仿生六足机器人步态规划策略实验研究

采用日本弓背蚁进行常规步态实验学研究和仿生学探索,通过对高速数字摄像机采样结果的判断和分析,发现了蚂蚁后足的滑行过程并定义为“滑动相“.此外,还针对蚂蚁直线前进步态给出了合理的步态关系表达式,通过与周期规则步态的对比证明了该式的现实可行性,为仿生六足机器人进行周期不规则步态的规划奠定了理论基础.所采用的实验学研究和仿生学探索相结合的方法能有效提高仿生机器人的技术水平.     

基于表面肌电和混合算法优化支持向量机的绝缘杆类工器具舒适度评估方法

为评估绝缘杆类带电作业工器具的舒适性,提出基于表面肌电信号(surface electromyography, sEMG)和混合算法优化支持向量机(particle swarm optimization-genetic algorithm-support vector machines, PSO-GA-SVM)的舒适度评估方法。选取了4种典型绝缘杆类工器具作为评估对象,通过人体解剖学确定肱二头肌为目标肌肉并采集sEMG信号,运用经验模态分解(empirical mode decomposition, EMD)对sEMG进行分解重构,引入基于希尔伯特黄变换(Hilbert-Huang transform, HHT)的平均瞬时功率(averaged instantaneous frequency, AIF)作为特征参数,构建了基于混合算法优化支持向量机的评估模型,对绝缘杆类工器具的舒适度进行评估。结果表明:使用不同绝缘杆类工器具时,作业人员sEMG特征参数及舒适度指数有显著差异;模型的准确率为93.5%,可有效量化评估绝缘杆类工器具的舒适度,并为其优化设计提供参考依据,以降低作业人员的劳动...     

FY-3C VIRR和Terra MODIS NDVI产品在湘赣地区的一致性

卫星遥感是监测大范围植被动态变化最有效的手段。随着中国遥感技术的发展,国产风云卫星也逐渐应用于植被变化研究,但有关国产风云卫星刻画植被动态变化表现方面仍不明晰。比较了国产风云卫星(FY-3C VIRR)和美国Terra卫星(MODIS)的归一化植被指数(normalized difference vegetation index, NDVI)产品在湖南省和江西省的时空一致性。结果表明：(1)两种卫星NDVI产品的空间分布与年、季、月的变化特征在湘赣地区有较好的一致性,江西省NDVI整体高于湖南省;(2)FY-3C和MODIS年均NDVI都呈现出2018年高于2017年和2019年的情况,基于MODIS的湘赣地区三年的年均NDVI(0.58)高出FY-3C(0.36)约60%;(3)FY-3C NDVI在各季节都整体低于MODIS NDVI,其中冬季差异最大,基于MODIS NDVI均值(0.42)约是FY-3C(0.21)的2倍,其余季节MODIS高出FY-3C约50%;(4)FY-3C NDVI与MODIS NDVI月变化趋势基本一致,二者年最大NDVI差异变化不大且较为稳定,年最小...     

基于机器视觉的风力机叶片损伤检测系统

针对风力机叶片表面出现的磨损等早期损伤特征现象,传统损伤检测方法存在高成本低效率等问题,设计了一种基于机器视觉和图像处理相结合的风力机叶片损伤检测系统。通过搭建机器视觉实验平台完成风力机损伤叶片图像采集和处理,通过使用HSV进行颜色平面提取,卷积运算、高亮显示操作滤波,选用自动阈值分割方法中最小均匀性度量法进行阈值分割处理,最后通过数学形态学去噪处理,腐蚀、膨胀、开运算等操作完成特征提取,设计了基于LabVIEW的风力机叶片智能图像识别系统,通过对图像处理后的损伤特征识别效果调试,完成性能测试。实验结果表明：基于该算法处理后的图像在设计的识别系统内准确识别率达到92.3%,并对裂纹损伤进行目标测量得到实际长度且绝对误差最大为3 mm。该系统满足叶片检损的要求,实现对风力机叶片表面裂纹、轮廓磨损等损伤的图像处理和识别,并对损伤处进行标记、计数和测量,实现无损探伤,为兆瓦级风力机叶片损伤检测提供方法借鉴和图像处理、系统设计的技术支持。     

覆冰八分裂导线舞动过程中的次档距振动研究

为了给覆冰八分裂输电线路的舞动特性和防振提供参考,通过数值分析的方法分析了八分裂导线的次档距振动现象和特征,对比数值模拟结果,寻找各子导线间的运动轨迹及舞动幅值的异同。结果表明：覆冰八分裂输电线路各子导线在不同风速下舞动的方向均相同,但因受尾流干扰和气动载荷的影响,子导线在不同的风速下振动的幅值不相同,其舞动时程图极限为一个斜椭圆形。可见覆冰八分裂导线舞动过程中的次档距振动,可能会导致子导线发生碰撞,从而对特高压(ultra-high voltage, UHV)输电线路的安全运行造成危害。研究成果对特高压输电线路的舞动原理和防振的后续研究有一定的参考意义。     

