- 宋俊;薛文池;程博闻;刘兰燕;
为研究木质素基活性炭的吸附机理,选用环境友好型木质素作为碳基原材料,通过溶液混合和浸渍沉淀相转化成膜技术制得硫酸盐木质素/醋酸纤维素复合膜(KL/CA-M),经高温炭化和磷酸活化处理得到吸附性能优异的木质素基活性炭,并对其结构、热性能和吸附性能进行测试分析。结果表明:活性炭的结构稳定,吸附性能优异;最佳制备工艺条件为木质素质量分数为50%的复合膜为初始基膜,最佳炭化活化温度800℃,活化时间60 min,磷料质量比为1,该条件下所得木质素基活性炭比表面积达1 375.649 m2/g,微孔体积为0.714 m3/g,对亚甲基蓝的吸附量达到157.24 mg/g,远高于商品活性炭;木质素基活性炭对亚甲基蓝的吸附属于放热过程,吸附行为兼具有单层和多层吸附的特点;吸附过程包括物理吸附和化学吸附共同作用,且受多个扩散过程控制。
2019年02期 v.38;No.185 1-9页 [查看摘要][在线阅读][下载 2093K] [下载次数：610 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：11 ] |[阅读次数：0 ] - 宋俊;薛文池;程博闻;刘兰燕;
为研究木质素基活性炭的吸附机理,选用环境友好型木质素作为碳基原材料,通过溶液混合和浸渍沉淀相转化成膜技术制得硫酸盐木质素/醋酸纤维素复合膜(KL/CA-M),经高温炭化和磷酸活化处理得到吸附性能优异的木质素基活性炭,并对其结构、热性能和吸附性能进行测试分析。结果表明:活性炭的结构稳定,吸附性能优异;最佳制备工艺条件为木质素质量分数为50%的复合膜为初始基膜,最佳炭化活化温度800℃,活化时间60 min,磷料质量比为1,该条件下所得木质素基活性炭比表面积达1 375.649 m2/g,微孔体积为0.714 m3/g,对亚甲基蓝的吸附量达到157.24 mg/g,远高于商品活性炭;木质素基活性炭对亚甲基蓝的吸附属于放热过程,吸附行为兼具有单层和多层吸附的特点;吸附过程包括物理吸附和化学吸附共同作用,且受多个扩散过程控制。
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为实现高性能催化氧化环己烷,以高锰酸钾为锰源,通过控制高锰酸钾的浓度,利用水热法成功制备形貌可控的纳米线、纳米花球和纳米片锰氧化物负载多孔Ti电催化膜电极(nano-MnO_x/Ti),通过高分辨电子显微镜、循环伏安法和电化学交流阻抗等表征方法考察不同形貌的nano-MnO_x/Ti多孔膜电极的电催化性能。同时,以此为阳极,不锈钢网为阴极,构建电催化膜反应器(ECMR),催化氧化环己烷制备环己醇和环己酮(KA油),考察初始浓度、反应温度、停留时间和电流密度等操作参数对环己烷转化率和KA油选择性的影响。结果表明:KMnO_4浓度为5.0 mmol/L时可制得纳米线状MnO_x,由此制得的纳米线状MnO_x/Ti膜电极电化学性能最优;环己烷转化率随着初始浓度的降低和停留时间的延长而增大,随着反应温度和电流密度的增大先增大后减小;环己醇选择性随着初始浓度的降低和反应温度、停留时间、电流密度的增大而减小,而环己酮选择性随之增大;最佳操作条件为反应温度30℃、环己烷10 mmol/L、电流密度3.0 mA/cm~2、停留时间30 min,此时采用纳米线状MnO_x/Ti膜电极构建的ECMR中环己烷转化率为15.2%,环己酮选择性为81.1%,KA油总选择性大于99%.
