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旋拧式油茶果采摘末端执行器的研制与试验

林业工程学报 2025年

作者：甄乾广王金鹏周宏平何萌周磊南京林业大学机械电子工程学院

为了解决现有油茶果采摘装置体积大、花苞和枝条损伤大等问题，本研究面向油茶果精准采摘的需求提出了一种适用于油茶果采摘机器人的变直径、多果实采摘方法，设计了轻巧紧凑的末端执行器方案。该末端由减速电机带动驱动轮转动，3根三... 详细信息

为了解决现有油茶果采摘装置体积大、花苞和枝条损伤大等问题，本研究面向油茶果精准采摘的需求提出了一种适用于油茶果采摘机器人的变直径、多果实采摘方法，设计了轻巧紧凑的末端执行器方案。该末端由减速电机带动驱动轮转动，3根三角形布置的弹性带分别将动力从驱动轮传递到6个呈正六边形布局的从动轮，每个带轮带动与其固定连接的手指转动，该设计使末端执行器的整体质量为1.2 kg。进行了油茶果分离所需的拉力和扭力的测量试验，发现最大扭力为0.066 N·m，最大拉力为25.4 N，为末端执行器的结构设计提供了依据。试制了旋拧式油茶果采摘末端执行器的物理样机，并分别进行了油茶果采摘室内试验和果园试验，在实验室采摘平台上进行的60组模拟采摘试验得到果实的平均采摘成功率达到78.33%，花苞损伤率低于5%。果园实地采摘试验发现，电机转速222 r/min为最佳采摘转速，此时平均采摘成功率为70%，不考虑视觉定位油茶果的耗时，末端执行器单果的采摘时间为3～5 s，对花苞损伤低于5%。

关键词：油茶果柔性末端执行器旋拧采摘精确采摘

一种倍压型变占空比宽输出两相并联LLC谐振变换器

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电源学报 2025年第1期23卷 21-31页

作者：潘健郭泓展张恢鉴邵冰湖北工业大学电气与电子工程学院武汉430068

针对传统LLC谐振变换器在宽电压应用时开关频率范围过宽且电压调节性能较差的问题,提出1种倍压型两相并联谐振变换器。该变换器一次侧为并联双半桥LLC结构,二次侧在全桥整流网络中引入双向开关,构成可重构倍压整流网络。工作时采用定频... 详细信息

针对传统LLC谐振变换器在宽电压应用时开关频率范围过宽且电压调节性能较差的问题,提出1种倍压型两相并联谐振变换器。该变换器一次侧为并联双半桥LLC结构,二次侧在全桥整流网络中引入双向开关,构成可重构倍压整流网络。工作时采用定频控制,一次侧下半桥通过改变占空比来改变谐振槽输入电压,上半桥则以固定占空比工作,二次侧整流网络在双向开关的作用下实现全桥和倍压混合整流,可实现4倍的电压增益范围。同时,该变换器具有良好的软开关性能,且电压增益与励磁电感、负载无关,可选用较大的励磁电感来减小开关的关断和导通损耗。最后,仿真与实验验证了该变换器的有效性。

关键词：谐振变换器定频控制倍压整流宽电压软开关

响应范围可调的倍增型有机光电探测器进展（特邀）

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光学学报 2025年第2期45卷 35-50页

作者：杨凯旋王剑王健张福俊北京交通大学自动化与智能学院泰山学院物理与电子工程学院北京交通大学发光与光信息技术教育部重点实验室

光谱响应范围反映了光电探测器可探测信号光的波长范围，决定了器件的适用场景和应用领域。倍增型有机光电探测器（PM-OPDs）有光谱响应范围可调特性，为其未来在不同场景中的高灵敏探测提供了关键支撑。本文通过介绍PM-OPDs的工作机理... 详细信息

光谱响应范围反映了光电探测器可探测信号光的波长范围，决定了器件的适用场景和应用领域。倍增型有机光电探测器（PM-OPDs）有光谱响应范围可调特性，为其未来在不同场景中的高灵敏探测提供了关键支撑。本文通过介绍PM-OPDs的工作机理，并分析调控器件光谱响应范围的方法，为光谱响应范围可调的PM-OPDs的进一步研究工作提供实验依据和理论参考。首先，阐述了PM-OPDs的工作机理，剖析光谱响应范围的重要影响因素。然后，分别介绍了宽响应和窄响应PM-OPDs的研制方法。对于宽响应PM-OPDs，主要介绍了窄带隙材料甄选、三元策略、双层结构拓宽器件光谱响应范围的内在机制；对于窄响应PM-OPDs，以“载流子注入窄化”概念为核心，从材料甄选和器件结构两个维度分析了实现窄响应探测的方法。最后，梳理了光谱响应范围可调的PM-OPDs的研究成果和进展，以挖掘提高器件性能更多潜在途径和方法。

关键词：光电倍增有机光电探测器光谱响应范围可调性宽响应窄响应

基于掩模Transformer的HDR图像重建算法

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激光与光电子学进展 2025年第2期62卷 409-420页

