用于触摸屏交互的可穿戴指端力反馈系统设计

力触觉再现技术在增强用户与触摸屏交互的真实感和沉浸感方面发挥着越来越重要的作用,设计了一种面向触摸屏图像信息感知的可穿戴指端力反馈装置。设计基于线绳牵引驱动的指端力反馈机构,将装置分为驱动和可穿戴部分,使其具备小巧、轻便、易佩戴的特点。设计测控系统,实现了输出反馈力的检测和控制。研究图像信息提取和力触觉建模算法,获取图像中物体的三维特征信息,配合力反馈装置和测控系统实现图像纹理高度、外形轮廓信息再现反馈。实验结果表明,该装置最大可以提供5.3 N的反馈力,能够帮助用户感知触摸屏中图像的高度和形状信息。

AIGC赋能乡村教师专业发展:可及类型、行动逻辑与实施路径

基于大模型、强算力和富数据共同支撑的AIGC应用为智慧教育生态构建带来了新机遇。以AIGC应用推动教师专业发展,是技术赋能教育战略落地、教育理念创新与教育模式变革的重要途径。本研究针对当前乡村教师专业发展过程中存在的技术意识薄弱、工作胜任力不足、研修能力亟需突破等问题,梳理了AIGC适用于乡村教师专业发展的自选、初投、服务和决策等四种可及类型,探索归纳出AIGC赋能乡村教师专业发展的行动逻辑:AI教育思想形成的价值基点、AI知识库夯实的内容基底和AI技术支持的行动基石,并基于此构建了蕴含智能决策与智能服务路径闭环的实施框架。

暖通工程中气悬浮技术的创新应用

在能源消耗领域中,暖通工程的技术创新具有关键性意义。气悬浮技术是一种新兴的技术,通过利用气体的悬浮能力来实现物体的支撑和运动。在暖通工程领域,气悬浮技术被创新应用在空气净化、空气调节、热回收等方面,以提高系统的效率和节能性能。气悬浮技术具有高效节能、精确控制和可靠性高等优点,但也面临着气膜稳定性、系统复杂性和成本等方面的挑战。

双电荷电解质添加剂的低温电化学性能

为了进一步提高超级电容器在低温下的能量密度,制备了双电荷电解质N,N-1,4-二乙基三乙烯基二胺四氟硼酸盐(DEDABCO-BF_(4))。以四乙基铵四氟硼酸盐(TEA-BF_(4))作为电解质,以DEDABCO-BF_(4)为电解质添加剂,二者按照摩尔比9∶1混合,再以碳酸丙烯酯(PC)为溶剂、以乙腈(AN)为共溶剂制备了一系列不同溶剂配比的二元电解液PAXY(X、Y为PC与AN的质量比),通过循环伏安、恒流充放电、交流阻抗等探究了双电荷电解质在低温下的电化学性能。结果表明:PA11电解液组装的超级电容器可在-40℃下实现良好的倍率性能,在2.7 V、5000 mA/g条件下,容量保持率为65%。此外,PA11电解液还进一步将电容器工作电压扩大到3.5 V,获得了110 F/g的比电容、47.87 W·h/kg的最大能量密度和5850 W/kg的最大功率密度。

吕惠卿家族世系考

由于吕惠卿本人的著述大量散佚,且被列入“奸臣传”,关于其家族成员的信息并不多见,而且多为负面评价。目前所见《吕氏族谱》中的家族世系记载混乱且多有矛盾,不可轻信。本文就目前所能搜集到的相关资料,包括宋人文集、笔记、碑刻、方志等记载,梳理吕惠卿的家族世系,以呈现吕氏家族在宋代兴衰的过程和脉络。

基于数据手套和神经网络的数字手势识别方法

针对使用数据手套进行数字手势识别时存在个体差异的问题,使用弯曲电阻片设计了数据手套并提出了基于神经网络的数字手势识别方法.首先,在分析测量电路原理的基础上结合弯曲电阻片的特性优选了电路参数,使手指弯曲角度测量的灵敏度最大化.其次,针对用户在手指长度、手势习惯上存在个体差异的情况,提出了一种基于弯曲信号自学习和广义回归神经网络(GRNN)的数字手势识别方法.数据手套信号测试及数字手势试验结果表明,采用优选的电路参数时测量电路的输出振幅最大;在全体评估试验和个体交叉评估试验中,经过自学习预处理后的数字手势识别平均准确率分别为99.2%和96.1%,与未进行自学习处理的识别结果相比分别提高了2.8%和10.7%.在全体评估试验和个体交叉评估试验中,GRNN的识别结果均优于决策树的识别结果.

