基于《单片机原理及应用》课程混合式改革

当前《单片机原理及应用》课程在高校多以课堂理论教学为主,对于学生来说纯课堂理论教学并不能培养学生解决实际问题的能力。所以提出混合式教学的方法,提高学生对于单片机课程兴趣,从而提高学生的创新能力和动手能力。基于混合式教学的方法,学生能自觉地去探索单片机丰富的应用资源,提高学生的综合素质、实践能力以及创新精神。所以,在教学过程应以学生为主,增强学生学习体验、提升教学质量并强化师生互动。

《机械工程测试技术基础》课程思政教学改革探讨——以“信号的分类与描述”为例

在新时代背景下,立德树人仍然是发展中国特色社会主义教育事业的根本任务,育人以“德”为先,因此在高等教育推进过程中,要不断在专业课程中发掘并有机引入课程思政元素,做到专业育人与思想育人相结合。本文以机械类专业的核心课程《机械工程测试基础》为主要研究对象,并以其中的具体章节——“信号的分类与描述”为例,对教学思路、课程思政融入点、课程思政教学总体实现方式进行介绍与分析,并具体引入了课程思政融入实例。实施课程思政教学改革后,学生树立了较好的创新意识,思维方式也得到了极大的加强,在后续教学过程中,应持续加强引导,更加全面、更加自然地融入思政元素,本文介绍的相关思路可为其他相关专业课程的思政教学设计提供一定的参考。

基于项目教学法的《工业机器人设计》课程教学研究

智能制造是实现我国从“制造大国”过渡到“制造强国”的必经之路,是实现“中国制造”迈向“中国智造”的关键步骤。智能制造生产方式的主要智能装备是工业机器人,因此《工业机器人设计》课程的教学在专业课程体系中占有重要的地位,提高学生对于工业机器人的理论理解和实践应用,有利于人才的培养。为提高《工业机器人设计》课程的教学效果,提高学生的应用性和创新性,以问题为驱动,从科研和工程问题的角度,开发项目案例,来展开课程的教学,从而提升课程的教学质量。

混合CNN-HMM的人体动作识别方法

针对当前人体动作识别算法检测精度不佳和实验场景多样性的问题,提出了一种混合卷积神经网络−隐马尔可夫模型(CNN-HMM)的人体动作识别方法。建立了抬腿、深蹲和仰卧臀桥3组分别包含1个标准动作姿态和5个非标准动作姿态的人体康复训练动作模型库,结合可穿戴式惯性动作捕捉系统PN2.0获取实验数据。最后从准确率、灵敏度和特异性3个方面进行性能评估。实验结果表明,该方法能够以较高识别率将6种不同动作姿态区分开,其平均识别准确率为97.00%,相较于单一CNN方法提高了5.78%。

上肢外骨骼康复训练装置设计及分析

针对“脑卒中”患者肌无力、无法自主康复训练等问题,设计了一种服务于上肢肌力处于MMT-0、MMT-1阶段的患者的可穿戴型上肢外骨骼康复训练装置。通过控制可以实现上肢5个康复训练姿态,使患者进行多模式、日常独立的被动康复训练。通过对上肢外骨骼装置的结构进行运动学分析及仿真,表明各关节自由度能较好地在人体正常运动范围内进行运动,验证了计算结果的正确性。通过实验测试与分析表明,装置能较好地实现预期规定姿态的控制,完成患者的被动训练,且具有适应性好、灵活性高以及自主操作能力好等优点。

基于触觉提示的行车环境预警方案设计

驾驶员精神不集中、后视镜盲区等问题,是引发交通事故的重要原因。拟提出一种将触觉反馈设备设置在方向盘上,并使用驾驶员拇指按压接触的方式进行行车预警的方式。通过在车身周围设置单点障碍区域和多点障碍区城进行模拟验证实验,实验结果表明,参与者可以通过触感迅速估计出潜在危险的区域。在单点障碍区域中,其判断准确率为81.5%,多点障碍区域中其识别准确率为84.5%,也证明了提出的触觉预警方案对用户有较强的可接受性和作用效果。

基于BP神经网络对复杂机电系统可靠性的评估

针对传统的复杂机电系统可靠性的评估模型,基于统计理论建立近似模型,但模型误差较大,采用BP神经网络的方法建立工业机器人的复杂系统的可靠性评估模型。其中,电子元器件和机械件寿命分别服从指数分布和威布尔分布。然后根据每个件的失效率计算各件在不同工作时间下的可靠度和系统整体可靠度。数值仿真结果显示,BP可靠性评估模型与基本可靠性模型在工作时间下得到的可靠度值误差很小,验证了模型的准确性、可行性,同时也预测了该系统的可靠度。研究表明,采用该方法能实现由组成部件的可靠度预测整体的可靠度,提高了可靠性评估的精度,解决了基于统计理论分布模型解析表达式难于获得的问题,降低了模型复杂度。

回转型绿篱修剪机动力学分析及虚拟样机仿真

【目的】研究绿篱机整机机构是否合理、是否存在运动干涉及“死点”、物体运动与受力之间的关系并且对球形轨迹进行仿真.【方法】基于建立的回转型绿篱机三维模型及系统动力学理论的基础,运用拉格朗日动力学建模法对模型结构进行分析,将模型拆分为由竖直升降关节和水平移动关节作为机构的两个连杆和绿篱机修剪末端的转动关节和一个移动关节两个系统,构造拉格朗日函数,再将其带入拉格朗日方程式得出动力学方程,接着利用ADAMS对绿篱修剪机进行动力学及虚拟样机仿真分析,设置驱动函数.【结果】实现回转型绿篱机的虚拟样机球形轨迹仿真分析,得出机构的运动位移、速度及加速度曲线关于时间函数的曲线.【结论】确定绿篱机修剪系统在运动过程中不存在“干涉”和死点,机构工作时升降关节的最大速度为85 mm/s,在最后顶部修剪时的加速度为-9 mm/s^(2),修剪顶部时位移达到100 mm,运动参数都达到要求.

