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路侧绿篱修剪机器人的设计与试验评估
1
作者 罗海风 张琦 +1 位作者 肖力玮 阚江明 《北京林业大学学报》 北大核心 2025年第5期1-13,共13页
【目的】绿篱修剪现有研究面临的主要难点是开发一种既能高效完成大规模基本形状修剪,又能精细处理复杂形状的机器人系统。针对此问题,本研究通过优化机械结构和控制系统,设计一种新型路侧绿篱修剪机器人,以提高道路两侧绿篱修剪质量并... 【目的】绿篱修剪现有研究面临的主要难点是开发一种既能高效完成大规模基本形状修剪,又能精细处理复杂形状的机器人系统。针对此问题,本研究通过优化机械结构和控制系统,设计一种新型路侧绿篱修剪机器人,以提高道路两侧绿篱修剪质量并降低人工劳动强度。【方法】构建由6自由度SCARA机械臂、往复式剪切刀具及小型履带底盘组成的机器人系统,并对机械臂构型进行优化。控制系统采用“PC+运动控制卡”,开发基于C#的上位机软件用于机械臂轨迹规划。规划了直线、梯形和圆弧3种修剪路径,并进行修剪试验。设计了路径插值点间距和刀具移动速度的单因素试验,通过分析修剪后绿篱形状的误差来评估修剪精度。引入加权法构建综合评价函数,分析不同参数组合下的修剪效果,将修剪误差与作业时间作为指标进行量化评估,探索路径规划参数的最优组合。【结果】试验验证了该机器人在0.6~1.6 m高度、0.5~1.2 m横向范围内的修剪能力。路径插值点间距与刀具移动速度对修剪误差的影响显著。单因素试验结果表明,不同参数组合对修剪误差与作业时间均有影响。在设定范围内,直线绿篱在插值点间距200 mm、速度50 mm/s,梯形绿篱在间隔110 mm、速度45 mm/s,圆弧绿篱在间隔108 mm、速度45 mm/s时,综合评价函数值最小,修剪精度与作业效率表现最佳。【结论】本研究通过机械臂结构和控制系统的优化,成功开发了一种新型路侧绿篱修剪机器人,实现了高效与精细修剪的目标。研究结果验证了机器人在不同作业范围内的修剪能力,并明确了路径规划参数对修剪性能的影响,为绿篱修剪的自动化提供了技术支持。未来研究将进一步优化机器人性能,以适应更复杂的实际应用场景。 展开更多
关键词 绿篱修剪 机器人 机械臂 控制系统 轨迹规划 综合评价函数
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轨道交通监测信息化管理系统研发与运用 被引量：11
2
作者 罗海风 詹显军 陈博 《铁路计算机应用》 2018年第3期58-62,共5页
监控量测作为确保轨道交通施工安全的重要技术手段,监测数据的时效性尤为重要。基于蓝牙无线通信、移动通信、数据库等信息化手段,同时根据城市轨道交通监测的具体特点,研发了一套适用于城市轨道交通监测的信息化管理系统。系统实现了... 监控量测作为确保轨道交通施工安全的重要技术手段,监测数据的时效性尤为重要。基于蓝牙无线通信、移动通信、数据库等信息化手段,同时根据城市轨道交通监测的具体特点,研发了一套适用于城市轨道交通监测的信息化管理系统。系统实现了监测作业流程作业项目的全覆盖,形成了"采集—运算—处理—分析—预警—消警"的闭合环路,确保了数据的真实性和即时性,为推动工程项目的溯源化管理、无纸化监测具有积极作用。通过在昆明轨道交通4号线全线的推广运用,表明运用该系统不仅提高了监测水平,降低了监测成本,也规范了监测单位的作业行为,保障了监测数据能够更为有效地指导施工作业。 展开更多
关键词 轨道交通 监控量测 信息化管理 时效性 规范作业行为
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课堂情境导入环节中教师提问的创设剖析——以《三角形面积》一课多讲为例
3
