水陆两栖六足机器人的设计与性能评估

为提高机器人两栖环境下的运动性能,同时降低其运动机构在水陆间切换的机械复杂性与控制难度,提出了一款复合运动肢的水陆两栖六足机器人。对机器人进行陆地和水下的运动规划,解决了机器人适应不同坡度斜坡地形的稳定性问题;通过配置矢量推进器的位姿,实现了机器人多自由度的水下运动。ADAMS下机器人爬行运动的仿真结果在验证机械设计合理的前提下也表明机器人在不同坡度的斜坡爬行具有较好的稳定性。为进一步评估机器人的运动性能,搭建了机器人样机,在测试机器人斜坡爬行性能的同时,验证了机器人在水下可实现包括直行、旋转、上浮和下潜的多自由度运动。实验结果表明,机器人在陆地与水下均具有良好的运动性能。     

碘化钾-罗丹明6G分光光度法测定面粉中过氧化苯甲酰

采用碘化钾-罗丹明6G分光光度法对面粉中过氧化苯甲酰(BPO)含量进行测定。在硫酸介质中,有聚乙烯醇存在下,过氧化苯甲酰氧化I-生成I3-,再与罗丹明6G形成离子缔合物,该缔合物在560nm波长处有最大吸收峰,在0.3～5.9mg/L范围内,BPO浓度与吸光度呈良好线性关系,线性方程为A=0.2174+0.0833c/(mg/mL),线性相关系数为0.9985,表观摩尔吸光系数为2.13×104L/(cm.mol)。该法用于两份市售面粉中过氧化苯甲酰的测定,平均回收率分别为96.5%和98.6%,并将测定结果与高效液相色谱测定结果进行对比,误差在5%以内,结果令人满意。     

离子液体胶束增敏光度法测定罐装啤酒中铝含量

长链的溴代咪唑离子液体具有表面活性剂性质,其可以作为光度法中增敏剂使用。采用离子液体溴化十二烷基咪唑盐(C12minBr)作为新型光度增敏剂测定食品中铝(Ⅲ)的含量。在pH为4.8的Britton-Robinson缓冲液中,离子液体C12minBr对Al3+-铬天青体系具有增敏作用,形成Al(Ⅲ)-CAS-C12minBr三元配合物,并在650nm波长处有最大吸收,铝的质量浓度在0.0005～0.050g/mL范围内符合朗伯比尔定律,方法的检出限为0.1ng/mL,表观摩尔吸光系数ε650=1.31×105L/mol·cm。将该法用于罐装啤酒中铝含量的测定,结果与火焰原子吸收光度法测定结果一致,回收率在97.0%～106.0%之间。     

可重构磁耦合水下推进器的磁场分析及性能评估

在保证微小型水下机器人运动灵活的同时,降低矢量推进器机械复杂性,改善其防水密封问题,设计了一款可重构磁耦合的水下矢量推进器。 基于磁耦合非接触式动力传输,解决了驱动电机与螺旋桨之间的防水问题;与此同时,采用重构机构在两自由度内改变螺旋桨位姿,实现了可重构矢量推进水下机器人的目的。 在建立磁耦合磁场模型的基础上,通过 ANSYSMaxwell 磁场仿真与搭建的磁转矩测量装置,验证了磁场建模的正确性并分析了重构机构对磁耦合动力传输磁转矩的影响。 在此基础上,进一步搭建了螺旋桨水下测力装置,评估了转速与推力以及不同重构角下最大矢量推力的变化情况。 结果表明,推进器能够在[-15°,15°]两自由度可重构角范围内稳定地输出矢量推力。     

特殊钢异型管材的热挤压试制

用挤压法生产特殊钢异型管材,试制了外方内圆规格(60 mm方×40 mm)的方管。通过挤压工艺流程的设计和挤压力的计算,确定了挤压温度、变形抗力等重要参数。解决了异型管材挤压的关键难点问题:型材挤压工模具及玻璃垫的设计和制作,确定了最佳技术参数。现场试验表明,挤压出的方管产品尺寸精度高,直线度与垂直度较好,外尖角部位无变形,无单边、明显弯曲,且内外表面无划道、凹坑等缺陷。     

