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复杂环境下4WIDS平台转向-悬架系统设计及稳定性分析

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福州大学学报(自然科学版) 2025年

作者：李春友彭育辉林军陈文强福州大学机械工程及自动化学院福建汉特云智能科技有限公司

为解决复杂工作环境下,四轮独立驱动转向(four-wheel independent drive steering,4WIDS)移动平台车身失稳对感知层识别精度的影响,提出一种基于双斜臂式转向-悬架系统集成的设计方案,旨在减小底盘空间占用并提高其在复杂环境下的行驶... 详细信息

为解决复杂工作环境下,四轮独立驱动转向(four-wheel independent drive steering,4WIDS)移动平台车身失稳对感知层识别精度的影响,提出一种基于双斜臂式转向-悬架系统集成的设计方案,旨在减小底盘空间占用并提高其在复杂环境下的行驶稳定性.通过构建悬架-转向系统动力学模型,研究地面激励与车轮跳动之间的关系,运用零力矩点法,以稳定性阈值来评价车轮前后、左右非水平状态下的稳定性,最后模拟复杂行驶环境进行运动学仿真.研究结果表明,在前后、左右非水平路复杂环境下,稳定性阈值为正,悬架系统能满足行驶稳定性需求.

关键词：转向-悬架系统双斜臂式悬架四轮独立驱动转向复杂环境稳定性

海洋工程混凝土结构服役寿命预测及耐久性设计方法

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中国表面工程 2025年

作者：达波卿家骏刘金文陶韬兰志强陈达河海大学港口海岸与近海工程学院河海大学海岸灾害及防护教育部重点实验室河海大学长江保护与绿色发展研究院

为有效提升海洋工程混凝土结构耐久性，研究不同混凝土保护层厚度、混凝土种类、强度等级、暴露区域以及附加防腐措施对海洋工程混凝土结构的服役寿命影响，提出提升海洋工程混凝土结构服役寿命设计建议。结果表明：相同海洋暴露区域下... 详细信息

为有效提升海洋工程混凝土结构耐久性，研究不同混凝土保护层厚度、混凝土种类、强度等级、暴露区域以及附加防腐措施对海洋工程混凝土结构的服役寿命影响，提出提升海洋工程混凝土结构服役寿命设计建议。结果表明：相同海洋暴露区域下，随着混凝土强度等级和保护层厚度的增加，珊瑚骨料混凝土（CAC）和普通骨料混凝土（OAC）结构服役寿命均逐渐提升；相同混凝土强度等级下，OAC结构的服役寿命明显高于CAC结构；海洋水下区下，对于常规保护层厚度为6 cm的CAC / OAC结构，即使混凝土强度等级达C50，其服役寿命仍较低，需要通过内掺、外涂等附加防腐措施，提升其结构耐久性；综合考虑工程成本和结构耐久性等因素，建议近海工程采用OAC结构，当混凝土强度等级为C50以上，保护层厚度大于14 cm，采用外涂高渗透环氧防护材料SP时，其水下区结构服役寿命可达100年；建议远海工程采用CAC结构，当混凝土强度大于C65，保护层厚度为10 cm，同时采用内掺MA与外涂SP的联合防腐措施，可大幅提升工程结构服役寿命。

关键词：海洋工程混凝土结构防腐措施服役寿命耐久性设计方法

砂层软化条件下盾构隧道开挖面渐进破坏特性分析

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应用基础与工程科学学报 2025年

作者：吕玺琳赵庾成薛大为同济大学地下建筑与工程系同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室

盾构隧道施工扰动密砂层后，易引发砂土应变软化，进而导致地层稳定性降低，此时需要更大的支护压力才能维持开挖面稳定性。为阐明密砂地层盾构隧道开挖面的失稳破坏特征，基于砂土材料状态相关临界状态本构模型，引入非局部理论对砂土... 详细信息

盾构隧道施工扰动密砂层后，易引发砂土应变软化，进而导致地层稳定性降低，此时需要更大的支护压力才能维持开挖面稳定性。为阐明密砂地层盾构隧道开挖面的失稳破坏特征，基于砂土材料状态相关临界状态本构模型，引入非局部理论对砂土软化进行正则化处理，对密砂层中支护压力不足条件下盾构隧道开挖面渐进破坏过程进行了模拟分析。结果表明，随着开挖面变形不断增大，支护压力在降低至最小值后又逐渐增加，说明密砂软化导致维持开挖面稳定所需的临界支护压力提高。对比理想弹塑性模型，砂土软化导致开挖面塑性剪应变贯通区域形成的破坏范围扩大。根据地层内土压力与状态参数分布确定了砂土软化发生在滑动面处，滑动面上砂土软化引起的抗滑力降低和上方松动区土拱效应减弱，导致开挖面稳定性明显降低，且临界状态强度参数的减小将加剧砂土软化对隧道开挖面稳定性的负面作用。

