摘要：针对由外副驱动的三自由度两转一移并联机构运动学性能优化问题,提出一种尺度综合多目标优化设计方法。首先,运用螺旋理论分析机构的运动学性能;其次,将可达工作空间离散为n层,采用极坐标方法计算每层高度的最大内切圆,通过数值方法计算由每层最大内切圆构成的规则圆台工作空间体积;然后,以规则工作空间体积和全局运动/力传递指标为目标函数,以驱动限制和关节转角限制为约束条件,以机构参数为设计变量;最后,采用多目标粒子群优化算法得到目标函数的Pareto最优解集。结果显示,两个目标函数之间存在相互冲突,Pareto前沿的全局运动/力传递性能(GTI)最优值比优化前提高了57.57%,规则工作空间体积(Vr)最优值比优化前提高了37.59%,证明了优化方法的有效性。

摘要：为更好地数字化传承与创新传统的蓝印花布纹样,并能单独提取构成纹样的图案基元并进行分类,提出一种基于卷积神经网络的纹样基元分类方法。首先,对采集的128张蓝印花布图像进行纹样基元提取,形成图像样本库,共21212张。其次,从库中随机选取80%的图像样本作为训练集,20%作为测试集,利用5×5卷积核对训练样本进行卷积操作,将得到的特征图进行池化。通过3层卷积、3层池化及2层全连接层计算后,利用Softmax分类器得到12种分类结果。最后,通过基元样本的学习获取最佳网络模型参数,并取得较理想的分类结果。结果表明:提出的卷积神经网络模型对12种纹样基元的平均分类准确率达99.61%,检测平均准确率达98.5%,为蓝印花布纹样的研究提供了新思路。

摘要：研制一种用于农药残留现场快速检测的微流控芯片。设计制作的一次性高聚物微流控芯片集成进样、酶抑制反应、显色反应及检测单元,结合自制的手持式光度分析检测装置,可以实现对有机磷、氨基甲酸酯类农药的现场、低成本、快速、准确的检测。结果表明：通过在芯片内部固定存储生化试剂,只需一次进样,7 min内即可实现对克百威和乐果的快速检测,最低检出限分别为0.02、0.6 mg/L,对克百威加标回收率为95.0%~103.3%,制作的芯片在1个月内的稳定性较好。使用微流控农药残留快速检测芯片系统,有望实现全自动检测流程,特别适合于基层非专业人员开展现场、快速、高通量的农药残留筛查。

摘要：为了研究Q690高强度结构钢-超高性能混凝土(UHPC)组合抗剪连接件的疲劳性能,进行了3组共12个推出试件的常幅疲劳试验,考虑了栓钉直径、单钉和群钉布置形式等因素的影响。研究表明:推出试件的疲劳破坏模式均为栓钉剪切断裂;在200万次疲劳寿命下,直径13 mm单钉抗剪连接件的疲劳强度比直径19 mm单钉抗剪连接件的高42.5%,小直径栓钉比大直径栓钉抗剪连接件的疲劳强度高;直径19 mm单钉抗剪连接件的疲劳强度比直径19 mm群钉抗剪连接件的高15.0%,单钉比群钉布置形式下栓钉抗剪连接件的疲劳强度高。将试验结果与国内外已有的普通强度钢-普通混凝土、普通强度钢-UHPC抗剪连接件疲劳数据对比分析表明,Q690高强钢-UHPC抗剪连接件具有更高的疲劳强度,其中比欧洲BS EN 1994-1-1中普通强度钢-普通混凝土抗剪连接件疲劳强度高71.8%。同时,分别提出了单钉布置和群钉布置的Q690高强钢-UHPC抗剪连接件的S-N曲线,供疲劳设计参考。

摘要：为了数字化传承与创新传统的蓝印花布纹样,需要将蓝印花布纹样进行分类。为此,提出一种改进的VGGNet卷积神经网络模型的纹样分类方法。首先,采集原始的蓝印花布图案,通过图像增强技术扩充样本,形成训练数据集。其次,改进经典的VGGNet 16卷积神经网络结构,增加卷积组及调整网络参数,增加丢弃层。同时,分析、验证训练优化策略对蓝印花布纹样分类的影响。最后,利用训练集及验证集中的图像样本,通过自动学习获取网络模型参数,得到纹样分类的最佳网络模型并获得较为理想的分类结果。实验结果显示,改进的卷积神经网络模型针对5类蓝印花布纹样进行分类训练,其平均分类准确率达89.73%,为蓝印花布纹样的继承和创新研究提供了新思路。

摘要：钢结构的高周疲劳试验研究采用低频、中频和高频加载,疲劳寿命是否会有差别或者有怎样的差别一直是试验者希望找到答案的问题。以结构钢及其焊接件为对象,对低频(30Hz以内)与中高频(100Hz左右)加载的疲劳试验数据(包括作者和其他学者成果)进行分析对比,研究低频与中高频加载对疲劳寿命的影响,疲劳试验涉及高强钢Q460板材及其对焊节点、普钢Q345对焊节点。研究发现,低频与中高频加载的疲劳寿命有很大的差别,无论是钢材还是对焊节点,低频加载比中高频加载的疲劳寿命长或疲劳强度高。对这种现象的机理进行解释。建议对承受低频疲劳荷载的工程钢结构,其疲劳试验应符合实际采用低频疲劳试验机加载。若采用高于低频的疲劳试验机加载,则会显著地低估疲劳寿命。

