基于“球-冠”复合透镜的自动扫描系统设计

针对目前基于微球透镜的超分辨显微成像效率低、实时性差、单球视野有限的问题,设计了基于“球-冠”复合透镜的自动扫描系统,搭建了三自由度微动平台实现对样品的移动。利用探针微操作器移动复合透镜,并对其进行运动学分析,使用图像拼接算法对扫描的图像实时拼接,最后通过软件补偿降低电机产生的机械误差对图像质量的影响。系统测试结果表明,可以得到较高质量的图像。

基于遗传算法的直驱SCARA机器人臂长优化设计

由于选择顺应性装配机器手臂(selective compliance assembly robot arm,简称SCARA)机器人关节驱动链过长,无法满足电子芯片等制造行业高速、高精度的要求,因此提出了一种直驱SCARA机器人,其特点是结构简单、消除了中间传动环节,代替了传统的伺服电机加减速器驱动的方式。同时,针对直驱关节转矩脉动较大、影响机器人端部稳定性的问题,提出了一种优化和设计思路,对于机器人的整体结构和参数进行了优化。在确定了SCARA机器人最大运动范围之后,分别建立了速度评价函数和刚度评价函数,以速度、刚度性能函数为适应性函数,采用多目标遗传算法对臂长进行优化。臂长优化前后的实验对比显示,优化前关节联合速度最大为3.9 m/s,优化后关节联合速度最大为4.6 m/s,有较大的提升。通过仿真发现:在末端载荷相同的情况下,优化后的形变量更小;优化前重复定位精度为±0.0105 mm,较之传统SCARA机器人的重复定位精度已有一定提升,优化后重复定位精度进一步提高为±0.009 mm。仿真与实验结果证明,遗传算法优化有效解决了SCARA机器人端部稳定性问题,能明显提升机器人关节运动速度。

柴胡加龙骨牡蛎汤加减治疗儿童多发性抽动症心肝火旺证的临床疗效观察

目的分析柴胡加龙骨牡蛎汤加减方在治疗儿童多发性抽动症心肝火旺证中的临床疗效。方法纳入2019年4月—2021年4月就诊于潍坊市妇幼保健院的80例多发性抽动症心肝火旺证患儿,采用随机数表法分为对照组和观察组,每组各40例。对照组给予口服硫必利治疗;观察组给予中药治疗,两组均治疗12周。分别于治疗前后采用耶鲁综合抽动严重程度量表(YGTSS)和中医证候积分变化进行评价,比较两组间的治疗效果和不良反应发生率。结果治疗12周后,两组患儿YGTSS评分和中医证候评分均较治疗前明显降低,差异有统计学意义(P<0.05);对照组总体有效率与观察组总体有效率比较,差异无统计学意义(P>0.05);观察组的不良反应发生率低于对照组患儿不良反应发生率,差异有统计学意义(P<0.05)。结论柴胡加龙骨牡蛎汤加减方治疗多发性抽动症心肝火旺证患儿临床效果确切,与口服硫必利相当,且不良反应少。

河北省海啸灾害风险评估和区划研究

基于康奈尔多电网耦合海啸模型(COMCOT)数值模式建立研究区海啸数值模型,利用模型对6个地震海啸源情景场进行模拟计算,通过对各海啸源下数值模拟结果的综合分析,确定研究区海啸灾害危险性分布;根据土地利用类型数据资料确定研究区承灾体脆弱性分布;通过危险性、脆弱性评估成果,综合确定研究区海啸灾害风险性评估和区划成果。结果表明:河北省遭受海啸灾害风险最高等级为Ⅱ级,主要分布在唐山市和秦皇岛市沿海区域;沧州市沿海区域海啸灾害风险等级较小,为Ⅲ级和Ⅳ级。

DN-YOLOv5的金属双极板表面缺陷检测算法

为解决氢燃料电池中金属双极板表面缺陷尺寸小,缺陷对比不明显、种类多造成的难以检测,易误检漏检以及缺陷检测模型复杂度太大难以部署等问题,提出一种改进版的金属双极板缺陷检测算法DN-YOLOv5,来探究缺陷检测在冲压成形的金属双极板视觉检测工作台场景下进行快速精准检测的可行性,从而实现智能检测,提升检测效率。本研究着重于修改YOLOv5主干网络Backbone部分,添加网络中模块数量,加入NAM注意力机制和使用深度可分离卷积模块来替代原来CSP/CBS主干网络卷积模块,并引入SIoU对损失函数重新进行了定义,极大的提升了主干网络的轻量化程度。结果表明,本算法的map@0.5可达0.988,每秒检测传输帧率为9.98,模型参数量降低了52.13%,在测试集75张缺陷图像中真检率达到了99.74%。该方法在保证模型较高检测率的同时,显著降低了模型复杂度和参数计算量。此外,该算法结合新的检测尺度设计特征融合网络,提升网络的小目标、多目标检测能力。该算法具有良好的稳定性和鲁棒性,综合性能较好,满足部署移动端场景进行缺陷检测的轻量化需求。

