基于ROS的冷链配送机器人设计

目的针对我国日益增长的冷链配送需求,解决短途冷链运输过程中\"断链\"的问题。方法设计一种采用拖车式结构的冷链配送机器人,同时基于ROS(Robot Operating System)设计了冷链配送机器人的控制系统。控制系统的下位机使用STM32控制器,实现机器人的运动控制,上位机使用MiniPC为核心,对算法中的回环检测方法进行改进。结果该机器人能够实现随时自动更换配送拖车及取物的功能,并实现了机器人的建图及导航功能。结论实验表明,该冷链配送机器人在长廊等相似特征值较多的环境中的导航避障较为及时准确,达到了实用要求,可实现短途冷链配送的需求。     

孔隙水垂向不均匀分布体系中水合物生成过程的电阻率变化

天然气水合物具有极强的储气能力,被认为是一种潜力巨大的新型能源矿产。电阻率测井技术在海洋天然气水合物勘探工作中发挥着重要作用,然而涉及水合物电阻率数据的处理与Archie公式应用等方面的工作仍需进一步完善。利用自主研发的水合物电学特性模拟实验装置开展了孔隙水垂向不均匀分布体系中甲烷水合物的合成实验,获得了不同饱和度下含水合物沉积物电阻率数据,并在此基础上试算了Archie公式的经验参数。结果表明:电阻率变化能够指示水合物反应过程,其变化特征是反应不同阶段排盐效应、孔隙含水量和孔隙填充方式等多种影响因素共同作用的结果;含水合物的天然海砂电阻率参数存在非Archie现象,地层因子、电阻率增大指数等Archie公式参数受水合物饱和度变化的影响。     

Al2O3/Ni纳米复合电刷镀技术应用于失效凸轮轴再制造的实验研究

目的将Al_2O_3/Ni纳米复合电刷镀技术应用到失效凸轮轴修复,使失效凸轮轴得以再制造利用。方法在快速镍镀液中加入Al_2O_3纳米颗粒和分散剂柠檬酸三铵、十六烷基三甲基溴化铵形成复合镀液,将复合镀液放在恒温磁力搅拌器上加热并搅拌,使复合镀液温度达到50℃且纳米Al_2O_3悬浮稳定。利用电刷镀技术将复合镀液镀于与凸轮轴材质相同的45#钢板表面,通过硬度测试,分别评价纳米Al_2O_3质量浓度、刷镀电压对复合镀层硬度的影响。结果复合镀层的硬度大于45#钢,且硬度随刷镀电压、纳米Al_2O_3质量浓度的增加而增加。当刷镀电压大于10 V后,硬度随纳米Al_2O_3质量浓度的增加而减小。复合镀层表面裂纹随纳米Al_2O_3质量浓度、刷镀电压的增加而增多,纳米Al_2O_3的质量浓度越低,电压变化对复合镀层表面硬度的影响越大。相对纳米Al_2O_3质量浓度,电压对复合镀层表面硬度的影响更大。结论用Al_2O_3/Ni纳米复合电刷镀技术修复失效凸轮轴可提高凸轮轴表面硬度,使其得以再制造利用。为提高凸轮轴表面质量,避免出现表面疏松、焦糊等缺陷影响表面硬度,应开发自动化纳米复合电刷镀设备及采用不同镀层交替叠加方式刷镀。     

球磨纳米结构Fe40Al合金粉末及其冷喷涂沉积行为研究

目的研究冷喷涂用纳米结构Fe40Al合金粉末的球磨制备工艺及其在不同基体表面的冷喷涂沉积行为。方法以Fe粉、Al粉为原料,按照Fe-40Al进行配比混合,采用行星式球磨机制备纳米结构Fe40Al合金粉末,在不同硬度基体表面(不锈钢、低碳钢、纯铜及锡)冷喷涂沉积单个Fe40Al合金粉末颗粒。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM),分析球磨过程中Fe40Al合金粉末的组织结构演变规律、粉末颗粒在不同基体表面的碰撞变形行为及沉积特性。结果球磨过程中,随着球磨时间的延长,Al扩散进入Fe晶格形成纳米结构Fe(Al)固溶体,球磨36 h后,Fe40Al合金粉末的晶粒尺寸约为35 nm,平均颗粒尺寸约为20μm,内部为精细层状结构。纳米结构Fe40Al合金粉末在硬度较高的不锈钢和低碳钢基体上沉积时,粉末颗粒发生强塑性变形而基体变形量较小,颗粒和基体间的结合较弱,沉积效果较差;当在硬度较低、塑性较好的Cu基体上沉积时,基体与粉末颗粒同时发生塑性变形,颗粒和基体间的结合较强,沉积效果最好;在硬度最低的Sn基体上沉积时,基体发生强烈的塑性变形且出现部分熔化,但颗粒几乎没有变形,且颗粒与基体间的结合很弱,沉积效果最差。结论采用球磨工艺可制备出适合冷喷涂用的纳米结构Fe40Al合金粉末,随着球磨时间的延长,粉末晶粒尺寸减小,硬度增加。基体种类对纳米结构Fe40Al合金粉末的冷喷涂沉积行为影响显著,基体硬度过高或过低均不利于粉末颗粒沉积,基体与粉末颗粒同时发生塑性变形有利于增强颗粒与基体间的界面结合,从而改善沉积效果。     

