基于贪婪投影三角化的散货料堆体积测量

文中基于自动化抓取以及库存盘点所需的料堆参数信息,研究料堆体积的求取方法,提出一种基于贪婪投影三角化的三角网格微积分的体积求取方法.运用贪婪投影三角化算法将点云数据分成无数个三角网格,求取每个三角网格与地面组成几何体的体积,其体积和即为料堆的体积.并与实际测量数据以及传统算法求解的结果进行对比分析,验证了算法求取料堆体积的准确性.

基于激光扫描的散货料堆实时三维重建与参数提取

文中针对港口散货料堆三维重建与参数获取问题,对自动化抓取中散货料堆的三维重建方式和料堆参数测算方法进行了研究。首先对港口散货料堆的作业方式和作业环境进行分析,设计并搭建了三维重建实验平台,然后对点云数据进行旋转变换,利用点云拼接技术实现从二维点云到三维点云的转换,最后通过求取极值并利用极值索引来获取最高点的坐标,通过AABB包围盒获取料堆的长宽高等数据,以此计算出散货料堆的占地面积。

基于MQTT协议的物联网岸电监控系统

目前港口岸电系统地域分布较广且供电运行数据无法及时掌握。针对这一问题,设计并开发一种基于MQTT协议的物联网岸电监控系统,利用前端数据采集装置对供电系统的供电运行参数、用户信息、电力信息、设备状态等数据进行实时采集,经过数据处理和封装打包后,采用移动4G模块将封装好的数据通过MQTT协议上传至云端服务器,数据传输采用MD5数据加密算法,实现前端数据采集设备和监控系统之间的可靠数据通信,实时监控岸电系统运行状态,同时利用手机App对岸电系统参数进行实时监控与参数修改,增强物联网岸电监控系统的灵活性和便捷性。

面向碳排放的集装箱码头多AGV路径优化

随着集装箱码头AGV数量的增多,在作业过程中出现的大量路径冲突从而导致碳排放严重增加。文中针对路径冲突导致的碳排放量增加的问题,考虑到AGV冲突等因素,建立了以最小化AGV碳排放量为目标的模型,基于传统的A-Star算法设计了改进A-Star算法,对新增道路使用信息进行存储,并在寻路时考虑路段的使用情况。对某集装箱码头AGV路网进行仿真实验,通过不同冲突策略验证算法的可行性和有效性,结果表明在路径改进算法可以有效地对路径进行优化,使多AGV在作业过程中的碳排放量减小了10%以上。

基于数字孪生的多关节机器人实验平台搭建方法

在美国工业互联网、德国工业4.0以及中国制造2025的大背景下,实现物理空间与虚拟空间之间的数据互联互通以及智能控制成为了世界前沿技术发展的焦点,数字孪生被包含其中。利用数字孪生搭建实验平台有其独有的优势,实现实验过程在虚拟端数字化的显示,其实验过程以及相应的细节能在虚拟端更加方便直观地观察测量。基于数字孪生的实验优势,提出一种采用数字孪生搭建实验平台的方法。以多关节机器人为实例搭建实验平台,机器人运动控制系统以及其上位机作为实物,用Unity3D构建机器人实物映射的虚拟模型,再通过使用Socket通讯接口作为虚实的数据接口,以实现搭建虚实同步以及远程控制的数字孪生实验平台的目的。

岸电箱插头辅助插拔装置设计研究

针对现有船舶岸电接插件插拔困难、机械锁紧无过载保护功能等问题,专用辅助插拔设备市场空白等现状,提出一种兼具省力插拔及强制脱离保护等功能的岸电插头辅助插拔装置方案。分析岸电箱及接插件结构,设计三点插头固定夹具和电缆导向环结构满足插头定位插合导向及约束电缆要求;设计弹簧滑块强制分离保护机构,建立机构力学模型,以强制分离块的强制分离角、复位角和弹簧系数为设计变量进行分析,得到满足最大强制分离力、回复力要求的优化结构;设计双滑块机构的助力杠杆机构,分析滑槽与手柄驱动力变化规律,实现紧凑结构下有效助力。样机实验表明,该装置最大强制分离力420N,最大强制分离回复力150N,达到最佳使用要求。

