当火灾、地震、洪水等灾害发生时，电梯、吊车等常规提升装置受到限制无法使用或及时架设，导致人们错过最佳逃生或救援时间，因此客观需要一种体积小、负载大、自重轻的救援设备，便携式绳轨提升装置(Portable Rope-Track Hoist， PRTH)就是这样一种设备。PRTH可由单人携带，将绳索作为轨道，依靠自身机构与绳索之间的作用力(往往是摩擦力)来带动负载沿绳索运动。

CTn T即一类血清标识物,其评测心肌细胞受损后的特异特性与灵敏程度都较优,这一指标运用到评测心力衰竭与左室射血分数之中尤为精准,还可以全方位凸显出心功能衰竭患者的预后[4]。心肌细胞只要产生了缺血性或是非缺血性地死亡,心肌细胞的构造被损坏,其中产生的各类心肌活性标识物酶就会进至血液之中,而其中就产生了CTn T。所以,心肌细胞受损引起的CTn T上升机理尤为清楚。此次研究结果指出了,借助CTn T辅以监测后,患者的敏感特性与特异特性都大过CK-MB,且全方位凸显出了患者的预后。这类研究成果在我国已经被有关专家所证实。

体积、自重、负载能力是制约PRTH应用的重要因素，体积越小、自重越轻、负载能力越强则PRTH的适用范围越广。因此展开面向PRTH提升能力的研究对进行以小型、轻量、重载为目标的PRTH优化设计、提高其实用性具有重要意义。目前直接针对PRTH展开的学术研究尚不多见[1-2]，相关研究往往面向矿井提升机[3-5]、带传动[6-9]、扭轮传动[10-11]等装置的传动力与效率展开研究，另一部分则重点研究钢丝绳内部应力、磨损与可靠性[12-13]。然而由于PRTH与常规提升装置相比差异明显(①PRTH使用的传动介质为柔性绳索而非皮带、V型带或钢索；②PRTH的摩擦轮半径较小，绳索半径与之相比不能忽略)，因此现有相关结论对PRTH的适用性还不清楚，需要进行有针对性的研究。本文将围绕基于摩擦力的PRTH轮盘-绳索摩擦规律进行研究，为装置进一步的优化设计提供依据。

3)通过优化前后运动参数曲线的对比分析，可知优化后的机构保证栽苗直立度，运动稳定性好，但需要对凸轮的回程段进行改进，以避免加速度的突变值过大。

1 提升力的经典理论推导

PRTH工作时摩擦轮在电机带动下沿绳索滚动升降(转速为ω)，绳索作为轨道在空间保持整体不动。与摩擦轮接触的绳索段受力见图1，绳索A端的拉力FA即为提升力，FB为施加于绳索B端的轴向拉力，其可以通过悬挂重物抑或施加其他形式的约束力来实现。绳索在摩擦轮上包角为φ(φ可进一步分为滑移角θ与黏滞角φ-θ，当θ=φ时产生最大摩擦力，提升力研究即是针对该情形进行分析)，对绳索AB之间α位置的一段微小绳索(弧度为dα)进行分析，可得到：

  

图1 绳索受力图Fig.1 Force diagram of the rope contact with wheel

(1)

式中，Fα与Fα+dFα为绳索微段两截面所受拉力，fα、Mα、Nα为绳索微段受到的摩擦力、离心力与支持力，μα为其与轮盘表面之间的摩擦系数，ρ为单位长度绳索质量，假设在整个包角范围内摩擦系数为常数μ，即μα=μ,α∈[0,φ]。由于dα≈0，因此在式(1)中有略去二阶微量另因ρ值较小且转速ω不高，可忽略离心力，积分得到：

=eμφ

(2)

式(2)即为轮盘-绳索摩擦提升力的计算式，其最先由数学家欧拉推导得出，因此也被称为欧拉公式。其结论基于两点假设：①假设轮盘-绳索之间的摩擦系数处处相等；②默认可以忽略绳索或皮带等传动介质的几何特性(即绳索半径相对于轮盘半径可忽略，Rr≪Rw)。由于PRTH所用绳索的力学性能、摩擦轮机构尺寸等方面具有特殊性，以上假设与结论对PRTH的适用性需要通过实验来验证。