作者：张祖珩陈晓冬汪毅蔡怀宇天津大学精密仪器与光电子工程学院光电信息技术教育部重点实验室

在众多高动态范围（HDR）图像重建算法中，生成包围曝光式的HDR图像重建算法因其突出的动态范围扩展能力及对复杂光照场景的适应能力成为研究的热点。然而，生成包围曝光式重建算法往往基于卷积神经网络构建图像生成器，导致生成器仅具... 详细信息

在众多高动态范围（HDR）图像重建算法中，生成包围曝光式的HDR图像重建算法因其突出的动态范围扩展能力及对复杂光照场景的适应能力成为研究的热点。然而，生成包围曝光式重建算法往往基于卷积神经网络构建图像生成器，导致生成器仅具有局部感受野，难以利用全局信息，使图像过曝与欠曝区域信息恢复能力受限。为此，本文引入Transformer架构赋予网络全局感受野，增强网络建立长距离依赖的能力。同时，为Transformer添加单向软掩模，避免过曝与欠曝区域的无效信息向特征图输入噪声，进一步提高重建质量。实验结果表明，所提算法在VDS数据集与HDREye数据集上峰值信噪比分别提高2.37 dB和1.33 dB，主观对比实验进一步证明所提算法的有效性。该研究为提升HDR图像重建算法对过曝与欠曝区域的信息恢复能力提供了一种新的思路。

关键词：高动态范围图像重建深度学习软掩模 Transformer

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镍掺杂氧化锌纳米棒阵列光纤氢气传感器

光学学报 2025年

作者：邓君沈剑聪何雨婷王佳伟贺文聪万步勇杨晓红重庆师范大学物理与电子工程学院重庆市光电功能材料重点实验室

氢气是一种绿色可再生能源，因其易燃易爆特性而存在安全风险，实现氢气有效检测是安全利用氢能的先决条件。为此，设计了一种基于镍掺杂氧化锌（Ni:ZnO）纳米棒阵列的光纤氢气传感器。分析了纳米棒阵列传感层的光传输机制，光在纤芯与... 详细信息

氢气是一种绿色可再生能源，因其易燃易爆特性而存在安全风险，实现氢气有效检测是安全利用氢能的先决条件。为此，设计了一种基于镍掺杂氧化锌（Ni:ZnO）纳米棒阵列的光纤氢气传感器。分析了纳米棒阵列传感层的光传输机制，光在纤芯与传感层之间的传播可等效为单一界面的反射和折射，输出光强主要受该界面反射影响，随着传感层电导率的增加，输出光强呈现单调递增趋势。采用先浸渍ZnO晶种层再水浴生长的两步法在光纤表面制备Ni:ZnO纳米棒阵列，氢气传感测试结果表明，Ni/Zn摩尔比为2.5%制备的镍掺杂氧化锌（Ni:ZnO-4）传感器的气敏响应最佳。Ni:ZnO-4传感器检测1000 ppm氢气时，响应达到8.44%，最低检测下限为10 ppm，且具有较快的响应时间(75 s)，良好的重复性、稳定性和选择性，显示出在氢气检测领域的应用潜力。

关键词：传感器光纤光学氢气氧化锌纳米棒阵列结构

J-TEXT托卡马克锯齿振荡期间湍流传播和对称性破缺对边缘剪切流的影响

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物理学报 2025年第4期74卷 225-234页

作者：丁肖冠赵开君谢耀禹陈志鹏陈忠勇杨州军高丽丁永华温思宇胡莹欣东华理工大学核科学与工程学院南昌330013 华中科技大学电气与电子工程学院磁约束聚变与等离子体国际合作联合实验室强电磁技术全国重点实验室武汉430074

锯齿振荡引起热脉冲和湍流脉冲可以传播到边缘等离子体中增强边缘剪切流并诱发低约束模到高约束模的转换.在J-TEXT托卡马克上观测了锯齿振荡期间湍流传播和对称性破缺对边缘剪切流的影响.采用快速往复静电探针阵列测量了边缘等离子体湍... 详细信息

锯齿振荡引起热脉冲和湍流脉冲可以传播到边缘等离子体中增强边缘剪切流并诱发低约束模到高约束模的转换.在J-TEXT托卡马克上观测了锯齿振荡期间湍流传播和对称性破缺对边缘剪切流的影响.采用快速往复静电探针阵列测量了边缘等离子体湍流和剪切流等,观测到锯齿崩塌后,芯部的热脉冲和湍流传播至边缘等离子体,且湍流脉冲快于热脉冲.本文发现了锯齿崩塌后在边缘等离子体中引起湍流对称性破缺,湍流传播和对称性破缺可以增强湍流雷诺协强,从而驱动剪切流.这些结果阐明了锯齿崩塌对边缘湍流和剪切流的增强作用过程.

