刘小康:“大家都是自己的设计师”

自1984年以来,刘小康已经获得300多个国内、国际设计奖项,2004年为屈臣氏设计的矿泉水更是获得了"Bottled water worlddesign award",在满足水瓶的基本功能外,融合了艺术、文化、设计与商业等因素,同时也达到提升品牌市场占有率和促进本土文化的效果。除了商业方面的设计。

腰椎“内聚式”对称减压人工诱导突出椎间盘自然回缩的减压机制

背景:腰椎间盘突出症传统手术通过“环”神经广泛式切除进行减压及摘除突出腰椎间盘,存在神经损伤造成瘫痪、腰椎失稳、突出复发、椎间隙感染以及邻椎病等多种风险及并发症。目的:提出腰椎“内聚式”对称减压人工诱导突出椎间盘自然回缩术,观察这种新术式的人工诱导突出椎间盘自然吸收现象及早期临床疗效,并分析其减压机制。方法:纳入2021年3月至2023年5月郑州大学第一附属医院骨科收治的腰椎间盘突出患者214例,其中对照组81例行保守治疗,试验组133例接受腰椎“内聚式”对称减压人工诱导突出椎间盘自然回缩术治疗。试验组术前、术后即刻(7-14 d)及术后早期(1年以上)分别使用MRI图像测量腰椎间盘突出的体积变化,CT图像测量腰椎棘突韧带复合体后移距离以及侧隐窝宽度和高度,日本骨科学会评分评估患者神经功能恢复情况。结果与结论:(1)对照组:保守治疗81例腰椎间盘突出患者共171个突出腰椎间盘,平均随访时间(22.7±23.1)个月;171个突出腰椎间盘就诊时及末次随访MRI测量突出腰椎间盘体积分别为(551.6±257.9)mm3和(792.2±330.4)mm3,体积平均增大率为(53.2±44.4)%,差异有显著性意义(P<0.001);171个突出腰椎间盘中有4个发生了自然回缩现象,吸收比为2.3%(4/171),吸收率为(24.5±9.9)%。(2)试验组:133例腰椎间盘突出患者共285个突出腰椎间盘。①术后即刻:所有患者均完成术后即刻随访,285个突出腰椎间盘中有229个发生回缩,吸收比为80.3%(229/285),平均吸收率为(21.5±20.9)%,显著及完全吸收占6.5%;上腰椎共70个突出腰椎间盘,吸收比为85.7%(60/70),平均吸收率为(23.1±19.5)%,最大吸收率为86.6%;下腰椎共215个突出腰椎间盘,吸收比为78.6%(169/215),平均吸收率为(21.0±21.3)%,最大吸收率为83.2%;上腰椎与下腰椎显著及完全吸收分别占5.7%和6.5%,无统计学差异(P>0.05);术后即刻棘突韧带复合体后移平均距离为(5.2±2.8)mm;术前和术后即刻相比,左侧、右侧侧隐窝的宽度、高度均无统计学差异(P>0.05);术后即刻日本骨科学会评分由术前(10.1±3.4)分提升至(17.0±4.8)分,术后即刻有效率达95.6%;②术后早期:其中46例患者完成术后早期随访,共101个突出腰椎间盘,吸收比为94%(95/101),平均吸收率为(36.9±23.7)%,显著及完全吸收占30.6%,最大吸收率为100%;101个突出腰椎间盘中有3个体积未发生变化,体积不变率为2.97%(3/101);101个突出腰椎间盘有3个突出椎间盘体积增大,增大比为2.97%(3/101),增大率为(18.5±18.4)%;日本骨科学会评分由术前(9.3±5.1)分提升至(23.5±4.0)分,优良率达93.4%。(3)对照组和试验组术后早期突出腰椎间盘吸收比分别为2.3%及85.9%,差异有显著性意义(P<0.001)。(4)并发症:试验组有2例发生切口渗液,延迟愈合,经换药等保守治疗切口愈合,且该组未发生神经损伤或死亡,也未再行二次手术。(5)结果显示,腰椎“内聚式”对称减压人工诱导突出椎间盘自然回缩术是一种可避免“环”神经广泛切除且可获得满意早期临床疗效的治疗腰椎间盘突出的新方法,不破坏腰椎关节突关节,也不改变侧隐窝基本解剖结构,完整保留突出腰椎间盘并可诱导其发生显著甚至完全的人工诱导突出椎间盘自然吸收;腰椎“内聚式”对称减压人工诱导突出椎间盘自然回缩术为腰椎间盘突出症的临床治疗提供了新的依据和方法。