2 实验原理、装置与过程

由式(2)可知，影响轮盘-绳索摩擦力的因素有摩擦系数μ、包角φ与末端拉力FB。设计如下实验对式(2)描述PRTH提升能力的适用性进行考察。

2.1 实验原理与装置

健康8周龄雄性SD大鼠30只，由中国人民解放军总医院实验动物研究中心提供，经过解放军总医院实验动物管理和使用委员会批准，严格执行动物实验程序，饲养于自动供应食水、12 h光照/黑暗循环条件的塑料盒中。

自从钟嵘在其《诗品》中评陶渊明为“古今隐逸诗人之宗”以来，认为陶渊明出仕的思想总是占主流，许多学生就简单地把《归去来兮辞》中的“平生之志”理解为出世，认为陶渊明天生就是一个无欲无求的隐士。这是一种非常浅显和没有根据的理解。陶渊明在《杂诗》中写道“忆我少壮时，无乐自欣豫。猛志逸四海，骞翮思远翥。”“猛志”“思远翥”，无不表明他想像大鹏一样振翅翱翔，想有一番大的作为。在《读山海经》中写道：“刑天舞干戚，猛志固常在。”在《癸卯岁始春怀古田舍》（其二）中写道“瞻望邈难逮，转欲志长勤。”其中的“志”“猛志”不正是他的建功立业的“平生之志”吗？

搭建实验平台如图2(b)所示，轮盘通过固定在实验台上的电机带动旋转，电机由对应驱动板卡控制。为满足不同大小负载作用下拉力测量精度，实验选择两款测量范围分别为0～1 kN与0～5 kN的BK-2B型传感器，该传感器由中国航天空气动力技术研究院研制，直线度、滞后与重复性均达到了±0.02% F.S，输出灵敏度为1.5～2.0 mV/V，工作温度为-35～+80 ℃。所用变送器型号为TS-2-001，精度优于0.1% F.S，工作温度为-20～+85 ℃。传感器的原始信号经变速器放大为0～5 V的电压信号后输出，经单片机的模数转换后以0～(210-1)的形式传至上位机中并被储存，实验数据采集频率为3 kHz。从以上数据可知，力学信号经过采集与传送，积累误差在±0.3% F.S以内，而经M3级标准砝码标定后(误差不超过±0.05%)，实验设备的线性度、重复性与精度均在标称之内，满足实验精度要求。

  

(a) 实验平台原理示意图(a) Schematic diagram of experimental platform

  

(b) 实验平台实物照片(b) Photo of experimental platform图2 实验平台Fig.2 Experimental platform

本研究不涉及摩擦轮的材料、表面形貌与织构对摩擦现象的影响，因此实验所用的摩擦轮均为铝合金材质，表面为圆柱面，经喷丸硬化与氧化处理，粗糙度、硬度均匀同质，并可确保其在实验期间摩擦性质不会发生变化。实验所用绳索为PRTH配套专用绳索：由于PRTH运行方式独特，其对绳索性能要求极高，配套绳索与市面常见绳索有较大区别，因此实验将仅针对其配套绳索展开，而在该情况下轮盘-绳索相对尺寸的影响即可简化为轮盘半径Rw的影响；专用绳索由芳纶长纤维编织而成，直径在9.5～10 mm之间，拉伸强度约为钢丝的6倍。

2.2 实验过程与数据预处理

实验中通过在绳索末端悬挂砝码的方式施加FB，待砝码稳定后，逐渐增加电机输入功率直到轮盘在电机带动下与绳索发生整体相对滑动，在该情况下保持轮盘转速稳定运行一段时间后关闭电机，此为一个完整的实验周期。过程中，绳索与轮盘之间的静摩擦力在两者即将发生相对滑动的瞬间达到最大值，该时刻绳索固定端拉力即为提升力。

采集上述过程的力学信号，对其进行换算并用算术平均法滤波后得到绳索固定端拉力随时间变化曲线，见图3(a)，图中曲线尖峰值即对应轮盘-绳索的提升力FA，利用式(2)可求得对应的静摩擦系数(之后比较稳定的一段对应轮盘与绳索发生宏观相对滑动摩擦阶段，其变化规律不属本文讨论范围)。

