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全齿轮耦合机器人齿侧间隙建模与公差仿真

浙江大学学报（工学版） 2024年第8期58卷 1533-1542页

作者：蒋君侠仲笑欧吕林灿来建良金丁灿浙江大学机械工程学院浙江杭州310058 杭州景业智能科技股份有限公司浙江杭州310051

鉴于全齿轮耦合机器人齿轮传动链长、反转频率高的特点,分析机器人的结构和传动原理.为了减小侧隙对机器人传动精度的影响,提出齿侧间隙理论建模及三维公差仿真分析方法.针对驱动端的圆柱齿轮机构,对齿侧间隙进行理论建模和公差仿真分析... 详细信息

鉴于全齿轮耦合机器人齿轮传动链长、反转频率高的特点,分析机器人的结构和传动原理.为了减小侧隙对机器人传动精度的影响,提出齿侧间隙理论建模及三维公差仿真分析方法.针对驱动端的圆柱齿轮机构,对齿侧间隙进行理论建模和公差仿真分析,两者相吻合.针对关节处的圆锥齿轮机构,提出将圆锥齿轮副等效为假想圆柱齿轮副的侧隙建模方法,与公差仿真分析结果吻合.以机器人肩关节偏摆传动链为分析对象计算机器人末端误差,为了降低齿侧间隙及其导致的传动链回程误差,提出圆锥齿轮加垫的计算方法和电机转角补偿方法,通过实验验证该补偿方法的有效性.

关键词：全齿轮耦合机器人齿侧间隙圆柱齿轮机构圆锥齿轮机构公差仿真

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大行程磁阻驱动微定位平台及其轨迹跟踪控制

北京航空航天大学学报 2024年第9期50卷 2852-2861页

作者：张旭陆晓伟赖磊捷上海工程技术大学机械与汽车工程学院上海201620 华立科技股份有限公司杭州310023

麦克斯韦磁阻驱动器克服了传统压电陶瓷驱动器行程小及音圈电机推力密度和效率低等难题,在大行程高速微纳米定位中具有极大的应用潜力。设计了一种基于麦克斯韦磁阻驱动的大行程二自由度柔顺微定位平台,并对其进行了高性能轨迹跟踪控制... 详细信息

麦克斯韦磁阻驱动器克服了传统压电陶瓷驱动器行程小及音圈电机推力密度和效率低等难题,在大行程高速微纳米定位中具有极大的应用潜力。设计了一种基于麦克斯韦磁阻驱动的大行程二自由度柔顺微定位平台,并对其进行了高性能轨迹跟踪控制。该定位平台由2个永磁偏置的麦克斯韦磁阻驱动器和二自由度并联解耦柔性导向机构组成,平台利用磁阻驱动器的非线性负刚度来部分补偿柔性导向机构的弹性恢复力,有效提高了运动行程和能量传递效率,使其在±2 mm行程范围内的所需推力从±120 N减少至±24 N。轨迹跟踪控制方面,为补磁阻驱动器偿驱动器软磁材料冲磁带来的磁滞非线性,利用逆Prandtl-Ishlinskii磁滞模型构建了率相关磁滞补偿控制器并将其置于前馈回路中。为解决平台低阻尼谐振及动力学模型不一致等问题,设计了含分数阶相位超前环节的PI反馈控制器以完成对系统开环频率特性的灵活调整,实现了对平台的高精度轨迹跟踪控制,有效减小了系统的跟踪误差。对2 mm幅值、1 Hz和10 Hz频率的三角波信号进行轨迹跟踪所得到的均方根误差分别为0.013 mm和0.017 mm。

