上肢康复机械臂运动学和力学模型建立与分析

针对传统康复机械臂存在的适配人体上肢自由度低、便携性较差、左右肢体互换困难等问题,提出一种9自由度的便携型上肢康复机械臂,满足偏瘫患者的训练需求。运用Matlab建立DH坐标系和运动学模型,通过蒙特卡洛法获取康复机械臂的三维空间点云图,验证其工作空间的合理性。基于牛顿-欧拉和拉格朗日方程对上肢康复机械臂进行动力学建模,推导了上肢康复机械臂力矩计算公式。将Adams动力学仿真与理论公式计算获取的各关节力矩值进行对比分析,计算两者之间的误差。实验结果表明,理论力学公式计算结果与Adams仿真结果误差值在0.1 N∙m以内,各关节的误差均在5%以内。实验结果验证了理论力学公式的正确性,为后续控制系统的建立和实物样机的制作提供了可靠的理论依据。

基于改进SMO与变参数LTD的PMSM无传感器控制

为解决基于滑模观测器的PMSM无感控制系统抖振大、响应速度慢等问题,在转速环PI控制器前引入变参数线性跟踪微分器,实现由I/F起动向转速-电流双闭环控制模式的平稳过渡。采用sigmoid函数替换sign函数消除由sign函数在滑模面切换给等效反电动势带来的高次谐波;根据反电动势与电机转速关系以自适应滑模增益提高系统响应速度,并利用李雅普诺夫稳定性判据分析改进后算法稳定性。在仿真平台以及PMSM控制系统上进行控制算法验证,表明了所提出的改进PMSM无传感器控制策略对抑制系统抖振与提高系统的响应速度具有良好的效果。

基于改进I/F的PMSM无传感器带载起动研究

I/F策略起动无传感器永磁同步电机虽然具有一定带载起动能力,但是当起步加速过快或负载转矩与指令电流产生的电磁转矩相差较大时,电机易进入失步状态。对起动阶段电机失步的原因进行分析,通过估算负载转矩设定动态速度指令,提高I/F策略起动电机的速度;再利用坐标系偏差角对切换时闭环电流幅值进行补偿,增强I/F策略起动时的带载能力。对改进的I/F起动策略进行仿真与实验。结果表明:改进I/F起动策略可以实现PMSM从零到峰值扭矩内带载情况下的快速起动。

基于多肽-泊洛沙胺纳米颗粒载体的呼吸道黏膜 mRNA疫苗研究

目的设计并制备mRNA-多肽-泊洛沙胺纳米颗粒(mRNA peptidepolymerternary complex,mRNA-PPTC),考察其理化特性、体外和体内呼吸道组织相关细胞递送效率、免疫后小鼠特异性抗体诱导能力。方法通过体外转录分别制备编码萤火虫荧光素酶(fireflyluciferase,F-luc)、增强型绿色荧光蛋白(enhancedgreenfluorescentprotein,EGFP)和新冠病毒受体结合域蛋白(receptorbinding domain,RBD)的mRNA,利用动态光散射法检测mRNA-PPTC的粒径、多分散系数、Zeta电位。通过透射电镜观察纳米颗粒形态。将F-lucmRNA-PPTC及对照组制剂分别转染至人支气管上皮细胞(16 human bronchial epithelial cell,16HBE)、鼠源树突状细胞(dendritic cell2.4,DC2.4)、鼠源巨噬细胞(mouse leukemia cells of monocyte macrophage,RAW264.7),检测荧光素酶报告基因转染效率和细胞活性;将EGFPmRNA-PPTC及对照组制剂转染至16HBE细胞,使用荧光显微镜观察EGFP表达情况。利用活体成像技术考察F-lucmRNA-PPTC在小鼠呼吸道的转染效率。选用编码RBD蛋白的mRNA作为疫苗抗原模型,通过酶联免疫吸附实验检测免疫后小鼠血清中抗原特异性免疫球蛋白G(immunoglobulin G,IgG)和支气管肺泡灌洗液(bronchoalveolar lavage fluid,BALF)中抗原特异性分泌型免疫球蛋白A(secretory immunoglobulin A,sIgA)水平。结果成功制备粒径约100nm近球形且均一稳定的弱阳离子mRNA-PPTC纳米颗粒;mRNA-PPTC能有效转染16HBE、DC2.4、RAW264.7细胞,与对照组比较差异有统计学意义(P<0.01),并且细胞毒性较低;mRNA-PPTC通过滴鼻免疫后,在小鼠鼻部和肺组织中检测到F-luc报告基因的有效表达,与对照组比较差异有统计学意义(P<0.01);在初免后第28天的小鼠血清和BALF样品中,能分别检测到高效价的RBD抗原特异性IgG和sIgA,与对照组比较差异有统计学意义(P<0.01,P<0.05)。结论mRNA-PPTC纳米颗粒有良好的体外mRNA递送能力且细胞毒性较低;滴鼻给药后在小鼠上下呼吸道均能高效表达目的基因;小鼠滴鼻免疫后能产生高水平的抗原特异性血清IgG和支气管肺泡灌洗液sIgA。

