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基于模型预测的四足机器人运动控制

浙江大学学报（工学版） 2024年第8期58卷 1565-1576页

作者：秦海鹏秦瑞施晓芬朱小明兰州城市学院培黎机械工程学院甘肃兰州730070 长安大学道路施工技术与装备教育部重点实验室陕西西安710064

针对具有多自由度的四足机器人,结合中枢模式发生器(CPG)和模型预测控制机理(MPC),提出2种模型融合的神经控制方法.该方法以模型预测原理为基础,通过模拟生物神经控制机制,构建腿足机器人行为运动神经控制架构.该架构能够处理外部环境信... 详细信息

针对具有多自由度的四足机器人,结合中枢模式发生器(CPG)和模型预测控制机理(MPC),提出2种模型融合的神经控制方法.该方法以模型预测原理为基础,通过模拟生物神经控制机制,构建腿足机器人行为运动神经控制架构.该架构能够处理外部环境信息,自适应调节机身和腿部位置,实现机器人位置跟踪、全向运动和多种非典型步态.实验结果表明,基于MPC-CPG控制架构的机器人可以快速响应并消除位置误差和角度误差,机身轨迹跟踪的位置误差始终保持在−0.1~0.1 m,姿态角误差保持在−0.05~0.05 rad.在MPC-CPG控制器的作用下,机器人不仅具有较高的轨迹跟踪精度,还表现出行为多样性,验证了所提出的MPC-CPG控制器的有效性.

关键词：四足机器人神经控制中枢模式发生器模型预测控制行为多样性

基于CPCM-液冷-翅片耦合作用的锂电池高温散热性能研究

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兵器装备工程学报 2024年第4期45卷 82-89页

作者：张群尚小标王文博范会丽王先锋昆明理工大学机电工程学院昆明650500 非常规冶金教育部重点实验室昆明650093 微波能工程应用及装备技术国家地方联合工程实验室昆明650093

针对锂离子电池组工作温度过高或温差过大将导致其容量和寿命降低的问题,设计了一种新型的复合相变材料(CPCM)/液冷/翅片耦合散热系统。通过数值模拟,分析了高温环境(38℃)、高倍率循环充放电时,冷却液流向、石蜡中膨胀石墨(EG)的百分... 详细信息

针对锂离子电池组工作温度过高或温差过大将导致其容量和寿命降低的问题,设计了一种新型的复合相变材料(CPCM)/液冷/翅片耦合散热系统。通过数值模拟,分析了高温环境(38℃)、高倍率循环充放电时,冷却液流向、石蜡中膨胀石墨(EG)的百分含量及冷却液流速对该系统散热性能的影响。结果表明,在相变材料(PCM)冷却基础上,引入液冷和散热翅片使电池组的最高温度进一步降低了35.74℃。冷却液交错流比同向流冷却电池组的最高温度降低了1.66℃、最大温差降低了3.15℃,电池温度分布更加均匀。在石蜡中添加EG后系统散热性能有明显提升,EG百分含量为6%时散热性能最好。冷却液流速从0.10 m/s增加到0.20 m/s时,电池组的最高温度降低了2.68℃、最大温差降低了2.22℃;继续增大流速,散热性能提升不显著。

关键词：锂动力电池组数值模拟相变材料耦合散热性能分析

连续芳纶纤维增强PLA复合材料3D打印技术成型缺陷及工艺优化方法研究

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复合材料科学与工程 2024年第1期 98-104页

作者：孟云聪周光明蔡登安张楠南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室南京210016

连续纤维3D打印技术结合了复合材料高力学性能和3D打印灵活制造的优点,具有较大发展潜力。然而现有工艺制得的零件存在较多成型缺陷,影响了该技术的大规模应用。本文基于自行研制的3D打印设备制造芳纶纤维增强PLA试验件,研究试验件成型... 详细信息

连续纤维3D打印技术结合了复合材料高力学性能和3D打印灵活制造的优点,具有较大发展潜力。然而现有工艺制得的零件存在较多成型缺陷,影响了该技术的大规模应用。本文基于自行研制的3D打印设备制造芳纶纤维增强PLA试验件,研究试验件成型质量并提出了滑移缺陷发生条件,系统研究了纤维束滑移、剥离、断裂和层间孔隙等缺陷,最后提出优化打印速度、路径变化角、冷却系统和喷嘴外形四种工艺优化方法,设计了相关试验进行验证。结果表明,优化打印速度、路径变化角和增设冷却系统可将纤维束滑移距离分别降低45%、81%和50%,优化喷嘴设计可将纤维束断裂率降低90%。本研究为基于3D打印的复合材料设计和制造提供了新的思路和解决方案。