在相同实验条件下(每次更换新绳索以避免绳索磨损带来误差)，进行10～15次重复实验，并剔除超出95%置信度的点，如图3(b)所示，测量的平均值FA-aver=321.7 N，标准差s=5.5 N，剔除一个置信区间FA-aver±2s范围外的点，并将新得到的FA-aver=320.7 N参与后续计算。从测量值可以看到数据的重复性较好，这表明，虽然在相同条件下绳索与轮盘的摩擦提升力是在一定范围内波动的随机值[14-15]，但波动范围较小，摩擦提升力比较稳定，因此可以用控制变量法对提升力的变化规律进行研究。

  

(a) 绳索固定端拉力变化曲线(a) Curve of the tension on the fixed rope end

  

(b) FA测量的重复性(b) Repeatability of the measured FA图3 FA的选值及其测量的重复性 Fig.3 Measuring of FA and its repeatability

这家公司更贴心。桂林某公司为鼓励员工健身，员工限期减肥可获相应奖励，最高每减1公斤奖300块钱。有人承诺减重30斤，算下来可获奖4500元。当然，没完成减肥目标的要接受罚款。

3 实验结果与分析

实验结果显示上述因素对提升力FA及对应的静摩擦系数μ的影响如下：

据悉，港珠澳大桥主桥仅在珠海设1个收费站，该收费站包括20条收费通道。内地ETC和香港快易通可在桥上自动扣费。现金缴费需使用人民币，非现金结算以人民币计价。同时，民众还可使用银行卡、支付宝、微信等方式付款，收费标准以人民币为基准，港澳两地按照扣费时的汇率实时换算。

1)在其余情况均一致的条件下，FA随FB的增加而增加，但并非线性增加；静摩擦系数随着FB的增加而降低，如图4所示。为方便对比给出FA/FB值随FB的变化，图5、图6同。

2)FA在小范围内与包角近似成指数关系，但两者之间误差会随着包角范围增加而变大；包角范围内的平均静摩擦系数随包角的增加而降低，如图5所示。

3)相对尺寸(或轮盘半径)对轮盘-绳索的摩擦现象有显著的影响，FA与静摩擦系数均随相对尺寸的增加而增加，静摩擦系数随轮盘半径变化趋势见图6。

以上实验现象说明了理论推导过程中进行的简化假设与实际情况不符，需要对轮盘-绳索之间的摩擦现象进行重新考察。

  

图4 静摩擦系数与拉力比随绳索末端拉力FB变化趋势Fig.4 Trend of friction coefficient and tension ratio with end tension FB

  

图5 静摩擦系数与拉力比随包角变化趋势Fig.5 Trend of friction coefficient and tension ratio with wrap angle

  

图6 静摩擦系数与拉力比随摩擦轮盘尺寸变化趋势Fig.6 Trend of friction coefficient and tension ratio with wheel radius

3.1 尺寸效应

将轮盘-绳索相对尺寸对两者接触摩擦的影响称为尺寸效应。因为PRTH体积小、机构紧凑，其摩擦轮尺寸不可能太大，绳索半径相对于轮盘半径不可忽略，实验表明其尺寸效应明显。轮盘-绳索之间的静摩擦系数随着轮盘半径的增长而增长但增长趋势变缓，那么随着轮盘尺寸的增加，摩擦系数可能会一直增长也可能会逐渐趋近于一常数。考虑极限情况，轮盘半径增长的极限状态是平面，而绳索与平面之间的静摩擦系数应为一常值，该值应该就是轮盘-绳索静摩擦系数增长的极限，因此摩擦系数应随轮盘半径增加而趋于稳定。构造如下两种符合这种趋势的模型：

 

(3)

 

(4)

其中，μ∞为绳索与同质表面之间的摩擦系数。

通过选择适当的参数，两个模型均可与实验结果很好地符合，其中式(4)的模型误差更小，对比见图7。

  

图7 静摩擦系数尺寸效应模型与实验数据对比Fig.7 Comparison of model with experimental data about size effect on friction coefficient

3.2 末端拉力与包角的影响

摩擦学研究表明，摩擦力与真实接触面积关系密切[14-15]，黄平等建立了基于真实接触面积的摩擦模型[16]，假设两者成正比。借鉴该假设并以此出发，将绳索与轮盘接触表面简化为理想圆柱面，可得真实接触面积与法向载荷成亚线性关系，最终可得到符合式(15)描述的结果，并将其作为摩擦系数随包角变化的模型表达式。

 

(5)

对上式中的Fi、Fj进行对比，得：

 

(6)

即：

 

(7)

 

(8)