皮带伸缩机动态称重数据处理优化算法研究

针对皮带伸缩机包裹传输过程中设备振动干扰等问题,提出利用粒子群(PSO)算法优化径向基(RBF)神经网络的动态称重数据处理算法。使用倾角传感器检测到的称重段三轴加速度信号,与称重传感器检测到的包裹动态质量信号一起作为特征变量,通过低通滤波处理后,分别输入到RBF以及优化的PSO-RBF预测模型中。与前述各阶段数据处理结果相比,优化后的PSO-RBF算法的预测结果相对误差更小。在验证中,分别取1、5、10 kg等载荷下的测量数据进行预测,该优化算法预测结果的误差均在0.9%以内。

物流输送线控制图形化编程方法设计

为解决物流输送线上PLC编程方式工作量大、技术要求高的问题,设计图形化编程方法,应用于物流设备组线时替代PLC的自备单片机控制系统。通过对物流线运行原理的分析,确定了将流程图转换为控制指令的图形化转换方法,设计了编程平台的图形化资源,定义对应图元的相关参数。针对流程图逻辑表达不清的问题,提出一种结构优化的算法,先将控制程序流图抽象化为AOV图,使用邻接表的方式存储数据,再针对组合判断和循环两种控制逻辑对AOV图进行结构优化和深度遍历调整,最后输出控制指令,发送给下位机,由下位机按规定顺序执行控制指令。研究结果表明,该图形化编程方法能够实现流程图向控制指令的转化,将生成的控制指令下发给下位机后,下位机能够按照流程图的逻辑运行。

清瘟败毒饮颗粒剂处方设计和制备工艺研究

目的:对名古方“清瘟败毒饮”颗粒剂处方制备工艺进行研究,为实际生产提供参考。方法:实验选取样品颗粒剂的性状、成型性、休止角、吸湿性、溶化性等指标,建立量化评分标准,依次考察乙醇浓度、辅料种类、辅料用量的最佳水平。结果:采用自制浸膏为原料药,以93%乙醇为润湿剂,乳糖为赋形剂(用量为处方总量的30%)制成的清瘟败毒颗粒剂,其各项理化指标均符合中国药典要求。结论:本研究筛选出的制剂工艺合理,重现性好;所制颗粒剂质量稳定,可为实际生产提供参考。

物流输运线控制的图形化编程方法研究

针对目前物流输运线中单片机编程工作量大和代码可读性不强等问题,文中提出一种图形化编程方法。该方法根据物流输运线布局多样性的特点,将物流的设备图形和流程图相结合以提高编程可观性,并搭建平台进行图形组合及代码转化。流程图单元中封装设备运行的单片机代码,通过拖动连接完成流程图的设计;再采用邻接表将流程图转化为数据结构,通过深度优先搜索的方法遍历流程图,实现流程图中封装代码的转化输出。在转化过程中进行代码语句结构优化调整,形成完整的单片机代码,并结合单片机编译软件实现程序的编译。结果表明,图形转换方法可以成功实现流程图结构向单片机程序的转化,并可以通过Keil编译软件实现程序的编译,编程难度和工程操作复杂性均有所降低。

基于PCA-SVM油压状态识别的液压扳手判停方法研究

为了提高泵站驱动液压扳手作业的工作效率及实现扳手的自动判停,分析泵站输出油压、扳手活塞位移、螺栓扭矩随时间变化的对应关系,提出一种基于PCA-SVM油压状态识别的液压扳手判停方法,通过主成分分析(PCA)提取不同油压状态下的特征参量,作为支持向量机(SVM)的输入,完成对油压阶段的准确识别,间接实现对泵站做功状态的识别。通过缩短泵站无用功时段以提高有用功时段在加压周期所占比重,达到提高扳手工作效率的目的;并根据有用功时段油压与螺栓扭矩的对应关系实现扳手的自动判停。实验结果表明:该方法能够在提高泵站作业效率的同时实现扳手的准确判停。

