踝关节外骨骼机器人与柔性骨肌模型耦合生物力学研究

目的目前的骨肌模型很少被用于外骨骼机器人的研究,因为目前的骨肌模型大多是基于多刚体动力学,无法考虑外骨骼与软组织之间的相互作用。本研究的目的是开发一种考虑软组织的三维几何和变形的骨肌模型,并在骨肌模型中耦合一个踝关节外骨骼机器人,以评估机器人的辅助水平对肌肉力和软组织应力的影响。方法本研究基于CT图像数据建立了包含小腿所有软组织(肌肉、皮肤、脂肪等)的下肢骨肌有限元模型。三维肌肉模型只反映肌肉的被动特性,肌肉的主动特性以一维力元素表示。测量受试者穿戴机器人的步态,并将其作为外骨骼-骨肌系统耦合模型的边界条件。对耦合模型进行逆向动力学模拟,以模拟肌肉力、软组织应力以及机器人的辅助力。并评估不同外骨骼辅助水平下的骨肌生物力学特性。结果穿戴外骨骼并不会改变肌肉的发力模式,外骨骼机器人能有效降低比目鱼肌和腓肠肌的肌肉力。机器人的辅助水平越高,软组织的应力越大,这也意味着更低的穿戴舒适度。结论本文开发了一个踝关节外骨骼机器人与柔性骨肌模型耦合模型,将软组织变形纳入到外骨骼与骨肌系统中的相互作用中,为外骨骼机器人的结构设计和控制提供了关键参数。

踝关节接触力学与下肢骨肌生物力学耦合模拟研究

目的关节接触力学的计算模拟有助于提高对踝关节病理的认识。然而,目前的骨肌模型大多是基于多刚体动力学,没有考虑肌肉力导致关节的变形和运动,进而改变肌肉的力臂和地面反作用力,影响肌肉力和接触力的预测。本研究的目的是开发和验证一个踝关节接触力学与下肢骨肌生物力学耦合模型,该模型包含软骨柔性接触。方法建立了一个包括下肢骨骼、软骨、肌肉和韧带的有限元骨肌模型。将踝关节的柔性接触模型分别耦合和非耦合到下肢肌肉骨骼模型中。以步态时的关节角度和地面反作用力作为输入。直接对有限元肌肉骨骼模型进行肌肉力冗余优化,以同时求解踝关节的肌肉力、接触力和接触应力。结果模型预测的踝关节肌肉力和接触力的大小与趋势和文献一致,并且踝关节的运动学和变形对踝关节的肌肉力、接触力和接触应力的影响不显著。结论本文开发了一个踝关节接触力学与下肢骨肌生物力学耦合模型,考虑了关节变形和运动对肌肉力和接触力影响,本研究为未来踝关节模型所需的复杂程度提供了指导,并可用于评估干预后的肌肉骨骼系统的生物力学变化。

基于图像识别的整精米自动检测研究

本文采取动态阈值分割,把米粒图像变成二值图像,根据区域内部像素的连通性,将不同的区域赋予不同的标记,计算出单个米粒所占的像素,再通过先期计算的整精米长度/面积比换算出米粒长度,最后根据米粒长度判断整精米和碎米。研究结果表明,该算法的自动检测与人工检测相关性大于99%,可用于整精米的自动检测。

空气源热泵在寒冷地区水稻芽种生产系统中的应用

热泵作为一种节能环保技术受到了世界各国的普遍重视,而空气源热泵可从大气中吸取丰富的低位能量,使用安装方便,运转费用较低,因此得以广泛推广应用。但是,普通空气源热泵的应用范围受到气候条件的约束,随着大气温度的降低,普通空气源热泵的制热量逐渐减少,不能满足用户对制热量的需求。当室外气温很低时,随着压缩机压缩比的不断增加,其COP急剧下降,排气温度迅速升高,从而导致压缩机不能正常运行甚至损坏。由于喷气增焓技术和高效过冷却等技术的应用,使得低温型空气源热泵得以在-15～-25℃的环境温度下应用,也使得空气源热泵在寒冷地区水稻芽种生产系统中的应用成为现实。

9PK-15型环模秸秆颗粒机的使用与故障分析

一、特点及用途黑龙江省农机研究院研制的9PK-15型环模秸秆颗粒机具有外形美观、结构简单、操作方便、安全可靠、体积小等特点。该机在加工秸秆颗粒饲料过程中,具有很强的防超载能力,即使在满载的条件下仍可突然停机和开机,

利用乌克兰汽车尾气排放标准计算潍坊市区在公路交通高峰期的单位时间内汽车尾气中CO、CH和NO_X的排放量

介绍了汽车尾气中有害物对人的影响,通过户外的实验统计得出数据,再根据中国汽车的实际情况,利用乌克兰汽车尾气排放标准计算出单位时间内过往汽车尾气中有害物的排放量。

校园文化对德育工作的重要性

德育工作是学校教育的重要组成部分,是实施素质教育,培养爱国主义、集体主义和社会主义精神,促进学生德、智、体、美、劳全面发展的重要手段。小学德育是社会主义精神文明建设的基础工程,是培养合格公民的起点。刚出生的婴儿,是自然人。随着年龄的增长,参加社会各种活动,懂得人要遵守规则、遵守社会道德,才能成为社会化的人。小学阶段的德育是小学生的核心素养发展的启蒙期,在小学生的成长过程中起到至关重要的作用。