纳米时栅位移传感器的理论模型与误差分析

纳米位移测量技术及器件是实现纳米精度定位与控制的"眼睛",针对现有的纳米位移测量方法在大量程和高精度之间难以兼顾的现状,提出一种基于交变电场的驻波合成电行波的新方法,研究一种新型的纳米时栅位移传感器。对纳米时栅的工作原理进行了详细分析,构建了一个受4路位移信息调制的行波表达式,通过对表达式的理论推导,分析了2路驻波幅值不相等、单路驻波正负幅值不相等以及驻波中包含高次谐波分量等因素导致的误差规律。在此基础上开展了大量验证性实验,结果证明了理论分析的正确性。根据理论分析和实验结果,明确了纳米时栅一次、二次和四次误差的产生原因,据此对传感结构和参数进行了优化设计,最终在200 mm测量范围内精度达到±300 nm。

纳米时栅位移传感器电场分布与误差特性研究

针对现有纳米测量技术量程小和测量环境要求苛刻等不足,提出研究一种以高频时钟脉冲作为计量基准的新型纳米位移传感器,利用差动平行电容极板构建的交变电场进行精密测量。为了优化传感参数并提高测量精度,对纳米时栅传感器在不同参数条件下的电场分布与误差特性进行了研究。首先根据其测量特征,利用ANSYS软件建立二维仿真模型,对不同参数条件下传感器的电场分布进行分析;再通过实验验证,找出不同参数与误差特性之间的关系;最后根据仿真和实验结果,对传感参数进行优化设计。实验表明:在200 mm测量范围内,传感器精度达到±300 nm。为纳米时栅优化设计和精度提高提供了可靠的理论依据和技术支持。

自动增益控制技术在时栅位移传感器信号处理中的应用

许多传感器都存在加工制造精度不足和安装误差问题,导致通过转换元件拾取的信号时强时弱,而信号幅值的波动又引起传感器的测量误差。针对这一问题,作者在“运用电子技术去弥补机械精度的不足”的思想指导下,提出了一种电子校正的方法,将无线电信号处理中的自动增益控制技术应用到传感器信号处理中,并设计了由乘除法器AD534构成的自动增益控制(AGC)电路。最后,以作者正在研制的时栅位移传感器为例,给出了采用自动增益控制技术前后的对比实验结果。

时栅数控转台空间回转位置预测方法研究

时栅传感器利用时空变换技术将空域信息变换到时域,以时间测量空间位移。为了研制高精度时栅数控转台,减少动态位置反馈误差,提出了一种回转位置预测测量新方法,利用时空变换技术将时域信息返回到空域。利用时间序列理论对时栅测量值进行建模,从而预测出数控转台未来一段时间内的位置值,并利用当前测量值对前一次的预测误差进行实时修正。介绍了测量数据建模方法和预测系数估计算法。为了验证位置预测方法的有效性,设计了一套动态实验系统。实践证明,数控转台的角位移预测误差为±2″,实现了精密位置预测。

时栅位移传感器智能化实现方法研究

时栅是一种利用时间测量空间位移的新型位移传感器。研究智能化技术可以充分利用软件来提高时栅的精度、改善时栅的性能。提出一种基于数字闭环控制技术的时栅自补偿方法,消除了工作条件、电路参数变化等因素的影响。提出一种实现时栅自校零与自校准的方法,无需外部高精度基准信号,消除了时栅零点漂移和增益漂移。并提出一种实现时栅误差自校正的方法。实践证明,采用自补偿、自校零与自校准技术实现了时栅的高稳定度,采用自校正技术实现了时栅的高精度。

多抗甲素诱导小鼠巨噬细胞产生一氧化氮及其抗肿瘤作用

本研究采用肿瘤细胞与小鼠腹腔巨噬细胞混合培养的方法,以Griess′s法测定一氧化氮(NO)产量,MTT法测定肿瘤细胞活力。结果发现多抗甲素(PolyactinA,PAA)对小鼠巨噬细胞NO的释放有促进作用,同时可在体外通过NO直接杀伤肿瘤细胞。

