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基于粉煤灰高效催化的莫来石多孔陶瓷孔结构构筑与分离性能（英文）

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硅酸盐学报 2024年第9期 2969-2980页

作者：付锦绣马玉婷孟庆博付千龙王娟李双山东理工大学资源与环境工程学院山东建研检测检验科技有限公司

随着碳减排政策的实施和水处理标准的提升，多孔陶瓷在水处理中的应用受到越来越广泛的关注。传统的多孔陶瓷材料受到原料来源、制备能耗等方面的限制，在水处理行业的规模化应用受到极大限制，因此开发低制备成本、高渗透通量的多孔陶... 详细信息

随着碳减排政策的实施和水处理标准的提升，多孔陶瓷在水处理中的应用受到越来越广泛的关注。传统的多孔陶瓷材料受到原料来源、制备能耗等方面的限制，在水处理行业的规模化应用受到极大限制，因此开发低制备成本、高渗透通量的多孔陶瓷成为亟待解决的问题。本文以粉煤灰为主要材料、氟化铝（AlF3）为催化剂，制备了高孔隙率、高通量莫来石多孔陶瓷，研究了AlF3催化莫来石晶须的形成机理及莫来石多孔陶瓷孔结构构筑过程。随着莫来石晶须的生长，1 200℃烧结多孔陶瓷的孔隙率从56.4%增加到57.6%，平均孔径从0.75μm增加到1.24μm。考察了莫来石多孔陶瓷在乳化液处理中的选择渗透性，当跨膜压力低于0.25 bar时其截留率率超过90.2%。

关键词：多孔陶瓷孔隙率粉煤灰烧结莫来石晶须

基于卷积神经网络的肌电信号人体运动模式识别技术

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兵工学报 2024年第7期45卷 2144-2158页

作者：刘亚丽鲁妍池马勋举宋遒志北京理工大学机电学院北京100081 北京理工大学前沿技术研究院外骨骼技术研发中心山东济南250300

随着外骨骼机器人等肌电控制设备的快速发展,表面肌电信号此类非平稳、非周期信号在高性能运动识别系统中的应用已成为相关研究领域的重点。为实现肌电信号跨域特征融合,提出一种基于肌电信号的双卷积链神经网络模型,采集7块关键肌肉的... 详细信息

随着外骨骼机器人等肌电控制设备的快速发展,表面肌电信号此类非平稳、非周期信号在高性能运动识别系统中的应用已成为相关研究领域的重点。为实现肌电信号跨域特征融合,提出一种基于肌电信号的双卷积链神经网络模型,采集7块关键肌肉的原始肌电信号,经特征提取,转化为能量核相图和离散小波变换系数特征图,分别输入双卷积链神经网络的卷积神经网络分支和MobileNetV2分支,利用融合模块提取高层隐藏特征并进行充分交互。制备包括以上两种特征图像和传统肌电信号图谱在内的3种数据集。3组交叉实验结果表明:所提方法对6种自测下肢运动的平均识别准确率达94.19%,显著优于其他特征组合与网络架构;在ENABL3S开源数据集识别7种下肢运动中取得98.32%的稳态识别准确率,进一步验证了所提方法优良的肌电特征捕捉能力和模式识别准确性。

关键词：外骨骼机器人表面肌电信号运动模式识别双卷积链神经网络能量核小波变换分析

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移动机器人视觉里程计技术研究综述

农业机械学报 2024年第3期55卷 1-20页

作者：陈明方黄良恩王森张永霞陈中平昆明理工大学机电工程学院昆明650500

随着移动机器人技术不断发展,里程计技术已经成为移动机器人实现环境感知的关键技术,其发展水平对提高机器人的自主化和智能化具有重要意义。首先,系统阐述了同步定位与地图构建(Simultaneous localization and mapping,SLAM)中激光SLA... 详细信息

随着移动机器人技术不断发展,里程计技术已经成为移动机器人实现环境感知的关键技术,其发展水平对提高机器人的自主化和智能化具有重要意义。首先,系统阐述了同步定位与地图构建(Simultaneous localization and mapping,SLAM)中激光SLAM和视觉SLAM的发展近况,阐述了经典SLAM框架及其数学描述,简要介绍了3类常见相机的相机模型及其视觉里程计的数学描述。其次,分别对传统视觉里程计和深度学习里程计的研究进展进行系统阐述。对比分析了近10年来各类里程计算法的优势与不足。另外,对比分析了7种常用数据集的性能。最后,从精度、鲁棒性、数据集、多模态等方面总结了里程计技术面临的问题,从提高算法实时性、鲁棒性等方面展望了视觉里程计的发展趋势为:更加智能化、小型化新型传感器的发展;与无监督学习融合;语义表达技术的提高;集群机器人协同技术的发展。

