智能采煤机器人关键技术

采煤机是综采工作面的核心装备,研发智能采煤机器人是实现综采工作面智能化的关键。综合分析当前采煤机机器人化研究进程中的传感检测、位姿控制、速度控制、截割轨迹规划与跟踪控制等技术的研究现状,提出研发智能采煤机器人必须破解的“智能感知、位姿控制、速度控制、截割轨迹规划与跟踪控制、位-姿-速协同控制”五大关键技术,并给出解决方案。针对智能感知问题,提出了构建智能感知系统思路,给出了智能采煤机器人智能感知系统的架构,实现对运行状态、位姿、环境等全面感知,为智能采煤机器人安全、可靠运行提供保障;针对位姿控制问题,提出了智能PID位姿控制思路,给出了改进遗传算法的PID位姿控制方法,实现了智能采煤机器人位姿精准控制;针对速度控制问题,提出了融合“力-电”异构数据的截割载荷测量思路,给出了基于神经网络算法的截割载荷测量方法,实现了截割载荷的精准测量;提出牵引与截割速度自适应控制思路,给出了人工智能算法牵引与截割速度决策方法和滑模自抗扰控制的牵引与截割速度控制方法,实现了智能采煤机器人速度精准自适应控制;针对截割轨迹规划与跟踪控制问题,提出了截割轨迹精准规划思路,给出了融合地质数据和历史截割数据的截割轨迹规划模型,实现了截割轨迹的精准规划;提出了截割轨迹精准跟踪控制思路,给出了智能插补算法的截割轨迹跟踪控制方法,实现了智能采煤机器人截割轨迹高精度规划与精准跟踪控制;针对“位-姿-速”协同控制问题,提出了“位-姿-速”协同控制参数智能优化思路,给出了基于多系统互约束的改进粒子群“位-姿-速”协同控制参数优化方法,实现了智能采煤机器人智能高效作业。深入研究五大关键技术破解思路,有利于加快推动研发高性能、高效率、高可靠的智能采煤机器人。

改进的ORB-FLANN煤矸石图像高效匹配方法

针对煤矸石分拣机器人分拣煤矸石时,带式输送机输送带打滑、跑偏以及带速波动造成的目标煤矸石位姿变化,从而导致抓取失败或空抓漏抓等问题,提出了一种改进的ORB-FLANN (Oriented FAST and Rotated BRIEF-Fast Library for Approximate Nearest Neighbors)煤矸石识别图像与分拣图像高效匹配方法。提出改进ORB的特征点检测方法对煤矸石识别图像与分拣图像进行特征点检测,实现快速检测图像特征点;提出改进FLANN匹配算法对图像特征点进行匹配,实现煤矸石识别图像与分拣图像高效匹配。针对传统ORB方法对煤矸石图像特征检测时间长、重复率低问题,提出了改进ORB特征检测方法,提高了图像特征点检测速度和重复率;针对传统FLANN匹配方法对煤矸石图像匹配精确率低问题,提出了融合PROSAC算法的改进FLANN匹配方法,剔除错误特征匹配点对,提高了图像匹配的精确率。在自主研发的双机械臂桁架式煤矸石分拣机器人试验平台上应用文中方法、SURF特征匹配方法、HU不变矩匹配方法、SIFT特征匹配方法和ORB特征匹配方法分别进行了不同带速、尺度、旋转角度条件下的煤矸石匹配试验,结果表明:本方法的匹配率为98.2%,匹配时间为141 ms,具有匹配率高、实时性好以及鲁棒性强等特点,能够满足煤矸石识别图像与分拣图像高效精准匹配的要求。

高效低碰撞的太赫兹无线定向MAC协议

针对网络中节点在争用访问时期发送消息碰撞、时隙分配机制低效和空闲时隙浪费等问题,提出了一种高效低碰撞的太赫兹无线定向MAC协议.文中提出了3种新机制,分别是基于缓存权重的分组机制、复用竞争机制以及时隙分配机制.首先,在微网控制器(Piconet Coordinator,PNC)中生成缓存映射表记录节点的缓存情况;然后,根据缓存映射表为节点分组,节点在分组对应的时隙中进行时隙请求,PNC根据节点缓存为节点分配时隙;最后,未申请到时隙的节点利用剩余时隙进行复用竞争操作.仿真结果表明,所提出的方案有效地提高了网络的吞吐量,减少了消息碰撞率并降低了平均时延.