关键词：砂土软化状态相关本构模型盾构隧道开挖面渐进破坏非局部理论网格敏感性

基于6D光笔的工业机器人高精度示教方法研究

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中国机械工程 2025年

作者：梁继煌汪炜锋吴海彬福州大学机械工程及自动化学院

针对目前工业机器人视觉示教方法存在精度较低、对光照敏感和示教范围易受限等问题，提出一种基于6D光笔的机器人高精度引导示教方法。光笔设有三个红外发光标记球，通过固定于机器人末端的红外双目相机捕捉光笔标记球即可获得其3D位置... 详细信息

针对目前工业机器人视觉示教方法存在精度较低、对光照敏感和示教范围易受限等问题，提出一种基于6D光笔的机器人高精度引导示教方法。光笔设有三个红外发光标记球，通过固定于机器人末端的红外双目相机捕捉光笔标记球即可获得其3D位置坐标和3D姿态信息。采取了两种措施提升6D光笔的视觉示教精度，一是提出一种基于红外发光标记球的手眼标定方法，有效提升了相机坐标系到机器人工具坐标系的转换精度；二是提出了一种相机视野自适应跟踪方法，使机器人能够通过固定在末端的相机自动跟踪光笔的位置，从而保证光笔标记球始终处于相机视野中心区域，有效提高了示教精度。最后将捕捉到的示教轨迹转换到机器人基坐标系下实现轨迹的编程跟踪。实验结果表明，利用该光笔得到的单点最大误差为0.63mm，姿态最大误差为2.1432°，示教轨迹最大误差为0.73mm，所提出的示教方法能够实现机器人高精度、高效率示教。

关键词：机器人示教 6D光笔红外双目相机手眼标定

基于掩膜与多模态BEV特征引导的点云全景分割

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激光与光电子学进展 2025年

作者：张家铭彭育辉张淦孙宝哲林申炀福州大学机械工程及自动化学院

针对目前基于掩膜注意力机制的点云全景分割算法存在的注意力掩膜预测不准确和实时性差等问题，本文提出了一种基于多模态鸟瞰图（BEV）特征引导的端到端点云全景分割网络模型BEVGuide-PS。首先，通过转换器（Transformer）对BEV特征进... 详细信息

针对目前基于掩膜注意力机制的点云全景分割算法存在的注意力掩膜预测不准确和实时性差等问题，本文提出了一种基于多模态鸟瞰图（BEV）特征引导的端到端点云全景分割网络模型BEVGuide-PS。首先，通过转换器（Transformer）对BEV特征进行解码，生成目标查询，并通过置信度排序与位置编码嵌入进行特征增强。其次，构建交叉注意力机制模块，融合目标查询和可学习查询特征，利用融合物体实例信息的查询特征预测注意力掩膜，提高了注意力掩膜预测的准确性。最后，降低掩膜注意力机制网络的输入特征维度，以提升检测速度。基于nuScenes数据集的实验结果表明，与基线网络相比，BEVGuide-PS在全景分割指标PQ、PQ、RQ、SQ上分别提高了17.7%、17.0%、18.3%、20.9%，推理时间减少了48.3%，且训练效率大幅提升。

关键词：全景分割掩膜注意力多模态交叉注意力端到端

改进Gompertz模型的中国省域乘用车保有量预测

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福州大学学报(自然科学版) 2025年

作者：刘焕新彭育辉福州大学机械工程及自动化学院

为更好预测至2050年中国大陆省级区域的乘用车保有量,提出一种改进的基于面板回归的Gompertz模型(本模型).基于样本国家历史数据,通过面板回归模型,获得影响因素对千人乘用车拥有率饱和值的对应关系;引入一个可控制曲线拐点位置的形状因... 详细信息

为更好预测至2050年中国大陆省级区域的乘用车保有量,提出一种改进的基于面板回归的Gompertz模型(本模型).基于样本国家历史数据,通过面板回归模型,获得影响因素对千人乘用车拥有率饱和值的对应关系;引入一个可控制曲线拐点位置的形状因子(λ)对Gompertz模型进行改进,并基于基尼系数提出修正函数.研究结果表明,本模型拥有更好的预测精度,预测各省级区域的千人乘用车拥有率将在2031—2042年进入饱和状态.由各省累加获得全国乘用车保有量预测值,在2035年、2050年将分别达到4.75和5.24亿辆,可为相关政策的制定提供理论支持.