基于改进A^(*)算法和系统短期状态预测的仓储AGV路径规划方法

针对目前仓储自动导引车(AGV)路径规划中存在的转弯次数多、冲突节点多的问题,首先针对单AGV提出一种基于障碍预测的改进A^(*)算法,引入“AGV方向感”概念,通过判断和比较目标位置和AGV所在位置,同时结合障碍矩阵,在传统A^(*)算法中的启发函数中加入“方向函数”,使AGV可以提前预知障碍而另寻最佳路径;其次在单AGV路径规划基础上考虑减少路径中冲突节点数量,提出一种基于系统短期状态预测的多AGV路径规划方法;最后搭建仿真实验平台验证改进A^(*)算法和路径规划方法的有效性。实验结果表明,改进的A^(*)算法和基于短期状态预测多AGV路径规划方法可以有效减少转弯次数和路径中冲突节点数量,降低任务总完成时间。

KOH活化多孔炭对甲基橙的吸附及其动力学研究

探究碱性改性的生物质炭对印染工业污水中甲基橙的吸附性能。结果表明:改性竹笋生物质炭具有大的比表积和丰富的孔结构,其对15 mL 30 mg·L^(-1)的甲基橙在210 min后达到平衡,最佳投加量和最大吸附量分别为7 mg·L^(-1)和64.1 mg·g^(-1),吸附动力学更加符合准二级动力学模型。

甲苯催化氧化的研究进展

以贵金属、过渡金属、钙钛矿、尖晶石和MOFs基催化剂为例,综述了不同类型的催化剂在甲苯催化氧化领域中取得的研究进展,并对其催化氧化甲苯的反应路径和机理进行了总结。最后提出了甲苯催化氧化所存在的技术难点,并对该方法未来发展方向进行了展望。

面向仓储物流的虚拟调试场景快速搭建方法

文中针对仓储物流场景下虚拟调试场景存在构建速度慢、精确度低等问题,以物流输送机为例,Unity3D为开发平台,首先构建对应设备的三维模型,设计三维模型拼接点,并基于拼接点实现模型的快速拼接方法,最后通过实验验证了该方法的有效性。

Dawson结构磷钨酸稀土盐的制备、表征及其催化合成四氢呋喃研究

用复分解法合成出通式为RE2P2W18O62(RE=La,Ce,Y)的3种Dawson结构磷钨酸稀土盐,利用IR、SEM、XRD、Py-IR对其结构和酸性进行了表征,并用于催化1,4-丁二醇液相环化脱水合成四氢呋喃。考察了稀土元素种类、催化剂用量、反应时间、反应温度等因素对四氢呋喃收率的影响。结果表明La2P2W18O62表现出优异的催化活性,当磷钨酸镧用量占1,4-丁二醇质量的1.2%,反应温度为180℃,反应时间为25min,THF收率可达97.6%,催化剂重复使用5次,催化活性有所降低,THF收率仍可达86.6%。采用TG-DTA和Py-IR方法对使用前后催化剂表征结果显示,积碳结焦使催化剂Lewis酸中心减小是催化剂失活的原因。与传统酸性催化剂相比,采用La2P2W18O62作为反应催化剂不仅提高了反应收率(高于浓硫酸),简化了工艺流程,无酸腐蚀和污染问题,且催化剂无需处理即可重复使用多次。

硅藻土负载Dawson结构磷钨酸催化合成对羟基苯甲酸正丁酯

以硅藻土为载体,采用浸渍法制备了H6P2W18O62/硅藻土催化剂,并采用FTIR,EDS,XRD,SEM等手段对催化剂进行了表征;以对羟基苯甲酸正丁酯的合成反应为探针,考察了H6P2W18O62/硅藻土催化剂的性能;通过单因次和正交实验研究了H6P2W18O62负载量、催化剂用量、正丁醇与对羟基苯甲酸的摩尔比(醇酸比)、反应时间和反应温度对酯化反应的影响。确定了优化工艺条件为:H6P2W18O62负载量为40%(基于硅藻土的质量)、催化剂用量0.5 g(占反应体系总质量的2.8%)、醇酸比3、反应时间3.0 h、反应温度125℃。在此条件下,对羟基苯甲酸正丁酯的平均收率可达90.8%;催化重复使用5次,对羟基苯甲酸正丁酯收率仍可达65.6%。

Dawson结构磷钨杂多酸催化环己醇合成己二酸

以Dawson结构磷钨杂多酸为催化剂,由过氧化氢氧化环己醇合成了己二酸。通过正交实验和单因次实验考察了各因素对反应的影响,确定的优化工艺条件为:n(环己醇):n(过氧化氢):n(磷钨杂多酸)= 100:450:0.15,反应温度为100℃,反应6 h,己二酸分离收率达90.1%。催化剂重复使用5次,收率仍可达到79.8%