论适度法典化背景下动物福利立法新机遇

我国关于动物保护的法律体系无论从结构上还是从内容上看均存在诸多不完善之处。随着我国对生态文明保护、动物保护问题的日益高度重视,以及适度法典化的理念提出,制定一部符合我国国情的动物福利法的新机遇出现了。本文从适度法典化背景下动物福利立法的机遇入手,着重分析当前动物福利立法面临的外在机遇与内在机遇,并对内、外机遇影响下我国动物福利立法提出相关的探索。

实验动物福利伦理审查制度研究

随着生物安全被纳入国家安全体系,党和国家对加强生物安全管理提出新要求,亟需完善实验动物福利伦理审查制度,维护我国实验室生物安全。我国实验动物福利伦理审查制度面临着审查主体权责模糊、审查程序规范化不足以及审查监督框架缺失等现实问题。因此,为了完善我国实验动物伦理审查制度,我们应当以维护生物安全为导向,明确实验动物福利伦理审查主体权责,规范实验动物福利伦理审查程序,并建立健全实验动物福利伦理审查监督机制。

数字化新型电力系统攻击与防御方法研究综述

随着先进数字技术、通信技术和互联网技术的发展,传统电力系统转变为数字化、自动化和高效管理的新型电力系统。然而,信息域与物理域的深度融合使新型电力系统中的网络、层次和组件变得更加复杂,大量的智能电子设备频繁访问与信息交互,更容易出现如窃取篡改数据、堵塞通信信道和破坏关键设备等恶意攻击,对新型电力系统的安全性、稳定性和经济性构成巨大威胁,引发了学术界的极大关注。首先,文中剖析了新型电力系统的结构和面临的潜在威胁,从控制层、网络层、物理层3个层面对新型电力系统攻击模式进行了深入分析。然后,详细归纳总结了新型电力系统攻击前、攻击中、攻击后的3层安全防御方法。最后,明确阐述了新型电力系统安全性研究的未来技术发展前景,为构建可靠、安全、健壮的新型电力系统提供技术支撑。

有机肥料及其原料可溶性盐电导率测定方法的研究

为考察不同检测环境和条件对有机肥料及其生产原料的可溶性盐电导率(EC)测定结果的影响,选用不同类型的有机肥料及其生产原料开展了试验研究。结果表明:样品称样量与EC值测定结果呈线性正相关,对EC值的测定影响最大;样品浸提温度和浸提液分离方法对EC值的测定无显著影响;振荡时间和样品浸提液放置时间对EC值的测定有显著影响,但处理间极差和相对极差较小。测定有机肥料及其生产原料EC值的条件:称样量为5.0~10.0 g,振荡时间为30~60 min,浸提液分离方式可根据实际情况选择滤纸过滤或离心分离,测定时的环境温度为25℃,样品浸提后静置30 min检测。

金属屋面系统交接部位防渗漏及抗风设计研究

金属屋面系统以其轻质、美观及造型多样的特点在大型公共建筑屋面项目中得到了大量应用。本文针对金属屋面系统防水和抗风性能的薄弱点,聚焦金属屋面系统的各交接部位,进行了详细的研究和分析,提出了有效的防渗漏及抗风设计方案和措施,可作为该类屋面系统设计的技术参考。

氟碳铈矿还原焙烧相变及浮选行为研究

白云鄂博矿选铁过程中常使用还原焙烧方法,焙烧过程中稀土矿物会发生物相转变,并对其浮选行为产生影响。通过XRD分析测试、SEM-EDS测试、浮选试验、接触角测试、Zeta电位测试、X射线光电子能谱(XPS)分析等手段研究了氟碳铈矿经过400、450、500、550℃焙烧后的物相变化,以及在两种捕收剂辛基羟肟酸(OHA)和二乙基己基磷酸酯(2ZHP)作用下对氟碳铈矿和500℃焙烧氟碳铈矿浮选行为的影响。XRD和SEM-EDS测试结果表明,450℃焙烧氟碳铈矿为REFCO_(3),500℃焙烧氟碳铈矿部分分解为RE_(3)O_(4)F_(3),550℃焙烧氟碳铈矿时彻底转变为新物质RE_(3)O_(4)F_(3)。捕收剂OHA对500℃焙烧氟碳铈矿生成的新物质RE_(3)O_(4)F_(3)浮选效果较差,2ZHP对氟碳铈矿REFCO_(3)和500℃氟碳铈矿焙烧产物RE_(3)O_(4)F_(3)的捕收能力相当。接触角测试表明,2ZHP更能够强化氟碳铈矿和500℃焙烧氟碳铈矿的表面疏水性,Zeta电位测试表明,相比较OHA而言,2ZHP能更有效地在焙烧后的氟碳铈矿表面吸附。XPS测试表明,OHA和2ZHP通过在矿物表面吸附起到捕收作用,2ZHP在焙烧后的氟碳铈矿表面吸附量更大,2ZHP也更适合用于焙烧后的氟碳铈矿的浮选。