关键词：视觉里程计特征法直接法深度学习同步定位与地图构建数据集

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折弯式压电磁耦合俘能器发电性能试验研究

机械工程学报 2024年

作者：赵庆玲刘诗雨沈辉张磊安张华强宋汝君青岛大学机电工程学院山东理工大学机械工程学院

折弯梁具有非线性等力学特性，将折弯梁与压电理论结合，能较好地解决单一的线性的俘能系统存在输出功率低、所需激振加速度大以及俘能频带窄等问题，因此，提出一种折弯式压电磁耦合的俘能器装置。装置由三个弯折梁、磁铁和线圈等部分... 详细信息

折弯梁具有非线性等力学特性，将折弯梁与压电理论结合，能较好地解决单一的线性的俘能系统存在输出功率低、所需激振加速度大以及俘能频带窄等问题，因此，提出一种折弯式压电磁耦合的俘能器装置。装置由三个弯折梁、磁铁和线圈等部分组成。通过搭建试验样机对俘能器的发电性能进行试验，探究各因素对系统输出功率的影响。结果表明：压电片位于弯折下梁时系统输出性能优于位于弯折上梁；装置存在最优匹配电阻值使系统输出功率达到最大，电磁和压电最优电阻分别约为150?和80 k?；磁斥力的引入增大了俘能系统的输出电压和输出功率值，有磁斥电磁输出功率比无磁斥增涨了123.1%，有磁斥压电输出功率比无磁斥增涨了41.8%。激振加速度为0.1g时系统输出功率最大值为0.46 mW,0.3g时最大值为1.36 mW，激振加速度增大使系统的输出功率明显增大，并拓宽了系统的俘能频带，提高了俘能器的发电性能。

关键词：振动能折弯式梁压电磁耦合俘能宽频

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五对置柱塞泵曲轴的多工况分析及优化

机电工程 2024年第9期 1656-1665页

作者：伊祖瑶魏修亭李智钦于跃龙王文迎马泽山东理工大学机械工程学院

针对五对置柱塞泵曲轴在实际工况下存在的失效、共振问题，以五对置柱塞泵曲轴为例，采用理论分析和有限元分析的方法，对曲轴进行了仿真分析、结构优化和强度校核。首先，采用了ANSYS有限元分析法，研究了5DW150/16对置式柱塞泵曲轴多... 详细信息

针对五对置柱塞泵曲轴在实际工况下存在的失效、共振问题，以五对置柱塞泵曲轴为例，采用理论分析和有限元分析的方法，对曲轴进行了仿真分析、结构优化和强度校核。首先，采用了ANSYS有限元分析法，研究了5DW150/16对置式柱塞泵曲轴多工况下的应力应变云图与模态响应云图，分析了曲轴不同工况下的危险截面和共振问题；然后，采用了支撑结构优化与响应面法优化两种优化方法，研究了支撑方式与结构参数对曲轴应力应变的影响；最后，采用了理论公式强度校核方法，对优化前后的曲轴是否满足设计要求进行了验证。研究结果表明：五拐两支撑结构曲轴的危险截面出现在曲柄销的过渡圆角处，不会出现共振现象；采用全支撑结构增强了曲轴的抗冲击能力，降低了曲轴的颤动，提高了整体载荷能力，保证了泵的平稳运行；采用响应面法优化后的曲轴，最大等效应力减小了15.8%,最大变形量减小了14.04%;优化前后的曲轴可以满足强度要求。

关键词：五对置柱塞泵曲轴最大等效应力模态分析支撑结构响应面法分析疲劳强度校核

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内燃约束活塞-直线发电机运行机理研究

机械设计与制造 2024年

作者：周雨赵博张铁柱杨彬彬山东理工大学电气与电子工程学院

针对传统车用余热回收系统中能量传递链条长，机电能量转换效率低下的问题，这里提出一种内燃约束活塞发电系统，该系统取消了传统的旋转式发电机转而采用直线发电机与活塞、曲轴直接连接的方式，大大缩短了能量传递链条。在此系统的基... 详细信息

针对传统车用余热回收系统中能量传递链条长，机电能量转换效率低下的问题，这里提出一种内燃约束活塞发电系统，该系统取消了传统的旋转式发电机转而采用直线发电机与活塞、曲轴直接连接的方式，大大缩短了能量传递链条。在此系统的基础上研究设计了一款适用于该系统的圆筒型永磁直线发电机，对处在变速往复周期运动状态下的圆筒型永磁直线发电机发电运行机理进行了研究，并对其空载及负载工况展开分析。首先，结合发动机系统的活塞运动规律，推导了变速往复周期下的直线电机空载电动势表达式，并以此优化直线电机的结构设计。其次，根据电磁计算搭建电机的有限元模型分析其空载工况，并通过有限元仿真结果对公式推算进行验证。最后，研究了电机按正弦规律往复运动时负载工况下的功率、损耗和效率表现，结果符合设计要求验证了其合理性，为内燃约束活塞-直线发电机系统的设计提供了理论依据。

