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四足機(jī)器人具有良好的運(yùn)動(dòng)靈活性和環(huán)境適應(yīng)性,是機(jī)器人研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。隨著研究的深入和對(duì)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)性能需求的提高,四足機(jī)器人研究領(lǐng)域分化出以高速運(yùn)動(dòng)為目標(biāo)的研究分支。生物學(xué)研究顯示,跳躍步態(tài)是四足動(dòng)物典型的高速對(duì)稱(chēng)步態(tài),且多種動(dòng)物在高速速度中存在脊柱大幅地參與運(yùn)動(dòng),而相應(yīng)的脊柱型四足機(jī)器人的理論及運(yùn)動(dòng)控制研究卻鮮見(jiàn)報(bào)道。當(dāng)前研究大多孤立了脊柱環(huán)節(jié),鮮有整機(jī)的建模研究以及運(yùn)動(dòng)控制方法研究。在該方向的研究勢(shì)必推動(dòng)仿生工程和機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制等方面的發(fā)展,此外,以其高速運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn),在軍事偵察、救震救災(zāi)和未來(lái)生活等領(lǐng)域也將具有廣闊的應(yīng)用前景。首先,本文以分析獵豹的運(yùn)動(dòng)特性入手,建立了脊柱型四足機(jī)器人七桿模型,以及構(gòu)建了ASLIP動(dòng)力學(xué)模型,使用拉格朗日方程推導(dǎo)了其跳躍運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)方程;迭代運(yùn)算動(dòng)力學(xué)微分方程,使用龐加萊映射方法搜索了機(jī)器人七桿模型基于ASLIP跳躍運(yùn)動(dòng)的不動(dòng)點(diǎn),結(jié)果顯示不動(dòng)點(diǎn)在固定能量層級(jí)下呈區(qū)域性分布;不動(dòng)點(diǎn)的對(duì)比結(jié)果顯示基于ASLIP模型的運(yùn)動(dòng)比基于SLIP模型的運(yùn)動(dòng)能適應(yīng)更高的穩(wěn)態(tài)運(yùn)動(dòng)速度,并作了觸地力、脊柱角和穩(wěn)定性等特性分析。為脊柱型四足機(jī)器人跳躍運(yùn)動(dòng)提供了動(dòng)力學(xué)模型和理論基礎(chǔ)。然后,根據(jù)機(jī)器人模型各關(guān)節(jié)主動(dòng)力作用于控制量的廣義力計(jì)算結(jié)果,研究了前向速度、彈跳高度、機(jī)身俯仰角

項(xiàng)目成果/簡(jiǎn)介:四足機(jī)器人具有良好的運(yùn)動(dòng)靈活性和環(huán)境適應(yīng)性,是機(jī)器人研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。隨著研究的深入和對(duì)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)性能需求的提高,四足機(jī)器人研究領(lǐng)域分化出以高速運(yùn)動(dòng)為目標(biāo)的研究分支。生物學(xué)研究顯示,跳躍步態(tài)是四足動(dòng)物典型的高速對(duì)稱(chēng)步態(tài),且多種動(dòng)物在高速速度中存在脊柱大幅地參與運(yùn)動(dòng),而相應(yīng)的脊柱型四足機(jī)器人的理論及運(yùn)動(dòng)控制研究卻鮮見(jiàn)報(bào)道。當(dāng)前研究大多孤立了脊柱環(huán)節(jié),鮮有整機(jī)的建模研究以及運(yùn)動(dòng)控制方法研究。在

本成果來(lái)自省部級(jí)科技計(jì)劃項(xiàng)目，2012年獲中國(guó)鐵道學(xué)會(huì)鐵道科技二等獎(jiǎng)（主持）。其創(chuàng)新性如下：①首次研究高速條件下電氣化鐵路腕臂支撐絕緣子抗彎強(qiáng)度特性；②首次研究高速條件下過(guò)電壓與絕緣子閃絡(luò)特性；③首次研究高速條件下絕緣子機(jī)械特性與電氣特性之間的內(nèi)在聯(lián)系。經(jīng)濟(jì)指標(biāo)如下：①給出高速動(dòng)車(chē)組運(yùn)行條件下絕緣子抗彎強(qiáng)度容量選擇建議值；②高速鐵路過(guò)牽引供電系統(tǒng)過(guò)電壓與絕緣子閃絡(luò)間的關(guān)系，以及不同污穢等級(jí)區(qū)域絕緣子爬距的建議值；③為高速鐵路腕臂支撐絕緣子的設(shè)計(jì)、制造、安裝、維護(hù)提供建議規(guī)則，提高設(shè)計(jì)可靠性。