旋提手法治疗神经根型颈椎病的生物力学研究进展

神经根型颈椎病(cervical spondylotic radiculopathy,CSR)是颈椎病中最常见的类型,其病理机制可概括为筋骨的生物力学失衡。旋提手法作为目前临床治疗CSR的特色手法,可通过理筋正骨,有效地纠正颈椎“筋出槽,骨错缝”的病理状态,从而重建筋骨的生物力学平衡。本文从CSR的发病机制、旋提手法的定量研究、旋提手法治疗CSR的作用机制3个方面,对旋提手法治疗CSR的生物力学研究进展进行了综述。

零余子粉对面团品质及韧性饼干感官品质的影响

为了增加韧性饼干面团的多样化,提高营养价值,本文研究了零余子粉添加量(0%、5%、10%、15%、20%)对复合面团色度、质构、微观结构、水分分布、糊化特性等方面的影响,同时考察其对韧性饼干感官特性的影响。结果表明,随着零余子粉添加量的增加,面团的颜色逐渐加深,且光泽感下降;硬度值由181.12变为542.30,黏附性由845.99变为189.93。扫描电镜结果显示,复合面团的面筋网络结构破裂,孔洞变大;面团中的水分为弱结合水,自由水不断增加;回升值10%时最小。通过饼干感官评分得出零余子粉的最佳添加量为10%,制得的零余子粉饼干感官评分最高,品质较好。

数字人文:科学边界的新挑战

数字人文处于技术与文化的中间地带,人文学科独特的精神气质为其提供精神启迪和智慧思考,数字技术则让其具有定量的底气。数字人文的研究符合科学理论的一般特征以及费格尔五指标的要求,具有“科学性”。数字人文把数字技术运用到人文研究中,给人文学科带来了崭新的研究思路与分析方法,实现了人文学科思维模式、研究方法的创新,为人文学科注入了全新的活力。作为人文与科学汇流的数字人文,对科学与人文边界提出了双重挑战,开启了科学与人文双重复兴的实践探索。

机器学习的透视:斯蒂格勒《技术与时间》量化解读

为了深入和全面地探索贝尔纳·斯蒂格勒《技术与时间》中所阐述的学术思想,通过词频统计和TF-IDF分析提取文本中的关键词,采用主题建模方法理解《技术与时间》的主题结构,并结合Word2Vec模型探究斯蒂格勒哲学体系中的概念纽带。研究结果表明:《技术与时间》在继承海德格尔、胡塞尔等哲学家思想的基础上,探讨了技术、时间、记忆、存在、人类意识等多方面问题。斯蒂格勒认为技术是一种塑造世界的决定性力量,其深刻影响了人类社会的经济走向以及历史的演进过程。时间不仅仅是物理时间的概念,还涵盖了技术进步是如何塑造人类历史和社会发展进程的维度。记忆被视为人类认知的基础,技术作为一种记忆形式,保存了人类历史和文化的痕迹,塑造了人类的未来。

浙江省农村供水工程实用节能降耗技术综述

节能降耗,降低运营成本是保障农村供水工程长期良性运行的关键。本文简要分析了浙江省农村供水工程在电耗、药耗和水耗三个方面的现状问题。重点阐述了村镇供水节能降耗技术研究进展,包括通过优化供水泵配置、水泵提效改造等方法降低电耗,通过优化加药方式、构筑物改造等方法降低药耗;通过完善运行模式、提升管网维护水平以降低水耗等。分析表明,现行的节电措施主要是对加压系统进行改造,针对性强、节能效果好,但成本高;现行的节省药耗、水耗措施则侧重应对不同原水状况和供水需求的精细管控,适用面广,效益明显,但对运行维护要求高。建议未来加强设备研发、自动化升级和管理效能提升等方面的研究以促进浙江省农村供水绿色发展。

重庆大巴山区原住民野生动物法律保护意识分析

以重庆大巴山国家级自然保护区原住民为样本,采用访谈和问卷调查方式,从原住民对野生动物的法律保护意识、政府保护行为及原住民食用和买卖野生动物的意愿等各个方面展开调研;运用结构方程模型,对生境原住民野生动物法律保护意识及影响因素进行分析。结果表明:原住民是当地政府野生动物保护工作的主要参与者,其食用和买卖野生动物、参与野生动物保护的意愿受教育背景、认知程度、法律意识以及政府态度和工作情况的正向影响。模型整体通过了拟合检验,表明研究结果具有稳健性。根据保护区内野生动物法律保护的开展情况提出改进策略,明确违法食用和买卖野生动物范围,完善野生动物检疫监管标准;提高大巴山保护区生态屏障修复力度,加强对重点保护野生动物的关注;注重将大巴山保护区内各民族的传统习俗活动与生态资源保护性开发有机结合,分析结果可为我国野生动物的法律保护提供参考。

