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Fingerprint-inspired surface texture for the enhanced tip pinch performance of a soft robotic hand in lubricated conditions

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Friction 2023年第7期11卷 1349-1358页

作者： Tianze HAO huaping xiao Shuhai LIU Yibo LIU College of Mechanical and Transportation Engineering China University of Petroleum-BeijingBeijing 102249China

The core capabilities of soft grippers/soft robotic hands are grasping and *** present,most related research often improves the grasping and manipulation performance by structural *** soft grippers rely on compressive force and friction to achieve grasping,the influence of the surface microstructure is also *** types of fingerprint-inspired textures with relatively regular patterns were prepared on a silicone rubber surface via mold casting by imitating the three basic shapes of fingerprint patterns(i.e.,whorls,loops,and arches).Tribological experiments and tip pinch tests were performed using fingerprint-like silicone rubber films rubbing against glass in dry and lubricated conditions to examine their *** addition to the textured surface,a smooth silicone rubber surface was used as a *** results indicated that the coefficient of friction(COF)of the smooth surface was much higher than that of films with fingerprint-like textures in dry and water-lubricated *** surface with fingerprint-inspired textures achieved a higher COF in oil-lubricated *** the fingerprint-like films to the soft robotic fingers improved the tip pinch gripping performance of the soft robotic hand in lubricated *** study demonstrated that the surface texture design provided an effective method for regulating the grasping capability of humanoid robotic hands.

关键词： fingerprint-like patterns surface engineering soft hand tip pinch

Carbon quantum dots: An innovative additive for water lubrication

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Science China(Technological Sciences) 2019年第4期62卷 587-596页

作者： xiao huaping LIU ShuHai XU Quan ZHANG Hang College of Mechanical and Transportation Engineering China University of Petroleum-Beijing Institute of New Energy China University of Petroleum-Beijing

Water soluble carbon quantum dots(CQDs) were prepared and used as lubricant additives in deionized(DI) water. The impacts of CQDs on the tribological properties of water were evaluated for both Si_3N_4-on-steel and Si_3N_4-on-Si_3N_4 contacts. Experimental results show that the coefficient of friction(COF) reduced in the two types of tribopairs after the addition of *** reductions in COF were found to be 30% and 14% for the Si_3N_4-steel and Si_3N_4-Si_3N_4 contacts, respectively. In terms of wear behaviors, the CQDs notably improved tribofilm formation on the Si_3N_4 disk surface for the Si_3N_4-Si_3N_4 contacts,confirming that the nanoparticles increase friction while providing better protection from wear. This research will help to expand the application of CQDs as promising additives in water-based lubricants.

关键词： carbon quantum dot water lubrication lubricant additives ceramic tribopairs

Spatial evolution of friction of a textured wafer surface

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Friction 2013年第1期1卷 92-97页

作者： huaping xiao Ke WANG Grant FOX Michel BELIN Julien FONTAINE Hong LIANG Mechanical Engineering Texas A&M UniversityCollege StationTexas 77843USA Materials Science and Engineering Texas A&M UniversityCollege StationTexas 77843USA Ecole Centrale de Lyon/CNRS-UMR 5513 France

Mechanical failure of integrated circuits and micro-electro-mechanical systems(MEMS)demands new understanding of friction in small *** present research,we demonstrated an in situ approach to measure sliding friction of a patterned surface composing multi-materials and *** effects of materials and surface morphology on friction and electrical contact resistance were *** material transfer at the interface of dissimilar materials was found to play dominating roles in *** current work provides important insights from the fundamentals of friction that benefit the design of new micro-devices.

