考虑模态分析的超高加速度宏微运动平台导轨架优化设计

超高加速度宏微运动平台具有定位精度高、误差小等优点,基于模态分析对超高加速度宏微运动平台的关键机构导轨架进行优化设计,以实现平台的性能优化。采用SolidWorks软件搭建导轨架模型,通过ANSYS Workbench软件进行模态分析、拓扑优化和响应面优化等,在保持1阶固有频率稳定的前提下尽可能降低导轨架的质量。结果表明:响应面的优化符合预期目标,导轨架的1阶固有频率增加了0.7%,质量从6.165 kg减小到5.592 kg,变化率为9.2%,达到了轻量化的目的。

“微运动”应用于聋校高中体育课程的研究

良好的身体素质是聋校高中学生追求全面发展、早日融入社会的重要保证,“微运动”是提升学生身体素质发展的重要手段之一。经实践分析,在聋校高中体育课程中植入“微运动”理念,多角度、全方位发挥“微运动”的作用与功能,能促使聋校高中学生在体育课堂内外都能有效参与身体锻炼,促进心理健康,一定程度上有效补偿聋生缺陷,开发聋生身体素质的潜能。

玩转嘟嘟城:中班室内“微运动”的载体设计与实施探究

由于受自然因素的影响,幼儿园户外活动的时间很难保障。针对这一现象,幼儿教师开展了室内“微运动”,但由于室内活动材料较少,导致运动玩法较单一,幼儿的参与积极性也较低。本研究基于主题“玩转嘟嘟城”,着眼于“微”,充分利用活动室、走廊、午睡室及楼梯等空间,以动作发展为主线,设计与职业角色相关的5大“职业场馆”,结合“悠长玩酷楼梯”,以建构式、循环式等多种方式实施,提升幼儿参与室内“微运动”的积极性,进而促进幼儿核心经验的健康发展。

超高加速度宏微运动平台基座模态分析与优化设计

超高加速度宏微运动平台基座与音圈电机共振会严重影响平台的定位精度。以基座为研究对象,以提高基座1阶固有频率和降低质量为研究目标,利用SolidWorks和ANSYS Workbench进行模态分析、拓扑优化、直接优化和响应面优化分析,获得了模态振型、固有频率和优化方案,并对优化后的模型重新进行有限元分析。结果表明:基座1阶固有频率增加6.8%,质量减小8%,提高1阶固有频率同时实现了基座轻量化。

基于学生久坐行为现状的微运动策略实践研究——以深圳市坪山中学九年级为例

为改善初中生日益严重的久坐行为的状况,对深圳市坪山中学九年级四个班级212名学生久坐行为与微运动情况进行现状调查及微运动干预。研究表明:久坐行为对学生身体危害较大,不良的屏前行为习惯正成为诱发学生久坐行为的重要因素,学生每天学习生活中的久坐行为不容忽视。微运动干预有助于增加学生每天的体育锻炼时长,对改善学生久坐行为具有积极作用。

基于协调同步控制的MEMS微运动测量

为协调有效地利用频闪成像、显微视觉和相移干涉技术实现微机电系统(MEMS,micro-electro-me-chanical systems)微运动的可靠测量,提出了一种改进的协调同步控制方法,该方法通过2块5 MHz频率的任意波形发生卡实现激光二极管(LD,laser diode)脉冲信号和MEMS激励信号的同频率相对延时,最小延时增量可达0.3 ns,最小脉冲宽度可达10 ns。基于该方法构建的测试系统可实现MEMS的离面(out-of-plane)和面内(in-plane)微运动的自动测量。通过对硅微悬臂梁离面振动以及硅微谐振器阵列面内振动的实验测量验证了新协调同步控制方法的有效性和实用性,其中离面微运动测量重复性误差小于10 nm,面内微运动测量重复性误差小于25 nm。

“微运动”植入中学体育课程的应用研究

在体育教育改革进程不断推进的背景下,中学体育教育方式的改革与创新已经成为实践过程中的主要研究课题。相较于传统体育运动项目,“微运动”内容更适于中学生在非课程时间参与。对“微运动”植入中学体育课程的应用进行讨论与分析,并得出结论:“微运动”有利于培养中学生的体育学习兴趣,提高了学生身体素质,优化了身体体态。研究认为,“微运动”植入中学体育课程具有较高的应用价值。