2019年02期 v.38;No.185 10-15+37页 [查看摘要][在线阅读][下载 1970K] [下载次数：252 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 李建新;亓玉波;张玉军;尹振;王虹;
为实现高性能催化氧化环己烷,以高锰酸钾为锰源,通过控制高锰酸钾的浓度,利用水热法成功制备形貌可控的纳米线、纳米花球和纳米片锰氧化物负载多孔Ti电催化膜电极(nano-MnO_x/Ti),通过高分辨电子显微镜、循环伏安法和电化学交流阻抗等表征方法考察不同形貌的nano-MnO_x/Ti多孔膜电极的电催化性能。同时,以此为阳极,不锈钢网为阴极,构建电催化膜反应器(ECMR),催化氧化环己烷制备环己醇和环己酮(KA油),考察初始浓度、反应温度、停留时间和电流密度等操作参数对环己烷转化率和KA油选择性的影响。结果表明:KMnO_4浓度为5.0 mmol/L时可制得纳米线状MnO_x,由此制得的纳米线状MnO_x/Ti膜电极电化学性能最优;环己烷转化率随着初始浓度的降低和停留时间的延长而增大,随着反应温度和电流密度的增大先增大后减小;环己醇选择性随着初始浓度的降低和反应温度、停留时间、电流密度的增大而减小,而环己酮选择性随之增大;最佳操作条件为反应温度30℃、环己烷10 mmol/L、电流密度3.0 mA/cm~2、停留时间30 min,此时采用纳米线状MnO_x/Ti膜电极构建的ECMR中环己烷转化率为15.2%,环己酮选择性为81.1%,KA油总选择性大于99%.
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为提高金属镍中空纤维膜的氢气渗透性能,利用干湿纺丝法和高温烧结工艺制备致密的金属镍中空纤维膜,并采用物理打磨、硝酸刻蚀以及化学镀钯的方法对其外表面进行处理。结果表明:物理打磨外表面后,镍膜壁厚由初始的0.09 mm减小到0.04 mm,减小了渗透阻力,渗透通量在1 000℃下达到20.48 mmol/(m~2·s);采用10%硝酸刻蚀40 min后,镍膜的厚度减小到0.05 mm,加快了氢气的扩散过程,氢气通量提高56.36%,增加至24.11 mmol/(m~2·s);化学镀钯后镍膜表面负载了钯层,使得氢气的溶解速度加快,氢气渗透通量高达23.15 mmol/(m~2·s)。
2019年02期 v.38;No.185 16-21页 [查看摘要][在线阅读][下载 2230K] [下载次数：274 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：0 ] - 李渊;周亚林;王明明;张明智;谭小耀;
为提高金属镍中空纤维膜的氢气渗透性能,利用干湿纺丝法和高温烧结工艺制备致密的金属镍中空纤维膜,并采用物理打磨、硝酸刻蚀以及化学镀钯的方法对其外表面进行处理。结果表明:物理打磨外表面后,镍膜壁厚由初始的0.09 mm减小到0.04 mm,减小了渗透阻力,渗透通量在1 000℃下达到20.48 mmol/(m~2·s);采用10%硝酸刻蚀40 min后,镍膜的厚度减小到0.05 mm,加快了氢气的扩散过程,氢气通量提高56.36%,增加至24.11 mmol/(m~2·s);化学镀钯后镍膜表面负载了钯层,使得氢气的溶解速度加快,氢气渗透通量高达23.15 mmol/(m~2·s)。
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为改善PET纤维的抗静电性能,以工业级多壁碳纳米管(MWCNTs)为导电填料,纤维级聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)为基体,通过熔融纺丝工艺制备复合纤维,研究不同MWCNT添加量和不同纺丝工艺对复合纤维的热学性能、导电性能以及MWCNTs在PET基体中分散性的影响。结果表明:采用全造粒法制备复合纤维,MWCNT质量分数达1.5%时仍具有良好的分散性;与纯PET纤维相比,母粒法复合纤维的结晶温度显著增加,MWCNT质量分数为0.5%时,结晶温度提高7℃左右;MWCNT的加入能提高复合纤维的热稳定性;MWCNT/PET复合纤维的导电渗流阈值在1.5%～2.0%之间,MWCNT质量分数为2.0%时复合纤维的体积电阻率达到10~7Ω·cm。
2019年02期 v.38;No.185 22-26页 [查看摘要][在线阅读][下载 1665K] [下载次数：241 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：0 ] - 赵永男;马少锋;李和玉;高海燕;