基于多层次知识蒸馏的连续图像语义分割方法

为让学生模型学习到更全面的表征知识,提出一种多层次知识蒸馏方法,将教师模型的知识分为高、中、低多层次进行蒸馏。这3种层次的知识分别被指代为模型预测值、多尺度融合特征图以及特征层中的特征值,并以多层次知识为基础设计蒸馏项。首先基于低层次知识的特征蒸馏保证学生模型与教师模型的特征分布尽可能接近;再以中层次知识为基础,将图像的空间结构知识传递给学生模型;最后利用高层次的知识编码相邻帧间的依赖关系,并将该隐含知识传递给学生模型。此外定义的语义一致性损失也可有效改善像素点在前后帧标签预测不一致的情况。实验证明,该蒸馏方法能显著提升学生模型的精度,并在模型精度和轻量化方面取得了更好的平衡,具备良好的应用前景。

手术机器人智能化视触感知与自主化操作技术的发展与应用综述

通过对手术机器人智能化视触感知与自主化操作技术在腹腔镜与消化内镜两类典型应用场景下的应用与价值分析,重点介绍了智能化感知、自主规划与操作及微型化力触觉感知技术。在智能化感知技术中,重点介绍了基于在线视觉反馈的智能化分割与三维重构技术;在自主规划与操作技术中,着重介绍了腹腔镜下创口的自主化缝合与内窥镜控制方法;在微型化力触觉感知技术中,面向消化内科的狭小操作环境,介绍了手术机器人柔性化与微型化力感知技术的典型化应用。最后借助对近年来手术机器人技术文献的梳理,进一步讨论手术机器人在智能化与自主化方面的典型性问题与未来的发展方向。

基于双轴旋转结构的ICF靶器件精密装配实验研究

针对惯性约束激光核聚变(ICF)靶零件夹持和装配过程中存在的重载荷与高检测分辨率之间的装配难题,该文提出了一种基于双轴旋转结构的微装配方法。首先通过分析装配目标器件(铝套筒,金腔和半腔)的特点,制定了精密装配总体结构方案。然后介绍双轴旋转装置并对相应的传感器进行标定,并进一步对集成传感器的双轴旋转装置进行角度偏转测试,可检测最小0.01°的偏转。实验表明,该双轴旋转装置能灵敏地检测到微小的偏转,并且传感器对双轴旋转具有“置零”的能力,通过该装置可在无视觉引导的情况下完成目标件的装配。

光伏发电项目储能容量的计算分析

文章论述了储能系统在新能源发展中的重要作用和当前主要的储能型式。提出了“最大储能容量”、“储能平衡容量”等新概念及其计算方法。其中“储能平衡容量”是在电价、储能造价、系统运行方式等外部条件确定的前提下,通过分析计算确定的储能容量。以某大型光伏配套储能项目为例,利用“储能平衡容量”的概念和理论方法对电源侧或用户侧储能系统的容量配置进行计算分析,并对影响储能容量的几个敏感因素进行了敏感性分析。

基于PZT的微驱动定位系统及控制方法的研究

介绍了基于PZT驱动的一维微动工作台。该微动台采用柔性平行板铰链机构,对其进行了出力和位移关系的分析,并且进行了ANSYS的有限元分析设计,求得了系统的固有频率和最大位移。其理论分析、有限元计算和试验测试结果的对比分析的一致性说明了理论分析的正确性和数值分析的可靠性。使用精密光栅进行微位移闭环检测,使用哈工大博实精密测控公司研制的压电陶瓷驱动电源。采用单神经元自适应PID控制算法对系统进行控制,单神经元具有自学习和自适应能力,而且结构简单易于计算;而传统的PID调节器也具有结构简单、调整方便和参数整定与工程指标联系密切等特点。推导了单神经元自适应PID控制器,并进行了实验,微位移为20μm时的响应时间为12ms,实验证明了该方法的有效性。

工业机器人智能化应用关键共性技术综述

"十三五"国家战略性新兴产业发展规划指出:推动基础理论研究和核心技术开发,实现类人神经计算芯片、智能机器人和智能应用系统的产业化,将人工智能新技术嵌入各领域。我国制造业正处于从数字制造向智能制造发展的阶段,工业机器人智能化应用是制造业转型升级的核心技术。首先,通过分析工业机器人在不同行业的应用情况,确定智能化升级的典型技术路线;其次,对涉及的智能感知、位姿估计、柔顺控制及运动规划等技术进行综述分析;最后,以本团队在喷涂、打磨、装配等领域取得的工业机器人智能化应用为案例,分析在人工智能技术与工业机器人应用融合过程中所取得的创新性技术成果,为我国不同行业的智能制造升级提供案例参考和技术指引。

