井下凿岩机器人自主操作方法研究进展

目前钻孔机器人位姿调节多采用手动遥控调节与人工复测结合,未实现全自动调节,开环控制精度低、自动化能力低、无法实现煤矿用探放水、防突和防冲钻孔机器人精确开孔定位与孔群全自动施工。通过分析钻孔机器人钻臂结构和动作,建立了钻臂运动学模型;通过对加工误差、机身变形、装配间隙等影响因素分析,发现采用回转减速器蜗轮蜗杆结构间隙会引起倾角和方位角误差放大,并在机身平时会引起倾角和方位角误差最大达0.85°;为消除误差,首先采用传统钻臂运动学误差补偿方法建立了钻臂静、动态误差补偿模型,利用全站仪测试关节间隙和变形量,基于补偿模型和RBF神经网络法求逆解得到误差补偿量,钻臂期望位姿与实际位姿误差的x方向平均误差为9.6 mm,y方向平均误差为18.2 mm,z方向平均误差为16 mm,满足工程应用要求;其次为解决传统全站仪试验测量的方法的复杂性和非实时性问题,提出了一种通过激光测距仪和高精度开孔定向仪组合获得位姿误差检测的方法,通过测距实时计算实际和理论倾角、方位角差值,作为误差补偿后的新倾角和方位角的控制输入量,对钻臂进行实时误差检测与补偿;最后利用传统全站仪精度检测方法对激光测距组合位姿误差补偿模型进行验证。试验表明：激光测距组合定位误差检测法最大误差差值在±0.5°以内,方位角最大误差在±0.5°以内,比未采用误差补偿前分别提高了41.1%和37.5%,满足了钻孔机器人开孔定位误差要求。在煤炭行业开展了钻孔机器人钻臂在线精确定位与误差补偿研究,对钻孔机器人精确自动开孔定位及孔群全自动施工具有重要的借鉴和指导意义。

     

利用地震矩张量反演鲜水河断裂带现今运动学特征

本文探讨了利用地震矩反演断裂形变带运动学参数的基本理论和方法，将其初步应用于鲜水河断裂形变带变形分析和运动机制的研究。结果表明，鲜水河断裂带呈现出走向拉伸、倾向压缩的形变格局，由地震矩反演的断裂带剪切形变速率（１０．９ｍｍ／ａ）与用地质学估算方法（１７ｍｍ／ａ）和现今地壳形变测量（８ｍｍ／ａ）的结果相当。同时，反演出的应变主方向能解释鲜水河断裂现今活动分段性特征以及多种滑动方式共存的现状，从而证明该方法是目前研究区域运动学问题切实有效的手段之一。     

地震破裂过程的几何学与运动学特征的模拟

本应用形变破裂和激光全息光弹实验，结合断裂力学的观点研究了地震破裂过程的三个方面：１．地震破裂的力学机制；２．地震破裂的应变特征与运动过程；３．地震破裂过程的应力场分布特征。并分析了地震破裂过程的几何学与运动学特征以及探讨了它们与地震发生。前兆和余震迁移的密切关系。此项研究为活动断层分段研究和地震预报提供了实验证据。     

Infrared Characteristics of Associated Sources of Water Masers

We present an analysis of the infrared properties of 1417 water masers collected from the literature published by December 2004. The associated infrared sources of the water masers were identified with IRAS and MSX (Midcourse Space Experiment) catalogues. There are 1252 water masers associated with IRAS sources within 1', which include 700 interstellar and 552 stellar sources. For 382 sources, the IRAS counterpart identification and the maser classification are new. We found the colors of the interstellar maser sources are much redder than those of the stellar ones at IRAS wavelength bands; 99% of the interstellar maser sources are above black body line, while 95% of the stellar masers are below. The distribution difference of the two kinds of masers shown in the color-color diagram is due to their different optical depths and temperature distributions of dust regions. There are 743 water masers with MSX counterparts, of which 552 are interstellar masers and 191 are stellar masers. MSX colors of the associated sources of water masers are here analyzed for the first time. The color differences among the MSX bands are small and the interstellar masers are redder than the stellar masers. There is a correlation between the intensity of the stellar water maser emission and that of the 12μm and 25μm emissions, while there is no correlation between the water maser emission and the 8 μm emission. The infrared intensity increases with increasing wavelength for the interstellar masers, while it is the opposite for stellar masers. These results may provide clues for the pumping of water maser and for the properties of the two kinds of maser emission regions.     

