中拉矿产资源供应链产业链合作及政策建议

全球矿产资源供需格局加快重塑,对矿产资源尤其是关键矿产的争夺日益加剧。世界主要国家加强国内供应保障能力、寻求国际供应来源多元化,同时抓紧推动形成矿产联盟。拉美地区是矿产资源的重要供应地和矿产投资重要目的地,在全球矿产资源供应链产业链中占据重要地位。拉美与我国能源资源格局互补性强,双方矿产资源供应链产业链合作具有较好基础,同时面临诸多挑战。当前形势下,进一步优化我国在拉美矿产资源领域的供应链布局和产业链分工合作,对提升我国矿产资源供应多元化、推动产业链转型升级具有重要意义。

PCD微细刀具的皮秒激光加工特性研究

锋利且耐磨的微细刀具在高精密微细加工中扮演着不可或缺的角色。金刚石材料因卓越的硬度及导热性能、极高的耐磨性而备受推崇,因此被广泛应用于制造锋利耐用的切削刀具。近年来,金刚石微细刀具已成为研究的焦点,但其制备复杂、成本高昂等问题限制了大规模商业化应用。本研究采用皮秒脉冲激光制备聚晶金刚石(PCD)微细刀具,系统研究了激光切割参数,包括脉冲能量、脉冲间距、激光波长以及材料特性(如PCD晶粒尺寸等)对加工结果的影响。揭示了皮秒脉冲激光加工PCD刀具刃口及表面的形成机理。皮秒激光加工后的PCD表面粗糙度达到Ra 200nm,制备出的PCD微细刀具具有良好的无氧铜及硬质合金切削性能。

基于扰动观测器的时延双边遥操作系统鲁棒阻抗控制

时延以及不确定性等因素容易造成双边遥操作系统操作性能差,甚至不稳定等问题。为了解决这一问题,针对主、从端不同的任务特点,提出一种新的双边遥操作系统控制结构。由于主端在实现力反馈时易受扰动影响,设计一种非线性扰动观测器用于扰动的在线估计并进行补偿;从端采用基于滑模的阻抗控制以保证精确的位置跟踪和与环境的期望交互。利用Liewellyn绝对稳定准则推导出时延下保证系统稳定性的条件以及参数选取依据。在建立的单自由度遥操作系统试验平台上进行了试验研究,结果表明本文所提方法能够在保证系统鲁棒性的条件下有效提高操作性能。

基于YOLOv2的微创手术机器人肺结核病灶图像识别研究

肺结核是全球公共卫生问题,每年数百万人受到其影响,其中包括成千上万的死亡病例。尽管存在有效的治疗方法,但及时诊断和早期干预仍然是防止病灶扩大的关键,其中外科手术治疗成为了一种有效手段。本文提出了一种基于YOLOv2算法的微创手术机器人肺结核病灶识别技术。该技术结合了微创手术机器人、内窥镜、K210视觉识别模块以及YOLOv2识别算法,以提高肺结核病灶实时监测的识别准确度和处理效率。本文构建了训练数据集,使用YOLOv2算法进行深度网络训练,并评估了性能指标,包括准确率、召回率、精确度和F1分数。实验结果表明,该技术具有高准确度和高效率,有望改进肺结核的检测与治疗手段。

机器人多指手的多目标优化抓取规划

针对有摩擦点接触条件下的多指抓取模型,借鉴人手抓取经验,提出了接触安全裕度概念.通过修正摩擦锥约束条件,建立了具有一定接触安全裕度的非线性内力优化模型,用于求解合适的接触力.为获取最优的抓取位形,将物体位姿参数作为变量,确定接触力与多指手关节力矩的关系,基于多指手关节空间内的转角位置度和相对承载能力性能指标,建立了多指抓取的多目标优化模型.最后,以三指手抓取系统为例进行了分析求解,并利用多目标粒子群优化算法进行物体位姿规划,获取了规划模型的非劣解前沿.结果表明,该方法能在保证安全抓取条件下,有效改善多指抓取的综合性能.

超声电机驱动五指灵巧手的设计与仿真

设计一个由超声电机驱动的仿人五指灵巧手,由于超声电机的一些优点,使得该五指灵巧手与人手相仿,共有20个独立自由度,重量不足1000 g。为了检验设计方案是否能达到预期的效果,运用ADAMS分析软件对模型进行了运动学和动力学的仿真,仿真结果表明设计方案合理可行。