关键词： 3D打印连续纤维缺陷优化方法复合材料

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基于热电堆的微型热流传感器制备及性能研究

传感器与微系统 2024年第5期43卷 31-34页

作者：李晓芬张香香谭秋林中北大学微纳器件与系统教育部重点实验室山西太原030051 中北大学省部共建动态测试技术国家重点实验室山西太原030051

航空发动机内部温度和热辐射的不均匀分布可能导致叶片表面出现热点,引起叶尖等区域的材料损坏。因此,监测单位时间内通过叶片表面的热量十分重要。热电堆型热流传感器以其测量范围广、稳定性好、精度高等优点,成为监测高温环境热流参... 详细信息

航空发动机内部温度和热辐射的不均匀分布可能导致叶片表面出现热点,引起叶尖等区域的材料损坏。因此,监测单位时间内通过叶片表面的热量十分重要。热电堆型热流传感器以其测量范围广、稳定性好、精度高等优点,成为监测高温环境热流参数的常用方法。本文采用丝网印刷和高温烧结工艺,在10 mm×10 mm×1 mm的99%Al_(2)O_(3)陶瓷基片上制备了Pt-Rh10/Pt热电堆型热流传感器,并搭建了热流实验平台对传感器进行测试。结果表明,该热流传感器在1 019.4℃的高温环境下,所测热流密度为179.67 kW/m^(2),输出电压为0.462 3 mV。经过3次热循环测试可知,该热流传感器的重复性偏差小于5%,具有较好的重复性。

关键词：高温环境热流监测热阻层热电效应热流传感器

含二苯甲酮结构的稀土配合物对PVC光稳定性能的影响

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中国稀土学报 2024年第1期42卷 160-167,I0005页

作者：黄旭博柳召刚杜桂芳陈明光胡艳宏吴锦绣内蒙古科技大学材料与冶金学院内蒙古包头014010 内蒙古自治区稀土湿法冶金与轻稀土应用重点实验室轻稀土资源绿色提取与高效利用教育部重点实验室内蒙古包头014010 包头稀土研究院内蒙古包头014010

兼具热和光稳定性的稀土稳定剂,对降低聚氯乙烯(PVC)加工成本,提高PVC的生产效率和打开稀土稳定剂的应用领域具有重要的意义,因此,通过人工加速紫外老化实验和户外自然光老化实验,研究了2,4-二羟基二苯甲酮镧(LBP)、2-苯甲酰苯甲酸镧(L... 详细信息

兼具热和光稳定性的稀土稳定剂,对降低聚氯乙烯(PVC)加工成本,提高PVC的生产效率和打开稀土稳定剂的应用领域具有重要的意义,因此,通过人工加速紫外老化实验和户外自然光老化实验,研究了2,4-二羟基二苯甲酮镧(LBP)、2-苯甲酰苯甲酸镧(LBA)及三元复合稳定剂对PVC光稳定性能的影响。结果表明:添加含LBP和含LBA的两种三元复合稳定剂(LBP∶ZnSt_(2)∶PE=2∶1∶2,LBA∶ZnSt_(2)∶PE=1∶1∶3)的PVC片材,人工紫外老化10 d后,失重率分别为2.7%和6.2%,自然光老化35 d后,拉伸强度保留率分别为87.6%和81.8%,复合稳定剂提高PVC的光稳定性能最佳。稀土稳定剂可以吸收PVC降解产生的氯化氢,降低氯化氢的浓度,从而减弱氯化氢对PVC降解的催化作用,抑制PVC脱去HCl形成双键,防止双键在氧作用下,形成过氧化物生成羰基化合物。

关键词：聚氯乙烯热稳定剂光稳定剂二苯甲酮结构稀土

激光焊接及焊后热处理K439B合金的显微组织与力学性能

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年第3期34卷 905-917页

作者：李郑张振林吴爱萍张明军康举刘瞿赵玥陈晶阳清华大学机械工程系北京100084 清华大学先进材料加工技术教育部重点实验室北京100084 西南交通大学材料科学与工程学院成都610031 清华大学摩擦学国家重点实验室北京100084 北京航空材料研究院先进高温结构材料重点实验室北京100095 北京石油化工学院北京能源工程先进连接技术高等学校工程研究中心北京102617