为改善PET纤维的抗静电性能,以工业级多壁碳纳米管(MWCNTs)为导电填料,纤维级聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)为基体,通过熔融纺丝工艺制备复合纤维,研究不同MWCNT添加量和不同纺丝工艺对复合纤维的热学性能、导电性能以及MWCNTs在PET基体中分散性的影响。结果表明:采用全造粒法制备复合纤维,MWCNT质量分数达1.5%时仍具有良好的分散性;与纯PET纤维相比,母粒法复合纤维的结晶温度显著增加,MWCNT质量分数为0.5%时,结晶温度提高7℃左右;MWCNT的加入能提高复合纤维的热稳定性;MWCNT/PET复合纤维的导电渗流阈值在1.5%～2.0%之间,MWCNT质量分数为2.0%时复合纤维的体积电阻率达到10~7Ω·cm。
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- 储乐平;赵晓磊;杨利营;印寿根;
为了钝化甲胺铅碘(CH3NH3PbI3)钙钛矿薄膜表面的缺陷,在PbI2前驱液中引入氨基锂(LiNH_2)作为添加剂制备钙钛矿电池器件,对其电学性能、表面形貌、结晶性、紫外可见光谱和荧光光谱进行测试分析,考察不同质量分数LiNH_2对钙钛矿太阳能电池性能的影响。结果表明:LiNH_2含有孤对电子,能够钝化钙钛矿缺陷,有利于光生激子的解离,提高器件的光电效率及稳定性;当LiNH_2质量分数为2%时获得了最优的器件性能,与无添加剂的器件相比,钙钛矿电池器件的开路电压(Voc)从0.96 V提升至1.00 V,短路电流(Jsc)从18.47 mA/cm~2增加至20.24 mA/cm2,填充因子(FF)从0.53提高到0.63,光电转换效率(PCE)由9.4%提升至12.6%,器件没有回滞现象。
2019年02期 v.38;No.185 27-31页 [查看摘要][在线阅读][下载 1777K] [下载次数：453 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：0 ] - 储乐平;赵晓磊;杨利营;印寿根;
为了钝化甲胺铅碘(CH3NH3PbI3)钙钛矿薄膜表面的缺陷,在PbI2前驱液中引入氨基锂(LiNH_2)作为添加剂制备钙钛矿电池器件,对其电学性能、表面形貌、结晶性、紫外可见光谱和荧光光谱进行测试分析,考察不同质量分数LiNH_2对钙钛矿太阳能电池性能的影响。结果表明:LiNH_2含有孤对电子,能够钝化钙钛矿缺陷,有利于光生激子的解离,提高器件的光电效率及稳定性;当LiNH_2质量分数为2%时获得了最优的器件性能,与无添加剂的器件相比,钙钛矿电池器件的开路电压(Voc)从0.96 V提升至1.00 V,短路电流(Jsc)从18.47 mA/cm~2增加至20.24 mA/cm2,填充因子(FF)从0.53提高到0.63,光电转换效率(PCE)由9.4%提升至12.6%,器件没有回滞现象。
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针对炼油厂废水污染物种类多、成分复杂、浓度高、难处理的特点,选取复合型聚硅酸硫酸铝铁混凝剂(PSAFS)对炼油厂废水进行处理,并与传统混凝剂聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铝铁(PFS)的处理效果进行对比分析,研究废水pH值、混凝剂投加量对混凝效果的影响,并考察其污泥脱水性能。结果表明:与PAC、PFS相比,PSAFS混凝剂具有更好的混凝效果,COD去除率和除油率分别提高了25%和14%左右;随着PSAFS投加量增大,COD去除率和除油率先增大后减小,投加量为90 mg/L时,COD去除率和除油率分别达到最大值91.5%和93.2%;PSAFS对pH值适应力强,混凝后废水BOD5/COD值从0.12提高到0.40,大大提高了废水可生化性;污泥经脱水后,滤饼含水率低,仅为54.5%,滤液较澄清,透光率高达98%,说明PSAFS是一种较为理想的炼油废水混凝剂。
2019年02期 v.38;No.185 32-37页 [查看摘要][在线阅读][下载 1488K] [下载次数：323 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：7 ] |[阅读次数：0 ] - 余乐;吴世红;李金钊;唐娟;王捷;
