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基于改进RRT*算法的移动机器人路径规划

智能系统学报 2024年

作者：郭利进李强天津工业大学控制科学与工程学院

针对传统RRT*算法收敛速率较慢，且不适用于动态场景等问题，提出一种基于目标点偏置和冗余节点删除的改进RRT*算法，用于解决移动机器人快速找到无碰撞最优路径的问题。此算法在RRT*算法基础上，首先对采样点进行优化处理，保证路径最... 详细信息

针对传统RRT*算法收敛速率较慢，且不适用于动态场景等问题，提出一种基于目标点偏置和冗余节点删除的改进RRT*算法，用于解决移动机器人快速找到无碰撞最优路径的问题。此算法在RRT*算法基础上，首先对采样点进行优化处理，保证路径最优的同时减少搜寻时间；其次引入路径节点最大值概念，删除扩展树冗余节点以提高算法效率；最后结合DWA算法提高路径的安全性和平滑性，实现对动态障碍物的避障。通过3种不同地图下的仿真验证，改进算法能有效提升路径质量，且大幅降低运行时间。

关键词：移动机器人动态环境最优路径 RRT*算法 DWA算法冗余节点安全性平滑性

小麦淀粉生物基水凝胶合成及其辅助NO_(2)^(-)-N的去除

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天津工业大学学报 2024年第2期43卷 68-74页

作者：许世超祖彤彤郝梦琛杨杰天津工业大学化学学院天津300387 天津工业大学环境科学与工程学院天津300387

针对小麦淀粉(CS)凝胶力学性能较差的缺陷,利用小麦淀粉与聚乙烯醇(PVA)、硼砂(B)、海藻酸钠(SA)等天然/无机材料通过物理/化学交联合成了PVA/B/CS和SA/B/CS 2种生物基水凝胶,考察其力学性能和溶胀性能;并制备生物基水凝胶包埋反硝化菌... 详细信息

针对小麦淀粉(CS)凝胶力学性能较差的缺陷,利用小麦淀粉与聚乙烯醇(PVA)、硼砂(B)、海藻酸钠(SA)等天然/无机材料通过物理/化学交联合成了PVA/B/CS和SA/B/CS 2种生物基水凝胶,考察其力学性能和溶胀性能;并制备生物基水凝胶包埋反硝化菌剂,考察其对水体中亚硝酸盐氮(NO_(2)^(-)-N)的去除性能。结果表明:合成的2种生物基水凝胶均具有良好的力学性能,PVA/B/CS水凝胶的拉伸断裂伸长率最高可达1088%,SA/B/CS水凝胶的拉伸断裂伸长率最高可达562%;PVA/B/CS2.7水凝胶包埋反硝化菌剂(D-PVA/B/CS2.7)去除水中NO_(2)^(-)-N 30 h后,去除效率为94.81%;SA/B/CS2.7水凝胶包埋反硝化菌剂(D-SA/B/CS2.7)去除水中NO_(2)^(-)-N 40 h后,去除效率为94.99%,说明所合成的生物基水凝胶具有辅助去除水体中氨氮的效果。

关键词：小麦淀粉生物基水凝胶固定载体生物脱氮力学性能

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PA66的改性及应用进展

塑料 2024年第3期53卷 124-130页

作者：李佳馨钱晓明朵永超郭寻唐孝颜天津工业大学纺织科学与工程学院天津300387

尼龙66(PA66)具有较多优异的特性,得到了广泛应用。但是,其仍存在部分缺陷,需要对PA66进行化学与物理改性,提升其性能。化学改性主要为共聚改性,利用二聚酸、己内酰胺等与PA66发生共聚、接枝、交联等化学反应,改变PA66的分子链结构,提... 详细信息

尼龙66(PA66)具有较多优异的特性,得到了广泛应用。但是,其仍存在部分缺陷,需要对PA66进行化学与物理改性,提升其性能。化学改性主要为共聚改性,利用二聚酸、己内酰胺等与PA66发生共聚、接枝、交联等化学反应,改变PA66的分子链结构,提升力学、阻燃等性能,降低其吸水率。物理改性包括填充改性、共混改性及直接添加助剂改性。填充改性又可分为3种,分别为填充玻璃纤维(GF)、碳纤维(CF)等的纤维增强改性,填充硅灰石、石墨等的无机矿物填充改性及填充碳纳米管(CNTs)、石墨烯(GN)等的纳米粒子填充改性。共混改性是将环氧树脂、聚烯烃等与PA66共混,增强韧性、耐磨性等。直接添加助剂改性是直接添加阻燃、抗菌剂等与PA66共混,赋予PA66阻燃、抗菌等性能,扩展了PA66的应用范围,更有利于其在新能源、汽车等高性能、功能化产业的发展。

