基于Handyscan 3D激光扫描仪的逆向技术研究

以某型汽油发动机缸体、缸盖为例,应用Handyscan 3D激光扫描仪进行点云数据的获取,并结合逆向工程相关的处理软件详细研究了点云数据预处理、模型重构、误差检测以及模型优化的关键步骤和注意事项,最终实现对本典型结构产品的精准建模。研究结果对其他种类产品的逆向研究具有参考价值,将先进的设计经验同自身现有的设计体系相结合,有利于快速发展核心技术。

离轴非球面的条纹反射检测技术

条纹反射测量技术具有动态范围大、灵敏度高的特点,通过高精度的系统标定可以获得很高的测量精度。本文研究将条纹反射测量技术应用于离轴非球面反射镜粗抛光阶段的面形检测,使用激光跟踪仪建立检测系统坐标系,然后将相机和显示屏的实测标定数据代入坐标系并在Zemax软件中建立测量装置的理想模型,通过光线追迹得到理想的屏幕像素点位置,采用相移技术可以得到实测时屏幕像素点位置,从而计算得到被测镜面形的斜率误差,最后积分得到检测结果。文中采用该方法对一块SiC离轴非球面镜进行了实测,并与三坐标测量机的结果进行对比,验证了方法的可行性,可用于指导离轴非球面镜粗抛光阶段的加工。

基于有限元分析的汽油发动机密封性能多物理场耦合研究

以某典型汽油发动机的气缸盖、气缸垫及气缸体组合结构为例,基于ANSYS Workbench平台全面模拟汽油发动机的工作状况,对其进行流体场、瞬态温度场以及瞬态结构场的多物理场耦合分析,获得汽油发动机冷却液速度、组合结构温度和应力、气缸垫变形,并探讨热载荷、机械载荷对汽油发动机密封性能的影响。结果表明,发动机组合结构在热载荷、机械载荷的共同作用下,发动机燃烧室所承受的等效应力较大且其变化较明显,气缸垫缸口处压纹变形也较明显,可通过调整燃烧室的水套结构、冷却液流速来降低等效应力,以及调整气缸垫的压纹结构、螺栓预紧力来降低气缸垫的变形,从而达到发动机密封性能提高的目的。

气动柔性按摩机械手爪的设计与实现

针对传统按摩机器人的末端执装置功能单一、柔性不足、形体较大的问题,从中医按摩手法参数出发,利用气动肌肉柔性驱动器,设计一款能够实现按、振手法功能的柔性按摩手爪。掌部是由硅胶材料制成的气囊"触手",根据真空阻塞原理实现气囊的变刚度,并在柔软特性的基础上提高了手掌承载力。基于Yeoh超弹本构模型,对不同壁厚气囊变形进行仿真分析并确定参数值。通过压缩刚度和手法力度测量实验,对手掌气囊的变刚度性能进行测试,得到手法力度与气压的关系,并确定合理的气压范围,为实际使用提供参考。

基于立体相位测量偏折术的预应力薄镜面形检测

应力抛光技术通过在镜面上施加预定载荷,将包括自由曲面在内的非球面转化为球面进行加工,对加工镜面的形变进行精准检测是实现高精度应力抛光的关键。利用立体相位测量偏折术对预应力薄镜进行镜面面形和形变检测,获得被测镜表面的连续相位分布,结合表面法线唯一性与梯度分布积分,最终得到被测镜的高度分布和面形。模拟了系统误差成分,同时采用旋转平均法对系统误差进行标定去除,保证和提高了测量精度。对一块口径320 mm,球面半径5200 mm的预应力薄镜面形和变形量进行测量,静态测量结果与三坐标机测量结果对比,动态应变测量结果与有限元仿真结果对比,分别一致吻合,表明本文方法具备微米级的测量精度,相比于干涉仪和三坐标机更适用于大面形变化的预应力薄镜检测。