基于分时复用反射电极结构的高精度绝对式时栅角位移传感器

提出了一种基于分时复用反射电极结构的高精度绝对式时栅角位移传感器。以增量式时栅传感器为基础,将单对极与多对极相结合,整周多对极作为精确测量部分实现高精度,整周单对极作为粗略测量部分实现绝对定位。提出了一种分时复用反射电极结构,粗测部分和精测部分共用一组反射电极和接收电极,因此结构更加紧凑,便于小型化,同时动子无需引线,应用环境更广。通过分时间段对粗测部分和精测部分施加激励信号,并把不工作的电极接地,可以有效消除粗测部分和精测部分之间的串扰,保证测量精度。采用PCB技术制造了外径Φ=60 mm,内径Φ=26 mm的传感器样机。通过理论分析和结构优化,最终实验结果表明传感器的测量精度达到了±12″。

空间精密位移信号软细分方法研究

为了解决高精度数控装备对位移传感器高分辨力反馈的需求,本文提出通过对空域信号特征的分析,从时空变换理论模型的角度去研究位移测量问题;利用光栅周期性栅线作为等空间位置触发位置采样建立空间序列模型;通过对光栅莫尔条纹信号自适应预测细分模型阶数与系数估计算法完成光栅莫尔条纹信号细分。实验结果证明此方法可以实现光栅莫尔条纹400倍细分,细分精度优于信号周期的±1%。此细分方法利用光栅刻划精度,信号细分精度与光栅信号波形质量无关,在不增加硬件的条件下实现光栅莫尔条纹精密细分,具有重要实际应用价值。

基于二次调制的高精度多圈绝对式时栅角位移传感器

提出了一种基于二次调制的高精度多圈绝对式时栅角位移传感器,该传感器由单圈绝对式传感器与多圈计数模块组成。首先,采用两级单排式时栅角位移传感器构成单圈绝对式传感器,通过第一级传感器构建四路正交的行波信号,将差动的两路行波信号直接反射,作为精测信号;同时,利用第一级四路正交的行波信号作为第二级传感器的激励信号进行二次调制,获得整周单周期信号,作为粗测信号,精测信号结合粗测信号实现高精度单圈绝对式角位移测量。在此基础上,结合韦根多圈计数模块记录圈数信息,从而实现高精度多圈绝对式角位移测量。通过印制电路板技术制作了原理样机,搭建了实验平台,并进行了测试,实验结果表明:该传感器在整周范围原始精度可达±8″,并且在上电、断电情况下实现了圈数的准确记忆。

工科学生课程设计与综合素质培养

一、课程设计的地位和作用 面对人类社会发展的需要，教育界围绕如何进行21世纪人才培养的问题不断探索，提出了如何进行素质教育、创造力培养等一系列问题。为了适应现代科学技术的飞跃发展，这些年课程设置、教学目标等有了很大的改革：增加一系列与新科技相关的课程，进一步压缩传统课程。如机械类的学生增加了有关计算机技术方面的课程，机械设计等传统基础课程的教学学时相对减少，课程设计作为工科学生大学阶段学习的一个重要环节，其学时基本没有减少。一般机械设计课程的计划学时为46～58个。而课程设计的计划学时就有2～3周（每天按4小时计算也有40～60学时）。由此可见课程设计在大学本科教学中的地位和重要性。

基于Zigbee室内定位系统的指纹库优化算法

Zigbee无线传感器网络的接收信号强度指示(RSSI)可以用来提供位置服务,使用RSSI建立指纹数据库设计定位算法能够得到良好的定位效果,但指纹数据库的采集和建立精度会直接影响到最终的定位精度,而一般方法建立的指纹数据库误差较大。为此,通过对Zigbee网络指纹数据库采集和建立过程进行研究,提出一种Zigbee网络中指纹数据库采集、建立及优化的算法。在定位区域将各采样点采集到的指纹数据库源数据进行滤波处理,建立高精度的指纹数据库。利用Zigbee平台组建无线网络进行实验,分别使用针对该定位系统提出的限定区域最邻近算法、限定区域加权最邻近算法、限定区域贝叶斯算法进行定位计算。实验结果表明,运用优化后的指纹数据库在短距离范围内定位平均误差可限制在1.5 m以内。

自补偿技术在时栅位移传感器中的应用

基于时空坐标转换理论而研制的时栅位移传感器实现了以时间测量空间,但关键是要构建一个以恒速V运动的坐标系。V的稳定度直接决定时栅的性能。为提高时栅的测量精度,采用数字闭环控制方法去获得恒速V,提出了一种时栅位移传感器自补偿方案,以消除温度、电子元器件等因素的影响。实践证明,运用自补偿技术抑制了时栅输出值的漂移现象,该技术在时栅中的应用是成功的。并且这种自补偿功能的实现体现了时栅所具有的智能性。