浙江大學(xué)FEI Titan球差矯正透射電鏡用高分辨原位高速相機(jī)競(jìng)爭(zhēng)性磋商

近日，上海交通大學(xué)電子系義理林教授課題組基于智能鎖模算法、時(shí)間拉伸技術(shù)和實(shí)時(shí)高速電路建立的實(shí)時(shí)光譜分析控制平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了鎖模激光器輸出飛秒脈沖的實(shí)時(shí)光譜調(diào)控，對(duì)飛秒激光器的設(shè)計(jì)具有重要的應(yīng)用價(jià)值。相關(guān)成果以“Intelligent control of mode-locked femtosecond pulses by time-stretch-assisted real-time spectral analysis”為題目于2020年1月發(fā)表于國(guó)際光學(xué)頂尖期刊《Light: Science & Applications》（中科院長(zhǎng)春光機(jī)所與Nature出版集團(tuán)合辦期刊），并入選為封面文章，在“News & Views”欄目被專(zhuān)門(mén)評(píng)述。博士生蒲國(guó)慶為第一作者，義理林教授為通信作者。 圖說(shuō)：期刊封面文章 飛秒尺度（1E-15秒）脈沖對(duì)應(yīng)著原子分子、材料、生物蛋白、化學(xué)反應(yīng)等豐富物質(zhì)體系的眾多超快過(guò)程，有著廣泛而重要的應(yīng)用。鎖模激光器作為產(chǎn)生飛秒脈沖的重要基礎(chǔ)研究工具，在物理、化學(xué)、生物、材料、信息科學(xué)等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。飛秒鎖模激光器自上世紀(jì)六十年代發(fā)明以來(lái)，與其相關(guān)的研究分別于1999，2005，2018年獲得過(guò)諾貝爾獎(jiǎng)。 隨著超快光學(xué)的快速發(fā)展，越來(lái)越多的前沿應(yīng)用需要對(duì)飛秒脈沖的時(shí)域和光譜進(jìn)行精細(xì)控制。由于飛秒脈沖的產(chǎn)生涉及非常復(fù)雜的非線性和色散傳輸效應(yīng)，達(dá)到特定脈沖狀態(tài)的穩(wěn)態(tài)輸出需要對(duì)激光器多個(gè)參數(shù)在高維空間進(jìn)行優(yōu)化，傳統(tǒng)基于激光器光學(xué)設(shè)計(jì)和優(yōu)化的方法已被證明難以精確實(shí)現(xiàn)。 通過(guò)對(duì)飛秒脈沖狀態(tài)進(jìn)行智能識(shí)別，結(jié)合智能算法對(duì)激光器多參數(shù)進(jìn)行全局優(yōu)化，有望獲得理想的飛秒脈沖輸出，但其主要挑戰(zhàn)在于飛秒脈沖難以實(shí)時(shí)精確識(shí)別。低速時(shí)域采樣無(wú)法識(shí)別飛秒脈沖寬度和形狀，光譜儀雖可識(shí)別飛秒脈沖積分光譜但無(wú)法識(shí)別其瞬時(shí)光譜，因此傳統(tǒng)方法都無(wú)法做到實(shí)時(shí)控制飛秒脈沖精確鎖模狀態(tài)。為了解決這一難題，義理林教授課題組提出在鎖模控制環(huán)內(nèi)引入時(shí)間拉伸-色散傅里葉變換（TS-DFT）技術(shù)，通過(guò)時(shí)域到光譜的轉(zhuǎn)換，采用低速時(shí)域采樣即可識(shí)別飛秒脈沖對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)光譜寬度和形狀。結(jié)合智能控制算法，實(shí)現(xiàn)了以1.4nm為精度對(duì)飛秒脈沖光譜寬帶從10nm到40nm進(jìn)行可編程控制，光譜形狀可編程為高斯型或三角形等。這是本領(lǐng)域首次實(shí)現(xiàn)飛秒鎖模脈沖光譜寬度和形狀高精度實(shí)時(shí)編程控制，解決了飛秒鎖模脈沖鎖模狀態(tài)無(wú)法精確調(diào)控的難題。 基于實(shí)時(shí)的光譜控制，該研究還展示了從窄譜鎖模態(tài)至寬譜鎖模態(tài)以及從三角形光譜脈沖態(tài)至寬譜鎖模態(tài)的演變過(guò)程，發(fā)現(xiàn)兩者動(dòng)力學(xué)過(guò)程具有相似性，提出了目標(biāo)鎖模狀態(tài)可能決定中間動(dòng)力學(xué)過(guò)程的猜想，為人們進(jìn)一步探索鎖模激光器內(nèi)部機(jī)理提供新視角。 圖說(shuō)：基于快速光譜分析的飛秒鎖模脈沖智能控制 非線性光學(xué)著名專(zhuān)家John Dudley教授（歐洲物理學(xué)會(huì)主席，IEEE/OSA Fellow）在《Light: Science & Applications》的“News & Views”欄目撰文介紹此項(xiàng)工作，認(rèn)為本工作極具創(chuàng)新性，開(kāi)拓了研究鎖模動(dòng)力學(xué)新的可能性，很可能應(yīng)用于多種鎖模光纖激光器中。 義理林教授課題組過(guò)去六年來(lái)一直致力于解決飛秒鎖模激光器的智能控制問(wèn)題，2019年發(fā)表在光學(xué)領(lǐng)域頂級(jí)期刊《Optica》的“智能鎖模激光器”成果入選美國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)旗下新聞雜志《Optics & Photonics News》2019年光學(xué)年度進(jìn)展“Optics in 2019”。該方向工作部分得到國(guó)家自然科學(xué)基金（61575122）的支持。《Light: Science & Applications》論文全文https://www.nature.com/articles/s41377-020-0251-x《Light: Science & Applications》“New & Views”評(píng)述論文https://www.nature.com/articles/s41377-020-0270-7