西秦岭临潭地区下白垩统—上新统陆相地层碎屑锆石U-Pb年代学及其物源分析

选取西秦岭造山带临潭地区下白垩统磨沟组和新近系上新统临夏组碎屑岩为研究对象,运用LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素年代学方法,探讨磨沟组和临夏组的物质来源。结果显示,碎屑锆石年龄谱可分为6组:①新太古代-古元古代(2627~1676 Ma);②中元古代(1487~1035 Ma);③新元古代(996~812 Ma);④早古生代(534~425 Ma);⑤晚古生代(409~252 Ma);⑥早中生代(250~197 Ma)。其中,新太古代-古元古代(2627~1676 Ma)的年龄数据约占总体的50.31%,所占比例最大,其余年龄段所占比例则较少。下白垩统磨沟组和上新统临夏组中蕴含的锆石年龄信息分布特征较为一致,均有新元古代、早古生代、早中生代年龄峰值,以及华北板块特有的1.8 Ga和2.5 Ga年龄峰值。下白垩统磨沟组和上新统临夏组具有近源堆积为主的特征,合作-岷县断裂北侧的中秦岭构造带为其提供了物源,碎屑锆石年龄谱特征记录了物源区地质体中的再旋回年龄信息。本研究对西秦岭中新生代的构造演化研究具有重要意义。

胫骨内侧开放性高位楔形截骨术治疗KOA的应用研究

目的探讨不同目标WBL设定下MOWHTO治疗KOA的疗效差异。方法将2019年6月-2021年6月于本科室因KOA拟行MOWHTO的48例患者纳入研究,根据术前JSW分为2组,JSW>3mm组28例和JSW≤3mm组20例。术前将2组患者随机分配为WBL调整至50%~60%组和60%~65%组。比较4组患者术前及末次随访VAS评分、WOMAC评分、膝关节MRI检查、术中及术后12月关节镜下探查软骨情况。结果所有患者均随访至少12个月(平均14.6个月),末次随访膝关节MRI软骨再生分级、软骨再生情况、VAS评分、WOMAC评分均较术前有显著差异(P<0.05)。JSW>3mm者中WBL调整至50%~60%组上述指标更优。JSW≤3mm者中WBL调整至60%~65%组上述指标更优。结论采用MOWHTO治疗KOA可获得良好的早期临床疗效,但JSW>3mm者将下肢力线调整至50%~60%可获得更好的软骨再生和患者满意度,而JSW≤3mm者增加矫正力线可获得更好的临床收益。

非球面光学表面缺陷检测技术现状和发展趋势(特邀)

非球面光学元件具有更大的自由度和灵活性,广泛应用在航空航天、微电子装备、光学精密测量、激光光学等诸多领域。光学元件表面缺陷将影响光学系统性能,而表面缺陷控制需要相应检测手段,高分辨率、高精度、高效率光学表面缺陷检测仍存在技术挑战。文中综述了光学元件表面缺陷类别、评价标准及检测方法,重点探讨了非球面光学元件表面缺陷检测技术及其应用范围,分析比较了各种方法的优缺点,最后对表面缺陷检测技术发展趋势进行了展望。

基于递推最小二乘法的SCARA机器人动力学参数辨识研究

为了提高SCARA机器人在工业场合中的工作精度,对其动力学模型进行分析是有效途径之一。建立机器人拉格朗日动力学方程并进行线性化处理,得到一组关节力矩和待辨识参数的线性表达式。选取有限项傅里叶级数作为激励轨迹模型,并使机器人启停时关节角速度和角加速度为零,确保机器人运行平稳。再将线性表达式中观测矩阵的条件数作为优化指标,并结合MATLAB优化工具箱,获得关节最优激励轨迹系数。最后通过递推最小二乘法获得待辨识参数,并代入关节力矩表达式中,并与实际采集力矩值进行比较,确定两者变化趋势。结果表明:实验能够获得较为理想的效果,经过辨识计算所得关节力矩可用作相关领域的动力学控制。

New Discovery of Neocalamites from the Upper Triassic Daheba Formation in West Qinling, Northwest China

Objective Neocalamites is a common plant fossil from the Triassic to the Middle Jurassic. Neocalamites fossils are commonly found in coal-bearing sedimentary rocks of Rhaetian stage from South China and the Yanchang Group from North China(Mei and Liu, 2017). Moreover, the fossils also distribute in the Late Triassic such as the Babaoshan Group in Dulan and Darigemole Group in Gangcha of Qinghai Province, the Haojiagou Formation in Turpan and the Taliqike Formation in Kuche of Xinjiang.Besides,Neocalamites fossils are also found in the Early and Middle Jurassic strata of North China.