以上说明：任意给一个末端拉力，均可将其看作为从同一最初末端拉力经过一定包角范围内的摩擦力积分的结果，FB的增加可以看作是φ增加的一种特例，两者对FA与摩擦系数的影响应该是等效的，因此将围绕包角φ展开分析，不再就末端拉力的影响进行单独讨论。

由式(8)可知，包角内的平均静摩擦系数值即为每个微段内静摩擦系数的等权平均值。该结论同样适用于任意一段包角范围内的平均静摩擦系数：

 

(9)

 

(10)

将摩擦系数随包角变化的函数记为μ(φ)，则有：

 

(11)

取F0=1 N，则lnF0=0，进而有：

 

(12)

即：

 

(13)

那么通过实验测得不同包角下的静摩擦力，对其进行运算、拟合与求导即可得到近似描述静摩擦系数随包角变化的函数。而在实际中只需要知道应用范围内的曲线，该情况下针对规定的末端拉力进行包角实验，经过类似处理即可得到特定情况下摩擦系数随包角变化的函数。

根据以上分析，μ(φ)应随包角φ单调递减且趋于常值，即其一次导函数应为负值且逐渐趋近于0；而根据物理意义其积分函数应单调增加，因此构造如下形式的μ(φ)：

关于提升力的计算，在式(16)得到的摩擦系数模型的基础上，可利用式(17)求得，而式(16)与式(17)共同构成了轮盘-绳索摩擦提升力的数学模型。

μ(φ)=aebφ+c

(14)

μ(φ)=aφb+c

(15)

以上两式中均有a>0，b<0，c>0，这两种形式的函数均能符合以上要求。选择合适参数，模型预测与实验值的差别如图8所示，可以看到两者误差较小，而当包角增加到一定程度后其对摩擦的影响非常轻微，lnFA随包角近似呈线性增长。

  

图8 包角对摩擦力影响的模型与实验数据对比Fig.8 Comparison of model with experimental data about wrap angle on friction

包角φ与末端拉力FB的增加均会导致静摩擦系数的下降，首先讨论包角的影响。摩擦系数随着包角变化，但在很小的包角范围内其可以当作不变，则式(2)结论在此小范围内依然成立。将整个包角均分为n段，第i微段包角内摩擦系数为μi-1,i，另记在任意一段包角φi,j内平均摩擦系数为μi,j，则有：

实验中，通过改变绳索末端悬挂砝码的重量来改变末端拉力FB；通过改变传感器铰接在实验台的位置改变包角φ；通过更换不同半径Rw的轮盘来改变相对尺寸。

由上文知，在相同实验条件下真实摩擦力也会在一定范围内发生随机波动。在实验测量与数据处理过程中，当包角增量Δφ较小且样本数不足够大时，可能出现FA(φ+Δφ)≤FA(φ)的情况，此即为图8中数值波动的原因，但这些随机性并不会改变总体变化趋势。

以PRTH为应用背景，利用控制变量法对轮盘-绳索之间摩擦提升力进行了系统的实验研究，经过分析得到以下结论：

轮盘半径会影响绳索弯曲的曲率半径，这对轮盘-绳索之间摩擦的影响是全局性的，即在相同包角下不同半径的摩擦轮与绳索的摩擦系数均符合式(4)描述的规律。

包角对摩擦系数的影响也是全局性的，其根源来自于绳索力学特性的非线性。随着包角增加，绳索承受的拉力、形变、接触与摩擦均呈现非线性增长。

轮盘半径与包角对摩擦系数的影响是耦合的，轮盘半径的影响随着包角的增加而增加并趋于稳定；包角的影响则随着轮盘半径的增加而减小同时也趋于稳定。式(16)为两者对摩擦系数共同作用的数学模型，变化趋势见图9。

 

(16)

BIM在施工过程中的质量控制的最大优点，就是提高了施工单位项目部内部班组实施质量信息的沟通效率，而且大大改善了施工单位与其他项目参与方的沟通组织及协调。基于BIM沟通，不管你在哪里，都能随时随地检查质量信息，移动端就能发出指令要求，就能要求整改并上传质量信息。坐在办公室的项目领导只需打开相关系统及软件，就能够实现查阅质量信息及发布远程管理指令，便于工程项目的远程管理、控制及组织协调。

 

(17)

  

图9 摩擦系数在包角与尺寸耦合作用下的变化趋势Fig.9 Trend of friction coefficient with wheel radius and wrap angle

