胰高血糖素样肽-1受体激动剂对糖尿病患者心肌细胞抗凋亡作用及相关机制研究进展

胰高血糖素样肽-1(glucagon-like peptide-1,GLP-1)是一种内源性肽类激素,其主要通过激活胰岛素分泌和抑制胰高血糖素的释放来调节血糖水平。GLP-1受体激动剂(glucagon-like peptide-1 receptor agonists,GLP-1RAs)作为一类创新的合成降糖药物,它可以起到和GLP-1相同的作用,同时具有更强的抗分解特性。现有研究指出,GLP-1RAs能够显著减少2型糖尿病患者心血管事件的发生率,并改善心血管疾病的预后,尽管其确切作用机制仍待进一步明确。本文综述了GLP-1RAs对心肌细胞的抗凋亡作用及其潜在机制,旨在深化对GLP-1RAs在心血管保护方面作用的理解,这对于优化糖尿病患者的治疗策略具有重大意义。

“机械工程基础”课程的项目化教学改革探索与研究

为进一步响应国家“新工科”建设需求和对新质生产力的要求,探索地方应用型高校人才培养新模式,以“价值引领、基础宽厚、专创融合、产教协同”为指导思想,以项目化教学为突破口,针对“机械工程基础”课程在应用型高校人才培养中存在的问题,开展多层次、多途径、多元化的教学模式改革。本着“项目为导向,问题探究为引领,专产创相融递进”的培养思路,设计融入实践应用的项目化课程内容,形成以“团队式指导、协作式学习”为原则的课程组织形式,建立注重综合素质的考核评价方式,培养具有远大理想抱负、强烈进取意识、勤奋学习风气、扎实基础理论、科学知识结构、优良素质能力、持续发展潜力的创新型应用人才。

语料库方法在汉语第二语言习得研究中的应用研究

本文对国内中文核心期刊论文中汉语二语习得语料库方法的使用情况进行了梳理,就汉语二语习得语料库方法的发展历程、研究现状、作用和局限等问题作了探讨,评述了当前汉语二语习得研究中语料库方法的发展和不足。分析结果显示:(1)语料库方法的发展历程主要分为起步期、发展期和飞跃期三个阶段,目前是该方法使用的飞跃期;(2)该方法近些年在语料收集、偏误分析研究方面有理论和应用的发展,但在用例分析、习得顺序研究等方面仍没有发挥出应用价值,仍存在着用例分析不全面、习得顺序研究数量不足、方法单一、过程不完整等问题;(3)该方法具有反映中介语全貌等两点优势以及在应用中存在着研究内容不平衡等两点不足。针对语料库方法应用于汉语二语习得研究所存在的问题,本文进行了相关的解释分析,提供了解决问题的途径,并展望该研究方法的发展前景。

柔性仿生攀爬机器人的设计与实验

由于传统刚性臂仿生攀爬机器人存在结构复杂、自由度低等缺点。本文根据仿生学原理,提出了一种以线驱动的柔性仿生攀爬机器人。柔性臂上磁吸装置可将整个攀爬机器人固定在金属表面,通过控制电磁铁的电流大小减小吸附力,从而使攀爬机器人在金属表面实现附着接触状态下的移动。使用图像处理工具对攀爬机器人进行运动学建模以及仿真,进行理论分析以及实验验证后,实验结果表明了所建立模型和驱动映射关系的合理性和正确性。

深切口椭圆柔性铰链优化设计

考虑深切口椭圆形柔性铰链比其他常用的柔性铰链更适用于具有大行程要求的柔性机构,本文对其进行了优化设计。建立了深切口椭圆形柔性铰链的刚度模型,探讨了结构参数对其转动刚度的影响。分析了深切口椭圆柔性铰链的柔度矩阵,利用Newton-cotes求积公式简化了柔度系数的计算,在此基础上构建了多目标加权优化模型,利用模糊优化设计方法对各结构参数进行了优化设计。优化结果表明:绕Z轴旋转的角位移提高了16.72%;绕Y轴旋转角位移下降了16.01%;沿X轴、Y轴和Z轴产生的线位移分别下降了10%、29.33%和51.84%。数据显示:经过优化的柔性铰链在所期望的Z轴方向上的转动能力得到了提高,同时抑制了其他方向上的运动能力,从而提高了柔性铰链的整体运动精度和结构柔度,可用于高精密、大行程光波导封装定位平台。