关键词：内燃约束活塞发电系统圆筒型永磁直线发电机正弦往复运动

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附加液体质量的压电俘能器俘能特性研究

压电与声光 2024年第4期46卷 609-616页

作者：胡帅钊聂国才张忠伟邵明玉马驰骋山东理工大学交通与车辆工程学院山东淄博255049

压电俘能器能将振动能转化为电能,为低功耗的电子设备供电。为了拓宽压电俘能器的有效频率带宽、降低系统的谐振频率,提出一种附加液体质量的压电俘能器。以压电效应为指导,建立压电俘能器的力学模型和机电耦合模型,分析附加液体质量的... 详细信息

压电俘能器能将振动能转化为电能,为低功耗的电子设备供电。为了拓宽压电俘能器的有效频率带宽、降低系统的谐振频率,提出一种附加液体质量的压电俘能器。以压电效应为指导,建立压电俘能器的力学模型和机电耦合模型,分析附加液体质量的压电俘能器的动力学特性,并基于理论模型、仿真分析及试验验证3方面展开研究。通过制作实物样机,搭建振动实验平台,对压电俘能器的俘能特性进行了实验测试。实验结果表明,与传统式悬臂梁式压电俘能器相比,该结构5种模式下压电俘能器的谐振频率降低,输出电压增加。利用AC-DC整流滤波电路对压电俘能器产生的电能进行整流滤波,验证了压电俘能器产生电能的可用性。

关键词：俘能器试验测试液体质量谐振频率低频

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基于扩张滑模观测器的电液伺服系统鲁棒控制

浙江大学学报（工学版） 2024年第3期58卷 611-621页

作者：臧万顺沈刚赵军臧克江青岛理工大学信息与控制工程学院山东青岛266520 安徽理工大学安徽省煤矿安全采掘装备制造业创新中心安徽淮南232001 安徽理工大学机电工程学院安徽淮南232001 山东科技大学交通学院山东青岛266590 龙岩学院物理与机电工程学院福建龙岩364012

为了提高电液伺服系统(EHSSs)控制性能,考虑外部干扰力、摩擦力、参数变动、结构振动及未建模特性等系统不确定性,构建系统状态空间模型.为了应对系统不确定性,提出新型扩张滑模观测器(ESMO),用于同时估计系统全状态和系统不确定性,并... 详细信息

为了提高电液伺服系统(EHSSs)控制性能,考虑外部干扰力、摩擦力、参数变动、结构振动及未建模特性等系统不确定性,构建系统状态空间模型.为了应对系统不确定性,提出新型扩张滑模观测器(ESMO),用于同时估计系统全状态和系统不确定性,并结合等值注入原理及饱和函数进行合理优化.利用系统不确定性的估计值,在反步控制设计中引入障碍Lyapunov函数,将系统的跟踪误差约束在一定范围内,结合参数自适应律,提高系统控制性能.为了验证所提控制方法的性能,在MATLAB/Simulink软件平台构建仿真模型,进一步地,搭建电液伺服系统实验台及实时控制系统,进行仿真和实验验证.结果表明所提方法的性能优于基于障碍Lyapunov函数的反步控制器及传统的反步控制器.

关键词：电液伺服系统系统不确定性扩张滑模观测器参数自适应障碍Lyapunov函数反步控制

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竖直坐姿人体头部振动响应的有限元法研究

应用力学学报 2024年

作者：卢壮旗董瑞春姜辉朱帅张开峰高翔山东理工大学机械工程学院山东水利职业学院机电工程系

为探究全身振动环境下头部不同部位的响应特点，本文创建了具有详细骨骼和肌肉软组织的全人体有限元模型，采用模态法与随机响应法计算了各节段模型和坐姿乘员模型的垂向第一阶共振频率与头椅振动传递率，并对比实验和模拟研究，对模型... 详细信息

为探究全身振动环境下头部不同部位的响应特点，本文创建了具有详细骨骼和肌肉软组织的全人体有限元模型，采用模态法与随机响应法计算了各节段模型和坐姿乘员模型的垂向第一阶共振频率与头椅振动传递率，并对比实验和模拟研究，对模型进行了调校与验证。研究发现在垂向振动激励下竖直坐姿人体在5.7Hz附近出现明显的共振现象，头部垂向（Z向）响应在矢状面内的最值位于后枕部，后枕部的头椅传递率较头顶处大10%，比额头处大23%。而在冠状面内头部不同位置Z向响应几乎相同。前后向（X向）响应的最值位于头顶处，且矢状面和冠状面内的响应峰值关于此点对称。此外，不同位置X向响应差异达到119%。最后，通过垂向的模态振型分析发现坐姿人体不仅有垂向和前后位移，头部还有转动，导致头部在矢状面内存在复杂的耦合振动，从而出现上述的振动分布规律。本文为车辆乘员头部振动测试、模型创建以及振动舒适评价提供参考和理论依据。

关键词：振动响应有限元法竖直坐姿人体模态分析随机响应分析头椅振动传递率