作者 罗海风 刘福来 《中小学教师培训》 北大核心 2015年第8期56-59,共4页
通过对《三角形面积》一课多讲的两个教师在情境引入中问题设置的数量、类型等进行统计分析,用这些分析来初步研究新课导入时教师话语中的问题设置对学生在课堂探究学习中产生的作用以及对课堂氛围的影响等,并通过研究分析给出一定的反... 通过对《三角形面积》一课多讲的两个教师在情境引入中问题设置的数量、类型等进行统计分析,用这些分析来初步研究新课导入时教师话语中的问题设置对学生在课堂探究学习中产生的作用以及对课堂氛围的影响等,并通过研究分析给出一定的反思与总结,以便对以后的课堂师生互动中的提问环节能有一定的借鉴意义。 展开更多
关键词 问题情境 教师提问 师生言语互动 课堂氛围 学习积极性
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基于改进的G2-AEW-UMT模型的水工隧洞施工安全风险评价及障碍因子诊断 被引量：7
4
作者 刘万林 尹航 +3 位作者 苏旸 罗海风 靳春玲 党丹丹 《水资源与水工程学报》 CSCD 北大核心 2023年第3期184-192,共9页
为降低滇中引水工程隧洞施工安全风险,预防安全事故的发生,对风险因子须提前预判。考虑隧洞施工孕险环境和水文、气象、工程地质等因素,结合规范和工程实际,遴选出8个一级指标和19个二级指标构建水工隧洞施工安全风险评价指标体系。采... 为降低滇中引水工程隧洞施工安全风险,预防安全事故的发生,对风险因子须提前预判。考虑隧洞施工孕险环境和水文、气象、工程地质等因素,结合规范和工程实际,遴选出8个一级指标和19个二级指标构建水工隧洞施工安全风险评价指标体系。采用改进G2、反熵权法(AEW)计算指标主客观权重,通过未确知测度理论(UMT)并引入障碍因子诊断,建立改进的G2-AEW-UMT水工隧洞施工安全风险评价模型。以某工程7^(#)隧洞为例进行模型验证,结果表明:隧洞斜井段、进口段和出口段障碍度最高的是气候条件,障碍度分别为27.79%,32.97%,29.75%;上游段主要障碍因子为地质条件,障碍度为28.93%;下游段主要障碍因子为水文条件,障碍度为22.96%;综合诊断表明影响7^(#)隧洞施工安全的主要障碍因子为气候、水文和环境条件,其障碍度均值之和达到49.55%,风险范围程度为62.5%,综合评价该水工隧洞施工安全风险等级为Ⅱ级,属于中风险,对比模糊综合评价结果与前人的研究,该模型评价结果符合工程实际,验证了模型的可行性。将未确知测度理论结合障碍因子诊断模型应用于水工隧洞施工安全风险评价的适用性好、计算精度高,可为滇中引水工程水工隧洞施工安全风险评价与诊断提供新思路。 展开更多
关键词 水工隧洞 施工安全风险评价 指标体系 未确知测度理论 障碍因子诊断 滇中引水工程
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冻土地区高速铁路软土路基沉降预测模型研究 被引量：3
5
作者 邓锐 李波 罗海风 《铁道勘察》 2014年第4期24-27,共4页
对几种常用沉降预测模型进行了对比分析,介绍了组合预测模型的构建思路及预测效果的评价标准,建立了冻土地区路基组合预测模型。
关键词 冻土地区 软土路基 沉降预测 组合预测模型
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一种欠驱动双板分离式采摘器的研制 被引量：8
6
作者 罗海风 谭月胜 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第12期110-116,共7页