非共振型压电电机驱动的大行程精密定位旋转平台的建模和实验

针对目前光波导封装使用的精密定位平台行程小,结构与控制系统复杂的问题,提出了非共振型压电电机驱动的大行程精密旋转定位平台。该平台通过压电电机的连续作动和步进作动两种工作模式来满足大行程和高精度要求。首先对该精密旋转定位平台进行动力学建模,确定了系统运动方程。然后,分析其作动机理,研究影响旋转平台转速的不同因素。最后,实验研究该精密旋转定位平台的速度、步距、分辨率与负载特性,确定平台连续作动与步进作动的驱动方式。实验结果表明,在直流偏置为60V,峰峰电压为120V,频率为180 Hz的正弦波电压激励下,该精密旋转定位平台最大转速可达47 963.2μrad/s,分辨率和最大负载分别为3μrad和60g。与现有的大行程精密定位旋转平台相比,设计的平台具有行程大,精度高,结构简单,稳定可控,且装配调试方便,易于批量化生产等优势。

基于柔度比优化设计杠杆式柔性铰链放大机构

分析与研究了柔性铰链的柔度特性,用于柔性放大机构的优化设计。提出了一个通用的柔度比参数λ,探讨了具有不同柔度比λ的柔性铰链主要输出位移形式的灵敏度,分析了它对常用柔性铰链的柔度特性的影响规律。然后,以柔性铰链的柔度比λ为基本参数,在考虑柔性铰链转动中心偏移量的基础上,推导了二级杠杆式柔性铰链放大机构放大率的理论计算方法,并依据柔性铰链的柔度比特性提出了柔性放大机构的优化设计方法。开展了有限元仿真和实验研究。结果显示,优化后的柔性放大机构的放大率比优化前的放大率分别提高了0.234和0.23。实验表明,依据柔性铰链的柔度比λ对柔性放大机构进行优化设计能够有效地提高柔性放大机构的位移放大率与工作行程,进而提高放大机构的末端运动及定位精度。

一种高精度大行程2R1T并联定位平台

为了解决传统压电陶瓷驱动器所固有的高精度与大行程的矛盾,提出了一种新型可直接外力驱动的三自由度并联精密定位平台,利用压电直线电机直接驱动即可实现大行程与高精度定位。首先,分析了柔性铰链结构参数对其作动行程的影响机理,在此基础上设计了大行程圆柱柔性铰链,并对大行程圆柱柔性铰链的结构参数进行了模糊优化设计;接着,采用两个平移副和一个一体化、大行程圆柱形柔性铰链构建了并联分支链路,采用3条并联支路设计了2R1T并联精密定位平台,并通过坐标齐次变换方法构建了并联平台的运动学模型,推导出了并联平台位姿正反解;最后,对2R1T并联定位平台开展了实验研究。实验结果表明所设计的2R1T并联定位平台具有良好的运动同步性和重复性,利用压电直线电机的步进运动模式可实现精密定位,其平动定位分辨率为0. 09μm,转动定位分辨率分别为0. 8μrad、0. 9μrad和1. 0μrad;利用压电直线电机的连续运动模式可实现大行程空间定位,其平动工作行程为120 mm,转动工作行程分别为6. 18°、6. 74°和6. 58°。借助于压电直线电机的不同工作模式实现了并联平台的精密定位和大行程工作空间两个关键指标,为进一步研究2R1T并联机构的动态性能、精密定位及控制规律的实现等提供了重要的理论价值和实践基础。

双足步进作动压电直线电机的工作机理及试验

大行程和高精度是半导体加工、光波导封装等现代精密制造领域对作动器提出的新要求,在传统作动器中这两个特性往往相互矛盾从而难以同时具备。为获得满足这一要求的作动器,基于叠层压电堆器件的特点提出了一种新型步进压电直线电机的原理,详细分析了它的作动机理,该原理方案具有较大的作动行程和较高的步进分辨率,同时其输出推力与预压力成正比,有望获得较大的推力和自锁力。在原理分析的基础上,设计了电机的结构方案并加工了样机,讨论了该电机对装配的特殊要求并对样机的装配进行了验证试验,样机作动试验结果验证了该原理方案的可行性,并且在直流偏置50 V、峰峰值为100 V、频率10 Hz的正弦电压激励下,样机的平均速度达63.3μm/s,这与理论计算的相对偏差为6.9%。