基于足底压力传感器的人体步态分析系统设计

针对大多数现有的足底压力数据采集系统价格昂贵,且容易受到场地和环境的限制的问题,设计了一种基于足底压力传感器的无线式可穿戴人体步态分析系统。采用由8只压阻式传感器组成的压力鞋垫来准确地获得足底压力信号的动态响应。通过信号调理电路对信号进行滤波并将电阻变化信号转换为电压变化信号,通过单片机进行A/D转换,使用WiFi模块来对数据进行收发。为了验证系统的可靠性和准确性,对行走、跑步和下蹲三种运动状态的数据进行了采集和分析。实验结果表明:设计的系统可以有效地捕捉足底不同部位的压力变化,并用于进行人体步态分析。

教学视频中的教师手势起作用了吗?——基于2000-2021年40篇实验和准实验研究的元分析

教师手势作为教学视频中教师社会交互的重要方式,其在提高学习效果、有效引导注意和降低认知负荷上是否具有稳健性,目前大量实证研究的结论并不一致。为此运用元分析方法,分别探讨了教师手势的不同类型、视频知识类型、先验知识水平、视频时长等对学习者学习效果、注意引导和认知负荷的影响机制及其边界条件,结果表明:(1)教学视频中加入教师手势能显著提高学习者的保持测验成绩(g=0.511)和对兴趣区的注视时间(g=0.373);然而,教师手势对学习者的迁移测验成绩(g=0.168)和认知负荷(g=-0.075)的影响不显著。(2)在保持测验成绩上,教学视频中教师手势的效果受到手势类型、学习者年龄和视频时长的调节作用,具体而言,混合手势、指示性手势、描述性手势的促进作用显著大于节拍性手势;随着视频时长的增加,教师手势对保持测验成绩的促进效果呈上升趋势;随着学习者年龄的增加,教师手势对保持测验成绩的促进效果呈下降趋势。而视频的知识类型、学习者的先验知识水平在教师手势对保持测验成绩上的调节作用不显著;在迁移测验成绩、注视时间和认知负荷上,也未发现存在显著的调节作用。因此,教师在进行教学视频设计时,应综合考虑学习者年龄和视频时长等因素,主动使用不同类型的教师手势,以提升视频教学的质量。

一种可穿戴指间角度测量系统设计

针对人机交互的需求提出了一种可穿戴的指间角度测量系统。首先,基于弹簧片和应变片设计了可穿戴的指间角度传感器及其便携式测量电路,对指间角度的测量原理和传感器的测量电路进行了详细分析。其次,基于LabVIEW开发了测量系统的上位机软件,对指间角度传感器的数据进行滤波和角度解算,并采用图片分割旋转的方法实现了指间角度的可视化动态显示。最后,为验证系统的有效性进行了实验,结果表明,在0~30°测量范围内,设计的指间角度传感器的非线性误差为2.38%FS,迟滞误差为1.94%FS,重复性误差为5.29%FS,总精度为6.11%FS。

基于ANOVA和BP神经网络的最优肌电信号测量位置选择

基于肌电信号的手部动作识别中,肌电信号测量位置的选择直接关系到动作识别的准确率.本文以使用最少的肌电传感器和获得较高的动作识别率为目标,提出一种基于ANOVA(方差分析)和BP神经网络的肌电信号测量位置优选方法.使用4个肌电传感器采集受试者做出指定动作时的肌电信号,提取肌电信号的时域特征,并按测量位置组合构成15个不同的样本进行BP神经网络的训练和测试.采用单因素ANOVA分析测量位置对动作识别结果影响的显著性,采用Tukey HSD将测量位置进行归类,并从动作识别率最高的子集中选择测量位置最少但识别准确率最高的测量位置组合作为最优的肌电信号测量位置.实验结果表明,测量位置对动作识别的结果具有显著的影响,随着测量位置数的增加,动作识别准确率呈上升趋势,最优的测量位置组合为P1+P3+P4,其动作识别准确率为94.6%.