一种穿戴型力反馈主手结构的综合尺度优化

利用连杆机构以及超声制动器,设计了一种穿戴型具有力反馈功能的主手单指结构并进行了综合尺度优化,优化过程综合考虑了主手机构的运动范围和动力学反向驱动能力。在建立人手食指和主手单指运动学方程的基础上,提出了基于工作空间最小包容原则的主手单指的结构参数优化目标函数,结果显示操作者食指与所佩戴主手单指的工作空间可实现较好匹配。采用拉格朗日法建立了主手单指机构的动力学模型,并以力椭圆为衡量指标对主手单指机构进行了反向驱动能力的分析。最后,给出了有效的修正依据,提高了主手单指机构的反向驱动能力。

基于柔性驱动模块的机器人灵巧手设计与试验

现有仿人机器人灵巧手往往缺少柔顺性和灵活性,针对这一问题,提出一种基于柔性驱动模块的机器人灵巧手结构。手指采用绳和连杆的混合传动形式,并设计与人手相仿的整手结构;设计的柔性驱动模块采用弹性卷筒式结构,卷绕绳的空载线速度接近35 mm/s,最大输出拉力可达15 N,具有空载速度快、有负载时柔性加载的特点,且具有绳张力检测功能,利用ANSYS Workbench对弹性元件进行结构静刚度分析与参数优化设计;参考人手指生理耦合关系,对手指连杆耦合机构进行优化设计。样机试验表明,所设计的机器人灵巧手可实现与人相仿的手势,并能完成对不同形状和大小的物品的稳定抓握和指尖抓取。手指最短收缩时间仅0.6 s,具有较快的运动速度。

基于多模态复合型压电振子的球形超声电机

该文提出了一种基于多模态复合型压电振子驱动的球形超声电机。利用单个振子的一阶弯振模态、一阶纵振模态和弯-弯振动组合模态实现驱动足的二自由度驱动,通过两个空间垂直布置的压电振子的合成驱动实现球转子的三自由度转动。利用Ansys Workbench有限元软件对振子进行模态分析和谐响应分析,并优化设计其结构参数。加工制作了原型样机,并测试了不同预压力下的频率转速特性。结果表明,当预压力为10 N时,x、y轴最大空载转速可达130 r/min,采用异步并联驱动方式的z轴最大空载转速可达155 r/min。

永磁同步电机的等效SVPWM调制方法研究

为了降低软硬件的复杂度和成本,提出一种适用于永磁同步电机的等效SVPWM调制方法。该方法无需采集相电流,将一个电周期的SVPWM波形分成360份,对应电角度为0°~360°,预先生成一个电周期的SVPWM调制波形数据表;利用角度传感器获取转子位置角度和转速,采用速度闭环控制,速度环输出调制波形幅值并辅以超前角,通过查表法实现永磁同步电机驱动控制;PWM模块采用16 kHz开关频率驱动MOS管并以中心对称方式输出PWM波形。试验结果验证了该方法的可行性和有效性。

“机器人概论”公选课创新教学模式的探索与实践

针对目前高校"机器人概论"公选课课程的教学特点,以创新能力培养为主导思想,以多样化教学方法为主线,将教学内容专题化,辅以具有不同专业背景特点的综合化考核方式,对"机器人概论"公选课的内容安排、教学方法和考核方式等方面进行实践探索。教学效果表明,所采用的教学模式能有效提高选课学生的综合素质以及学习机器人技术的兴趣。

发展合作视阈下中国发展中国家地位:争论、影响与因应

关于中国发展中国家地位的争论在21世纪初从经贸领域逐渐向发展合作领域蔓延,具体表现为中国在发展合作领域的身份转换和美欧国家对中国对外援助的态度转变。发展合作视阈下中国发展中国家地位的争论是多重因素交叉作用的结果,这对中国对外援助和国际发展合作带来了影响和挑战。今后一个时期内,中国仍是最大的发展中国家,中国对外援助仍是南南合作框架下的相互帮助,中国应在坚持发展中国家定位和南南合作的前提下,主动承担相应的大国责任,稳步增加援助规模,并在构建国际发展合作理论和叙事话语等方面预做准备。

基于PWM信号的主从通信方法

提出一种基于脉宽调制(PWM)信号的主从通信方法,主机通过发送特定频率和占空比的PWM信号传输信息,同时读取PWM信号线上的电平状态,根据电平状态接受从机发送的信息;从机通过捕获主机发送的PWM信号,解析信号的频率和占空比接受主机传递的信息,同时以不同的周期对PWM信号线拉低来发送自身信息。在此基础上,描述了用于实现PWM通信的主机系统和从机系统的软硬件设计。PWM信号通信基于单线传输的通信方法,具有系统简单、应用广泛、成本低等优点。

新型三自由度并联机器人平台的设计与仿真

提出并设计了一种新颖的三自由度并联机器人平台,整体结构分为3层:底座、中间层和动平台。中间层由3个伸缩杆连接而成,各层之间通过桁架连接;通过调节中间层的3个伸缩杆长度,使动平台具有空间3个自由度(1个平动自由度和2个转动自由度);利用CREO2.0建模软件建立了整体结构的三维模型,并通过ADAMS虚拟样机仿真软件对整个结构进行静力学与运动学仿真分析。该并联机器人平台满足运动和承载的性能要求。