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于多核處理器的高速印花機(jī)圖像數(shù)據(jù)旋轉(zhuǎn)處理系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)接收設(shè)備、數(shù)據(jù)解析處理設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸通道和數(shù)據(jù)輸出設(shè)備。本發(fā)明還公開(kāi)了一種基于多核處理器的高速印花機(jī)圖像數(shù)據(jù)旋轉(zhuǎn)處理方法，其通過(guò)以太網(wǎng)接口接收數(shù)據(jù)，利用處理器的多個(gè)核并行處理數(shù)據(jù)，由FPGA實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的輸出。相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明系統(tǒng)及方法能夠大大提高數(shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)效率以及吞吐量，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)碼印花機(jī)的高效能產(chǎn)出。

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于多核處理器的高速印花機(jī)圖像數(shù)據(jù)旋轉(zhuǎn)處理系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)接收設(shè)備、數(shù)據(jù)解析處理設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸通道和數(shù)據(jù)輸出設(shè)備。本發(fā)明還公開(kāi)了一種基于多核處理器的高速印花機(jī)圖像數(shù)據(jù)旋轉(zhuǎn)處理方法，其通過(guò)以太網(wǎng)接口接收數(shù)據(jù)，利用處理器的多個(gè)核并行處理數(shù)據(jù)，由FPGA實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的輸出。相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明系統(tǒng)及方法能夠大大提高數(shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)效率以及吞吐量，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)碼印花機(jī)的高效能產(chǎn)出。

該項(xiàng)目是國(guó)家部委項(xiàng)目，現(xiàn)處于實(shí)驗(yàn)室研究階段。 項(xiàng)目主要研究?jī)?nèi)容如下： （1）關(guān)鍵構(gòu)件載荷譜編譜平臺(tái) 建立以轉(zhuǎn)向架構(gòu)架標(biāo)定試驗(yàn)臺(tái)為主要裝備的關(guān)鍵構(gòu)件載荷譜編譜平臺(tái)，該平臺(tái)以多通道、高精度轉(zhuǎn)向架測(cè)力構(gòu)架標(biāo)定加載系統(tǒng)為主要設(shè)備，配以多通道協(xié)同作用控制軟件和相應(yīng)的加載工裝，完成轉(zhuǎn)向架載荷譜測(cè)試中測(cè)力構(gòu)架的載荷標(biāo)定，這是確保載荷譜研究圓滿(mǎn)完成所必需的基本試驗(yàn)手段。 （2）載荷線路測(cè)試與評(píng)估平臺(tái)技術(shù) 建立以大容量、多通道、高信噪比（包括無(wú)線測(cè)量）的載荷線路測(cè)試與評(píng)估平臺(tái)技術(shù)，該平臺(tái)以高信噪比動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和無(wú)線遙測(cè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)為主要設(shè)備，能夠在高速動(dòng)車(chē)組運(yùn)行時(shí)，全程往返連續(xù)測(cè)試高速動(dòng)車(chē)組轉(zhuǎn)向架構(gòu)架、輪軸等關(guān)鍵部件的載荷與動(dòng)應(yīng)力。    項(xiàng)目主要技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)如下：?  建立復(fù)雜載荷系下載荷標(biāo)定技術(shù)和方法；?  載荷譜的損傷一致性編譜準(zhǔn)則；?  高置信度編譜技術(shù)；?  各類(lèi)測(cè)力裝置和大容量高抗干擾能力的測(cè)試系統(tǒng)；?  可靠性評(píng)估技術(shù)。 本項(xiàng)目將形成以轉(zhuǎn)向架構(gòu)架標(biāo)定試驗(yàn)臺(tái)、結(jié)構(gòu)疲勞試驗(yàn)系統(tǒng)和材料疲勞試驗(yàn)系統(tǒng)為主要裝備的關(guān)鍵構(gòu)件載荷譜編譜平臺(tái)和多通道高信噪比測(cè)試設(shè)備為主體的載荷線路測(cè)試與評(píng)估平臺(tái)。    應(yīng)用范圍： 高速列車(chē)車(chē)輪、車(chē)軸、構(gòu)架、軸箱、齒輪箱、懸吊螺栓、懸吊支座等走行及懸掛系關(guān)鍵零部件的設(shè)計(jì)及試驗(yàn)評(píng)估。