Dawson型磷钨钼杂多酸的制备及其对H_2O_2氧化环己酮制己二酸的催化

采用水热法制备了新型H6P2W9Mo9O62.24H2O催化剂,并用UV-Vis、FT-IR和TG-DTA等测试技术对催化剂进行了表征。以微波促进30%过氧化氢氧化环己酮制备己二酸合成反应为探针,考察了催化剂的催化性能。通过正交实验探讨了几种因素对反应的影响,确定了优化工艺条件为:n(环己酮)∶n(过氧化氢)∶n(草酸)∶n(催化剂)=100∶400∶1.25∶0.25,反应温度100℃,微波辐射功率400 W,反应时间3.5 h,己二酸产品的收率达87.33%,纯度可达99.7%。反应结束后,将反应后含催化剂的溶液浓缩至一定浓度,催化产率降低,重复使用5次收率降低为45.89%。

S_2O_8^(2-)/ZrO_2-WO_3复合固体超强酸的制备和表征及其催化合成环己烯的性能

通过沉淀浸渍法制备了S2O28-/ZrO2-WO3复合固体超强酸催化剂,采用Hammett指示剂法、FTIR、XRD和BET等手段对其进行了表征;以环己醇液相脱水制备环己烯为探针反应,通过正交实验优化了S2O28-/ZrO2-WO3催化剂的制备条件和反应条件。实验结果表明,在w(H2WO4)=10.0%(基于Zr(OH)4粉末)、(NH4)2S2O8溶液浓度为0.75mol/L、浸渍时间为18h、焙烧温度为550℃的条件下制备的S2O82-/ZrO2-WO3催化剂表现出良好的催化性能;采用该催化剂制备环己烯的优化反应条件为:催化剂用量为环己醇质量的2.77%、反应温度为180～185℃、反应时间为60min,在此条件下环己烯平均收率可达96.57%。该工艺具有绿色、安全、操作简单和收率高等优点。

SO_4^(2-)/TiO_2-WO_3催化1,4-丁二醇液相脱水环化合成四氢呋喃

以钛酸四丁酯为原料,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)作模板剂,通过水热法制备出TiO_2,并进一步制得SO_4^(2-)/TiO_2-WO_3固体超强酸,采用IR、XRD、BET对其进行了表征。以催化1,4-丁二醇脱水制备四氢呋喃为探针反应,通过正交实验确定了反应的最佳条件:反应温度180～190℃,反应时间45 min,w(催化剂)= 4.6%(相对1,4丁二醇质量),四氢呋喃的收率可达91.5%。催化剂重复使用3次,收率仍可达87.0%,同时对反应机理进行了探讨。

大学化学综合性、设计性实验教学研究与实践

综合性、设计性实验对培养学生综合素质具有重要意义。结合教学实践，对大学化学实验中综合性．设计性实验教学存在的一些问题进行了实践与探索。

H_6P_2W_(18)O_(62)/MCM-41催化剂的制备、表征及其催化合成乙酰水杨酸

采用浸渍法将Dawson结构的磷钨酸H6P2W18O62(简写为P2W18)负载在MCM-41分子筛上,制备出新型P2W18/MCM-41催化剂;采用FTIR,XRD,SEM,EDS等方法对催化剂进行了表征。表征结果显示,P2W18/MCM-41催化剂既保持了MCM-41分子筛的孔道结构,又保持了P2W18的Dawson结构。同时研究了P2W18/MCM-41催化剂对乙酰水杨酸合成反应的活性,通过正交实验确定了优化工艺条件:n(水杨酸)∶n(乙酸酐)=1.0∶1.5、P2W18/MCM-41催化剂用量2.7%(基于反应物的质量)、反应温度80℃、反应时间10 min。在此优化条件下,乙酰水杨酸收率为88.1%。P2W18/MCM-41催化剂重复使用5次,乙酰水杨酸收率仍可达76.7%。

磷钨钼杂多酸催化氧化环己醇清洁合成己二酸

以自制H3PW6Mo6O40·nH2O为催化剂,在无有机溶剂、相转移催化剂的情况下,用过氧化氢氧化环己醇合成己二酸。探讨了催化剂用量、过氧化氢用量、反应时间、反应温度对反应的影响。在优化条件下,即n(环己醇)∶n(磷钼钨杂多酸)∶n(过氧化氢)=100∶0.15∶500,在120℃反应8h,己二酸的分离收率达82%。

科研成果转化为综合性、设计性实验的教学探索与实践

科研成果转化为教学资源一直是人们关注的问题，是高校自身教学改革的需要。结合教学实践，就科研成果转化为综合性、设计性实验进行了一些有益的探讨和尝试。