行波型球形超声电机定子的优化设计

提出了一种具有同步调心结构的球形超声电机,建立了电机驱动力矩的数学模型,重点对行波型定子进行结构优化设计。利用ANSYS对定子进行模态分析和谐响应分析;通过灵敏度分析确定结构参数优化变量,以最大干扰模态与工作模态频率差和最大定子表面振幅为优化目标,建立设计空间的响应面模型,采用多目标遗传算法(MOGA)进行优化求解得到Pareto前沿,最终确定结构参数并对定子试制件进行定扫频实验。测试结果表明,优化后的定子工作模态频率±2 kHz内无干扰模态产生,且定子两相驻波表面质点具有较大振幅,满足使用要求。

灌注加权成像预测成人胶质瘤预后的生物学基础

目的探讨动态敏感性对比灌注加权成像(DSC-PWI)在预测成人弥漫性胶质瘤预后中的价值及背后的生物学意义。方法选取2013-06—2021-07郑州大学第一附属医院神经外科收治并经病理检查结果确诊的343例成人型弥漫性胶质瘤患者。收集患者术前PWI影像数据及肿瘤标本,随机分为训练集(175例)和测试集(168例)。从PWI影像中提取影像组学特征,经筛选后建立定性的影像学预测模型。基于影像学特征及RNA-seq基因组学分析,通过基因探针富集分析(GSEA)分析和加权基因共表达网络分析(WGCNA)统合识别生物学通路。结果筛选出7个影像组学特征,计算出相应的评分,证明是预测胶质瘤预后的因素(P<0.05)。同时发现了缺氧诱导、免疫调节及肿瘤增殖三种与影像临床复合模型明显相关的生物学通路类别。结论本研究将基于机器学习的方法构建了一种新型联合模型,对胶质瘤展示出较好的预测性能。再结合RNA-seq数据找到了与胶质瘤有关的三种生物学通路。

一种应用正态分布理论的直线超声电机精密定位控制方法

针对直线超声电机在精密驱动过程中存在较强的非线性、时变性及控制模型复杂等问题,提出了一种基于正态分布理论统计直线超声电机驱动电压与速度/位移关系的方法,结合模糊逻辑控制技术,实现了对直线超声电机精密定位控制。利用宏微驱动控制模式对超声电机驱动的平台进行大行程、高精度定位实验研究,实验结果表明采用所提方法,当行程为5 mm时,稳态误差小于5 nm,能抑制系统的超调,改善系统动态性能。同时,由于直线超声电机动态保持力非常大,使得系统具有良好的抗扰动能力。

基于多目标SMC汽车转向稳定性研究

为提高汽车转向稳定性,针对主动前转向(AFS)系统提出了一种基于可变传动比转向系统(VGRS)的多目标滑模控制(SMC)策略。首先依据AFS系统工作原理,建立了VGRS执行器数学模型,构建了控制器输出转向角与实际前轮转向角之间的关系。然后以双自由度汽车控制模型为基础,运用滑模变结构控制原理,设计了以侧滑角和偏航率为控制变量的滑模控制器,分析了该控制系统的稳定性。最后利用MATLAB和Simulink软件,在仿真平台上分别进行开环和闭环转向稳定性控制的仿真试验,结果表明,与模糊PID策略相比,SMC策略中的侧滑角和偏航率均有所降低,表明SMC策略能有效提高汽车转向稳定性。

小型电动汽车车架的设计与轻量化改进

车架作为电动汽车的主要承载结构,其强度和刚度在汽车总体设计中起着非常重要的作用,车架的轻量化研究也具有重要意义。以小型电动汽车为研究对象,设计一款车架,建立有限元模型,分析其在弯曲和扭转2种工况下的应力和变形,并对车架进行模态分析;根据分析结果,以轻量化为目标对车架进行优化,运用截面尺寸优化方法,通过改变梁的横截面面积和改变车架体积,最终实现车架的轻量化。结果表明,车架质量较初步设计减少了10.6%,强度和刚度均符合要求,车架的轻量化目标基本完成。

基于特征点集的五指灵巧手主从映射方法

抓持规划是灵巧手主从抓持的核心问题。到目前为止,对于如何评价主从映射的好坏还缺乏相应的理论根据。本文利用灵巧手特征点集的概念,对仿人五指灵巧手的主从映射关系进行了详细的讨论,求得了主从运动过程中关节角的最优映射系数。为了满足实时控制的要求,利用黄金分割算法完成了程序的开发。结果表明,该方法完全满足实际控制的要求。