对应用于发动机涡轮上的新型镍基合金K439B进行激光焊接实验,研究焊后热处理对接头显微组织和力学性能的影响。半定量分析结果表明,热处理后接头各区域γ′相均发生长大,一次γ′相和二次γ′相半径分别约为25和150 nm。力学性能测试结... 详细信息

对应用于发动机涡轮上的新型镍基合金K439B进行激光焊接实验,研究焊后热处理对接头显微组织和力学性能的影响。半定量分析结果表明,热处理后接头各区域γ′相均发生长大,一次γ′相和二次γ′相半径分别约为25和150 nm。力学性能测试结果表明,焊后热处理可使焊缝区硬度提高约HV 100,由γ′相提供的临界恢复剪应力从4.8 MPa提高到92 MPa;另一方面,热处理后接头的抗拉强度和屈服强度与母材的相当,大量碳化物的存在导致接头在拉伸过程中优先断裂于母材处。

关键词：镍基高温合金激光焊接 γ'相碳化物显微组织力学性能

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T形PEC柱抗震性能的数值模拟分析

建筑钢结构进展 2024年第4期26卷 77-87页

作者：李媛萍刘谋雷暨南大学力学与建筑工程学院广州510632 暨南大学“重大工程灾害与控制”教育部重点实验室广州510632

利用ABAQUS软件对14个T形PEC柱进行低周反复加载模拟,分析不同参数对T形PEC柱抗震性能的影响规律。结果表明:T形PEC柱的滞回曲线呈饱满的平行四边形,且刚度退化稳定,耗能能力和延性良好;提高混凝土强度等级虽然可增大柱的初始刚度,但混... 详细信息

利用ABAQUS软件对14个T形PEC柱进行低周反复加载模拟,分析不同参数对T形PEC柱抗震性能的影响规律。结果表明:T形PEC柱的滞回曲线呈饱满的平行四边形,且刚度退化稳定,耗能能力和延性良好;提高混凝土强度等级虽然可增大柱的初始刚度,但混凝土强度等级过高则会导致柱的延性降低,刚度退化加剧,抗震性能降低;在T形PEC柱内设置横向拉杆,且将x方向和z方向的横向拉杆相互焊接,有利于对混凝土形成套箍作用从而提高柱的抗震性能,但拉杆间距不宜大于150 mm;在T形PEC柱的两侧阴角处分别设置1根纵筋并将其与横向拉杆绑定后形成钢筋笼,能够明显的改善柱的抗震性能。

关键词： T形PEC柱滞回性能刚度退化耗能能力延性

肝豆扶木汤通过调控miR-29b-3p/ULK1表达对Wilson病肝纤维化小鼠自噬的影响

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中国实验方剂学杂志 2024年第2期30卷 17-25页

作者：钱南南杨文明魏涛华唐露露江海林郝文杰杨玉龙张帅帅胡胜安徽中医药大学第一附属医院合肥230031 安徽中医药大学合肥230038 新安医学教育部重点实验室合肥230038

目的:探讨肝豆扶木汤(GDFMD)在Wilson病肝纤维化发展过程中的作用机制及途径。方法:将30只毒性乳突变小鼠(TX-j)随机分为模型组、GDFMD高、中、低剂量组、青霉胺组,每组6只,另随机选取6只野生型小鼠作为正常组,GDFMD高、中、低剂量组予1... 详细信息