4 结论

3.3 尺寸与包角耦合影响下的轮盘-绳索摩擦模型

1)末端拉力、包角、轮盘-绳索相对尺寸对二者之间的摩擦现象均有重要影响，摩擦提升力不能用欧拉公式进行准确描述；

2)轮盘-绳索摩擦现象具有明显的尺寸效应，静摩擦系数随着轮盘半径的增加而增加并趋于稳定，提升力随轮盘半径正相关；

3)轮盘-绳索之间的静摩擦系数与末端拉力及包角呈负相关的非线性关系，提升力则随两因素成正相关非线性关系，两因素对轮盘-绳索摩擦提升的影响等效；

4)得到了轮盘-绳索间静摩擦系数与摩擦提升力在末端拉力、包角、相对尺寸(或轮盘半径)等因素综合作用下的数学模型。

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从丢失钱包，到看到捡到信息出现在网上，前后是3个小时，这个速度已经够快了。但是这位警察说，一般情况下，如果有人把捡到的东西送到警察岗亭或警察署，只要有名字可以确认，都会在第一时间直接登录失物招领网站。他说：“丢失东西的人一定很着急。”但是警察打电话去咨询后得知，保管钱包的人已经下班，钱包锁在保险柜里。没办法，只能等过了周末去领。

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如图2(a)所示，绳索跨过轮盘形成大小为φ的包角，一端悬挂砝码，另一端与力学传感器相连，而力学传感器的另一端则铰接在实验台的挂环上。测量绳索围绕轮盘的包角及其两端拉力，利用式(2)可以求出在对应包角范围内的等效最大静摩擦系数。如前文的简化成立，则在不同情况下摩擦系数应保持不变，否则摩擦系数应改变，由此可以检验摩擦系数恒定假设的合理性；此外通过测量不同半径轮盘在相同包角与末端拉力情况下的提升力，通过观察末端拉力是否随轮盘尺寸变化，可以检验忽略绳索尺寸假设的合理性。

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推动土地确权的一个重要原因是出现了村社集体侵犯农民土地承包权的现象，而且这种侵犯往往是在绝大多数村民的强烈要求下由村社集体实施的，这种侵犯引发了个别农户上访。为防止农民土地承包权被侵犯及减少农民上访，国家试图通过限制村社集体调整土地的权力来减少土地调整中的矛盾与冲突。这样一来，后果就是村社集体失去回应农民生产生活诉求的能力，一个积极、主动的具有主体性的集体变成一个被动的客体，成为被各种规范所束缚的缺少活力的执行上级命令完成上级任务的下级。充当国家与农民对接平台的灵活的基层组织因此不再存在，国家直接面对分散的农户，并因此使得国家失去了对基层简约有效的治理能力。

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我省应加强饲料的技术研发，开发利用当地的农副产品，加强技术推广，优化饲料配方，既有利于循环经济，又降低了饲料成本。我省有丰富的农业资源，如果积极挖掘平原地区的小麦、蔬菜等农产品和坝上地区的燕麦、土豆等饲草、饲料资源，就会弥补我省饲草总量的不足，降低饲草、饲料受国家政策、进出口贸易等因素的影响。同时，应建立与生猪、奶牛、肉牛和肉羊养殖规模相适应的饲料加工企业，满足本地饲料市场需求，降低饲料购买流通成本，提高养殖效益。

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竞选最后，赵老师突然问：“还有谁想竞选呢？”这一句话，让我看到了希望，我立马举起了手，可接着老师又说了句让我措手不及的话，“好，那就请周亦畅同学来发表竞选演讲”。我心里一惊：什么？我没有准备稿子啊，怎么演讲？没办法，只好临场发挥了。站在讲台上，感觉比上春晚还紧张，慢慢地，我努力让自己平静了下来，可说着说着，我还是编不下去了，支支吾吾，半天说不出话来，只能直接结束自己的演讲……

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试样的干密度也会对试样强度产生影响,由图5可知,混合物试样的强度主要是由膨润土承担.纯膨润土试样的干密度为1.5 g/cm3,而在掺砂混合物试样中,膨润土的干密度可用膨润土有效干密度ρb的概念[13]进行计算:

不经论证，就在不适合的地区盲目引种栽植，成功的概率会很低。主要表现有：选址不对，选种不妥，水源欠缺，排涝不畅。

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