基于微操作的大行程高分辨率旋转微驱动器的研究

根据仿生学原理 ,采用分立式布局 ,研制出大行程高分辨率旋转微驱动器。该微驱动器采用电磁铁箝位、压电陶瓷驱动的爬行式步进机构形式 ,实现了光学镜面的二维微调整操作。实验表明 ,该微驱动器具有分辨率高、行程大、步距可变等特点 ,也适用于其它微操作中大行程高分辨率的旋转驱动。

辅助型康复机器人技术的研究与发展

较详细地阐述了辅助型康复机器人的发展过程,对主要类型进行分类介绍,分析了涉及的关键技术并探讨了未来的发展趋势.

管内移动微型机器人研究与发展现状

管内移动微型机器人是微型机器人领域的一个重要的方向,其主要包括用于发电、化工、制冷等行业中的细小管道检测的刚性管内移动的微小型机器人,以及能进入人肠道的内窥镜的柔性管内移动的微型机器人。将微型机器人的研究方向与内容进行总结,介绍管内移动微型机器人的国内外研究发展现状,讨论管内移动微型机器人的研究内容与方向。

微操作机器人的发展现状

本文介绍了微操作机器人系统的组成、特点 ,国内外的发展现状 ,微操作机器人研究的主要内容及研究热点问题 .

ICF靶支撑定位机器人系统研究

在对惯性约束核聚变(ICF)靶支撑定位功能分析的基础上,设计并制造了一套用于靶精密定位机器人系统,主要包括靶库机构、换靶机构、送靶机构和6自由度精密并联机器人机构,论述了各部分的工作原理和组成。系统在末端采用并联机器人来实现对靶的精密定位,测试了靶场环境下系统的运动指标。测试结果显示:系统可在真空条件下实现对靶的精确定位、换靶、送靶工作,靶定位精度达到μm级,定位时间随精度的提高而延长。

电控柴油机ECU编程设备研究与开发

为了给电控柴油机下线检测(EOL)阶段提供可靠的ECU数据下载工具,提出了一种基于CAN总线,采用扩展CAN标定协议(CCP)实现ECU应用程序下载和升级的方法。根据这种方法开发了ECU编程设备BootLoader,它具有下载和升级ECU应用程序代码和数据的功能,可以实现标定数据的再编程;此外,它使用Seed&Key算法验证操作工程师的身份,通过特殊格式文件生成器实现了对标准目标机文件格式变换并生成安全性高的生产文件,利用分级CRC CHECKSUM机制校验下载和编程的结果。通过对BootLoader工作时的CAN总线状态的监测,对BootLoader下载/编程性能和可靠性进行了试验分析,结果表明该设备能够满足开发和生产的需要。

一种纳米级二维微定位工作台的设计与分析

研究开发了一种采用柔性铰链导向的二维光学调整微定位工作台,建立了工作台的简化模型,并利用结构力学理论推导出工作台沿x、y方向刚度及前二阶固有频率解析式。进行了微定位工作台固有频率及沿x、y方向刚度的试验测试,并结合解析方法和有限元方法对微定位工作台设计刚度及动力特性进行分析验证。有限元分析表明:当工作台的直角平板柔性铰链长度较小而铰链宽度较大时,其刚度、频率及驱动力较高,铰链根部应力集中也较严重。通过改变柔性铰链的特征参数,可达到控制和优化工作台固有频率、输出位移、应力分布及驱动力响应的目的,并提出了一种优选微定位工作台柔性铰链参数的简易方法。

2-DOF平面并联机器人结构参数优化的研究

提出了一种新颖的高速高精度机器人机构:采用高速精密直线电机驱动-2-DOF平面并联杆机构.在杆机构的设计中,以结构紧凑和抑振为目标,分别采用模拟退火算法和有限元动力仿真进行了几何尺寸和截面尺寸的优化,并提出了一种基于本模型特点的新解产生机制.实验测试结果表明:经优化设计后的平面并联杆机构刚度大,高速运动下的残余振动<1 μm,直线电机的稳定时间成为决定机器人稳定时间的关键因素.

连续型机器人研究综述

连续型机器人是一种新型的仿生机器人,采用"无脊椎"的柔性结构,不具有任何离散关节和刚性连杆.其弯曲性能优良,对障碍物众多的非结构环境和工作空间狭小的受限工作环境适应能力强,不仅可以像传统机器人那样在其末端安装执行器以实现抓取和夹持等动作,还可以利用其整个机器人本体实现对物体的抓取.本文对连续型机器人的仿生原理与结构特点进行了分析,介绍了连续型机器人的研究现状,并对其潜在应用领域和未来研究工作进行了探讨和展望.