基于视觉和最大长度序列的旋转角度测量系统

针对现有基于视觉的旋转角度测量方法需要在物体旋转轴线方向放置摄像头来获取图像的问题,提出一种基于单目视觉和最大长度序列的旋转角度测量系统。该系统利用摄像头从侧面拍摄柱状旋转体周向的靶标图像实现角位移的测量。首先,该文在介绍最大长度序列的基础上详细描述基于视觉和最大长度序列的平面位移测量方法,包括图像处理、相位检测、序列检测、位移计算等部分。其次,采用双靶标构建0°~360°旋转角度测量系统,提出基于图像拉伸变换的角位移计算方法实现物体旋转角度的测量。最后,为验证系统的有效性进行标定实验及静态特性测试实验。结果表明:在0°~360°测量范围内,设计的角度测量系统非线性误差为0.027%FS,迟滞误差为0.048%FS,重复性误差为0.016%FS,总误差为0.057%FS,分辨率优于0.1°。

喷施生物微肥对冬小麦生长发育及产量的影响

为探讨喷施生物微肥对小麦植株生长和产量的调控效应,以半冬性小麦品种郑麦379为供试材料,研究喷施生物微肥赛土丰(STF)、赛苗旺(SMW)对冬小麦生长发育及产量的影响。结果表明,与清水对照相比,STF处理和STF+SMW处理可显著促进冬小麦株高、次生根的生长,SMW处理和STF+SMW处理叶色较深,STF、SMW、STF+SMW处理均可有效防御病虫害。STF+SMW处理和SMW处理的穗粒数分别较对照显著提高12. 55%和12. 28%; STF+SMW处理和STF处理的千粒质量分别较对照显著提高13. 41%和12. 76%; STF、SMW、STF+SMW处理均可显著提高冬小麦产量,分别较对照提高4. 65%、6. 31%、18. 60%,且STF+SMW处理显著高于STF、SMW处理。说明在中后期叶面喷施赛苗旺对冬小麦穗粒数有积极的促进作用,种植前土壤喷施赛土丰可以提高冬小麦千粒质量,两者结合施用可以通过提高冬小麦穗粒数和千粒质量来提高产量,且效果显著。

面向国际工程教育认证的传感器课程分析与改进

以南京航空航天大学测控技术与仪器专业的传感器原理专业课为例,分析了工程认证通用标准下传感器课程的设置和实施方案,提出应当以提高学生职业技能和解决复杂工程问题的能力为目标,增加创新性和案例化的实践教学,使得学生在工程实践过程中能够考虑成本、环境等诸多制约因素,掌握多种常用传感器的使用方法,能够独立完成常用传感器系统的设计和实现,提升自身实践能力和创新意识。

强调课程目标和复杂工程问题的嵌入式测控系统课程改革

工程教育认证背景下,以南京航空航天大学测控技术与仪器专业的嵌入式测控系统课程为例,进行强调课程目标和复杂工程问题的教学改革。以专业的培养目标、课程体系、工程教育认证中复杂工程问题的特征为基础分析了课程内容和以OBE理念设计了课程目标,并对教学过程和评价机制进行改革。改革有利于课程目标的落实和培养学生解决复杂工程问题的能力。

面向工程教育专业认证 培养学生解决复杂工程问题能力的传感器原理课程改革实践

在工程教育专业认证及新工科教育背景下,以南京航空航天大学测控技术与仪器专业的传感器原理课程教学为例,开展培养学生解决复杂工程问题能力的课程改革实践。改革实践依据工程教育专业认证的要求和本专业的培养目标,建立了包含知识学习、技能培养、内容设计和考核评价的“培养解决复杂工程问题能力”的教学体系。

