至3.1×10^(5)s^(–1),然后使用压缩磁光阱技术将^(199)Hg冷原子团的温度降低至45μK,低于多普勒冷却理论温度.这种基于二维磁光阱的增强型冷原子团制备可在超真空环境下实现对三维磁光阱装载率的高增益,有效地缩短了冷原子团的制备时间,同时也降低了原子团的温度,有利于提高光晶格的转移效率,为其他冷原子实验中冷汞原子团制备提供了有效方案.

关键词：汞原子光晶格钟激光冷却二维磁光阱