岛叶到伏隔核通路对小鼠痛觉的影响

目的探究投向伏隔核的岛叶神经元对小鼠痛觉的影响。方法使用雄性78周C57BL/6小鼠,在伏隔核注射逆向示踪包含Cre重组酶片段的腺相关病毒,在岛叶皮质分别注射Cre重组酶依赖的破伤风轻链改造TetTox,光敏感通道蛋白NpHR或光敏感通道蛋白ChR2的腺相关病毒。病毒表达28 d后,在岛叶皮质埋置光纤,埋置光纤2周后,进行光遗传学实验。通过行为学实验检测机械痛和辣椒素引起的急性疼痛。对机械痛,采用Von Frey细丝,使用up and down的方法进行痛阈检测小鼠的缩足阈值;对辣椒素引起的急性疼痛,使用辣椒素足底注射进行急性疼痛造模,观察并统计小鼠的舔爪时间及抬爪时间。结果沉默投向伏隔核的岛叶神经元使小鼠缩足阈值上升(P=0.01);光抑制岛叶到伏隔核通路使小鼠缩足阈值上升(P=0.02),急性疼痛下的舔爪时间(P=0.04)和抬爪时间降低(P=0.02),与沉默岛叶神经元对痛觉行为的影响一致;光激活投向伏隔核的岛叶神经元引起缩足阈值下降(P=0.0008),而舔爪时间(P=0.95)和抬爪时间(P=0.46)并没有减少。结论岛叶到伏隔核通路参与疼痛的传导和调控,抑制投向伏隔核的岛叶神经元使小鼠痛阈上升,激活岛叶投射到伏隔核的神经元使小鼠缩足阈值下降。

上腹下丛联合奇神经节毁损对盆腔癌痛的疗效评估

目的对比上腹下丛毁损及上腹下丛联合奇神经节毁损对中晚期盆腔癌痛的临床疗效。方法 2018年4月至2018年9月同济大学附属第十人民医院麻醉疼痛科收治的中晚期盆腔癌痛患者中选取42例,随机分为上腹下丛毁损组(SHGP组)、上腹下丛联合奇神经节毁损组(SHGP+GI组)。于超声联合C臂机引导下,分别经椎旁及骶尾关节入路,注入无水酒精行上腹下丛及奇神经节毁损。观察手术中及手术后是否有并发症;术前及术后1d,1周,1、3、6个月评估患者的疼痛视觉模拟量表评分(visual analog pain scale, VAS)、疼痛障碍指数(pain disability index, PDI)、匹兹堡睡眠质量指数(Pittsburgh sleep quality index, PSQI)、口服止痛药情况,计算总有效率。结果无1例患者发生严重并发症,2名患者因中途死亡未能随访至最后,治疗后两组VAS、PDI、PSQI及止痛药口服情况均较术前显著下降,SHGP+GI组效果更显著且更完善,两组间差异均有统计学意义(P<0.05)。结论针对顽固性盆腔癌痛的介入治疗,上腹下丛联合奇神经节阻滞较单独上腹下丛阻滞效果更完善,长期疗效良好,且安全可行,不增加并发症的风险。

基于运动捕捉的多自由度机械臂输入设备研究

研究参照人体上肢运动角度活动范围,设计了一种用于交互式运动捕捉的多自由度机械臂输入设备。以Unity3D中的虚拟人物模型为实验样本,实验对比了使用图形用户界面(Graphical User Interface,GUI)和机器人用户界面(Robot User Interface,RUI)两种方法对5种指定动作生成所花费的时间。结果表明,使用该机械臂输入设备生成指定动作时耗时更短,分别为使用GUI方法的0.52倍、0.6倍、0.38倍、0.22倍和0.47倍,实验效果更加直观,为动画制作领域的研究提供了参考。

改进鲸鱼优化算法的空间直线度误差评定

空间直线度误差评定计算问题本质上属于非线性优化问题,采用传统的数学计算方法很难对其进行求解,且求解精度不高,而智能优化算法在求解该类问题具有较大的优势。因此,本文提出将改进鲸鱼优化算法应用于空间直线度误差评定,该方法满足最小区域条件。首先建立了空间直线度评定的最小区域法数学模型,得出空间直线度目标函数;其次阐述了基本鲸鱼优化算法的原理,并针对其不足,对鲸鱼优化算法的3方面进行改进,采用拉丁超立方体抽样方法初始化种群,增强了种群多样性,将非线性收敛因子取代基本鲸鱼优化算法中的线性收敛因子,并将非线性惯性权重引入鲸鱼优化算法中。通过仿真测试,该算法在收敛速度、精度和稳定性都得到了有效提高,最后,通过两个空间直线度误差评定实例进行验证,结果表明,改进的鲸鱼优化算法在评定精度上要比两端点连线法、鲸鱼优化算法、遗传算法和粒子群算法等算法都更具优势。

一种易拉罐挤压回收装置设计与运动学仿真

针对因随意丢弃易拉罐包装造成的环境污染、资源浪费等问题,研究设计一种易拉罐挤压回收装置。该装置由电机、传动轴、曲轴和活塞等组成,通过曲轴将动力传递给活塞,利用活塞的往复直线运动挤压送料回收轨道中的易拉罐,完成挤压回收。建立装置传动系统运动学分析模型,通过理论计算进行运动学参数推导。应用ADAMS动力学仿真软件对装置主要传动部分进行运动学仿真分析,得到了执行部分位移、速度等周期性运动变化曲线,验证装置的实用性与可行性。