燃燒器結(jié)構(gòu)從內(nèi)到外依次包括中心天然氣輔助噴嘴通道，中心穩(wěn)燃直流風(fēng)通道，環(huán)形天然氣主噴嘴通道，內(nèi)旋流高速空氣通道（旋流角25度），外軸向高速直流風(fēng)通路。經(jīng)過(guò)精確的空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)理想的火焰溫度、速度、強(qiáng)度和剛度，天然氣流量可在100---2700Nm3/h內(nèi)調(diào)節(jié)，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。 燃燒器提高了天然氣的噴射壓力（320---390m/s）和噴射速度（2000m3/h），以提高火焰強(qiáng)度和剛性。燃料壓力、流量實(shí)際調(diào)節(jié)比可達(dá)1：36。火焰的形狀、溫度、強(qiáng)度和剛性在整個(gè)火焰長(zhǎng)度都能高效熱交換，不形成局部過(guò)熱，不出現(xiàn)峰值溫度。一方面有利于熟料結(jié)粒，熟料礦物晶相正常發(fā)育，防止燒成帶揚(yáng)塵；另一方面有利于形成致密穩(wěn)定的燒成帶窯皮，延長(zhǎng)耐火磚使用壽命。 天然氣噴嘴由單一大直徑噴嘴改為較小直徑的多孔噴射平行流多噴嘴。可以加強(qiáng)與一次風(fēng)和二次助燃風(fēng)的摻混，強(qiáng)化燃燒，提高燃燒速度和效率，提高火焰的溫度，縮短根部黑頭長(zhǎng)度。 燃燒器采用了火焰穩(wěn)定器技術(shù)，防脫火效果顯著；采用了“攏焰罩”技術(shù)，有利于形成細(xì)長(zhǎng)體剛性火焰，使窯體溫度分布合理，火焰峰值溫度降低。該燃燒器具備了低過(guò)剩空氣系數(shù)下完全燃燒的性能，因而可以在過(guò)剩空氣系數(shù)1.1下操作，可以節(jié)約的天然氣將可達(dá)到總量的10%。 主要性能指標(biāo)：1. 燃料：天然氣（或中高熱值煤氣）；2. 天然氣壓力/流量：天然氣設(shè)計(jì)壓力50kPa，中心天然氣輔槍出力500Nm3/h，環(huán)形天然氣主槍出力1500Nm3/h，主、輔槍共同工作出力2000Nm3/h；3. 用途：用于回轉(zhuǎn)窯供熱（窯鋼板內(nèi)徑：3.5m，耐火材料內(nèi)徑3m）；4. 工藝溫度：1400℃，最高溫度：1600℃；5. 安裝位置：安裝在窯罩后部，火焰直接進(jìn)回轉(zhuǎn)窯，伸進(jìn)窯筒內(nèi)的火管長(zhǎng)度4.5m（窯罩端面至噴火口）；6. 助燃風(fēng)溫度：一次風(fēng)不超過(guò)總量的10%，來(lái)自?xún)麸L(fēng)機(jī),壓力25---50KPa，常溫，二次風(fēng):不小于總量的90%，來(lái)自冷卻機(jī),溫度:～800℃； 其中： P氣：為燃燒器噴槍前天然氣表壓力，單位:KPa V輔：為中心輔噴槍的天然氣流量，單位:Nm3/h V主：為環(huán)形主噴槍的天然氣流量，單位:Nm3/h V總：為主、輔噴槍共同工作的天然氣流量，單位:Nm3/h

該成果基于快速組網(wǎng)的軌道交通建設(shè)的工程背景，從能量的角度來(lái)研究結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)和損傷水平，采用多種軟件平臺(tái)建立軌道交通列車(chē)-無(wú)砟軌道-大跨斜拉橋系統(tǒng)計(jì)算模型，進(jìn)行大量計(jì)算，分析斷層地震效應(yīng)對(duì)軌道交通橋梁系統(tǒng)動(dòng)力響應(yīng)及橋梁服役性能的影響。提出了適合高軌道交通橋梁隔震支座的計(jì)算方法，并給出定量化的計(jì)算公式。將數(shù)值分析與既有試驗(yàn)研究相驗(yàn)證對(duì)比，評(píng)估災(zāi)后橋梁服役性能與行車(chē)安全性之間的關(guān)系。