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双指柔顺夹持手结构设计及其力感知

计算机集成制造系统 2024年第1期30卷 14-27页

作者：吴全会施罗杰潘柏松邵旭辉浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部重点实验室浙江杭州310032 浙江工业大学机械工程学院浙江杭州310032

针对机械手抓取形状多样化的目标件和调整夹持力大小的问题,设计了一种具有力感知的复合驱动双指柔顺夹持手。首先基于人手指关节双指贴合抓取原理,分析不规则目标件外形轮廓抓取特征,提出一种复合驱动的双指柔顺夹持手结构;其次根据柔... 详细信息

针对机械手抓取形状多样化的目标件和调整夹持力大小的问题,设计了一种具有力感知的复合驱动双指柔顺夹持手。首先基于人手指关节双指贴合抓取原理,分析不规则目标件外形轮廓抓取特征,提出一种复合驱动的双指柔顺夹持手结构;其次根据柔顺夹持手驱动特点和夹取力的控制要求,采用气缸与步进电机相结合的混合驱动方式,并结合夹持手力传感器反馈,实现对不规则形状目标件的包络贴合抓取;最后对所设计的复合驱动双指夹持手进行了样机研制和力感知柔性抓取验证,测试结果实现夹持手指根节角度调整范围为-15°~15°,夹持手接触力传感器测试误差5%左右。该夹持手结构为精准夹取形状多样性的目标件提供了可靠的技术支撑,也为多指夹持手机构设计和夹持力感知研究提供了理论借鉴。

关键词：双指柔顺夹持手指根可转位夹取力控制

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表情变换时序特征下的驾驶人情绪识别研究

中国公路学报 2024年第5期37卷 343-355页

作者：董红召林少轩佘翊妮浙江工业大学智能交通系统联合研究所浙江杭州310023

针对现有驾驶人情绪识别方法存在的识别实时性不足、识别精度较低等问题,提出一种表情识别及其时序情绪表达的驾驶人情绪识别方法。首先,建立VGG Lite驾驶人表情识别模型,在传统VGG Net模型结构上,通过改变卷积层堆叠结构以大幅减少模... 详细信息

针对现有驾驶人情绪识别方法存在的识别实时性不足、识别精度较低等问题,提出一种表情识别及其时序情绪表达的驾驶人情绪识别方法。首先,建立VGG Lite驾驶人表情识别模型,在传统VGG Net模型结构上,通过改变卷积层堆叠结构以大幅减少模型的参数量,修改激活函数以增强模型对人脸表情中细节特征的表达能力,并在模型中增加性能优化层来提升模型的收敛性和泛化性。其次,分析表情时序变化与情绪状态之间的关系,研究时间序列演变的情绪表达方式,设计了包含表情时序转化、表情-情绪量化映射和时序情绪表达的驾驶人时序情绪识别方法。然后,采用Fer2013数据集,将所提出的VGG Lite驾驶人表情识别模型与其他模型进行比较验证,证明了该模型不仅可以保持高识别准确率,还有效降低了模型参数量,从而提高了识别速度,此外,采用自制数据集识别表情获得了98.8%的高准确率,证明了该模型能有效识别不同驾驶情境中的驾驶人表情。最后,以公交车驾驶人情绪识别为例对提出的时序情绪识别方法进行试验验证,结果表明,该方法能够准确识别驾驶人各种表情转换下的复杂情绪状态,平均识别率高于95%,比单帧情绪识别方法提升5%以上,每帧图像的情绪识别耗时平均低于0.03 s,每秒平均识别超过10帧,满足交通驾驶情绪识别的实时性要求。所提方法能够及时、准确地评估驾驶人的情绪状态,为提高交通系统整体安全性和效率提供了更有效的手段。

关键词：交通工程驾驶情绪时序情绪识别驾驶人情绪状态驾驶安全

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通勤满意度研究综述

浙江大学学报（理学版） 2024年第1期51卷 99-108页

作者：邓一凌李炜妮陈梦微浙江工业大学设计与建筑学院浙江杭州310023

通勤满意度是影响居民生活质量与幸福感的重要因素,一定程度反映了城市相关政策与规划的优劣。近年来,通勤满意度已引起城乡规划、地理、交通等领域的关注。总结了通勤满意度的测量、调查与建模方法,运用元分析方法将社会经济属性、通... 详细信息

通勤满意度是影响居民生活质量与幸福感的重要因素,一定程度反映了城市相关政策与规划的优劣。近年来,通勤满意度已引起城乡规划、地理、交通等领域的关注。总结了通勤满意度的测量、调查与建模方法,运用元分析方法将社会经济属性、通勤特征、出行态度、建成环境及生活事件对通勤满意度的影响进行了量化处理,以增强对通勤满意度及其影响因素和作用机制的认知。在此基础上,指出了通勤满意度现有研究的不足,提出了研究方向和建议,并阐述了现有研究成果对政策及规划的启示。

关键词：通勤满意度测量方法元分析影响因素政策

手性δ-取代己内酰胺化学/酶串联一锅法合成及立体构型调控

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浙江大学学报（理学版） 2024年第1期51卷 55-63页