一种软体仿金枪鱼机器人方案设计及分析

针对海上搜救和海上勘探的需求,设计一种气动变腔驱动器软体机器人模拟金枪鱼推进运动,可有效增加推进效率、减少能耗。本文研究金枪鱼尾部的推进机理,通过UG完成了软体仿金枪鱼机器人的尾部、前身及平衡鳍结构进行设计,对结构进行分析,简化尾部的力学模型,基于Yeoh本构模型在ANSYS中对尾部软体驱动器和软体仿金枪鱼机器人模型进行仿真分析。仿真结果验证了软体仿生金枪鱼机器人柔性驱动器满足弯曲变形需要,整体结构符合水动力特性。为后续软体仿生金枪鱼机器人的控制工作做好理论基础。

非辐照深冻同种异体肌腱行膝关节韧带重建的早期临床应用观察

目的比较关节镜下非辐照深冻同种异体肌腱与自体肌腱移植物重建膝关节韧带的早期疗效差异。方法自2022年2月-2022年10月于本科室行膝关节韧带重建168例,根据移植物来源不同分为观察组(非辐照深冻同种异体肌腱组)46例、对照组(自体肌腱组)128例,术后随访3个月,记录患者手术时长、术后引流量、发热天数、患肢肿胀程度、膝关节活动度及功能、术后3d及1个月感染指标及免疫排斥反应情况。结果手术时间及术后发热时长观察组均短于对照组(P<0.001),住院时间2组比较差异无统计学意义(P>0.05)。术后1个月内,膝疼痛持续>1周发生率2组比较差异均无统计学意义(P>0.05)。Lysholm评分、Larson评分、IKDC评分2组末次随访时均高于术前(P<0.05),末次随访时3项评分及膝关节活动度2组比较差异均无统计学意义(P>0.05)。结论非辐照深冻同种异体肌腱与自体肌腱重建韧带具有相似的临床效果,且免疫排斥反应率低,创伤小,手术时间短,在膝关节韧带重建手术中可作为有效、安全的移植物来源。

学校体育伤害事故处理难致因分析

加强学校体育是促进学生德、智、体、美劳全面发展的重要途径,对促进教育现代化、创建"健康中国",实现中华民族伟大复兴的"中国梦"具有重要意义。近年来,由于学生伤害事故的事例不断增加,涉及学校的运动伤害比例一直在上升,随之而来的事故对社会造成了许多不利影响。学校和家长在体育伤害事故处理上难以达成协议,阻碍了学校体育更好、更快的发展。学校体育伤害事故处理难不仅容易对学生的身心健康造成二次伤害,也会给家庭、学校、老师带来不同程度的伤害。究竟是什么原因让学校体育伤害事故难处理,如何让学校体育更好发展,已成为大家关注的重点。本文基于事故原因理论和现有研究,采用问卷调查法、文献资料法来分析其处理难的原因。

格雷母线与激光雷达在垃圾焚烧发电厂自动化垃圾吊中的应用

随着自动化和传感器技术的发展,无人化项目层出不穷,尤其是一些重型机械设备的无人化项目,不但可以规避重大安全事故,还可以提高生产的效率。在垃圾焚烧发电行业,垃圾入厂多通过大型的桥式起重机以及液压式抓斗完成转运、堆放、发酵、投炉的任务。垃圾仓地形复杂,操作不慎可能发生撞墙、翻斗、埋斗等事故,给企业带来经济损失,所以自动化垃圾吊的研发势在必行。然而定位精准和垃圾堆地形判断准确是垃圾焚烧发电厂垃圾吊实现自动化、无人化的关键。

基于流体机械的水翼压力分布计算

为计算水翼表面压力分布,提出一种改进升力面方法,利用非均匀划分网格,从而有效考虑了水翼局部压力变化以及升阻特性的影响,用拉格朗日插值多项式与数值积分相结合,计算连续分布涡强对控制点产生的诱导速度,再利用中弧面上平均弯度线斜率代替平板翼边界条件,结合最小二乘法求解满足尾缘库塔条件的矛盾方程组,可以获得误差最小的可行解。应用流体仿真软件FLUENT对水翼进行仿真分析,得到了水翼的压力分布状态和速度分布云图。

社会治安防控体系的类型化探析

当前社会治安防控体系的构建侧重于对主体要素进行把控,而对防控人群、行业、场域等防控对象缺乏足够细致精准的关照。基于这一现实基础,可从“类型化”的角度运用功能主义冲突理论,根据相应的治安风险特性对社会治安防控的对象进行分类识别。可将防控对象类型化为与人群相关的诱生型与易生型、与行业相关的静息型与传导型、与场域相关的观念型与利益型,并通过形塑防控人群的共同情感、收束防控行业的技术分工、丰富防控场域的参与主体等措施,构筑更为科学合理的社会治安防控体系。