渤海K油田电潜泵化学解卡技术研究与应用

针对渤海K油田电潜泵泵卡影响生产且物理解卡不彻底的问题。分析了渤海K油田电潜泵结垢是泵卡主因,垢样主要由胶质、沥青质和碳酸钙镁、铁垢以及钡锶垢组成;采用低浓度的盐酸体系,具有多级电离、缓速性的多氢酸体系和以螯合剂为主的解堵体系的化学解卡技术思路,对电潜泵堵塞物中的无机垢进行酸洗、浸泡;形成了由钙镁垢体系、盐酸体系和多氢酸体系组成的多功能性化学段塞,并开展了垢样溶蚀性评价和部件腐蚀性评价。结果表明化学解卡技术配套体系对现场垢样溶蚀率高,同时对电缆、胶筒等电潜泵部件没有腐蚀风险。该技术在渤海K油田应用16井次,解卡成功率100%,启泵累产油7×10⁴ m³,增产效果显著,为渤海油田提供了一种高效、安全、经济的电潜泵化学解卡技术。     

低辐射中空玻璃对办公建筑能耗的影响

透明围护结构对建筑能耗有重要影响,其中窗墙比和玻璃类型是重要影响因素。针对不同气候区条件下典型城市的办公建筑,采用不同镀膜位置的低辐射中空玻璃,应用EnergyPlus能耗模拟软件,分别考虑外窗方位和窗墙比变化情况下,计算房间的制冷能耗、供暖能耗和综合能耗。结果表明：随着窗墙比增大,制冷能耗均增大,窗在南侧房间供暖能耗均减小;哈尔滨外窗在南向时采用A型玻璃更佳,其他方位采用C型玻璃更佳,广州、南京和北京外窗均采用B型玻璃更佳;广州、南京、北京窗在西侧采用B型玻璃且窗墙比为0.7时综合节能率最大,值分别为20.0%、19.2%、15.4%,哈尔滨窗在东侧采用C型玻璃且窗墙比为0.7时综合节能率最大,值为9.6%。     

生物质烟气型农村住宅散热器供热性能研究

针对生物质采暖现存热舒适差、能量利用率低等问题,提出了一种以低温烟气为热源的生物质烟气型散热器及采暖系统。采用CFD计算流体力学(computational fluid dynamics, CFD)理论分析和实验验证相结合的研究方法,对所提出的采暖散热器的供热性能以及室内热环境进行研究。研究结果表明,所提出的散热器的折流板间距为100 mm,折流板宽度为65 mm时综合换热性能最佳,并且烟气入口流速对散热器供热性能的影响所占权重最大;当散热器输入烟气的参数为120℃、3 m/s时,测试房间供暖效果令人满意。该研究结果为农村住宅采暖设备和系统的研究与应用开阔了新思路。     

无人机联合D2D应急通信网络的性能分析

无人机与D2D(device-to-device)通信技术相结合可作为应急通信网络的可行选项之一,但存在复杂的同频干扰问题。为了降低干扰,提出一种无人机配备定向天线阵列的网络。以系统内用户作为主要研究对象,利用随机几何理论,对所提网络进行系统建模,将D2D通信用户以及无人机通信用户建模为两个独立分布的齐次泊松点过程,推导了D2D用户成功传输概率的精确表达式以及无人机通信用户成功传输概率的上下界理论表达式。仿真结果验证了理论公式的准确性,且相比全向天线,无人机配备定向天线可以有效地提高网络性能。同时,存在最优的无人机高度以及密度,使系统和速率最大化。     

助剂种类对Co-Cr系多元催化剂制备碳纳米管的影响

为实现基于现有工业燃烧炉直接生长不同形态的碳纳米管,深入研究催化剂在火焰法制备碳纳米管中的作用机理具有重要的意义。以Co为活性组分、Cr为分散剂,采用浸渍法制备催化剂,研究Fe、Ni、Mo、Zn、Zr、V、W等助剂的添加对催化剂及碳纳米管性质的影响。利用扫描电子显微镜-能谱仪表征合成产物的形貌及含碳量,分析不同助剂对催化剂活性及碳纳米管形态的影响;运用X射线衍射仪、N₂吸附脱附及氢气程序升温还原表征不同催化剂的物理及化学性质,分析助剂对催化剂性质的作用机理。结果表明：添加Fe、V或Mo的催化剂都能够形成大量的簇状碳纳米管,Zn和Zr为助剂时催化剂无法生成碳纳米管;Cr与活性金属形成混合氧化物,作为结构促进剂,起到分散活性金属的作用;助剂通过改变混合氧化物与活性金属氧化物的比例,影响催化剂的活性;Fe、V和Mo的添加使得活性金属氧化物增加,提高了催化剂的还原活性,而适量混合氧化物起到的分散作用有利于形成生长碳纳米管的催化剂颗粒,从而促进碳纳米管簇的形成。