关键词：公路运输保有量预测 Gompertz模型乘用车面板数据基尼系数

学科交叉背景下储能科学与工程专业本硕博贯通培养实践

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储能科学与技术 2025年

作者：李猛苟倩誌郑玉杰石万元付乾李俊李鸿乂孙宽廖强重庆大学重庆大学国家储能技术产教融合创新平台低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室能源与动力工程学院西安建筑科技大学建筑设备科学与工程学院教育部低碳建筑环境国际合作联合实验室

储能技术在国家“双碳”战略和发展新质生产力实现能源结构转型的背景下愈发重要，高校教育培养储能专业的高素质人才变得尤为关键。储能科学与工程是涉及到材料学、能源动力、物理学、化学和电气工程等学科的交叉学科专业，这对高校的... 详细信息

储能技术在国家“双碳”战略和发展新质生产力实现能源结构转型的背景下愈发重要，高校教育培养储能专业的高素质人才变得尤为关键。储能科学与工程是涉及到材料学、能源动力、物理学、化学和电气工程等学科的交叉学科专业，这对高校的传统教学模式和教学方法提出更高的要求。本文首先回顾了储能科学与工程专业的学科特点与发展现状。同时以重庆大学能源与动力工程学院储能科学与工程专业建设为例，介绍了该专业在本硕博阶段学生培养过程中开展学科交叉素养引导的重要性，分析了专业教学中知识结构单一、教学方法陈旧和培养模式落后等问题的主要原因。此外，根据交叉学科培养高素质人才的专业需求，阐述了在本硕博阶段学生培养过程中进行多学科交叉课程体系和前沿交叉课题牵引训练的新思路。最后，通过具体研究案例展示，着重分析进行前沿交叉课题的具体实施步骤及所取得的相关效果，阐明通过学科交叉的训练推动储能科学与工程专业发展的重要意义。

关键词：储能科学与工程多学科交叉课题牵引本科生研究生

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温控盐溶液入渗的GMZ膨润土膨胀变形研究

岩土工程学报 2025年

作者：叶为民邵长跃王琼陈永贵陈亮同济大学地下建筑与工程系同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室核工业北京地质研究院

开展考虑温度影响的盐溶液入渗膨润土膨胀变形特性研究，对于高放废物深地质处置库的设计与安全运营具有重要意义。本文以高庙子膨润土为研究对象，开展了不同温度条件下NaCl和CaCl2溶液饱和的一维膨胀变形试验，分析了温度和盐溶液浓... 详细信息

开展考虑温度影响的盐溶液入渗膨润土膨胀变形特性研究，对于高放废物深地质处置库的设计与安全运营具有重要意义。本文以高庙子膨润土为研究对象，开展了不同温度条件下NaCl和CaCl2溶液饱和的一维膨胀变形试验，分析了温度和盐溶液浓度对膨胀变形的影响；结合压汞试验和扫描电镜试验，揭示了温度和盐溶液对膨胀变形影响的微观机理。结果表明：温度和盐溶液浓度升高，达到最大膨胀应变时间缩短，最大膨胀应变减小。盐溶液浓度升高，扩散双电层厚度减小，渗透吸力和有效应力增大；同时，温度升高，集合体间孔隙收缩和晶格收缩，抑制扩散双层膨胀，导致集合体间孔隙的孔径密度降低，集合体间孔隙在水化过程中被填充堵塞，试样膨胀性能减小。在此基础上，建立了考虑温度影响的盐溶液入渗膨胀变形时程曲线模型。

关键词：高庙子膨润土膨胀变形盐溶液温度微观结构模型

面向大型筒件装配界面的机器人扫描测量路径规划

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计算机集成制造系统 2025年

作者：赵子捷张学鑫樊伟郑联语北京航空航天大学机械工程及自动化学院

对于大型构件而言，装配界面是保证产品最终装配质量的关键加工特征，其测量加工一体化是一类典型且重要的数字化与智能制造场景，通过有效的方法获取加工余量及检测加工质量尤为重要。传统测量模式工艺复杂，人工经验依赖性强，测量效... 详细信息

对于大型构件而言，装配界面是保证产品最终装配质量的关键加工特征，其测量加工一体化是一类典型且重要的数字化与智能制造场景，通过有效的方法获取加工余量及检测加工质量尤为重要。传统测量模式工艺复杂，人工经验依赖性强，测量效率低。针对这一问题，以某大型筒件测量工艺为例，提出一种面向大型筒件装配界面的机器人辅助激光扫描方法，并开展测量路径规划研究。首先，基于聚类算法提出面向装配界面的扫描测量视点规划方法，并提出判断及处理空间干涉和视场被遮挡的视点调整方法，规划出127个无干涉扫描测量视点。其次，提出考虑姿态变化及障碍物的可变权重因子蚁群算法对扫描测量视点进行路径规划，求解结果和鲁棒性均优于传统蚁群算法。最后，对规划的扫描测量路径进行仿真验证及实物实验验证，在约4.5min的时间内获取到满足预期要求的扫描测量结果。

关键词：大型构件机器人扫描测量路径规划蚁群算法