关键词： PA66 共聚改性填充改性共混改性应用

基于运动合成的旋转变速运动建模及其驱动机构演变

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纺织学报 2024年第9期45卷 220-227页

作者：袁汝旺李文豪天津工业大学机械工程学院天津300387 天津工业大学天津市现代机电装备重点实验室天津300387

为满足织机开口运动停—升—停的工艺特性及其动力学性能,提出一种基于运动合成的旋转变速运动规律构造方法。从组合机构角度提出旋转变速运动驱动机构及其演变,建立不同驱动机构的相对运动传递函数模型。采用目标优化法对旋转变速机构... 详细信息

为满足织机开口运动停—升—停的工艺特性及其动力学性能,提出一种基于运动合成的旋转变速运动规律构造方法。从组合机构角度提出旋转变速运动驱动机构及其演变,建立不同驱动机构的相对运动传递函数模型。采用目标优化法对旋转变速机构尺寸参数进行设计,在相同的中心距半径和转子臂初始位置的情况下建立优化函数并进行求解。仿真结果表明:偏移系数是影响旋转变速运动的关键参数,且变速运动静止时间、相对位移和速度峰值随偏移系数增加而减小;传递函数是影响旋转变速机构运动特性的重要参数,当偏移系数为0.4147时,随传动比的减小,转子臂相对位移减小,同时影响旋转变速机构凸轮特性,传动比大于0.9后不能满足旋转变速机构约束条件;用导杆滑块机构和铰接四杆机构对齿轮机构进行代换,可近似实现变速规律相对运动的传递,其传动误差分别为0.010、0.003 rad;通过减小中心距对铰接四杆机构重新优化可以提高旋转变速机构传动性能,满足高速运动需求。

关键词：运动合成旋转变速运动驱动变速机构偏移系数目标优化织机开口

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气流辅助的静电纺丝技术研究进展

纺织学报 2024年第8期45卷 44-53页

作者：刘德龙王红霞林童天津工业大学纺织科学与工程学院天津300387

近年来,通过引入外部气流来增强静电纺使纳米纤维生产能力取得了显著进展,气流辅助不仅提高了静电纺丝效率,还改善了纤维的取向、堆积密度甚至形貌,已逐渐发展成为一种先进的纳米纤维制造方法。不同的气流施加方式,对静电纺丝过程具有... 详细信息

近年来,通过引入外部气流来增强静电纺使纳米纤维生产能力取得了显著进展,气流辅助不仅提高了静电纺丝效率,还改善了纤维的取向、堆积密度甚至形貌,已逐渐发展成为一种先进的纳米纤维制造方法。不同的气流施加方式,对静电纺丝过程具有不同的效果,结合不同的静电纺丝模式,使其展示独特优势,从而极大地丰富了静电纺丝技术。综述了气流辅助静电纺丝技术的研究进展,包括其基本原理、发展历程,讨论了具有代表性的气流辅助静电纺丝装置,如气流辅助的针型静电纺丝、气流辅助的无针静电纺丝、离心静电纺丝主要参数和理论模拟。对气流辅助静电纺丝技术存在的问题以及未来研究发展进行了展望。

关键词：气流辅助静电纺丝纳米纤维生产率纺丝头

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织物基电致变色电极

化工进展 2024年

作者：王晶晶姚金波谢东天津工业大学纺织科学与工程学院

针对用于电致变色织物的电极不能满足织物舒适性和透气性的要求，本文选用导电银纱线为电极，实验结果表明导电银纱线性能可以更好的满足织物的舒适性和透气性，选用5根纱线并排穿入织物的连接方式电致变色性能好。实验以白色纯棉平纹... 详细信息

针对用于电致变色织物的电极不能满足织物舒适性和透气性的要求，本文选用导电银纱线为电极，实验结果表明导电银纱线性能可以更好的满足织物的舒适性和透气性，选用5根纱线并排穿入织物的连接方式电致变色性能好。实验以白色纯棉平纹机织布为基底，碳酸丙烯酯高氯酸锂溶液为电解液，聚3，4-乙烯二氧噻吩:聚苯乙烯磺酸盐为电致变色层，用电化学工作站进行测试，并从电极材料、导电纱线连接方式、导电纱线排布密度方面对影响电致变性能的因素进一步分析。