基于Zig Bee无线传感器网络的一种室内定位新方法

针对一般Zig Bee网络提供的定位方式只是一种被动的监控式的定位方式,设计了一种同时提供被动定位和主动定位2种方式的双向定位系统。给出了系统硬件结构,双向定位的Zig Bee协议栈编写方法;通过组建网络,让移动节点和协调器同时获得定位所需的接收信号强度指示(RSSI),且同时使用基于路径损耗模型的指纹数据库,运用限定区域的3种定位算法进行定位计算。实验结果表明:此系统可以实现主动定位和被动定位同时进行的双向定位模式,且定位精度可达到2 m以内。

喹诺酮类药物对豚鼠心电图的影响

目的 观察比较环丙沙星、左氧氟沙星和司帕沙星的心脏毒性。方法 记录腹腔给药后豚鼠心电图 ,探讨对心电图各项指标的影响。结果 环丙沙星、左氧氟沙星及司帕沙星均能引起豚鼠心电图异常 ,出现 QT间期显著延长、室性早搏、房室传导阻滞等 ,而其他指标未见显著改变。在同等剂量下 ,左氧氟沙星对心电图影响最小 ,环丙沙星与左氧氟沙星接近 ,而司帕沙星而对心电图影响最大。结论 环丙沙星、左氧氟沙星及司帕沙星均可引起豚鼠心电图改变 ,但左氧氟沙星及环丙沙星的作用低于司帕沙星。

基于分时方法的高精度反射绝对式纳米时栅位移传感器设计

本文提出了一种反射绝对式纳米时栅位移传感器的传感方法。采用反射单列式传感器作为反射绝对式传感器的精密测量部分,记为传感器A。为了实现绝对位移测量,设计了一个与传感器A相差一个周期的反射单列式传感器,记为传感器B,利用传感器A与传感器B相位作差实现绝对位移测量。采用标准印刷电路板技术制作了传感器样机,搭建了实验平台,进行了实验测试。测试结果表明,激励电极引线方式对接收电极带来干扰,从而造成一次谐波误差。为了抑制误差,提出了交叉反射结构和分时方法,交叉反射结构将感应电极与另一端的反射电极引线相连,增大激励电极和接收电极的距离,分时方法通过不同时间段对传感器A和传感器B施加激励信号,并把不工作的电极接地。实验表明该结构和方法相互配合有效的抑制了干扰,最终在400 mm范围内,补偿后实现了±300 nm的测量精度。

平面二维时栅位移传感器的理论模型与误差分析

本文提出了一种平面二维位移测量方法,并研制出了一种新型的平面二维时栅位移传感器。首先,建立了平面二维时栅测量模型,采用一种离散化的电极编码阵列,实现了二维平面上的编码;其次,提出了一种测量信号解耦方法,通过对4块正交排列的动尺电极上的感应信号进行线性运算,实现了对输出行波信号的解耦;建立了三维电场仿真模型并进行仿真分析,仿真结果验证了离散化电极编码的可行性和解耦运算方法的有效性;此外,通过仿真得到了平面二维时栅位移传感器的误差特性,其主要以4次误差为主,并且随着间隙的增大而衰减;最后,采用PCB工艺制造了传感器样机进行实验。实验表明:在300 mm×300 mm范围内,二维时栅传感器在X方向大量程误差为±8μm,Y方向大量程误差为±8.4μm,实现了可靠的二维位移测量。

基于熵权的短切碳纤维质量模糊综合评价

为解决短切碳纤维制备过程中存在的质量不稳定及难以控制等问题,对影响短切碳纤维质量的工艺参数进行了研究.选择烘箱温度、压辊压力、刀辊压力和短切速度4种工艺参数为评价因子,长度离散度、宽度均匀性离散度、断口整齐度和断面形貌为质量评价指标,用正交法设计碳纤维短切实验,得到不同工艺参数的短切碳纤维样品,然后基于实验数据采用熵理论确定质量评价指标的客观权重,最后应用模糊综合评价方法对工艺参数进行综合评价.评价结果表明,当烘箱温度为150℃、压辊压力和刀辊压力分别为0.2和0.4 MPa、短切速度为6.9 m/min时,制备出来的短切碳纤维质量最好.