【目的】采摘是林果种植中的劳动密集型作业,果园中的果实采收环境较为复杂,我国采摘机具的行业研究相对薄弱,采摘机器人等高科技装备在当前果园采摘中的实际应用还具有一定的局限性,因此发展辅助人工摘果装备具有切实的社会和经济意义... 【目的】采摘是林果种植中的劳动密集型作业,果园中的果实采收环境较为复杂,我国采摘机具的行业研究相对薄弱,采摘机器人等高科技装备在当前果园采摘中的实际应用还具有一定的局限性,因此发展辅助人工摘果装备具有切实的社会和经济意义。【方法】针对球形带梗果实,以苹果为例提出了果梗锁定—枝果分离的采摘方法,并设计完成了相应采摘器。采摘器整体结构为欠驱动布局,以曲柄摇杆机构为原型设计了果梗锁定机构,构造了固定板、浮动板结构的双板枝果分离机构,利用摇杆滑块机构作为手持驱动单元,利用钢丝和绕线丝轮的传动方法将滑块的输出运动首先传递到曲柄摇杆机构,驱动结构和尺寸对称的两套果梗锁定机构对果梗进行锁定,果梗锁定后继续驱动浮动板向下移动与固定板分离完成摘果。【结果】分析了驱动单元和果梗锁定机构的几何参数,驱动单元的手柄转动5. 5°即可使摘果器完成87°的果梗锁定和50 mm的双板分离动作,果梗锁定机构在锁定果梗时处于反向死点位置,保证了锁定的可靠性。应用Adams软件仿真了采摘器的果梗锁定和双板分离动作,验证了采摘器欠驱动结构的设计可行性,并对输出曲线在锁定果梗过程中的振动情况进行了解释;对采摘过程中的驱动力进行了仿真。采摘器样机实验顺利完成了锁定果梗—枝果分离的顺序采摘动作。【结论】枝果分离的采摘方法和欠驱动双板分离式采摘器在实际应用中具有可操作性,可用于发展人工辅助采摘机具。 展开更多
关键词 果梗锁定 死点 枝果分离 欠驱动
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人工智能时代的必备心智素养:计算思维 被引量：42
7
作者 罗海风 刘坚 罗杨 《现代教育技术》 CSSCI 北大核心 2019年第6期26-33,共8页
人工智能逐步进驻人类生活并改变着人类的思维方式,计算思维因与时代背景高度契合而得到欧美国家的广泛关注,被认为和听、说、读、写、算一样,是每个人都必备的思维能力。通过对国内外计算思维缘起、定义、特征、框架、测评及教育实践... 人工智能逐步进驻人类生活并改变着人类的思维方式,计算思维因与时代背景高度契合而得到欧美国家的广泛关注,被认为和听、说、读、写、算一样,是每个人都必备的思维能力。通过对国内外计算思维缘起、定义、特征、框架、测评及教育实践应用等相关研究的综合分析,文章探究了目前国际计算思维研究的基本状况,发现计算思维已成为21世纪必备的心智素养,与抽象概括、问题分解、算法、分析建模、系统化(自动化)、数据实践、评估与改进等要素密切相关。此外,文章通过剖析典型的计算思维教育应用案例,发现在不使用计算机的前提下,适当的教学活动也可以有效促进学生对计算思维的理解和掌握。整个研究旨在促进教育研究者对计算思维进行深层次思考,为相关研究提供一些线索。 展开更多
关键词 人工智能 计算思维 心智素养 问题解决
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以立德树人为目标 构建学科育人体系——从学科核心素养促进学科教育转型谈起 被引量：13
8
作者 罗海风 周达 刘坚 《中小学教师培训》 2018年第9期1-5,共5页
立德树人是十八大报告提出并沿用的教育发展的根本任务,明确了教育要如何培养人。核心素养作为目前教育发展的热点,进一步刻画了教育要培养的人所应具备的关键能力。学校教育作为教育的主体部分,在立德树人、发展学生核心素养的过程中... 立德树人是十八大报告提出并沿用的教育发展的根本任务,明确了教育要如何培养人。核心素养作为目前教育发展的热点,进一步刻画了教育要培养的人所应具备的关键能力。学校教育作为教育的主体部分,在立德树人、发展学生核心素养的过程中占据着至关重要的作用。学校教育的实现路径主要是学科教育,学科教育不仅培养学生的学科专业知识,更承载着对学生进行素养渗透的重任,但目前还存在着学科"育识"和"育人"的分离。通过对立德树人理念下学科教育的深度解读,以及对核心素养在学科教育中的渗透解析,进一步明确学科育人的根本价值和路径,以期引发对学科育人价值的启发和思考。 展开更多