关键词：微纳米定位麦克斯韦磁阻驱动器柔性机构磁滞分数阶控制轨迹跟踪控制

TiO/CuS复合材料的制备及其光催化降解污染废水的性能研究

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有色金属科学与工程 2024年

作者：王书红陈步东曹飞飞吴启军钱纯波徐飞星李中平杭州楚环科技股份有限公司

采用均相沉淀-水热法制备不同摩尔比的(1:1、1.5:1、2:1、2.5:1、3:1、3.5:1、4:1)TiO2/CuS复合材料。对代表性样品(3:1)TiO2/CuS进行FTIR表征得出，含有Cu-S特征键和Ti-O-Ti键；XRD表征得出，含有CuS(102)及TiO2的(101)、(204)特征晶面，表明两者成功复合；UV-vis DRS表征得出，复合后吸光带边红移，光响应范围增强；由PEC、PL表征得出，TiO2/CuS复合后形成异质结延缓光生电子(e-)-空穴(h+)复合。以350 W氙灯模拟太阳光降解苯酚、四环素(TC)，对样品进行光催化活性检测，得出当TiO2/CuS摩尔比(3:1)时光催化降解活性较优，对苯酚、TC降解率分别为99.38%、97.99%，速率常数分别为0.05 248 min-1、0.03 643 min-1，比纯TiO2分别提高了3.5033、2.2078倍。对(3:1)TiO2/CuS样品进行自由基捕获实验得出，超氧根离子自由基(O2-)抑制作用最为明显，表明O2-作为主要活性物质参与反应。TiO2与CuS复合后形成异质结有利于e--h+分离，促进活性自由基含量增加，有利于提高光催化活性，具有应用前景。

关键词： TiO /CuS复合材料光催化污染废水降解

基于多时相巡检图像的变电设备抗干扰缺陷检测

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控制与决策 2024年第3期39卷 885-892页

作者：王鹏赵春晖周华良苏战涛王晶王文海浙江大学控制科学与工程学院杭州310027 浙江大学NGICS大平台杭州310027 国电南瑞科技股份有限公司南京211106

近年来,变电站中广泛采用机器视觉算法分析多时相巡检图像的差异变化,用于检测各类变电设备缺陷,以确保运行安全.然而,由于拍摄时刻不同,多时相图像间存在天气、光照、季节等各类干扰变化,对变电设备的缺陷检测提出了挑战.对此,提出一... 详细信息

近年来,变电站中广泛采用机器视觉算法分析多时相巡检图像的差异变化,用于检测各类变电设备缺陷,以确保运行安全.然而,由于拍摄时刻不同,多时相图像间存在天气、光照、季节等各类干扰变化,对变电设备的缺陷检测提出了挑战.对此,提出一种基于多时相巡检图像的变电设备抗干扰缺陷检测方法.首先,利用风格迁移模型CycleGAN学习不同风格域之间的映射关系,并基于检测图生成足量存在天气、光照、季节干扰变化的干扰图;其次,基于参考图+检测图+干扰图三元组对三重孪生网络TripleNet进行协同训练,在特征层面提出空间一致性损失以抵抗各类干扰变化,用于提取三者鲁棒的多尺度差异特征;最后,搭建特征聚合网络PANet融合多尺度差异特征,输出多尺度的缺陷检测结果.在实际变电设备多时相巡检图像数据集上进行实验验证,结果表明,所提出方法相较于非孪生网络和一般孪生网络可提升2.09%和0.67%的m AP,且在原始样本与干扰样本上的检测精度更均衡,而且所提出方法可以在提升变电设备缺陷检测模型精度的同时增强模型的抗干扰能力.

关键词：变电站巡检多时相图像抗干扰缺陷检测风格迁移三重孪生网络空间一致性约束

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大件车通行弯桥抗倾覆稳定安全系数评估方法

吉林大学学报（工学版） 2024年第8期54卷 2229-2237页

作者：郭雪莲韩万水王涛周恺张修石张书颖长安大学公路学院西安710064 浙江数智交院科技股份有限公司杭州310030

为保证大件运输车辆通行弯桥的安全性,提出了一种基于正、逆可靠度分析的抗倾覆稳定安全评估方法。首先,构建安全冗余、破坏两临界状态功能函数,提出相应目标可靠指标分析方法;其次,建立基于逆可靠度分析的抗倾覆稳定安全系数计算模型;... 详细信息