作者：屠美玲王祁宁李琰君张建庭贾继宁杨阿三浙江工业大学化工学院浙江杭州310014

报道了一种以1-取代高烯丙基胺为原料,结合酶催化动态动力学拆分与分子内烯烃复分解反应串联一锅法制备手性δ-取代己内酰胺的方法。分别用脂肪酶和蛋白酶作为动态动力学拆分催化剂,实现了手性δ-取代己内酰胺立体构型的调控。通过该方... 详细信息

报道了一种以1-取代高烯丙基胺为原料,结合酶催化动态动力学拆分与分子内烯烃复分解反应串联一锅法制备手性δ-取代己内酰胺的方法。分别用脂肪酶和蛋白酶作为动态动力学拆分催化剂,实现了手性δ-取代己内酰胺立体构型的调控。通过该方法制备的R-δ-取代己内酰胺的对映体过量值(enantiomeric excess,ee)均在90%以上,产率维持在76%以上;所制备的S-δ-取代己内酰胺的ee也在82%以上,产率均高于70%。

关键词：手性己内酰胺立体构型可调控合成化学/酶串联一锅法合成

基于模糊模式识别和敏感场优化的ECT图像重建

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光学学报 2024年第9期44卷 54-66页

作者：黄国兴李超吴振华王静文袁韬雅卢为党浙江工业大学信息工程学院浙江杭州310023 哈尔滨工业大学信息科学与工程学院山东威海264209

提出了一种基于模糊模式识别和敏感场优化的电容层析成像(ECT)图像重建方法,以提高重建的精度与质量。首先,提出了一种基于模糊模式的ECT流型识别方法,通过流型识别,选择与输入信号所属相对应的变化敏感场,完成敏感场的优化;然后,提出... 详细信息

提出了一种基于模糊模式识别和敏感场优化的电容层析成像(ECT)图像重建方法,以提高重建的精度与质量。首先,提出了一种基于模糊模式的ECT流型识别方法,通过流型识别,选择与输入信号所属相对应的变化敏感场,完成敏感场的优化;然后,提出了一种基于特征提取的敏感场扩充方法,从输入信号中提取特征信息进行数据融合,并通过零填充和随机重组将优化后的敏感场扩展为新的敏感场分布矩阵,进一步优化敏感场;最后,提出一种稀疏图像重建方法,通过构造综合观测方程,求解介电常数分布矢量,并进行图像重建。通过COMSOL软件对ECT系统进行三维仿真建模,仿真实验结果表明,本文方法在图像误差、相关系数等成像指标上优于现有方法,具有更好的成像效果。

关键词：成像系统电容层析成像模糊模式识别灵敏度场优化流型识别图像重建

水帘结构同步水冷装置对光-粉同路激光熔覆温度场的影响研究

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表面技术 2024年第13期53卷 13-21页

作者：杨高林刘谭亮雍兆郑权航王晓江石岳林姚建华浙江工业大学激光先进制造研究院杭州310023 浙江工业大学高端激光制造装备省部共建协同创新中心杭州310023 浙江工业大学机械工程学院杭州310023 舟山市鼎尊智能科技有限公司浙江舟山316031

目的解决大型设备激光增材修复过程中的局部升温易烧蚀零件边缘、熔化内部导线及橡胶圈、损坏原有结构的问题。方法采用Fluent软件和VOF模型研究水帘下干区稳定气液两相流模型,通过Abaqus软件和热传导三定律、热弹塑性理论、热变形理论... 详细信息

目的解决大型设备激光增材修复过程中的局部升温易烧蚀零件边缘、熔化内部导线及橡胶圈、损坏原有结构的问题。方法采用Fluent软件和VOF模型研究水帘下干区稳定气液两相流模型,通过Abaqus软件和热传导三定律、热弹塑性理论、热变形理论建立温度场和弯曲变形的数值模型,并通过对比光-粉同路和同步水冷2种方式下熔覆316L不锈钢的熔池形貌、晶粒尺寸、热量累积、弯曲变形差异,验证同步水冷对熔覆过程中温度场的影响机理。结果同步水冷装置内部水帘呈散射状流向四周,能够形成稳定的干区环境,沉积后的金相表面无明显气孔、裂纹等缺陷。在相同参数单道沉积时,温度云图和熔池形貌表明,水冷有效缩减了熔池的大小,但其对熔池凝固速度的影响较小,二者平均晶粒尺寸仅存在略微差别,分别为28.81μm和27.55μm。多道沉积时,水帘的冷却作用拔高了熔池边缘的温度差异,拉低了外延区域的热量累积,在降低基板整体温度的同时,增大了熔池边缘的温度梯度,而温差的增大带来了更大的热应力,导致不同沉积方式下基板的变形程度不同。在悬臂梁搭接熔覆试验中,采用热电偶测得同步水冷能保持基板背面温度在50℃以下,而光-粉同路最高能达到500℃。同时,悬臂梁厚度较薄时,基板上下面温差产生的热应力大于基板自身约束力,试样发生严重变形,且含同步水冷的变形更为明显。厚度增加时,试样自身约束力增大,变形量差异逐渐减小。结论同步水冷水路的耦合限制了熔池热量的深入与扩散,可以有效实现熔覆过程中加工区域的温度控制,同时也会导致在工件较薄时弯曲变形程度提升,但在板材厚度大于3 mm时,变形量差别趋于相同,且越来越小。