摘要：目的:实现南美白对虾外观品质检测中次品虾的高效自动剔除。方法:构建了对虾品质无损检测与剔除装置,通过构造形态学特征提取算法实现正、次品虾分级检测,通过设计由双侧向中间喷射方式实现次品虾精准剔除;通过对虾体内部组织受力分析,计算确定出气量与对虾移动距离之间的关系,并优化设计了出气量、对虾移动距离以及速度3个参数之间的关系。结果:随着试验批次增加,识别率也稳步递增。当试验批次进行到第4次时,系统整体的剔除率可达到95%以上。结论:参数优化后,多通道次品虾自动剔除系统可实现次品虾快速自动剔除。

摘要：试验研究了国产Q550D高强度结构钢、焊缝的基本力学性能以及横向对接焊缝和非承载横向角焊缝连接件的疲劳性能。介绍了试件的加工方法、焊接工艺、疲劳试验及其数据处理方法,将疲劳试验结果与国内外钢结构设计规范以及他人的研究结果进行了分析对比。研究表明:Q550D高强钢母材及其焊缝具有优良的延伸率和低温冲击韧性,余高磨平的钢板对接焊缝和横向角焊缝连接件的疲劳强度都分别显著地高于国内外钢结构设计规范关于普通强度钢材相应焊接节点的疲劳强度,200万次疲劳强度分别提高了72%~125%和27%~68%。钢板对接焊缝的余高磨平可改善因焊缝的几何形状和缺陷引起的应力集中程度,比原状焊缝具有好的疲劳性能。无论余高磨平或未磨平的钢板对接焊缝,还是横向角焊缝连接件,它们都具有随高强钢屈服强度的增加而疲劳强度提高的趋势。分别提出了Q550高强钢钢余高磨平的钢板对接焊缝和横向角焊缝连接件的S-N曲线,可供抗疲劳设计参考。

摘要：目的图像逆半色调的目的是从二值半色调图像中恢复出连续色调图像。半色调图像丢失了大量原始图像内容信息,因此逆半色调成为一个经典的图像重建病态问题。现有的逆半色调算法重建效果无法满足对图像细节和纹理的需求。此外,已有方法大多忽略了训练策略对模型优化的重要影响,导致模型性能较差。针对上述问题,提出一个逆半色调网络以提高半色调图像重建质量。方法首先提出一个端到端的多尺度渐进式残差学习网络(multiscale progressivoly residual learning network,MSPRL)以恢复出更高质量的连续色调图像。该网络基于UNet架构并以多尺度图像作为输入;为充分利用不同尺度输入图像的信息,设计一个浅层特征提取模块以捕获多尺度图像的注意力信息;同时探讨不同学习策略对模型训练和性能的影响。结果实验在7个数据集上与6种方法进行对比。在Place365和Kodak数据集上,相比性能第2的方法,峰值信噪比(peak signal-to-noise ratio,PSNR)分别提高0.12 dB和0.18 dB;在其他5个常用于图像超分辨率的测试数据集Set5、Set14、BSD100(Berkeley segmentation dataset 100)、Urban100和Manga109上,相比性能第2的方法,PSNR值分别提高0.11 dB、0.25 dB、0.08 dB、0.39 dB和0.35 dB。基于本文的训练策略,重新训练的渐进式残差学习网络相比未优化训练模型在7个数据集上PSNR平均提高1.44 dB。本文方法在图像细节和纹理重建上实现最优效果。实验表明选用合适的学习策略能够优化模型训练,对性能提升具有重要帮助。结论本文提出的逆半色调模型,综合UNet架构和多尺度图像信息的优点,选用合适的训练策略,使得图像重建的细节与纹理更加清晰,视觉效果更加细致。本文算法代码公布在https://***/Feiyuli-cs/MSPRL。

摘要：目的探讨基于3D打印技术辅助手术治疗复杂Pilon骨折的疗效。方法选取2017年6月至2018年6月武警海警总队医院骨外科住院治疗的复杂Pilon骨折患者52例为研究对象。根据手术方式分为研究组(n=26)和对照组(n=26)。对照组采用传统切开复位内固定术,研究组在对照组基础上辅以3D打印技术。比较两组患者治疗效果、手术时长、术中出血量、骨折愈合时间、住院时间、并发症发生率,踝关节功能评分、视觉模拟评分法(VAS)评分的差异。结果研究组总有效率为88.5%(23/26),较对照组的65.4%(17/23)高(χ2=3.900,P=0.048)。研究组的手术时长(t=-3.770,P<0.001)、骨折愈合时间(t=-2.206,P=0.032)和住院时间(t=-9.542,P<0.001)均较对照组短,术中出血量(t=-20.226,P<0.001)较对照组少,差异均有统计学意义。研究组并发症总发生率为15.4%(4/23),较对照组的42.3%(11/23)低(χ2=4.591,P=0.032)。随着时间的延长,两组患者的踝关节功能评分逐渐升高,VAS疼痛评分逐渐下降(P<0.05)。术后1个月,研究组踝关节功能评分(t=2.340,P=0.023)较对照组高,但两组患者VAS评分差异无统计学意义(t=-0.278,P=0.782)。末次随访时,研究组踝关节功能评分(t=2.760,P=0.008)较对照组高,VAS评分(t=-3.633,P<0.001)均较对照组低,差异均有统计学意义。结论基于3D打印技术辅助手术治疗复杂Pilon骨折效果优于传统切开复位内固定术,手术时长、骨折愈合时间和住院时间更短,术中出血量更少,并发症发生率更低,术后恢复效果更好。