关键词：托卡马克锯齿边缘剪切流雷诺协强

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激光锡等离子体的状态参数分布和极紫外波段辐射的模拟研究

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物理学报 2025年第3期74卷 1-15页

作者：敏琦王国栋何朝伟何思奇卢海东刘兴邦武艳红苏茂根董晨钟西北师范大学物理与电子工程学院甘肃省原子分子物理与功能材料重点实验室兰州730070 兰州工业学院计算机与人工智能学院兰州730050

激光锡(Sn)等离子体光源是当前先进极紫外(EUV)光刻机中最为核心的分系统,其辐射出的13.5 nm附近2%带宽内的EUV光的功率值和稳定性是决定整个光刻机是否成功的关键指标之一,本文针对激光Sn等离子体光源这一复杂系统,开展了详细的关于等... 详细信息

激光锡(Sn)等离子体光源是当前先进极紫外(EUV)光刻机中最为核心的分系统,其辐射出的13.5 nm附近2%带宽内的EUV光的功率值和稳定性是决定整个光刻机是否成功的关键指标之一,本文针对激光Sn等离子体光源这一复杂系统,开展了详细的关于等离子体状态参数分布以及EUV辐射光谱的数值模拟研究.首先基于细致能级模型,在局域热动平衡近似条件下计算得到了Sn等离子体在12—16 nm波段的辐射不透明度数据.随后利用激光等离子体辐射流体力学程序RHDLPP,分别模拟了纳秒激光脉冲作用于Sn平面固体靶和液滴靶所产生的等离子体的温度和电子密度等状态参数的分布.结合辐射不透明度数据和等离子体状态数据,利用光谱模拟后处理子程序SpeIma3D完成了平面靶等离子体的空间分辨EUV光谱以及液滴靶等离子体在60°观测角下的角分辨EUV光谱的模拟.最后,得到了液滴靶等离子体在13.5nm,2%带宽内的带内辐射强度随观测角度的变化规律.本文获得的所有等离子体状态参数分布和EUV光谱模拟结果与现有的实验结果具有很好的一致性,证明了RHDLPP程序在激光Sn等离子体EUV光源方面的模拟能力,相关结果可以为EUV光刻以及国产化EUV光源的研制提供一定的支持.

关键词：极紫外光刻光源激光锡等离子体辐射流体力学程序极紫外光谱

计及风电、调相机支撑特性的频率安全约束分布鲁棒机组组合调度方法

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电工技术学报 2025年第1期40卷 80-95页

作者：江一航赵书强王慧汪盈杉新能源电力系统全国重点实验室(华北电力大学) 北京102206 华北电力大学电气与电子工程学院北京102206

能源转型过程中,电力系统频率安全问题日益突出,现有调度方法难以兼顾频率安全性与风电消纳要求。为此,提出一种计及风电、调相机支撑特性的频率安全约束分布鲁棒机组组合调度方法。首先,基于惯性控制及功率备用控制机理,提出一种适用... 详细信息

能源转型过程中,电力系统频率安全问题日益突出,现有调度方法难以兼顾频率安全性与风电消纳要求。为此,提出一种计及风电、调相机支撑特性的频率安全约束分布鲁棒机组组合调度方法。首先,基于惯性控制及功率备用控制机理,提出一种适用于调度模型的全风况风电频率支撑特性建模方法;然后,对同步调相机及具备调相工况转换能力的改造火电机组频率支撑特性进行分析与建模,并将其统一纳入系统频率响应模型,通过时频域交替求解提取频率动态过程安全约束集,提出一种改进的分段线性化方法对非线性项进行线性转换;最后,基于数据驱动分布鲁棒优化对风电不确定性进行建模,构建嵌入频率安全约束集的两阶段分布鲁棒机组组合模型,以改进的列和约束生成算法对模型进行求解。算例分析结果表明,调相机的有功替代效应对于减小系统弃风、提升系统旋转惯量水平具有积极作用,在调度框架中考虑风电、调相机支撑特性能够在兼顾系统频率安全的同时提升经济性。

关键词：风电频率支撑同步调相机机组组合频率安全分布鲁棒优化

基于波前编码的制冷型红外光学系统焦深拓展研究

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光子学报 2025年第1期54卷 124-135页

作者：王馨竹杨磊段文浩杨童刘万成谢洪波天津大学精密仪器与光电子工程学院光电信息技术教育部重点实验室天津300072 电磁空间安全全国重点实验室天津300308

设计二次成像方式,解决了相位板放置位置和探测器冷阑结构之间的位置冲突,完成了制冷型红外光学系统的结构设计。引入波前编码技术,结合截止频率处调制传递函数的变化趋势和对调制传递函数曲线一致性的客观评价,分析相位板参数取值对系... 详细信息

设计二次成像方式,解决了相位板放置位置和探测器冷阑结构之间的位置冲突,完成了制冷型红外光学系统的结构设计。引入波前编码技术,结合截止频率处调制传递函数的变化趋势和对调制传递函数曲线一致性的客观评价,分析相位板参数取值对系统的不同影响,直接得到合适的相位板参数。利用光学软件对波前编码系统进行仿真,并采用Lucy-Richardson迭代算法恢复编码模糊图像。基于像素及人眼视觉感受对复原图像进行综合评价,证明波前编码技术有效拓展了普通红外光学系统的焦深,可拓展至原焦深范围的20倍。

关键词：光学设计红外光学系统波前编码焦深拓展相位板

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