MRI-T2^(*)技术定量分析β-重型地中海贫血心脏、肝脏、胰腺铁沉积及其与糖代谢的相关性

目的采用MRI-T2^(*)技术定量分析β-重型地中海贫血(β-TM)心肌、肝脏、胰腺铁沉积,观察其与糖代谢的相关性。方法回顾性分析109例β-TM患者,其中91例于MR检查前后2周内接受空腹血糖检测,根据检测结果将其分为血糖升高组(n=19)及血糖正常组(n=72),比较组间临床资料及MRI指标差异,分析心肌、肝脏、胰腺R2*值(1/T2^(*))与血糖代谢指标的相关性。采用Logistics回归分析糖代谢异常的危险因素,绘制心肌、肝脏、胰腺R2*预测血糖升高的受试者工作特征(ROC)曲线,评价其诊断效能。结果109例β-TM患者心肌T2^(*)值27.72(15.87,31.16)ms,肝脏T2^(*)值1.71(1.34,3.07)ms,胰腺T2^(*)值6.09(3.76,15.02)ms。血糖升高组与血糖正常组间年龄、输血年限、总输入铁量、去铁年限、空腹血糖、胰岛素抵抗指数、心肌R2*及胰腺R2*差异均有统计学意义(P均<0.05)。心肌及胰腺R2*均与空腹血糖呈正相关(r=0.36、0.41,P均<0.01),肝脏R2*与空腹血糖无明显相关(P=0.76)。肝脏R2*、胰腺R2*均为糖代谢异常危险因素(P均<0.05)。心肌及胰腺R2*预测空腹血糖升高的曲线下面积(AUC)均为0.80(P均<0.01)。结论心肌、胰腺铁沉积与β-TM血糖代谢存在一定相关性;心肌和胰腺R2*预测β-TM血糖升高的诊断效能佳。

超声造影与^18F-FDG PET/CT判断多发性大动脉炎活动性的相关性

目的探讨超声造影(CEUS)和^18F-FDG PET/CT在多发性大动脉炎(TA)活动性判断中的相关性。方法收集TA患者36例,均接受CEUS及^18F-FDG PET/CT检查,比较相关实验室指标及影像学参数,分析CEUS与^18F-FDG PET/CT评价TA活动性结果之间的相关性。结果CEUS明显增强组在病程、印度大动脉炎临床活动性评分(ITAS 2010)、颈动脉闭塞比、CEUS峰值强度、PET/CT视觉评分及最大标准摄取值(SUVmax)与对照组间差异存在统计学意义(P均<0.05);CEUS分级标准与PET/CT视觉评分呈中度相关(r=0.697,P<0.001),与临床活动性NIH标准及SUVmax均呈低度相关性(r=0.385,P=0.018;r=0.477,P=0.014);以^18F-FDG PET/CT视觉评分作为判断TA活动性的标准,临床活动性NIH标准的敏感度和特异度分别为0.783及0.769,CEUS的敏感度和特异度分别为1.000及0.846,AUC分别为0.776和0.923。结论CEUS判断TA活动性与^18F-FDG PET/CT存在明显正相关;以^18F-FDG PET/CT视觉评分作为TA活动性的判断标准,CEUS较临床活动性标准具有更高的敏感度和特异度,可作为判断TA活动性的有效指标。

基于Halcon的阀芯尺寸亚像素级测量

针对传统人工在检测阀芯时的低效和低精度问题,采用性能优越的机器视觉软件Halcon为平台,利用Canny算子边缘检测和双线性插值方法得到阀芯图像亚像素级边缘,结合最小二乘算法进行边缘拟合,实现对阀芯快速、稳定和较高精度的尺寸测量。实验结果表明:该检测方式可以达到亚像素级的尺寸测量,测量精度高于2‰,满足企业对测量精度要求,且测量过程比较稳定和快速。

北斗三号卫星导航测试系统调研分析

本文通过对国内外北斗三号卫星导航测试系统生产厂家的调研分析,介绍了该系统的组成和功能特性;对北斗三号信号模拟器性能参数进行比对分析,指出国内主要几家生产的北斗三号卫星导航测试系统中存在的优点及不足,并提出建议。