基于激光前散射原理的抽取式粉尘仪在垃圾焚烧电厂中的应用

随着人们环境保护意识的增强,各国对烟气排放的监测要求也越来越高,特别是垃圾焚烧发电厂的烟气监测。监测的组分多(SO2、HCL、NOx、CO、CO2、H2O、HF、NH3),并且垃圾焚烧工况特殊,烟气湿度大,酸的种类多,含量高,同时以往适用于普通电厂的粉尘仪存在测量原理缺陷。如果将其应用在垃圾焚烧发电厂中,极易出现腐蚀、堵塞等问题,由之而来的数据波动大、设备维护量大、系统使用寿命短等突出问题亟待解决。

关节镜下Twin Tail TightRope带袢钛板Y型固定治疗急性Rockwood Ⅲ b型以上肩锁关节脱位的早期疗效

目的评价Twin Tail TightRope带袢钛板Y型固定术治疗急性肩锁关节脱位的早期临床疗效。方法回顾性分析2015年6月至2017年6月昆明市第一人民医院采用Twin Tail TightRope带袢钛板内固定系统在关节镜下行Y型固定治疗急性肩锁关节脱位患者共16例。采用视觉模拟评分法(visual analogue scale,VAS)及Constant-Murley评分评估手术效果。结果所有患者获得随访,随访时间3~12个月,平均(6.48±1.51)个月。术后无血管、神经损伤及切口感染,末次随访时均未发生复位丢失、锁骨应力性骨折、喙突切割等并发症。末次随访时VAS评分(0.36±0.04)分较术前(7.46±1.24)分降低,Constant-Murley评分(90.07±3.13)分较术前(46.13±3.25)分提高。结论采用Twin Tail TightRope带袢钛板Y型固定术治疗急性肩锁关节脱位可有效解决术后水平、前后方向不稳定问题,此技术具有较低的锁骨、喙突骨折发生率,关节镜下操作可以减少手术损伤、提高精准度。

江淮梅雨降水云顶光谱信息与降水强度关系研究

云顶的光学和微观物理特征是基于卫星光谱定量反演降水强度的关键信息。基于1998—2007年江淮梅雨期内热带测雨卫星的光谱和雷达融合观测资料,建立了基于降水云顶光谱信息反演降水强度的随机森林算法模型,进一步探究了梅雨降水云顶微物理特征与降水强度变化的关系。研究表明,在随机森林模型反演降水强度的测试集中,预测降水强度与观测降水强度的相关系数R为0.67,均方根误差为4.06 mm/h,测试集具有较高的降水预测精度。随机森林模型中的云水含量(CWP,即云水质量浓度)在所有输入的云微物理变量重要性排序中位于前列。进一步分析表明:当CWP小于1.0 kg·m^(-3)时,江淮梅雨期降水主要以小雨等级为主,而当CWP大于1.5 kg·m^(-3)时,大雨和暴雨等级的降水概率明显增大;降水的云粒子有效半径(CER)大小主要位于10μm以上,且降水概率总体上随着CER的增大而单调递增;各等级降水概率随着云光学厚度(COT)的增大而不断增大,当COT大于120时,各级降水的概率显著增强,尤其是强降水。

基于随机森林和遥感的台风降水云光谱与降水关系研究

台风降水云系的云顶光谱-微物理信息与降水强度的变化密切相关,是卫星遥感定量反演降水的重要参数。以2001—2012年西北太平洋的7个典型超强台风和5个非超级台风为研究对象,基于热带测雨卫星搭载的测雨雷达与可见光红外扫描仪的融合资料,建立了降水云顶光谱-微物理参数反演台风降水的随机森林(RF)模型。结果表明:随机森林模型的交叉验证显示,反演的降水强度与观测的降水强度的相关系数为0.773,均方根误差为0.299 mm/h,表明该模型具有较高的降水反演精度。在随机森林构建过程输入的所有云顶光谱—微物理参数中,3.7μm云顶亮温对模型的方差贡献最大,重要性最高;而由于台风中心云系整体均发展旺盛且云顶较高,10.8μm云顶红外通道亮温以及云光学厚度、云水含量对模型的方差贡献较小,重要性低。