针对炼油厂废水污染物种类多、成分复杂、浓度高、难处理的特点,选取复合型聚硅酸硫酸铝铁混凝剂(PSAFS)对炼油厂废水进行处理,并与传统混凝剂聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铝铁(PFS)的处理效果进行对比分析,研究废水pH值、混凝剂投加量对混凝效果的影响,并考察其污泥脱水性能。结果表明:与PAC、PFS相比,PSAFS混凝剂具有更好的混凝效果,COD去除率和除油率分别提高了25%和14%左右;随着PSAFS投加量增大,COD去除率和除油率先增大后减小,投加量为90 mg/L时,COD去除率和除油率分别达到最大值91.5%和93.2%;PSAFS对pH值适应力强,混凝后废水BOD5/COD值从0.12提高到0.40,大大提高了废水可生化性;污泥经脱水后,滤饼含水率低,仅为54.5%,滤液较澄清,透光率高达98%,说明PSAFS是一种较为理想的炼油废水混凝剂。
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为有效分离纯化普洱茶中的黄酮类化合物,采用水热反应法合成MIL-101-Fe、MIL-101-Cr和NH2-MIL-101-Cr等3种金属有机骨架(MOFs)材料对其进行富集分离,研究振荡时间、pH值和样品初始质量浓度等工艺参数对MOFs对普洱茶总黄酮吸附纯化作用的影响,并分析不同解吸剂、解吸附时间对MOFs上普洱茶总黄酮解吸附作用的影响。结果表明:MOFs材料对普洱茶总黄酮的吸附量随着振荡时间的延长而增加,随着pH值和样品初始质量浓度的增加先增大后减小;3种MOFs材料中MIL-101-Fe对总黄酮的吸附效果最好,最佳吸附工艺条件为振荡时间40 min,pH值5.56,样品初始质量浓度0.127 mg/mL,此时吸附量为10.16 mg/g;振荡时间为30 min时,无水乙醇对普洱茶中总黄酮的解吸附效果最好,对MIL-101-Fe、MIL-101-Cr和NH2-MIL-101-Cr上总黄酮的最大解吸附率分别为90.04%、79.76%和89.09%。
2019年02期 v.38;No.185 38-44页 [查看摘要][在线阅读][下载 2014K] [下载次数：258 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：0 ] - 郭文娟;朱大伟;代昭;于洁;王娜;殷明慧;
为有效分离纯化普洱茶中的黄酮类化合物,采用水热反应法合成MIL-101-Fe、MIL-101-Cr和NH2-MIL-101-Cr等3种金属有机骨架(MOFs)材料对其进行富集分离,研究振荡时间、pH值和样品初始质量浓度等工艺参数对MOFs对普洱茶总黄酮吸附纯化作用的影响,并分析不同解吸剂、解吸附时间对MOFs上普洱茶总黄酮解吸附作用的影响。结果表明:MOFs材料对普洱茶总黄酮的吸附量随着振荡时间的延长而增加,随着pH值和样品初始质量浓度的增加先增大后减小;3种MOFs材料中MIL-101-Fe对总黄酮的吸附效果最好,最佳吸附工艺条件为振荡时间40 min,pH值5.56,样品初始质量浓度0.127 mg/mL,此时吸附量为10.16 mg/g;振荡时间为30 min时,无水乙醇对普洱茶中总黄酮的解吸附效果最好,对MIL-101-Fe、MIL-101-Cr和NH2-MIL-101-Cr上总黄酮的最大解吸附率分别为90.04%、79.76%和89.09%。
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为揭示甜菜碱的表面吸附机制,利用气泡外形分析方法,研究亲水基团尺寸不同的表面活性剂芥酸羧基甜菜碱(EDAC)和芥酸磺基甜菜碱(EDAS)的表面吸附膜的流变性质,考察时间、频率和浓度等因素对表面扩张模量的影响。结果表明:EDAC和EDAS分子中具有较大的亲水基团,其平铺在溶液表面上,形成的吸附膜以弹性为主;EDAS的亲水基团尺寸较大,其吸附膜的性质在临界胶束浓度(CMC)前主要由膜结构决定,且EDAS吸附膜的弹性更强,扩张模量数值最高达50 mN/m,明显高于EDAC的35 mN/m;说明较大的亲水基团尺寸有利于甜菜碱吸附膜强度的增大。
2019年02期 v.38;No.185 45-49+67页 [查看摘要][在线阅读][下载 1937K] [下载次数：85 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：0 ] - 马宝东;