目的:探讨肝豆扶木汤(GDFMD)在Wilson病肝纤维化发展过程中的作用机制及途径。方法:将30只毒性乳突变小鼠(TX-j)随机分为模型组、GDFMD高、中、低剂量组、青霉胺组,每组6只,另随机选取6只野生型小鼠作为正常组,GDFMD高、中、低剂量组予13.92、6.96、3.48 g·kg^(-1)药物进行灌胃。青霉胺组予0.1 g·kg^(-1)青霉胺药物进行灌胃。模型组和正常组用等容积的生理盐水,每天1次,连续灌胃4周。灌胃4周后收集样本,采用酶联免疫吸附测定法(ELISA)检测Ⅲ型前胶原肽(PCⅢ)、Ⅳ型胶原(ColⅣ)、透明质酸(HA)、层黏连蛋白(LN);苏木素-伊红(HE)、马松(Masson)及苦味酸-天狼星红胶原(Sirus Red)染色观察肝纤维化组织病理学改变。采用实时荧光定量聚合酶链式反应(Real-time PCR)、免疫组化和蛋白免疫印迹法(Western blot)观察肝星状细胞(HSCs)活化相关指标α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)、Ⅰ型胶原蛋白(ColⅠ)表达。采用Real-time PCR观察miR-29b-3p表达;Western blot观察Unc-51样自噬激活激酶1(ULK1)及其下游相关因子的表达。应用双荧光素酶报告基因检测方法对miR-29b-3p下游基因进行了验证。结果:与正常组比较,模型组肝纤维化4项(PCⅢ、ColⅣ、HA、LN)显著异常(P及α-SMA、ColⅠmRNA表达上调(P及青霉胺组肝纤维化4项显著改善(P及α-SMA、ColⅠmRNA表达下调(P<0.05,P<0.01),miR-29b-3p表达上调(P<0.01),ULK1、p-ULK1、Atg13、p-Atg13、Beclin-1、FIP200、AMBRA1、LC3Ⅱ/Ⅰ下调(P<0.05,P<0.01),p62蛋白表达上调(P<0.01)。预测软件预测出miR-29b-3p与ULK1存在结合位点。双荧光素酶报告基因检测方法提示ULK1-WT质粒转染的细胞组在加入miR-29b-3p模拟物共培养时,荧光素酶活性降低(P<0.01)。结论:肝豆扶木汤能够通过上调miR-29b-3p,从而调控ULK1介导的细胞自噬,进一步发挥抗Wilson病肝纤维化作用。

关键词： Wilson病肝纤维化肝豆扶木汤 miR-29b-3p Unc-51样自噬激活激酶1(ULK1) 细胞自噬

腰带型人体微环境可视化监测系统柔性集成与可穿戴应用研究

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高分子学报 2024年第6期55卷 718-728页

作者：林云飞程鑫慧夏利琼刘瑾张茜龚剑亮陈义旺江西师范大学氟硅能源材料与化学教育部重点实验室南昌330022 南昌大学化学化工学院/薄膜能源化学江西省重点实验室南昌330031 江西师范大学美术学院设计系南昌330022 东华大学服装与艺术设计学院上海201620

微电子系统的创新功能设计及其柔性集成封装是推进智能可穿戴设备在主动健康监测领域应用发展的核心动力.本研究采用控制处理芯片、温湿度传感器、信号采集与无线传输模块以及光纤等光/电子元器件和功能模块设计与开发了一套温湿度数据... 详细信息

微电子系统的创新功能设计及其柔性集成封装是推进智能可穿戴设备在主动健康监测领域应用发展的核心动力.本研究采用控制处理芯片、温湿度传感器、信号采集与无线传输模块以及光纤等光/电子元器件和功能模块设计与开发了一套温湿度数据可视化监测系统,并基于超低模量有机硅非水凝胶和3D间隔织物为主要材料复合制备了一种兼具本征和结构柔性的可拉伸电路板对其实现了一体柔性集成与封装,发展得到了一款可穿戴人体微环境(数据)可视化监测功能腰带.所使用的新型有机硅非水凝胶复合织物材料杨氏模量和抗弯刚度分别仅为0.113 MPa和114.680 mN·mm,在充分保留原织物基底柔软顺应性的同时,还有效地引入了有机硅类材料固有的优异生物相容性、疏水性和电绝缘性,并实现了断裂拉伸强度和断裂拉伸率等力学性能的进一步增强,分别提高了48.775%和22.507%.经其集成与封装得到的人体微环境可视化监测功能腰带采用假人进行穿戴模拟测试,通过可拉伸光纤显示板颜色变化成功地实现了人体微环境温湿度变化情况实时探测和监控.该功能腰带还可通过与手机和电脑等设备进行连接,实现人体微环境数据的移动监测和云存储,在老年人卧床护理等特殊护理领域显示出优异的应用潜力.

关键词：柔性电子可拉伸电路板人体微环境生理数据可视化健康监测与护理