关键词 立德树人 学科育人 核心素养 学科教育
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林果类地下自密封压力注灌装置研究 被引量：1
9
作者 徐建伟 罗海风 +2 位作者 阚江明 李文彬 仝思源 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期137-144,共8页
【目的】林果灌溉作业中,常用的节水灌溉方式(如滴管、喷灌等)由于其水肥都灌于地表而易产生蒸发损失和盐碱化,亟需可有效对果树地下根部进行直接灌溉,同时保证水肥不会向地表溢出的装置和技术。【方法】根据实际运用场景,得到装置的设... 【目的】林果灌溉作业中,常用的节水灌溉方式(如滴管、喷灌等)由于其水肥都灌于地表而易产生蒸发损失和盐碱化,亟需可有效对果树地下根部进行直接灌溉,同时保证水肥不会向地表溢出的装置和技术。【方法】根据实际运用场景,得到装置的设计要求,设计了一款地下自密封压力注灌装置,该装置中通过压力自密封结构在工作中能够保证水肥不向地表溢流。应用此装置设计单因素和多因素试验,选取土壤类型、供水压力和注水深度为影响因素,以注入量为目标进行试验,运用Origin软件进行单因素试验分析,运用Design-Expert软件进行多因素试验分析并建立回归模型,探究装置实际工作下适宜参数及各参数对注入量的影响。通过实际试验与得到的回归模型公式对比,验证模型的可靠性。【结果】单因素试验中,注入量随着供水压力的增大而增大,随着注水深度的增大而减小。多因素试验中,对回归模型进行优化分析,得到常见土壤的适宜供水压力为287 kPa,适宜注水深度为30 cm,注入量的预测值和实际值偏差小于5%,模型结果可靠。【结论】该装置可以满足最初的设计需求,实现了有效对果树地下根部的直接灌溉,同时保证水肥不会向地表溢出。本研究的模型验证为后续该类装置实际运用和继续开发,以及地下压力注灌技术的发展提供了数据支撑。 展开更多
关键词 林果灌溉 地下注灌 自密封 压力注灌 装置设计 参数优化
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提高学生耐心解决问题能力的策略研究——以数学学科为例
10
作者 罗海风 《中小学教师培训》 2019年第4期59-63,共5页
随着数学教育的不断改革,学生利用数学思维提出问题、发现问题、解决问题的实际操作能力逐渐得到更多的关注,数学问题解决能力已经是数学知识建构的高阶表征。但是在实际中,学生往往缺乏耐心解决问题的能力,面对需要解决的问题,不能耐... 随着数学教育的不断改革,学生利用数学思维提出问题、发现问题、解决问题的实际操作能力逐渐得到更多的关注,数学问题解决能力已经是数学知识建构的高阶表征。但是在实际中,学生往往缺乏耐心解决问题的能力,面对需要解决的问题,不能耐心找出有效信息,往往急于寻求帮助或直接放弃。就大部分学生出现这种现象的原因进行了深度剖析,挖掘出了一系列学生耐心解决问题能力缺失的原因。同时给出了教师视角下的可操作性解决策略,主要包括:(1)从数学教学者的角度出发,"帮忙"适可而止;(2)在课堂中尽可能制造更多的数学对话;(3)在解决问题的过程中,激发学生主动发现问题的能力;(4)巧用信息技术工具,丰富学生的想象力;(5)用公平的方式鼓励学生运用直觉。 展开更多
关键词 耐心解决问题 问题解决 问题提出 数学对话
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