为揭示甜菜碱的表面吸附机制,利用气泡外形分析方法,研究亲水基团尺寸不同的表面活性剂芥酸羧基甜菜碱(EDAC)和芥酸磺基甜菜碱(EDAS)的表面吸附膜的流变性质,考察时间、频率和浓度等因素对表面扩张模量的影响。结果表明:EDAC和EDAS分子中具有较大的亲水基团,其平铺在溶液表面上,形成的吸附膜以弹性为主;EDAS的亲水基团尺寸较大,其吸附膜的性质在临界胶束浓度(CMC)前主要由膜结构决定,且EDAS吸附膜的弹性更强,扩张模量数值最高达50 mN/m,明显高于EDAC的35 mN/m;说明较大的亲水基团尺寸有利于甜菜碱吸附膜强度的增大。
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为探究抗氧剂1076的最佳合成工艺,在有机金属催化剂催化条件下,采用3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸甲酯(简称3,5-甲酯)与十八碳醇进行酯交换反应,制备3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯(抗氧剂1076),分析溶剂和催化剂种类、反应时间、物料配比、反应温度等因素对反应收率的影响;采用高效液相色谱仪、傅里叶变换红外光谱仪、核磁共振仪等设备对产品结构进行表征,并使用热失重法测试其热稳定性,采用差式扫描量热法测试其氧化安定性。结果表明:产品收率随着反应温度的提高和反应时间的延长先增大后减小,随着物料摩尔比的增加而增大;最佳工艺条件为采用甲基环乙烷作为溶剂,异辛酸锌作为催化剂,3,5-甲酯与十八碳醇的摩尔比为1.03∶1,反应时间为3.5 h,反应温度为130℃,催化剂质量分数为反应物的2.5%时,产品收率提高到97%;合成产品分子结构与理论分子结构一致,且产品纯度较高(97.75%),有很高的热稳定性和抗氧化活性,热分解温度达317℃,起始氧化温度达361.4℃。
2019年02期 v.38;No.185 50-56页 [查看摘要][在线阅读][下载 1708K] [下载次数：570 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：0 ] - 徐进云;王迪迪;杨俊玲;
为探究抗氧剂1076的最佳合成工艺,在有机金属催化剂催化条件下,采用3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸甲酯(简称3,5-甲酯)与十八碳醇进行酯交换反应,制备3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯(抗氧剂1076),分析溶剂和催化剂种类、反应时间、物料配比、反应温度等因素对反应收率的影响;采用高效液相色谱仪、傅里叶变换红外光谱仪、核磁共振仪等设备对产品结构进行表征,并使用热失重法测试其热稳定性,采用差式扫描量热法测试其氧化安定性。结果表明:产品收率随着反应温度的提高和反应时间的延长先增大后减小,随着物料摩尔比的增加而增大;最佳工艺条件为采用甲基环乙烷作为溶剂,异辛酸锌作为催化剂,3,5-甲酯与十八碳醇的摩尔比为1.03∶1,反应时间为3.5 h,反应温度为130℃,催化剂质量分数为反应物的2.5%时,产品收率提高到97%;合成产品分子结构与理论分子结构一致,且产品纯度较高(97.75%),有很高的热稳定性和抗氧化活性,热分解温度达317℃,起始氧化温度达361.4℃。
2019年02期 v.38;No.185 50-56页 [查看摘要][在线阅读][下载 1708K] [下载次数：570 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：0 ]
- 李红利;于军;肖磊;张先文;李月军;
为了长期连续监测心血管慢性疾病患者的关键生理参数,设计了一种高性能小型化可穿戴多生理信号采集系统,从硬件、固件和软件3个方面实现了人体心冲击信号(ballistocardiogram,BCG)、心电信号(electrocardiogram,ECG)和脉搏血氧饱和度的长时间连续监测、联合采集和移动端APP上的实时显示。通过提取3种信号相应的特征参数并进行联合分析,可以反映重要心脏生理指标。对该系统的穿戴舒适性、功耗和信号强度进行实验测试,结果表明:该采集系统舒适性强,能精确采集人体心冲击信号、心电信号和脉搏血氧信号,最大工作电流仅为12.512 mA,可以应用于家庭中对于心血管慢性疾病患者的长期监护。