基于柔性铰链的柔性放大机构参数化设计

为了对柔性微位移放大机构进行优化设计,有必要对柔性铰链及柔性放大机构进行参数化分析与研究。提出了一个通用的结构参数ε,探讨了ε对不同柔性铰链柔度系数的影响规律,并横向比较了常用柔性铰链的柔度特性。另一方面,基于柔度特性的影响分析,提出了新的参数柔度比λ,重点分析了不同柔度比λ的柔性铰链主要输出位移形式的灵敏度。以实际的桥式柔性微位移放大机构为例,利用参数ε和λ实现了该柔性放大机构的参数化设计,并用有限元软件进行了仿真计算。实验测量结果表明,对基于柔性铰链的柔性微位移放大机构进行参数化设计,最终输出位移行程与有限元仿真设计的结果误差率为3.80%。基于柔性铰链的结构参数ε和柔度比λ对柔性放大机构进行参数化设计是可行且正确的,有利于这一类柔性放大机构的优化设计。

多工作模式压电直线电机的设计与研究

提出了拥有多种工作模式的新型非共振式压电直线电机。对电机的核心部件定子结构进行了设计与建模,分析了其在3种工作模式(连续作动模式、交替步进模式以及单步作动模式)下的作动机理。对电机的布置形式、夹持机构以及预压力机构进行了设计与研究,利用有限元软件辅助分析了结构的机械强度。制作样机并分别在3种工作模式下进行了一系列实验。实验结果证明了多工作模式的可行性:在连续作动模式下施加电压为100V、频率为100Hz的正弦信号,电机输出速度为446.4μm/s;在交替步进作动模式下施加电压为100V、频率为100Hz的方波-三角波信号,电机输出速度为6 031μm/s;在单步作动模式下,电机作动单步步距小于同等条件下交替步进模式步距,当施加电压为30V、频率为1Hz脉冲信号时,其平均步距约为333.33nm。新型直线电机可以适应多种不同场合的工作需求。

双向作动大行程二自由度稳像机构

针对光学稳像系统的双向动态大行程的设计要求,本文设计了一种可伸缩双向作动的压电作动器,并基于此压电作动器设计了二自由度稳像机构。压电作动器由一个收缩式三角位移放大机构和一个伸张式三角位移放大机构组成。位移放大机构可为压电平台提供足够的行程,柔性铰链可使平台结构更加紧凑。接着,利用有限元分析软件ANSYS对平台结构进行静力学仿真,模拟了平台的位移和应力变化。最后对原理样机进行了实验分析,实验结果显示所设计压电平台在低电压和低频率下有足够大的行程和足够快的响应速度,作动器在120V电压下的输出位移在67μm左右,基本满足稳像系统的性能要求,故平台结构的设计方案是可行的。

非共振式压电直线电机中的防剪切机构

基于叠层压电陶瓷在使用中需要设计防剪切机构的特点,在总结非共振式压电直线电机的工作原理的基础上,对3种不同的防剪切机构进行了理论分析,结合已有的样机研究了其对非共振电机运动性能的影响,概述了其优势与劣势。在理论仿真分析中,得到最佳的机构形式,并对其进行结构优化,将最佳方案运用于定子结构中,制作了样机,实验结果验证了理论分析的正确性。新型样机在输入100V,100Hz的方波-三角波信号时,电机正向运动速度为209.1μm/s,反向运动速度为210.3μm/s。

杠杆放大式双足压电直线电机的建模及优化设计

杠杆放大机构设计对于杠杆放大式双足压电直线电机的性能起决定性作用。该文分析了杠杆放大式双足压电电机的作动机理,建立了基于柔性铰链的杠杆放大机构的动力学模型,对机构放大率进行了理论计算,纵向、横向理论放大率分别为3.12和1.98。利用有限元软件进行仿真分析,理论计算与有限元仿真误差分别为3.1%、14.6%。在此基础上,利用遗传算法对杠杆放大机构柔性铰链结构参数进行优化设计,优化后驱动足纵向、横向位移分别提高了17.6%、8.1%。

任务驱动式应用型本科机械制图CAD课程教学模式探索

现代工业领域对应用型人才的需求急剧增加,为了提高学生的实践应用能力及科学素养,在传统的本科机械制图CAD课程中引入了任务驱动式的教学模式,以“块与属性”这一学习模块为例,探索从课前网络自学,到课上教师直观演示,再到科研项目子任务布置,学生分组认领项目任务,师生互动交流合作完成不同梯级的任务并由学生进行完成情况汇报,最后由教师总结,提炼重点与难点的创新课堂模式。实践效果证实,在机械制图CAD课程中采用任务驱动式教学符合工程教育认证的要求,贴近00后大学生的个性与思维,提升了课堂教学效率,值得进一步推广运用。