关键词： micro-electro-mechanical systems(MEMS) patterned wafers friction transfer wear electrical contact resistance

Single-gait crawling robot:A solution for improving mobility and payload of soft locomotor via simple structure and easy control

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Science China(Technological Sciences) 2024年第11期67卷 3626-3628页

作者： MA Hao HAO TianZe MA JiChao SUN ZhenHao LI Xiang LIU YiBo xiao huaping LIU ShuHai College of Mechanical and Transportation Engineering China University of Petroleum-BeijingBeijing 102249China Tianjin Key Laboratory for Advanced Mechatronic System Design and Intelligent Control School of Mechanical EngineeringTianjin University of TechnologyTianjin 300384China National Demonstration Center for Experimental Mechanical and Electrical Engineering Education(Tianjin University of Technology) Tianjin 300384China

Motion performance,including movement speed,adaptability to various environments,and load-carrying capability,is crucial for soft crawling robots,tasked with field exploration and the transporting material in often complex and unstructured environments.A wide variety of soft crawling robots,which are driven by electricity[1],chemical power[2],and pressurized fluid[3]to move forward via cyclic deformation,have thus far been inspired by the mobile patterns of soft-bodied animals,such as worms[4],snake[5],octopus[6],*** performance of soft robots in terms of speed and load has developed impressively in recent years.

关键词： robot payload environments

“面向支部”:赣东北苏区党建工作的探索与启示

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江西师范大学学报(哲学社会科学版) 2024年第6期57卷 29-39页

作者：肖华平江西师范大学马克思主义学院江西南昌330022

被毛泽东称为“方志敏式革命根据地”的赣东北苏区,在中国革命史与中共党史上有非常特殊的地位。尤其是赣东北苏区探索形成的经典的、有特色的“面向支部”的党建实践,让苏区党组织真正成为群众革命斗争的核心。赣东北苏区“面向支部”... 详细信息

被毛泽东称为“方志敏式革命根据地”的赣东北苏区,在中国革命史与中共党史上有非常特殊的地位。尤其是赣东北苏区探索形成的经典的、有特色的“面向支部”的党建实践,让苏区党组织真正成为群众革命斗争的核心。赣东北苏区“面向支部”的党建实践,一是明确支部建设的中心任务是“成为群众革命斗争的核心”,二是将回乡知识分子的作用、书社和刊物的作用、党组织政治训练的作用有机融合,三是以有效的支部巡视来规范党的建设。赣东北苏区“面向支部”的党建实践和成功经验,对新时代的党建工作具有较强的借鉴意义。

关键词：面向支部赣东北苏区党的建设

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冷冻铸造技术制备仿贝壳层状结构陶瓷复合材料研究进展

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材料导报 2017年第13期31卷 99-112页

作者：张勋刘书海肖华平中国石油大学(北京)力学与储运工程学院北京102249

贝壳珍珠层是一种天然的层状结构复合材料,类似"砖和泥"的软硬相交替的层状分级组装结构赋予其优良的力学性能。通过对贝壳的珍珠层进行仿生研究,人们已利用不同技术如冷冻铸造技术等,制备了一系列仿生高强超韧层状复合材料,并且这些材... 详细信息

贝壳珍珠层是一种天然的层状结构复合材料,类似"砖和泥"的软硬相交替的层状分级组装结构赋予其优良的力学性能。通过对贝壳的珍珠层进行仿生研究,人们已利用不同技术如冷冻铸造技术等,制备了一系列仿生高强超韧层状复合材料,并且这些材料在航空航天、军事、民用及机械工程等领域表现出广阔的应用前景。首先介绍了贝壳珍珠层的结构性能,并对其断裂机制进行了阐述;然后综合介绍了冷冻铸造技术的发展历程、作用机理、控制因素、装置设计和总体工艺流程。在此基础上,对制备仿贝壳层状结构陶瓷复合材料的表观密度、多孔陶瓷的孔隙率进行介绍,综述了多孔陶瓷的性能、陶瓷/金属层状结构复合材料以及陶瓷/聚合物层状结构复合材料的特点和应用,最后分析和总结了在研究仿贝壳层状结构陶瓷复合材料过程中出现的问题,并对该复合材料的未来发展趋势做了一定的预测。

关键词：冷冻铸造技术层状结构仿生陶瓷复合材料贝壳珍珠层

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高可靠三电平逆变器构造方法研究

中国电机工程学报 2023年第10期43卷 3928-3937页

作者：王晓标肖华平牛晨晖姚中原肖华锋东南大学电气工程学院江苏省南京市210096 中国铁塔股份有限公司天津分公司天津市和平区300161 华能国际电力江苏能源开发有限公司江苏省南京市210000