为保证大件运输车辆通行弯桥的安全性,提出了一种基于正、逆可靠度分析的抗倾覆稳定安全评估方法。首先,构建安全冗余、破坏两临界状态功能函数,提出相应目标可靠指标分析方法;其次,建立基于逆可靠度分析的抗倾覆稳定安全系数计算模型;最后,评估典型三跨连续弯桥的抗倾覆稳定安全性。结果表明:本文计算模型合理有效。当典型三跨连续弯桥设置一个单支承时满足抗倾覆安全要求但安全储备较低,建议优化支承形式或采取抗倾覆措施。

关键词：桥梁工程弯桥抗倾覆稳定安全评估大件运输车辆正、逆可靠度分析

基于模糊解库-中国余数定理的雷达信号载频估计

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兵工学报 2024年第8期45卷 2784-2792页

作者：李博文仇兆炀刘怡飞曹彬孙闽红杭州电子科技大学通信工程学院浙江杭州310000 深圳市汇顶科技股份有限公司四川成都610000

雷达侦察接收机需要超宽带接收能力以获取高截获概率。受硬件限制,当前基于采样定理的常规接收结构难以进行瞬时超宽带接收。基于中国余数定理的欠采样理论为超宽带侦收提供了一种可行思路,但传统余数定理估计算法要求模值之间互素,信... 详细信息

雷达侦察接收机需要超宽带接收能力以获取高截获概率。受硬件限制,当前基于采样定理的常规接收结构难以进行瞬时超宽带接收。基于中国余数定理的欠采样理论为超宽带侦收提供了一种可行思路,但传统余数定理估计算法要求模值之间互素,信号采样点数也需为模值的最大公约数。为突破上述约束,构造模糊解库并利用余数与频率的一一映射关系,提出基于模糊解库-中国余数定理的雷达信号精确载频估计算法。所提算法不需要同余方程组求解,放宽了对采样频率和采样点数的要求。通过仿真实验,验证算法的有效性。研究结果表明,较传统余数定理算法,所提算法在估计不同雷达信号载频时,无需修改模值,有利于工程应用,同时具有较好的估计精度和抗噪性能。

关键词：超宽带接收中国余数定理模糊解库频率估计

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微型钢管桩内接于灌注桩围护结构计算方法探讨

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岩土力学 2024年第3期45卷 867-877页

作者：张军舰张勇隋倩倩岩土科技股份有限公司浙江杭州311400 青岛市勘察测绘研究院山东青岛266032 青岛岩土基础工程公司山东青岛266032

针对土岩结合二元地层深基坑工程中“吊脚桩”围护结构存在的问题,提出了灌注桩内接微型钢管桩围护结构。考虑微型钢管桩与桩间岩土的“纽结效应”和开挖后桩间岩石与带裂缝混凝土相似性,将该结构等效为上部灌注桩+下部带裂缝的钢筋混... 详细信息

针对土岩结合二元地层深基坑工程中“吊脚桩”围护结构存在的问题,提出了灌注桩内接微型钢管桩围护结构。考虑微型钢管桩与桩间岩土的“纽结效应”和开挖后桩间岩石与带裂缝混凝土相似性,将该结构等效为上部灌注桩+下部带裂缝的钢筋混凝土无腹筋等效梁阶梯变截面桩(梁)模型,下部等效梁中微型钢管为纵向钢筋,桩间岩石为带裂缝混凝土。用侧向刚度折减来定量表征围护结构截面减少和岩体裂缝对围护结构刚度影响,提出基于侧向刚度折减的弹性支点法来计算围护结构内力,并考虑纵筋销栓作用计算等效梁抗剪承载力。工程实例计算表明,侧向刚度折减系数β由0.85减至0.12,上部灌注桩弯矩增大55.8%,下部等效梁弯矩减少48.7%,上部灌注桩剪力减少13.6%,下部等效梁剪力减少22.0%,桩顶水平位移增加39.5%。开挖至土岩结合面处该结构相对于“吊脚桩”围护结构,桩顶水平位移、竖向沉降没有明显突增,桩顶最终水平位移、竖向沉降仅为“吊脚桩”围护结构的43%、69%。桩顶水平位移监测值为5.5mm,仅为计算包络值的35%,说明刚度折减系数可适当提高。本研究可为土岩结合二元地层深基坑支护提供参考。