面向传感器课程的压电能量采集实验设计与分析

压电式传感器与其他传感器相比,具有体积小、重量轻、频带宽和动态特性好等特点。基于压电材料的传感器实验是测控技术与仪器专业实验课程设计中的一个重要环节。以南京航空航天大学测控技术与仪器专业的传感器原理课程实验为例,设计了基于激振台和压电悬臂梁晶片的振动能量采集实验,帮助学生通过压电能量采集实验了解压电效应,并学会利用有限元软件进行压电悬臂梁的应力仿真分析,灵活应用常用的能量采集电路,实现高效率的能量采集,进而提高学生对压电材料和基于压电材料的传感器的理解和实践应用能力。

一流本科专业建设背景下的安全工程实践教学探索

为探索一流本科专业建设背景下安全工程专业实践教学新模式,增强安全工程专业学生的创新精神和实践能力,分析河北工业大学安全工程专业实践教学数据。指出实践教学在专业实验、课程设计以及实习环节中存在的问题,针对这些问题提出并实施增加综合实验比例、组织课程设计规划教材编写、采取校企双赢模式共建实习基地、构建“双实操,一参观”过程控制实习模式等4项改革措施。结果表明:实践教学改革后,学生在各实践环节的参与度、积极性以及综合实践创新能力得到明显提高。

新型六自由度微动并联机构的工作空间分析

在实现天文光学镜面毫米级行程位姿调整和微纳米级精密定位中,基于全柔性铰链的新型3SPS+3(SP-U)六自由度并联机构的工作空间主要由柔性铰链相对较小的回转空间所定义。分析了3SPS+3(SP-U)并联机构运动自由度及其部分自由度解耦特性,并根据实物样机的几何参数建立了其运动学逆解模型。在此基础上,基于柔性铰链回转空间及支链行程范围,采用搜索法分析了其工作空间,并采用激光跟踪仪对样机的工作空间进行了实测。理论计算和实测结果验证了该机构动平台中心点的平动位移空间可达±3 mm,转角空间可达±1°,确保了其在应用中具有足够的工作范围,达到了设计目标。

论战国中后期黄土高原东南地区的战争及其对森林的破坏

黄土高原地区的森林破坏历来受到人们的关注。战国时期,尤其是到了中后期,这一地区战争的频次和规模达到了顶峰。连年的军事混战以及为维护战争需求而进行的兵器的生产、军事设施的修建、薪炭的采伐等对黄土高原东南地区的森林造成了前所未有的破坏,黄土高原东南地区的原始森林首次出现有历史记载的遭大规模破坏的趋势。

Cu-Fe-Zn改性H-MOR分子筛催化二甲醚羰基化合成乙酸甲酯

采用离子交换法制备了金属改性M/H-MOR(M=Cu、Fe、Zn、Cu-Fe、Cu-Zn或Cu-Fe-Zn)分子筛,用于催化二甲醚(DME)羰基化合成乙酸甲酯反应。采用EDXRF、XRD、N2等温吸附-脱附、NH3-TPD和Py-IR等手段对催化剂进行了表征。对Cu-Fe-Zn/H-MOR催化二甲醚羰基化反应进行了反应条件优化和稳定性测试。结果表明:金属改性对Brönsted酸中心在分子筛八元环(8-MR)和十二元环(12-MR)内的分布存在显著的影响;除Cu-Fe/H-MOR和Fe/H-MOR外,其余改性分子筛的12-MR内Brönsted酸量均大幅度降低;特别是Cu-Fe-Zn/H-MOR催化剂,其12-MR内酸中心数量仅为91μmol/g,这是其稳定性优异的主要原因;在200℃、1.5 MPa、原料气MHSV为2400 mL/(gcat·h)条件下,DME转化率在反应1 h时即可达35.7%,反应4 h时达到最高42.9%;反应30 h时DME转化率为22.9%,表现出良好的稳定性。