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Accurate manipulation of anthropomorphic robotic arm based on 3D human eye gazing with posture error compensation

Science China Technological Sciences 2025年

作者： Quanlin LI Xianzong WANG Jiaji MA Qianjun HUANG qizhi jiang Wenbin CHEN Caihua XIONG State Key Laboratory of Intelligent Manufacturing Equipment and Technology School of Mechanical Science and Engineering Huazhong University of Science and Technology Institute of Medical Equipment Science and Engineering Huazhong University of Science and Technology

As humans and robots work closer together than ever, anthropomorphic robotic arms with intuitive human-robot interaction interfaces have drawn massive attention to improving the quality of robot-assisted manipulation. In pursuit of this,we designed a dedicated 7-degrees-of-freedom (DoF) anthropomorphic robotic arm having three compact differential joints and a head-mounted gaze tracker enabling head-pose-tracked 3D gaze estimation. Moreover, two key challenges were addressed to achieve accurate robot-assisted manipulation of the object indicated by the direction of human gaze. First, a novel predictive pupil feature was proposed for 3D gaze estimation. Differing from most existing features subjected to the common paraxial approximation assumption, the proposed novel predictive pupil feature considered the light refraction at two corneal surfaces with a more realistic eye model, significantly improving the 3D gaze estimation accuracy when the eyeball rotates at large angles. Second, a novel optimization-based approach was developed to efficiently compensate for the posture errors of the designed 7-DoF anthropomorphic robotic arm for accurate manipulation. Compared with the existing Jacobian-based or optimization-based approaches with nominal joint values as iteration initial, the proposed approach computed the optimal iteration initial and realized faster convergence for real-time posture error compensation. With the posture error compensation in real time and 3D gaze estimated accurately, the human can command accurate robot-assisted manipulation using his eyes intuitively. The proposed system was successfully tested on five healthy subjects.

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一种新型V型节流槽式阻尼器的性能及结构设计

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工程建设 2024年第7期56卷 22-27页

作者：姜奇志重庆科技学院机械与动力工程学院重庆401331

传统单出杆式粘滞阻尼器受到大冲击时,其内部流体介质流经圆环缝隙或圆孔时流速极高,易发生空化而产生震动或噪音。本文提出了一种使用V型节流槽的单出杆式阻尼器,利用V型节流槽出口的导流特性以及变化的过流面积,增强阻尼器的稳定性及... 详细信息

传统单出杆式粘滞阻尼器受到大冲击时,其内部流体介质流经圆环缝隙或圆孔时流速极高,易发生空化而产生震动或噪音。本文提出了一种使用V型节流槽的单出杆式阻尼器,利用V型节流槽出口的导流特性以及变化的过流面积,增强阻尼器的稳定性及阻尼性能。为了验证该结构阻尼器应对大冲击时的流场稳定性能,利用ANSYS Fluent软件的RNGk-ε湍流模型对阻尼器V型节流槽内流场流动进行模拟,利用Mixture模型对流场内部空化现象进行模拟。结果表明:1)通过对比不同节流槽开度的情况,发现较大开度和较小开度情况下空化发生的位置以及范围均不同;2)通过对比节流槽开口角度大小,发现开口角度影响活塞壁面空化区域的位置;3)通过对比不同黏度的流体介质,发现使用介质的黏度对空化发生有着明显影响。

关键词：阻尼器 V型节流槽空化仿真

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中学体育教学改革成效的影响因素研究——以黔东南州五所高中为例

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凯里学院学报 2024年第3期42卷 119-124页

作者：蒋启芝贵州省天柱民族中学贵州天柱556600

本文通过文献综述和问卷调查,系统分析了影响中学体育教学改革成效的主要因素.研究结果表明,传统体育教育思想的惯性、教学改革的理论研究与实际教学实践的脱节、对新体育教育思想的误解、应试教育体制的影响以及体育教学资源配置不平... 详细信息

本文通过文献综述和问卷调查,系统分析了影响中学体育教学改革成效的主要因素.研究结果表明,传统体育教育思想的惯性、教学改革的理论研究与实际教学实践的脱节、对新体育教育思想的误解、应试教育体制的影响以及体育教学资源配置不平衡是当前中学体育教学改革面临的主要挑战.调查结果显示,这些因素共同制约了体育教学质量的提升.研究为深入理解中学体育教学改革的瓶颈问题提供了科学依据,并为未来的改革方向和措施提出了建议.