钢坯温度分布对热挤压扩孔工艺的影响

热挤压是生产高合金无缝钢管的先进工艺,而扩孔工序是挤压前准备空心钢坯的重要中间工序。通过计算机模拟和现场试验,研究了钢坯温度分布在扩孔工艺中的影响,结果表明,钢坯温度呈径向温度线性变化,并且呈内表面温度低于外表面温度的温度场形态,有利于扩孔过程的稳定性。作为影响扩孔精度的关键因素之一,钢坯的温度分布在上述温度场形态下,可以减小扩孔余料的尺寸和扩孔过程中的缩径量,提高扩孔的成材率。     

基于VMD和FCM的配电网单相接地故障选线

为了准确识别出小电流接地系统的单相接地故障线路,提出基于VMD与模糊C均值聚类理论相结合的新故障选线方法。当系统发生单相接地故障时,故障和非故障相线路的零序暂态电流会有差异,由此可用VMD电流数据进行分析,提取主要频带信号和能量熵,用FCM算法对能量熵聚类将其分为故障信号类和非故障信号类,从而识别出故障线路。通过仿真证明了此方法选线结果准确、可靠。     

两栖六足仿生机器人的水陆运动控制研究

两栖六足机器人不仅需应对崎岖地形对陆地爬行提出的挑战,还要解决机器人在水下灵活运动的控制问题。因此,本文首先提出了基于深度强化学习的崎岖地形运动控制方法。通过MuJoCo为机器人执行爬行任务构建交互环境,并采用近端策略优化(PPO)算法训练智能体使其获取适应于不同崎岖程度地形的控制策略。仿真数据表明,陆地控制策略可使机器人在平坦、轻度崎岖、重度崎岖3类地形上快速、稳定地完成前进任务。针对水下运动控制问题,本文通过分析机器人动力学模型将其分解为：采用视线法与PID控制器解决平面轨迹跟踪和深度控制问题。水下实验表明,机器人可在平面快速跟踪Sigmoid曲线且轨迹偏差不超过0.11 m。深度控制实验中,机器人可平稳到达指定深度且控制精度在0.02 m以内。     

行星齿轮箱太阳轮故障动态啮合周期特性

与定轴齿轮箱相比,行星齿轮箱内部齿轮副复杂的相对运动所引发的振动响应更加复杂多样,因而对其关键部件进行故障诊断颇具挑战。当内部轮齿发生故障时,由于故障啮合位置的动态性引起传递路径的时变性,固定在系统箱体上的单个传感器观测到的故障信息强度亦将呈现不规则变化的独特性。若想恰如其分的利用这些故障信息实现简单而有效的诊断,需重点关注故障啮合位置的周期特性,而后基于该周期所观测的信号进行“统筹兼顾”的分析,便可突显出各类故障的差异性。该研究在深入研究行星齿轮系统内部齿轮副的运行规律的基础上,创新性的提出了确定太阳轮故障动态啮合位置周期的方法,并考虑了以下两种情况:行星轮各不相同;行星轮完全相同。基于上述两种情况分别推导出太阳轮和行星架所需的最小旋转圈数的一般性表达式,该表达式可用于计算齿圈固定型的行星齿轮箱中的太阳轮故障啮合位置的运动周期。最后通过实验提出并验证了基于上述周期的故障诊断最小数据长度。     

纳米材料在重金属污染水体净化中的应用进展

对金属基纳米材料、碳基纳米材料、二氧化硅基纳米材料以及壳聚糖、介孔、凝胶纳米材料在水处理中的机理和吸附效果、可再生性等进行综述,旨在分析清洁、高效、经济的修复受重金属污染水体的方法,为实现纳米材料的实际应用提供参考。