关键词：土岩组合二元地层灌注桩内接钢管桩纽结效应纵筋销栓作用带裂缝混凝土侧向刚度折减

合肥某污染场地修复过程的环境足迹核算及不确定性研究

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环境污染与防治 2024年第10期46卷 1515-1520页

作者：田平朱于红杜耀田明鑫陈彩成杨尚源徐文菲周鸿浙江卓锦环保科技股份有限公司浙江杭州310000

以安徽合肥某典型污染地块的修复实践为例,采用环境足迹分析电子表格(SEFA)对修复过程中的各环节进行环境足迹核算,并通过蒙特卡洛模拟对核算结果的不确定性进行分析。结果表明,该修复工程的能源消耗量为6375万MJ,95%的置信区间为5039.6... 详细信息

以安徽合肥某典型污染地块的修复实践为例,采用环境足迹分析电子表格(SEFA)对修复过程中的各环节进行环境足迹核算,并通过蒙特卡洛模拟对核算结果的不确定性进行分析。结果表明,该修复工程的能源消耗量为6375万MJ,95%的置信区间为5039.62万~7694.36万MJ,变异系数为4.95%;温室气体(GHG)排放量为4497.5 t(以CO_(2)当量计),95%置信区间为3572.12~5335.16 t,变异系数为4.40%,说明分析结果具有较高的准确性。不确定性分析表明,材料用量、设备运行时长、运输距离等参数详细记录是保证分析结果准确的重要途径。为促进土壤污染风险管控和修复全过程的绿色低碳发展,建议将能源消耗量和碳排放量纳入土壤修复评估指标,建设碳足迹数据库,开发适合中国国情的本土化环境足迹评估软件。

关键词：土地开发利用土壤修复环境足迹分析碳排放不确定性分析

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基于小波包分解与随机森林的离心泵故障诊断

工程设计学报 2024年

作者：马飞邵礼光徐君陶梦秋袁沛胡炳涛浙江大学机械工程学院杭州景业智能科技股份有限公司

针对核电厂离心泵在线故障诊断困难问题，提出了一种基于小波包分解与随机森林模型的故障诊断方法。首先，基于二元小波分析对部署于离心泵电机驱动端径向垂直加速度传感器信号进行3层分解并提取子频带能量特征。其次，基于加速度波形... 详细信息

针对核电厂离心泵在线故障诊断困难问题，提出了一种基于小波包分解与随机森林模型的故障诊断方法。首先，基于二元小波分析对部署于离心泵电机驱动端径向垂直加速度传感器信号进行3层分解并提取子频带能量特征。其次，基于加速度波形提取有量纲及无量纲时域统计特征。然后，时域统计特征与小波能量特征相结合作为随机森林模型的特征输入。最后，通过离心泵故障试验形成的离心泵振动数据训练集对随机森林模型进行训练，形成基于小波包分解与随机森林相结合的离心泵故障诊断模型。该模型与支持向量机、逻辑斯蒂回归、K近邻、高斯朴素贝叶斯机器学习模型在相同离心泵数据集上进行了对比测试，结果表明本文所述方法能够准确识别离心泵正常、叶轮破损、叶轮堵塞、电机轴承故障等运行模式，并表现出更优的分类器性能。该方法可以有效地从振动信号中提取特征并实现故障分类，对于核电站离心泵在线智能故障诊断具有一定的可行性和有效性。

关键词：随机森林故障诊断离心泵小波包分解