关键词：体育教学素质教育教学模式健康教育资源配置改革

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新课标背景下初中数学大概念教学策略探研

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成才之路 2024年第6期 112-115页

作者：姜启志广西贵港市港南区瓦塘镇第一初级中学广西贵港537119

新课标背景下的初中数学教学面临更多挑战,不仅要夯实学生知识基础,还要训练其数学思维。传统的“课时主义”存在碎片化教学问题,不利于学生对知识的整合与吸收。文章着眼大概念教学,论述大概念的内涵及确定策略,指出教师可基于大概念... 详细信息

新课标背景下的初中数学教学面临更多挑战,不仅要夯实学生知识基础,还要训练其数学思维。传统的“课时主义”存在碎片化教学问题,不利于学生对知识的整合与吸收。文章着眼大概念教学,论述大概念的内涵及确定策略,指出教师可基于大概念完善教学结构,制定教学目标,组织教学活动,优化作业设计,建立评价体系,以提高初中数学教学质量,提升学生数学核心素养。

关键词：新课标初中数学大概念教学策略教学质量核心素养

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代谢车间接测热法、公式推测法及人体成分测定法用于测定静息能量消耗的比较

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中华临床营养杂志 2018年第2期26卷 90-93页

作者：谢海雁于康安奇志姜鸿李冬晶中国医学科学院北京协和医学院北京协和医院保健医疗部 100730

目的比较公式预测及分人体成分测定仪估测的静息能量消耗（REE）与间接测热法测量的REE差异.方法招募从事轻体力劳动的健康志愿者,使用代谢车测定REE,并同时使用人体成分测定仪进行人体成分测定,推算REE;将上述结果与WHO推荐的Schofi... 详细信息

目的比较公式预测及分人体成分测定仪估测的静息能量消耗（REE）与间接测热法测量的REE差异.方法招募从事轻体力劳动的健康志愿者,使用代谢车测定REE,并同时使用人体成分测定仪进行人体成分测定,推算REE;将上述结果与WHO推荐的Schofield公式和Harris-Benedict （H-B）公式推测的REE结果进行比较.结果共纳入健康受试者30名,其中男性12名,平均年龄（37.8±7.4）岁（25～46岁）.女性18例,平均年龄（40.4±7.8）岁（26～52岁）.男性REE实测值为（1 848.33±155.01） kcal/d,与体质分析仪推算的结果和Schofield公式计算的结果相比差异无统计学意义,而与H-B公式计算结果相比,差异有统计学意义（P=0.003）;女性REE实测值为（1 294.44±134.23） kcal/d,与其他3种方法推测结果相比,差异有统计学意义（P分别为0.002、0.031、0.002）.代谢车实测的REE在男性中与体质量（P=0.033）和体脂百分数（P=0.036）有相关性,在女性中与身高和骨骼肌总量相关（P=0.003）.结论从事轻体力劳动的健康中青年女性选择代谢车间接测热法直接测定REE会更加准确,而在男性中除了间接测热法之外,还可以考虑使用WHO-Schofield公式与人体成分测定仪来预测REE值.

关键词：静息能量消耗间接测热法能量预测公式人体成分

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环形自激振气举泵提升性能试验研究

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流体机械 2024年第10期52卷 16-23页

作者：黄希循邓晓刚姜奇志汪朝晖重庆科技大学机械与动力工程学院重庆401331 武汉科技大学机械自动化学院武汉430081

为提高气举泵的提升效率,设计了一种带有振荡腔结构的新型气举泵,通过振荡腔对混合流的激励作用,增强气液混合物在提升管内的输运能力。计算了提升管内气液两相流流型随气相速度的变化规律,并通过试验对比分析振荡腔结构与无振荡腔结构... 详细信息

为提高气举泵的提升效率,设计了一种带有振荡腔结构的新型气举泵,通过振荡腔对混合流的激励作用,增强气液混合物在提升管内的输运能力。计算了提升管内气液两相流流型随气相速度的变化规律,并通过试验对比分析振荡腔结构与无振荡腔结构在不同浸没率下,排水量、峰值点位置、提升效率随着进气量增加的变化规律。结果表明:受提升管内流型变化的影响,排水量随着进气量增大存在先升后降的趋势;进气量75 m^(3)/h时,提升效率低于无振荡腔结构,最佳进气量范围在50~75 m^(3)/h之间;新型结构气举泵提升性能受进气量、浸没率影响,存在最佳工况,且在最佳工况范围内,相较于传统结构效率提高10%~20%。研究结果可为气举泵的优化设计提供参考。

关键词：气举泵自激振荡气液两相流环形喷嘴提升效率

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连续顶空气相色谱法测定微生物活性研究

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华中科技大学学报（医学版） 1992年第S1期26卷 22-24页

作者：殷斌志刘奇志姜朴郭倩杨弟芳同济医科大学公共卫生学院环境监测教研室

以大肠杆菌(***)为实验菌种,CO_2为测定指标.10^(?)个/ml菌液浓度的萄葡糖肉汤培养液。在顶空分析瓶中38℃培养。每隔1h顶空气相色谱法(HS-GC)测定CO_2,CO_2随时间变化相关曲线:Y=a+bx+cx^2;(r>0.98)。对4次测定曲线方程作统计分析,差... 详细信息

以大肠杆菌(***)为实验菌种,CO_2为测定指标.10^(?)个/ml菌液浓度的萄葡糖肉汤培养液。在顶空分析瓶中38℃培养。每隔1h顶空气相色谱法(HS-GC)测定CO_2,CO_2随时间变化相关曲线:Y=a+bx+cx^2;(r>0.98)。对4次测定曲线方程作统计分析,差异无显著性(P>0.05).CO_2检出限为2mmol/L。重金属对***生长有抑制作用,其影响顺序为As_2O_3>CdCh_2>Fb(Ac))_2,阈浓度分别为3.10×10^(-5)mol/L、1.6×10^(-4)mol/L、1.33×10^(-3)mol/L。

