踏板式步行康复机器人样机研制与实验研究

为了帮助有下肢功能障碍的患者尽快恢复运动能力,辅助患者进行步行康复训练,研制了一种踏板式步行康复机器人样机。该机器人包括两套对称的步行康复机构,每套步行康复机构采用一个驱动电机驱动患者足底实现人正常行走时的步态模拟,同时带动患者下肢关节进行运动康复。在不增加驱动元件的前提下,利用机械约束实现跖趾关节的康复训练。建立了步行康复机构的运动学模型,利用Matlab/Simulink进行了仿真分析,得到机器人带动患者训练时的步态轨迹和一个步态周期内的足底转角及跖趾关节的转角,验证了样机设计的可行性和合理性,并基于Quanser半物理仿真平台对机器人样机进行实验验证。仿真和实验结果初步说明该机器人能满足下肢功能障碍患者的康复要求,为进一步的实验研究奠定了基础。

温差对带骨架光纤环损耗的影响及解决方案

研究了环境温度变化(温差)对带骨架(绕纤盘)光纤环损耗的影响。通过建立绕纤盘和光纤环的三维模型和有限元模型,仿真计算了温差对带骨架光纤环应变的影响,得到了环境温差越大,绕纤盘形变越大,光纤环损耗也越大的结论。基于以上分析,提出了三种解决方案,并着重介绍了一种采用可拆卸式绕纤盘制作无骨架光纤环的方案。试验证明该方案切实可行,较好地解决了因温差造成带骨架光纤环损耗增加的问题。这一研究工作对提高光纤环在工程中的使用性能具有一定的指导意义。

基于PID温控的高精度可调射频光纤延迟技术

研究一种基于PID温控的高精度离散可调射频光纤延迟技术,利用PID算法进行温控,温控精度高达0.1℃,解决了温度变化引起光纤延时变化问题,同时应用单片机和光开关组成可控延迟光纤延迟阵列,达到射频信号延时离散可调的效果。性能测试结果表明,利用该技术设计的射频信号光纤延时器,生产过程便捷,延时精度高,设定纳秒级延时时的延时误差小于5ps,符合实际工业生产要求。