文章针对中点钳位(neutral point clamped inverter,NPC)类逆变电路存在的直流电容短路风险提出一种高可靠三电平逆变电路构造方法。首先,详细分析NPC逆变电路存在的2类电容直通风险以及当前高可靠三电平逆变电路存在的不足,总结出构造... 详细信息

文章针对中点钳位(neutral point clamped inverter,NPC)类逆变电路存在的直流电容短路风险提出一种高可靠三电平逆变电路构造方法。首先,详细分析NPC逆变电路存在的2类电容直通风险以及当前高可靠三电平逆变电路存在的不足,总结出构造高可靠NPC逆变器的2条原则。并基于此原则介绍新型高可靠NPC逆变电路的构造过程,发明一种分裂电感型复合中点钳位逆变器(split inductor hybrid neutral point clamped inverter,SI-HNPC)。所得电路的所有输出桥臂均由二极管与开关管串联构成,而与电容串联的开关管回路中含有分裂电感,有效地避免直流电容直通短路问题。此外,电路采用开关管和二极管的混合钳位结构,保持电压应力减半的基础上也保持零电平续流模态多样性。详细分析所提SI-HNPC运行特性与防直通能力,并搭建仿真模型和试验样机验证新型电路工作原理的正确性和短路抑制能力的有效性。

关键词：高可靠三电平中点钳位分裂电感直通风险

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4种轴承钢在水基泥浆中摩擦学性能研究

机械工程学报 2018年第13期54卷 153-158页

作者：肖华平刘书海陈瑜王德国中国石油大学(北京)机械与储运工程学院

在油气井钻井过程中,大量井下工具在水基泥浆特殊环境中工作。井下工具中轴承部件工作条件苛刻,往往容易损坏,从而导致整个系统的失效。研究选取GCr15、9Cr18、G20CrNiMo、Cr4Mo4V等常用轴承钢为研究对象,制成盘销试样,在FALEX摩擦磨损... 详细信息

在油气井钻井过程中,大量井下工具在水基泥浆特殊环境中工作。井下工具中轴承部件工作条件苛刻,往往容易损坏,从而导致整个系统的失效。研究选取GCr15、9Cr18、G20CrNiMo、Cr4Mo4V等常用轴承钢为研究对象,制成盘销试样,在FALEX摩擦磨损试验机上模拟井下特殊工况,研究不同载荷、不同速度下试样的摩擦因数、磨斑直径及磨损形式。结果表明:水基泥浆中,当转速一定时,随载荷的增大GCr15、G20CrNiMo、Cr4Mo4V的摩擦因数变化不大,9Cr18的摩擦因数随载荷的增大而增大。当载荷一定时,GCr15、G20CrNiMo、Cr4Mo4V的摩擦因数随着转速升高而略微降低,9Cr18的摩擦因数整体上随转速的增大而增大。GCr15、G20CrNiMo和Cr4Mo4V的磨损形式主要为腐蚀磨损和磨粒磨损,但GCr15的腐蚀更严重。高速重载条件下(40 N,100 r/min),9Cr18的磨损形式由磨粒磨损转变为黏着磨损。

关键词：水基泥浆轴承钢摩擦学性能磨损

一种robot辅助拆零拣选方式设计及效率分析

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物流技术 2014年第4期33卷 211-213页

作者：肖华平李国志华东交通大学经济管理学院江西南昌330013 遂宁物流产业技术研究院四川成都610064

在多频次、多品种、小批量客户订单的特点下,提出robot辅助人工拆零拣选全新的拣选作业方式,然后构建了此种方式的效率模型,通过matlab对效率模型进行了仿真计算,同时与台车拣选方式的效率进行了比较,得出robot辅助人工拆零拣选方式可... 详细信息

在多频次、多品种、小批量客户订单的特点下,提出robot辅助人工拆零拣选全新的拣选作业方式,然后构建了此种方式的效率模型,通过matlab对效率模型进行了仿真计算,同时与台车拣选方式的效率进行了比较,得出robot辅助人工拆零拣选方式可以极大提高拣选效率,并节约人力成本投入的结论。

关键词：拣选效率 robot辅助拆零拣选巷道规划