北斗三号信号终端产品及核心部件调研分析

本文从北斗三号卫星导航芯片、模块、板卡、天线等核心部件和终端产品在国内的分布、种类、数量、研制进展,以及关键性能参数方面进行系统性梳理,并提出发现的问题和建议。

基于RFID技术的在网PE阀门巡查管理及质量追溯系统

PE阀门已在城镇燃气管网建设中大量应用,针对PE球阀结构、生产特点,GB 15558.3明确了对PE阀门力学、承压、气密、可靠性等一系列要求。PE阀门中内嵌RFID标签,可将产品代码、生产质控信息等写入其中,为阀门产品全生命周期质量追溯创造条件;在网阀门写入在网地理坐标信息,并设计阀门开闭专用操作工具及云端巡查运维管理数据库,可实现在网PE阀门现场巡查操作信息实时采集上传(‘点’监督)、管线巡查计划/调度(‘线’排工)及管理终端信息分析利用(‘网’综合),解决CJJ51(城镇燃气设施运行、维护和抢修安全技术规程)实施管理的难点问题。

养胃消溃汤联合西药治疗难治性消化性溃疡临床研究

目的:观察养胃消溃汤联合西药治疗难治性消化性溃疡的临床疗效及对患者免疫功能、炎症因子的影响。方法:将80例患者按随机数字表法分为观察组42例和对照组38例,对照组采用奥美拉唑治疗,观察组在对照组的基础上联合养胃消溃汤治疗;治疗2周后,观察分析2组临床疗效、不良事件发生率及随访3月的复发率;检测比较2组患者治疗前后淋巴细胞CD8^+、CD4^+水平及炎症因子白细胞介素-6 (IL-6)、白细胞介素-2 (IL-2)和转化生长因子β1(TGF-β1)水平变化。结果:总有效率观察组为69.05%,对照组为47.37%,2组比较,差异有统计学意义(P <0.05)。治疗后,观察组CD8^+、CD4^+的含量均高于对照组,差异有统计学意义(P <0.05)。治疗后,观察组患者IL-2水平高于对照组,IL-6、TGF-β1水平低于对照组,差异均有统计学意义(P <0.05)。不良反应率、复发率观察组分别为11.90%、9.52%,对照组分别为36.84%、31.58%,2组比较,差异均有统计学意义(P <0.05)。结论:养胃消溃汤联合西药治疗难治性消化性溃疡,能够减轻患者炎症因子水平,改善患者的免疫功能,提高临床愈显率,疗效优于单纯西药治疗。

基于Faster-RCNN的物流包裹图像识别研究

针对物流输送线上包裹需要分类识别输送的问题,进行物流包裹图像识别实现方法研究。利用FasterRCNN深度学习模型对物流输送线上常见的纸盒、软包和蛇皮袋三类包装的包裹进行图像识别研究,优化调整模型的训练学习参数并进行交叉验证。实验确定Faster-RCNN深度学习模型用于包裹图像识别的最佳训练学习参数为学习率0.0020、训练集与测试集的数量比例7∶3和迭代次数2810次,最后将优化调整后的模型用于物流包裹识别验证。实验数据表明优化调整的Faster-RCNN深度学习模型,对于包裹识别平均准确率可达到89.22%,在物流包裹图像识别领域具有较高的识别水平。

基于节点参数分析的PE燃气管网泄漏检测方法

建立城市燃气PE管网核心部件流阻模型和网路结构分析模型;建立管网运行参数理论分析模型和泄漏检测分析、漏点定位分析模型;利用管道仿真软件PipelineStudio进行管网运行的动态仿真,研究管网不同工况下的泄漏规律,验证相关分析判漏和压差法漏点定位的可行性,评估了泄漏检测方法灵敏度。

一种高精度卫星定位产品测试方法研究

本文针对高精度卫星定位产品外场实测条件下的局限性提出一种在完全可控的模拟环境中实现高精度卫星定位产品的性能评估的测试方法。该方法可高效准确的完成高精度卫星导航定位产品的测向精度、基线测量精度、RTK测量精度、RTK初始化时间等项目测试评估,具有测试条件完全可控、方便快捷、精度高的优点。

基于STM32的无线多点螺栓力值实时监测报警系统设计

为了实现多点螺栓力值的准确监测、无线传输与及时报警,设计一种基于STM32、应变全桥和nRF24L01的力值实时监测报警系统。该系统利用安装在螺栓上的应变片获得轴向力值,再通过nRF24L01模块无线传输数据,最后STM32单片机对数据进行判断、显示与存储。该系统以精度高、实时性好和无线传输的设计思路解决了传统的数据监测不准确、报警不及时和有线布线繁琐的问题。测试表明,该系统测量精度高、实时性好、数据传输可靠,具有较高的推广价值。