三相驱动交替步进压电直线电机

基于叠层压电陶瓷的压电直线电机有望应用于光波导封装等高新技术领域,已有的研究中电机性能有待提高。为此提出一种三相驱动交替步进压电直线电机。分析其工作机理,从理论上对比三相方波三角波(两路反相方波与一路三角波)电压信号与四相正弦波电压信号驱动下电机的输出特性,分析预压力对电机工作情况的影响,采用有限元方法对电机夹持结构进行刚度分析。根据分析结果设计了电机结构并制作了样机,通过实验测试了样机的机械性能,验证了该原理方案的可行性。在峰峰值为100V,频率为100Hz的三相方波三角波、四相正弦波电压信号驱动下,该电机的最大速度分别为0.502,0.432mm/s,最大推力分别为4.63,3.73N。文中提出的电机性能得到了提升。

二级杠杆柔性铰链复合结构的双足压电直线电机

为实现精密机械装置的快速定位,增加压电直线电机中位移放大结构对压电叠堆输出位移的放大能力,提出了一种基于二级杠杆和柔性铰链复合结构的新型双足压电直线电机。首先,对电机的作动原理进行分析,推导了驱动足轨迹方程。为提高其输出性能,对直圆型柔性铰链的参数进行了优化,得到最佳铰链参数为厚度th=0.2mm、切割半径Rh=1mm和宽度bh=10mm。最后,制作了该电机样机并进行了振幅、速度和负载性能测试,基于正交试验方法对电机速度进行了分析,得出电压对电机速度的影响更灵敏。实验结果表明,驱动足Ⅰ、Ⅱ的位移振幅分别在75μm和63μm附近波动,差值约为12μm;在120V、110Hz的信号激励下速度达16.163mm/s,最大负载能力为1.7N。与现有的压电直线电机相比较,该电机结构简单,易于安装调试,具有响应快、大振幅、速度大且运行稳定的特点。

基于超声电机的力矩补偿装置控制方法研究

为补偿卫星载荷运动产生的干扰力矩,设计了一种基于超声电机的力矩补偿机构。基于传统控制策略的比例、积分、微分(PID)闭环负反馈控制系统调速效果难以令人满意,在这种情况下建立了系统的数学模型,设计了基于模糊PI控制的闭环调速控制系统,并与传统的PI控制进行了对比。根据干扰力矩的给定形式,设计了飞轮运行的正弦速度给定曲线,仿真结果表明,该方法能够有效补偿载荷干扰力矩。此外,设计了以数字信号处理器(DSP)芯片为核心的硬件驱动控制电路,并进行了实验验证。结果表明,该算法比传统的PI控制效果更好,速度曲线跟踪精度明显提升。

新工科背景下机械类课程教学创新与实践

在新工科建设背景下,针对传统机械类课程实施中存在的理论与现实脱节、内容僵化以及考评欠准的问题,课程团队提出了项目式工坊化教学理念,主要从课程资源建设、教学方式转变、考评发散探索3个方面开展了教学创新。实践团队实施了“四化”资源支撑课程建设、“三入”课堂驱动教法改革、“一过程三发散”评价创设课程环境等举措,逐步打造了资源吸睛、内容耐听、学生显水平的机械类课程,完善了传统的教学及评价模式,在多方面取得了较好的教学效果,为新工科背景下机械类本科课程的建设与改革提供了一定的参考价值。

双向驱动压电作动器结构设计

为了实现叠层压电作动器双向驱动、提高作动行程的目的,设计了利用三角位移放大原理的双向驱动压电作动器。分析了作动机构的运动及放大机理,建立了作动器的输出位移的理论模型和有限元静力模型。样机输出特性试验结果显示:压电作动器的位移放大倍数达5.45,与有限元仿真得到的放大倍数5.71以及解析计算得到的5.76倍相对偏差分别是4.77%和5.69%;驱动器在幅值为200 V正弦电压的激励下,作动行程达105.5μm,作动行程与电压幅值具有很高的线性度(相关程度R2=0.997),且有很高的重复精度;作动器的输出特性受频率影响较小,频率每升高10 Hz,作动振幅减小0.04μm;放大机构的迟滞效应相比单个叠层压电陶瓷有很大改善,迟滞回线中心对称。该结构实现了较大行程、双向对称驱动的目的,适用于需要往复驱动特性对称的应用场合。