关键词：大肠杆菌色谱法顶空气相二氧化碳

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Experimental investigation on the macro-mechanical behavior and micromechanical damage model of Xiyu conglomerate with pores and inclusions under triaxial compression

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International Journal of Mining Science and Technology 2024年第11期34卷 1529-1549页

作者： Cao, Yajun Duan, Xuelei Wang, Wei Zhu, qizhi Zhao, Dengfeng jiang, Long Zhang, Qiang Key Laboratory of Ministry of Education for Geomechanics and Embankment Engineering Hohai University Nanjing 210024 China Institute of Geotechnical Engineering Hohai University Nanjing 210024 China Momoke Water Conservancy Project Construction Management Bureau Kashgar 844900 China Institute of Geotechnical Engineering China Institute of Water Resources and Hydropower Research Beijing 100048 China Key Laboratory of Ministry of Education on Safe Mining of Deep Metal Mines Shenyang 110819 China

The complex and special mechanical properties of Xiyu conglomerate are of great significance to the construction of water conservancy and hydropower engineering. The crack characteristic stress, dilatancy behavior, and failure mechanism of Xiyu conglomerate collected from Momoke Water Control Project, southwestern China, were analyzed and discussed based on the experimental results of triaxial compression test and 3D X-ray computed tomography test. The results show that with increasing confining pressure, the deformation characteristics and all characteristic stresses increase monotonically, while the dilation angle and dilatancy index decrease, and exponential function model can accurately describe the evolution rule of dilatancy index with confining pressure. While the porosity is negatively correlated with confining pressure. The failure modes of Xiyu conglomerate include axial tensile cracks, shear cracks, local cross cracks and cracks around gravel. With increasing confining pressure, the failure modes transform from tension cracks to shear cracks. A non-associated micromechanical damage model considering pressure dependent matrix presenting tension-compression asymmetry is proposed and applied to Xiyu conglomerate with pores and a large number of gravels. By comparing numerical calculations and experimental results, the proposed micromechanical plastic damage model is able to describe the mechanical behavior of Xiyu conglomerate. © 2024

关键词： Exponential functions

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Development of Superhydrophobic Nano-SiO_(2)and Its Field Application in Low-permeability,High-temperature,and High-salinity Oil Reservoirs

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China Petroleum Processing & Petrochemical Technology 2024年第3期26卷 1-14页

作者： Qin Bing Gao Min Lei Xue Zhao Lin Zhu qizhi Meng Fanbin jiang Jianlin SINOPEC Research Institute of Petroleum Processing Co. LtdBeijing 100083China

In this study,to meet the stringent requirements on the hydrophobicity of nano-SiO_(2)particles for use in depressurization and enhanced injection operations in high-temperature and high-salinity oil reservoirs,secondary chemical grafting modification of nano-SiO_(2)is performed using a silane coupling agent to prepare superhydrophobic nano-SiO_(2) *** these superhydrophobic nano-SiO_(2)particles as the core agent,and liquid paraffin or diesel as the dispersion medium,a uniform dispersion of nano-SiO_(2)particles is achieved under high-speed stirring,and a chemically enhanced water injection system with colloidal stability that can be maintained for more than 60 d is successfully *** this system,a field test of depressurization and enhanced injection is carried out on six wells in an oilfield,and the daily oil production level is increased by 11 *** cumulative increased water injection is 58784 m^(3),the effective rate of the measures was 100%,and the average validity period is 661 d.

关键词： nano-SiO_(2)particle hydrophobic modification enhanced injection operation low-grade reservoir low permeability oilfield

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SHUYU Robot:An Automatic Rapid Temperature Screening System

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Chinese Journal of Mechanical Engineering 2020年第2期33卷 1-4页

作者： Zhao Gong Songwen jiang qizhi Meng Yanlei Ye Peng Li Fugui Xie Huichan Zhao Chunzhe Lv Xiaojie Wang Xinjun Liu The State Key Laboratory of Tribology&Tsinghua University(DME)‑Siemens Joint Research Center for Advanced Robotics Department of Mechanical Engineering(DME)Tsinghua UniversityBeijing 100084China Beijing Key Lab of Precision/Ultra‑precision Manufacturing Equipments and Control Tsinghua UniversityBeijing 100084China Yantai Tsingke+Robot Joint Research Institute Co. Ltd.Yantai 264000ShandongChina The First Affiliated Hospital of Tsinghua University Beijing 100016China

The health of people around the world and the global economy are under substantial threat from the outbreak of pandemics[1].Controlling pandemics is extremely challenging,with preventing the spread of pathogens the most important and critical *** all preventative actions,body temperature screening is undoubtedly highly necessary and effective[2].

关键词： Robot doubt critical

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