基于Ansys Workbench的特殊高速绞龙螺旋设计

目的通过分析高速绞龙螺旋的设计要求,研究高速绞龙螺旋的实际工作条件,确定高速绞龙螺旋的结构设计参数。方法运用SolidWorks三维建模软件建立三维几何模型,并导入Ansys Workbench有限元分析软件中,对其分别进行静力学分析和模态分析。结果通过仿真分析和优化,高速绞龙螺旋结构的质量、总变形量和等效应力都减少了10%以上。结论通过对高速绞龙螺旋结合实际工作条件的仿真分析和优化,确定了高速绞龙螺旋的材料、内径和转速等参数。     

基于速度修正项的机械臂避障路径规划

针对机械臂运行过程中存在的碰撞问题, 提出一种基于速度修正项的机械臂避障路径规划方法. 利用B 样条曲线进行机械臂关节空间规划, 使机械臂能够在特定时刻运行到指定构型. 在运行过程中, 利用碰撞检测算法实时计算机械臂与障碍物的最小距离, 在碰撞即将发生时引入积分为零的避障速度修正项改变机械臂运行轨迹, 使得机械臂能够在实现障碍回避的同时, 保证其在特定时刻通过指定构型的要求. 仿真实验表明了所提出方法的正确性和有效性.     

面向阿尔茨海默病的脑网络多频融合图核

复杂网络分析与机器学习方法相结合的阿尔茨海默病辅助诊断研究受到了越来越多的关注,其通常采用脑功能网络的方法来描述大脑活动的信息.然而,现有的成果大多基于时域信号匹配构建脑功能网络,忽略了脑活动信息在各个频段下的差异.因此,本文提出了脑网络多频融合图核的阿尔茨海默病诊断方法.首先,将功能磁共振成像产生的图像通过小波变换的方法进行分频段处理;其次,分别计算得到的各频段图像中任意两个脑区间的互信息,并设定阈值与互信息值进行比较进而构造出多频脑网络模型;然后,基于此提出面向多频脑网络模型的融合图核;最后,基于多频融合图核、采用核极限学习机在ADNI(Alzheimer’s Disease Neuroimaging Initiative)公开数据库中获取的一组数据以及在OASIS(Open Access Series of Imaging Studies)公开数据库上获取的一组数据进行阿尔茨海默病的诊断.同时,还通过实验验证了不同参数设置对诊断结果的影响.两组数据集的实验结果表明,提出的多频融合图核的辅助诊断方法能够取得最佳性能,且该方法的辅助诊断准确率在两种数据集上比对比方法的最好结果分别提高了13.79%和15.29%.     

远离平衡系统临界指数的标度理论

以Ｄｉｃｋｅ模型为具体事例,并运用耗散系统准热力学关系式,研究了远离热平衡体系临界指数问题。所取得的结果符合临界指数的标度律与Ｗｉｄｏｍ的标度理论。     

盐渍海蜇脱铝研究及安全食用建议

目的采用不同弱酸浸泡盐渍海蜇脱铝,探讨海蜇产品铝含量超标安全风险,研究降低海蜇产品铝含量的食用方法。方法采用高纯水、盐酸、冰醋酸、柠檬酸以及食用醋5种不同溶液分别浸泡不同铝含量的盐渍海蜇除去盐渍海蜇中的铝,分析实验前后铝含量及观察实验前后样品感官变化。结果水浸泡法对降低海蜇中残留铝的效果有限;盐酸与柠檬酸溶液有较好的脱铝效果,但脱铝后海蜇样品韧性变差,品质下降;冰醋酸与食用醋溶液有较好的脱铝效果,且脱铝后海蜇样品有光泽,柔软饱满、有弹性,冰醋酸浓度为0.1 mol/L浸泡4h时和食用醋浓度为体积比1/9浸泡4 h,是最佳的浸泡浓度及时间,脱铝后海蜇样品铝含量符合SC/T3210-2001《盐渍海蜇皮和盐渍海蜇头》中明矾含量使用规定。结论建议生产者在生产即食海蜇时增加冰醋酸溶液浸泡工序,消费者在食用盐渍海蜇时进行食用醋溶液浸泡,以降低铝残留危害。     

基于两方法博弈的马尔可夫随机场红外图像分割算法

电路板红外图像芯片提取是电路板红外故障检测系统中的重要环节,已成为红外图像分割领域关注的一个重点。针对红外图像的特性及传统分割算法效率和精度不足的缺陷,提出一种基于两种优化策略博弈的马尔可夫随机场红外图像分割方法。首先通过OTSU算法对图像进行初始分割;然后利用马尔可夫随机场理论建立图像分割模型;最后,通过SA、ICM优化策略间的博弈对图像进行分割,将两种优化策略视为博弈的两个局中人,通过寻找博弈的纳什均衡点来实现分割;实验结果表明,算法能够无人工干预地准确提取电路板红外图像所有芯片发热区域,并且很好地抑制噪声,准确处理边缘信息,具有一定的实用性和鲁棒性。