华北克拉通基底花岗质片麻岩变形和流变学研究——以辽西寺儿堡地区为例

辽西寺儿堡镇新太古代花岗质片麻岩内发育的宏观、微观构造变形特征表明该地区曾遭受了强烈的韧性变形改造。花岗质岩石变形程度在初糜棱岩–糜棱岩之间,岩石经历了SWW向左行剪切作用改造。岩石中石英有限应变测量判别结果表明,构造岩类型为L-S型,为平面应变。岩石的剪应变平均值为1.43,运动学涡度值为0.788~0.829,指示岩石形成于以简单剪切为主的一般剪切变形中。此外,石英颗粒以亚颗粒旋转重结晶和颗粒边界迁移重结晶作用为主,长石颗粒塑性拉长,部分发生膨凸式重结晶作用;石英组构特征(EBSD)揭示石英以中–高温柱面滑移为主;石英颗粒边界具有明显的分形特征,分形维数值为1.151~1.201,指示了中高温变形条件。综合石英、长石的变形行为、石英组构特征以及分形法Kruhl温度计的判别结果,推断辽西寺儿堡镇新太古代花岗质片麻岩经历过480~600℃的中高温变形,其同构造变质相为高绿片岩相-低角闪岩相。花岗质岩石的古差异应力为10.62~12.21 MPa,估算的应变速率为10~(–11.67)~10~(–13.34) s~(–1),即缓慢的变形,可能记录早期中高温、低应变速率的韧性变形过程,反映华北克拉通基底中下部地壳变形特征。     

APPLICATION OF SOME MECHANICAL CONCEPTS TO STRUCTURAL GEOLOGY

This paper discusses some mechanical concepts that have been largely applied to structural geology and tectonics, and addresses the problems and misunderstandings in use of these mechanical terms. The purpose is to stimulate the interests for structural geologists in using the mechanical principles and methods correctly to solve the geodynamic problems.     

中国探月工程

嫦娥五号（Change’E-5, CE-5）着上组合体与上升器先后成功着陆于月面。两探测器承担的任务不同,着陆方式不同,因此月面位置解算方法不同。联合统一X波段（united X-band,UXB）深空测距站及甚长基线干涉测量技术（very long baseline interferometry,VLBI）的测量数据计算两者的月面位置。采用联合统计定位方法得到CE-5着上组合体的月面位置。讨论分别基于数传与侧音差分单向测距（differential one-way ranging,DOR）两种信号对月面位置的影响。观测资料的时间跨度在一定程度上影响定位结果。采用多项式拟合的运动学统计定轨方法归算了上升器受控落月轨迹及落月位置,并与单点定位结果符合在40 m内。根据相关处理机最后输出时刻推算得到精确至ms的上升器的落月时刻。

     

晓天—磨子潭韧性剪切带变形模拟及其对北大别穹隆构造演化的指示

现今出露在北大别穹隆北界上的晓天—磨子潭韧性剪切带是早白垩世造山后伸展活动的产物。野外观测、室内石英C轴组构与运动学涡度测量指示,这一NWW—SEE走向、倾向NNE的韧性剪切带,呈现为正左旋走滑运动,以简单剪切变形为主。该剪切带内现今所保留运动学特征及其在空间上的变化反映其形成后经历过旋转改造。以实测组构为约束的变形模拟揭示,该剪切带在早期伸展活动时为中地壳内上盘向280°方位运动的水平韧性剪切带,后在北大别穹隆上拱中被动地抬升而成为现今状态。北大别穹隆西强东弱的上隆幅度是晓天—磨子潭韧性剪切带被不均匀抬升和旋转的主要原因。该剪切带与北大别穹隆皆为早白垩世造山后重力垮塌中形成的,具有科迪勒拉型变质核杂岩特征。     

银盘恒星运动学和化学丰度与银河系结构

大样本的银盘恒星的运动学数据和元素丰度特征是研究银河系结构及演化，尤其是银盘形成和演化的2个重要探针。本文首先介绍了银河系的总体结构特征，然后较详细的综述了以上2个探针的重要性。对我国LAMOST项目在研究银河系结构方面，尤其是银盘的形成和演化方面的能力作了合理的分析。