船用选择性催化还原脱硝催化剂涂覆工艺研究进展

氮氧化物(NO_(x))是船舶排放的主要污染物。选择性催化还原(SCR)技术已成为国际上船舶废气处理系统的主流方案,催化剂是该技术的核心部分,其中涂覆式催化剂被广泛应用于移动源大气污染物治理。综述了涂覆式SCR催化剂的载体选择及预处理方式、催化剂制备工艺,重点论述了常见催化剂制备过程中加入的浆料助剂及浆料的颗粒粒径、含固量和pH等因素对涂覆效果、脱硝性能的作用和影响,以期为涂覆工艺的优化提供一定的理论支撑和研究思路。

新疆南疆某规模肉牛场牛轮状病毒G6P[5]型基因型鉴定及分析

研究旨在查明新疆南疆某规模肉牛场犊牛感染轮状病毒基因类型,掌握南疆地区犊牛轮状病毒分子流行病学特征。试验采集了该场犊牛腹泻粪便样本,以轮状病毒VP7、VP4特异性引物进行RT-PCR检测,选取阳性样本接种于MA104细胞,进行病毒分离和鉴定。结果显示:选取阳性样品盲传5代后出现细胞病变;以细胞培养液样本提取的RNA产物作为模板,以VP7-F和VP7-R、VP4-F和VP4-R为引物进行RT-PCR检测均可得到对应片段;以PCR产物为模板,上游引物为VP7-F,下游引物为VP7-F/G6-R可扩增出500 bp大小的目的基因片段。经轮状病毒VP7、VP4基因特异性引物的RT-PCR鉴定并测序分析,表明该分离株为G6P[5]型轮状病毒。

考虑位错密度的铝合金动态压缩晶体塑性有限元分析

采用实验与晶体塑性有限元(CPFEM)相结合的方法,对7075-T6铝合金在动态压缩实验中的宏观力学响应及其微观结构的演化进行了分析。通过分离式霍普金森压杆(SHPB)对7075-T6铝合金进行了应变率为2 000 s-1的动态压缩实验,并使用电子背散射衍射技术(EBSD)对实验前后试件的微观结构进行了表征。修改了传统晶体塑性有限元模型中的强化模型和流动准则,引入位错密度作为内部状态变量,并探究了摩擦系数以及位错增殖系数和位错湮灭系数对试件宏观力学性能的影响。结果表明:位错增殖系数增大会导致材料的硬化行为加剧且极限强度提高,位错湮灭系数增大则会导致材料的极限强度下降,且弱化其硬化行为。通过实验与模拟的结果对比可以看出,晶体塑性有限元模型可以较为准确地预测动态压缩过程中试样内部织构的变化趋势,表现为生成了较多的Brass{110}<112>织构和Goss{110}<001>织构。

CoCrNiSi_(0.3)中熵合金动态剪切性能及其织构演化研究

利用分离式霍普金森压杆对CoCrNiSi_(0.3)中熵合金进行动态加载,研究不同应变率下的压缩性能,发现其对应变率较为敏感,且有明显的应变率强化效应。准静态压缩下(应变率10-4s-1),应变率敏感度m为0.13,而动态压缩下(应变率5 150 s^(-1))m为0.25.通过帽型剪切实验,研究了该合金的剪切性能,结果表明准静态剪切屈服强度为330 MPa,动态剪切的屈服强度为630 MPa.随预留剪切区域宽度的增加,峰值应力有所下降,但剪切失效应变明显增加,当预留剪切区域宽度为50μm时,剪切应变高达12.8.通过剪切“冻结”实验,研究了剪切变形的增大对材料内部的晶粒微观结构和织构演化特征的影响。结果表明,晶粒内的几何必要位错密度随变形加剧而增加,变形织构向A、P类型织构演化,同时Cu型织构逐渐减少。在绝热剪切带形成前,功热转换计算的温升缺乏准确性,佐证了绝热剪切带的形成并不是由热软化引起的。

基于导纳控制的薄壁变形套筒柔顺装配方法

针对薄壁套筒本身在装配过程中易变形而导致装配困难的问题,提出一种多维方向的离散化导纳力控制装配方法。首先,描述薄壁套筒工件装配过程中因变形产生的问题;然后,利用力变换方法将力和力矩信息转换到工作坐标系上,采用螺旋搜索方式进行套筒预插入,通过导纳控制方法建立“接触力-机器人动作”关系模型;最后,在薄壁套筒对接装配实验平台上进行测试验证。结果表明,机器人采用导纳力控制的方法可以获得末端姿态调整的策略,完成薄壁变形套筒装配,不同位置、角度偏差下的套筒平均装配成功率接近90%。