2019年02期 v.38;No.185 57-61页 [查看摘要][在线阅读][下载 1642K] [下载次数：589 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：11 ] |[阅读次数：0 ] - 李红利;于军;肖磊;张先文;李月军;
为了长期连续监测心血管慢性疾病患者的关键生理参数,设计了一种高性能小型化可穿戴多生理信号采集系统,从硬件、固件和软件3个方面实现了人体心冲击信号(ballistocardiogram,BCG)、心电信号(electrocardiogram,ECG)和脉搏血氧饱和度的长时间连续监测、联合采集和移动端APP上的实时显示。通过提取3种信号相应的特征参数并进行联合分析,可以反映重要心脏生理指标。对该系统的穿戴舒适性、功耗和信号强度进行实验测试,结果表明:该采集系统舒适性强,能精确采集人体心冲击信号、心电信号和脉搏血氧信号,最大工作电流仅为12.512 mA,可以应用于家庭中对于心血管慢性疾病患者的长期监护。
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为了设计合理高效的时钟树网络,对建立和保持时间约束以及时钟偏差进行分析,基于28 nm工艺设计了一款高速数字芯片,采用Innovus工具实施布局布线,在时钟树综合(CTS,clock tree synthesis)阶段采用CCOpt(clock concurrent optimization)技术,合理利用时钟偏差,同时优化时钟路径和逻辑路径,对时钟网络进行优化,并考察时钟树延时、时序和时钟网络功耗等指标。结果标明:与传统CTS技术相比,采用CCOpt技术时,最差时序违例和违例路径数量减少50%;布局布线时间减少2 h;芯片时钟网络内部互连功耗减少55%,泄漏功耗减少80%,有效提高了数字芯片的性能。
2019年02期 v.38;No.185 62-67页 [查看摘要][在线阅读][下载 1577K] [下载次数：308 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：0 ] - 陈力颖;翦彦龙;吕英杰;
为了设计合理高效的时钟树网络,对建立和保持时间约束以及时钟偏差进行分析,基于28 nm工艺设计了一款高速数字芯片,采用Innovus工具实施布局布线,在时钟树综合(CTS,clock tree synthesis)阶段采用CCOpt(clock concurrent optimization)技术,合理利用时钟偏差,同时优化时钟路径和逻辑路径,对时钟网络进行优化,并考察时钟树延时、时序和时钟网络功耗等指标。结果标明:与传统CTS技术相比,采用CCOpt技术时,最差时序违例和违例路径数量减少50%;布局布线时间减少2 h;芯片时钟网络内部互连功耗减少55%,泄漏功耗减少80%,有效提高了数字芯片的性能。
2019年02期 v.38;No.185 62-67页 [查看摘要][在线阅读][下载 1577K] [下载次数：308 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：0 ] - 刘国华;邓钊钊;
针对微操作中针类末端执行器姿态检测的问题,设计了一种基于双目视觉的姿态检测系统。结合探针在空间坐标系与二维图像之间的空间位置转换关系,得到二维图像与空间坐标系的映射矩阵,并且消除图像畸变,得到校正后的图像;针对探针图像中目标特征不明显的问题,提出一种将仿射变换矩阵与探针几何学特征相结合的方法,成功提取了图像特征点进行匹配,得到一系列中轴线上点的三维坐标;采用最小二乘法拟合直线,得出探针的姿态向量。实验结果表明:利用两个CCD相机构成的双目立体视觉系统能快速、精确地检测针类装配端的三维姿态,实验误差在±0.3°范围内,适用于通过机器视觉引导工业机器人进行微操作。
2019年02期 v.38;No.185 68-72+88页 [查看摘要][在线阅读][下载 1979K] [下载次数：232 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：0 ] - 刘国华;邓钊钊;
针对微操作中针类末端执行器姿态检测的问题,设计了一种基于双目视觉的姿态检测系统。结合探针在空间坐标系与二维图像之间的空间位置转换关系,得到二维图像与空间坐标系的映射矩阵,并且消除图像畸变,得到校正后的图像;针对探针图像中目标特征不明显的问题,提出一种将仿射变换矩阵与探针几何学特征相结合的方法,成功提取了图像特征点进行匹配,得到一系列中轴线上点的三维坐标;采用最小二乘法拟合直线,得出探针的姿态向量。实验结果表明:利用两个CCD相机构成的双目立体视觉系统能快速、精确地检测针类装配端的三维姿态,实验误差在±0.3°范围内,适用于通过机器视觉引导工业机器人进行微操作。