关键词：智能纺织品电化学电致变色导电银纱线电极

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3D机织预制体准纤维尺度建模方法

复合材料学报 2024年第3期41卷 1528-1538页

作者：朱琬清谢军波吴兰芳陈利杨林刘静妍天津工业大学复合材料研究院纺织复合材料教育部重点实验室天津300387 天津工业大学纺织科学与工程学院天津300387 中国运载火箭技术研究院物流中心北京100076

3D机织复合材料在航空航天领域有着广泛应用,作为复合材料的增强结构,纤维预制体的几何构造对复合材料的力学性能有着决定性影响。但预制体是一种柔性结构,在成型过程中容易发生显著的几何结构变异,包括纱线路径的变化和截面的挤压变形... 详细信息

3D机织复合材料在航空航天领域有着广泛应用,作为复合材料的增强结构,纤维预制体的几何构造对复合材料的力学性能有着决定性影响。但预制体是一种柔性结构,在成型过程中容易发生显著的几何结构变异,包括纱线路径的变化和截面的挤压变形。实现预制体的精细化、高保真度建模是对复合材料进行性能预测和结构设计的重要前提。针对碳纤维3D机织预制体的复杂纤维结构,基于虚拟纤维的概念提出了准纤维尺度建模方法,模拟了织造过程中纱线的运动和变形,实现了预制体的精确重构。利用Micro-CT技术表征了预制体样件的内部单胞结构,验证了模型的可靠性。

关键词： 3D机织预制体虚拟纤维机织复合材料 Micro-CT技术纤维结构建模

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三维重建技术中的高效光条提取方法(特邀)

红外与激光工程 2024年第09期53卷 1-9页

作者：宋丽梅佟宇李金义王远航天津工业大学控制科学与工程学院天津工业大学天津市电气装备智能控制重点实验室

近年来，三维重建技术在工业检测、医疗成像等领域得到了广泛应用。然而，由于被测物体形状的复杂性以及环境噪声等因素的影响，现有的光条提取算法面临着提取速度慢和重建精度差的挑战。为了解决这些问题，对现有技术进行了深入分析，... 详细信息

近年来，三维重建技术在工业检测、医疗成像等领域得到了广泛应用。然而，由于被测物体形状的复杂性以及环境噪声等因素的影响，现有的光条提取算法面临着提取速度慢和重建精度差的挑战。为了解决这些问题，对现有技术进行了深入分析，明确了其在处理复杂形状和噪声干扰时的局限性，提出了一种基于三维重建的高效光条提取(ELE-3D)算法。在ELE-3D算法中，通过Sobel算子精确提取图像边缘，进行二值化处理简化图像复杂性，并利用连通域分析区分噪声与条纹。通过设置面积和长宽比阈值，保留关键特征，来确定感兴趣区域(ROI)，精确地识别并提取图像中的特定几何特征区域，同时有效抑制背景噪声，不仅提高了图像的质量，还确保了能够专注于分析图像中最关键的部分。实验结果表明，ELE-3D算法有效地提高了光条提取速度，并有效地抑制了噪声的干扰。在保证重建精度的前提下，测量同一物体相比较于传统的算法Steger和灰度重心法，速度分别提高了89.0%和85.3%。

关键词：光条提取三维重建多视角点云激光扫描

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高校法治工作机构的运行模式及其问题检视

河北师范大学学报（教育科学版） 2024年第5期26卷 54-65页

作者：高建东天津工业大学法学院天津300387

高校法治工作机构的运行是国家制度安排、高校管理体制和自身组织行为共同作用的结果。随着高等教育改革与依法治校工作的推进,法治工作机构作为高校建制化的专门工作机构得以确立和巩固、职责日渐明晰,成为高校治理体系中推动法治变革... 详细信息

高校法治工作机构的运行是国家制度安排、高校管理体制和自身组织行为共同作用的结果。随着高等教育改革与依法治校工作的推进,法治工作机构作为高校建制化的专门工作机构得以确立和巩固、职责日渐明晰,成为高校治理体系中推动法治变革的重要力量。但高校法治工作机构作为一个新兴的工作机构,与高校其他传统工作部门相比,其运行机制还不够成熟,还存在着外部驱动与内部需求、新兴力量与传统格局、全局谋划与局部工作等多重矛盾,导致高校法治工作机构运行的内生动力不足、条块分割严重、事前预防与参与力度弱化等现实问题。为了提升治理效能,完善法治工作机构运行模式,高校应当进一步加强法治工作机构的顶层设计,促进外部驱动与内生动力的平衡,完善治理体系中不同主体的责权利关系,强化法治工作机制的实效性,不断推进高等教育法治化的高质量发展。

关键词：高校法治工作机构运行模式动力机制治理体系工作机制