关键词：同步水冷光-粉同路增材制造温度控制能场复合数值模拟

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腈水解酶立体选择性改造及其合成布瓦西坦

化工学报 2024年第7期75卷 2633-2643页

作者：吴哲明张碧云郑仁朝浙江工业大学生物工程学院浙江杭州310014

布瓦西坦是新一代抗癫痫药物,具有广阔的市场前景。利用腈水解酶立体选择性催化3-氰基己腈合成关键手性中间体(R)-3-氰基己酸,进一步经加氢、环化、手性拆分等合成布瓦西坦路线,具有原子经济性高等优势,然而目前挖掘的腈水解酶存在立体... 详细信息

布瓦西坦是新一代抗癫痫药物,具有广阔的市场前景。利用腈水解酶立体选择性催化3-氰基己腈合成关键手性中间体(R)-3-氰基己酸,进一步经加氢、环化、手性拆分等合成布瓦西坦路线,具有原子经济性高等优势,然而目前挖掘的腈水解酶存在立体选择性差等缺陷。以腈水解酶PgNIT为研究对象,通过对其催化口袋和亚基界面改造获得了立体选择性大幅提高的突变体F164W/I202R,产物光学纯度由野生型的86%提升至97%,E值由17提高至111。分子动力学模拟研究表明,F164位点的改造减小了(R)-3-氰基己腈深入催化口袋内部的空间位阻,而“A”界面I202位点的改造增加了亚基之间缔合的距离和催化口袋区域的原子动态协同性,从而显著提升了腈水解酶的立体选择性。

关键词：腈水解酶立体选择性分子改造分子模拟生物催化分子生物学

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Ru/AC和Ru-NPs/AC催化剂对乙炔氢氯化反应催化活性的比较

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高校化学工程学报 2024年第4期38卷 578-585页

作者：徐达王赛赛马腾云万立祺赵佳蔡海婷李小年浙江工业大学化学工程学院浙江杭州310014

针对乙炔氢氯化反应无汞催化剂的开发,Ru基催化剂是最具工业潜力的催化剂之一。结合表面积分析仪(BET)、程序升温还原(TPR)、透射电镜(TEM)和程序升温脱附(TPD),以及动力学实验探究了导致Ru/AC(AC为活性炭)和高温H_(2)处理后Ru-NPs/AC... 详细信息

针对乙炔氢氯化反应无汞催化剂的开发,Ru基催化剂是最具工业潜力的催化剂之一。结合表面积分析仪(BET)、程序升温还原(TPR)、透射电镜(TEM)和程序升温脱附(TPD),以及动力学实验探究了导致Ru/AC(AC为活性炭)和高温H_(2)处理后Ru-NPs/AC催化性能差异的原因。在排除内、外扩散的条件下,通过动力学实验判断了反应级数,初步推测了基元反应步骤和决速步骤。结果表明,Ru-NPs/AC相对于Ru/AC总反应速率更低,表观活化能更高,这是由于高温H_(2)处理后活性组分的分散度降低、Ru物种被还原,并且导致活性中心对C_(2)H_(2)的吸附性能降低。

关键词：乙炔氢氯化 Ru基催化剂反应级数表观活化能活性中心

表面预处理对超音速激光沉积Ti6Al4V涂层界面结合的影响(特邀)

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激光与光电子学进展 2024年第1期61卷 199-206页

作者：姚建华李波张群莉胡耀峰姜家涛宋其伟王健君浙江工业大学激光先进制造研究院浙江杭州310023 浙江工业大学机械工程学院浙江杭州310023

以Ti6Al4V沉积层为基体,研究基体表面预处理对超音速激光沉积涂层/基体界面结合的影响。试验前,基体表面经过三种不同方式的预处理,分别为抛光、打磨和喷砂。利用X射线衍射仪和表面轮廓仪对基体表面的物相组成和粗糙度进行了分析,利用... 详细信息

以Ti6Al4V沉积层为基体,研究基体表面预处理对超音速激光沉积涂层/基体界面结合的影响。试验前,基体表面经过三种不同方式的预处理,分别为抛光、打磨和喷砂。利用X射线衍射仪和表面轮廓仪对基体表面的物相组成和粗糙度进行了分析,利用光学显微镜对涂层/基体界面结合进行了分析,利用单颗粒撞击有限元模型对颗粒与不同表面粗糙度基体的结合情况进行了分析。研究结果表明,打磨处理的基体由于表面生成氧化钛陶瓷相,涂层发生脱落。抛光处理的基体较喷砂处理的基体有更低的表面粗糙度,其涂层/基体界面结合更紧密。数值模拟表明,基体表面的起伏特征在颗粒/基体界面处促成温度和应变的不均匀分布,阻碍颗粒与基体间的紧密结合。

关键词：超音速激光沉积钛合金表面预处理界面结合有限元分析