2019年02期 v.38;No.185 68-72+88页 [查看摘要][在线阅读][下载 1979K] [下载次数：232 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：0 ]
- 贠今天;左鹏;
为提高微创手术中从手端的执行精度和控制端力觉临场感的真实程度,利用反求设计方法设计了一种串联6+1自由度主手机械结构。根据变异设计方法,基于大、小臂内部闭环传动钢丝存在中心距过大的情形,采用刚柔结合传动结构,并对其进行理论推导和参数化分析;构建主手正运动学模型,运用Matlab和ADAMS进行联合仿真;并通过蒙特卡洛方法对主手实际运动空间与要求工作空间的三维对比云图进行仿真。结果表明:与纯钢丝传动结构相比,在给定8 N预紧力情形下,刚柔结合传动结构在传动行程内减小传动空回误差0.056 mm;由Matlab和ADAMS得到的主手运动轨迹基本重合,说明所构建的正运动模型正确,主手结构设计合理;主手运动空间完全满足微创手术的工作空间要求(准150 mm×250 mm)。
2019年02期 v.38;No.185 73-81页 [查看摘要][在线阅读][下载 2733K] [下载次数：492 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：0 ] - 贠今天;左鹏;
为提高微创手术中从手端的执行精度和控制端力觉临场感的真实程度,利用反求设计方法设计了一种串联6+1自由度主手机械结构。根据变异设计方法,基于大、小臂内部闭环传动钢丝存在中心距过大的情形,采用刚柔结合传动结构,并对其进行理论推导和参数化分析;构建主手正运动学模型,运用Matlab和ADAMS进行联合仿真;并通过蒙特卡洛方法对主手实际运动空间与要求工作空间的三维对比云图进行仿真。结果表明:与纯钢丝传动结构相比,在给定8 N预紧力情形下,刚柔结合传动结构在传动行程内减小传动空回误差0.056 mm;由Matlab和ADAMS得到的主手运动轨迹基本重合,说明所构建的正运动模型正确,主手结构设计合理;主手运动空间完全满足微创手术的工作空间要求(准150 mm×250 mm)。
2019年02期 v.38;No.185 73-81页 [查看摘要][在线阅读][下载 2733K] [下载次数：492 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：0 ] - 苟向锋;陈晓芳;朱凌云;
为保证齿轮系统在啮合接触过程中稳定运行,基于含间隙单自由度直齿圆柱齿轮系统的非线性动力学模型,构建不同Poincaré截面。用延续算法和变步长4阶Runge-Kutta法对系统在不同激励频率和扭矩下的动力学特征进行仿真,得到系统关于周期激励、齿面啮合、齿背接触和脱啮运动的n-p-q-r运动规律,利用分岔图、最大Lyapunov指数图、相图和Poincaré映射图研究了系统的分岔和混沌特性。结果表明:当其他参数取定的情况下,频率取值为[0.5,0.607]∪[2.12,2.5]以及扭矩取值为[0.064,0.164 7]时,齿轮的传动最为平稳。
2019年02期 v.38;No.185 82-88页 [查看摘要][在线阅读][下载 2308K] [下载次数：202 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：0 ] - 苟向锋;陈晓芳;朱凌云;
为保证齿轮系统在啮合接触过程中稳定运行,基于含间隙单自由度直齿圆柱齿轮系统的非线性动力学模型,构建不同Poincaré截面。用延续算法和变步长4阶Runge-Kutta法对系统在不同激励频率和扭矩下的动力学特征进行仿真,得到系统关于周期激励、齿面啮合、齿背接触和脱啮运动的n-p-q-r运动规律,利用分岔图、最大Lyapunov指数图、相图和Poincaré映射图研究了系统的分岔和混沌特性。结果表明:当其他参数取定的情况下,频率取值为[0.5,0.607]∪[2.12,2.5]以及扭矩取值为[0.064,0.164 7]时,齿轮的传动最为平稳。
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