碎片化时间实施短时微运动改善糖尿病患者血糖的效果评价

目的探讨碎片化时间实施短时微运动改善糖尿病患者血糖的临床效果。方法选取2020年6月—2022年6月中南大学湘雅二医院桂林医院收治的104例2型糖尿病患者作为研究对象,按照随机数表法分为观察组和对照组,每组52例。观察组利用其碎片化时间进行短时微运动干预,对照组采用常规干预措施,比较两组患者干预前后血糖情况,采用糖尿病自我管理行为量表、WHO-5幸福感指数量表分别评价两组患者干预前后自我管理行为评分及幸福感。结果干预后,观察组患者空腹血糖、餐后2 h血糖水平低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);干预后,观察组自我管理行为评分明显高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);干预后,观察组幸福感指数评分明显高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论碎片化时间实施短时微运动改善糖尿病患者血糖的效果显著,未给患者施加额外训练压力,运动行为易被患者接受,是一项值得应用的糖尿病运动训练方法。

“互联网+健康微运动”背景下的中职体育与健康教学共享路径

文章深入研究了“互联网+健康微运动”在中职体育与健康教学领域的应用。文章强调了个性化健康指导、在线教学平台的构建、资源共享与教学改进,以及体育与健康领域的拓展训练等策略对提高教学质量和推动学生全面发展的重要性。这些方法的应用,使学生能够获得个性化和多元化的健康指导和课程内容,同时也能够激励教师不断提高自身教学水平。这种多层面的发展路径为中职体育与健康教学领域注入了新的活力,并为学生提供了更为广泛的发展机会。

旋转目标距离像长度特性及微运动特征提取

本文提出了利用旋转目标高分辨一维距离像的长度变化特性提取目标旋转半径和旋转速度等微运动特征的新方法.重点分析了旋转目标一维距离像的长度特性,指出当目标旋转时,微运动造成的一维像"虚假"长度和目标真实长度在雷达视线上的投影共同构成了目标的一维距离像.当目标匀速转动时,其一维距离像的长度变化服从正弦绝对值曲线,并根据这种变化特性,提出了两种提取旋转目标微运动特征的新方法.最后,设计了外场试验,通过实测数据证明了本文的观点和特征提取方法的有效性.

基于TFD-Hough变换的毫米波导引头微运动参数提取算法

分析了旋转目标的微多普勒特性与微运动参数的关系,指出其微多普勒信号为三参数的正弦调频信号。针对这一信号形式,推导了多分量正弦调频信号的时频分布特性,提出了一种在时频图上检测三参数正弦曲线的Hough变换方法,进而提出了一种基于TFD-Hough(time frequency distribution-Hough)变换的微运动参数提取算法。仿真实验和外场试验数据处理表明了该方法的有效性和鲁棒性。

基于计算机微视觉的鲁棒多尺度平面微运动测量

提出一种将计算机微视觉与鲁棒多尺度运动估计算法相结合的测量微运动的方法。设计一种用于微运动测量的鲁棒多尺度运动估计算法。在该算法中,根据滤波器的不同特性,在多尺度金字塔的不同尺度层采用不同的滤波器估计运动。这种分层估计的方法不但可以提高测量精度,而且可以加快测量速度。分析计算机微视觉测量系统的组成,并对设计的微视觉测量系统进行标定。以精密定位平台为测量对象,采用计算机微视觉与鲁棒多尺度运动估计算法相结合的方法测量了精密定位平台的平面微运动。该方法用于测量2000nm左右的微运动时,最大测量偏差达到了12.5nm。试验结果表明,这种将计算机微视觉与鲁棒多尺度运动估计算法相结合的方法能够实现高精度的平面微运动测量。

基于同态滤波的鲁棒多尺度微运动测量算法

针对光照变化、噪声、运动不连续及大位移量等影响基于计算机微视觉的微运动测量精度的问题,提出一种基于同态滤波的鲁棒多尺度微运动测量算法。首先采用同态滤波增强方法对显微视觉图像亮度不均匀进行了校正,并增强对比度,然后利用双权重函数,自动调节不同残差数据点的权重,去除残差过大的数据点,并采用多尺度金字塔由粗到精逐层迭代,精确地估计运动矢量。实验结果显示,新算法鲁棒性好,能有效地减弱光照不均匀的干扰,同时减少噪声和运动不连续而引起的界外值的影响,微运动测量精度达到0.01个像素。

MEMS结构离面微运动测试系统设计与实现

利用频闪成像和显微干涉技术设计开发了微机电系统(Micro Electro Mechanical Systems,MEMS)离面微运动测试系统。系统在计算机控制下通过相对延时和五步相移干涉技术自动采集MEMS结构运动周期内各不同时刻的干涉条纹图集,再通过五步相移算法和分割线去包裹算法分别对干涉条纹图和包裹相位图进行分析处理可得到被测MEMS结构的离面微运动情况。为实现浮点型相位图数据的有效存取,提出了一种新的相位图文件格式。通过实验对硅微悬臂梁在不同幅值正弦基础激励下的离面振动响应进行了有效测量,且测量重复性误差小于10nm。

基于微运动的旋转散射中心空域散射特征提取

本文研究了旋转运动对雷达目标回波的幅度调制作用,进而提出了一种基于微运动的旋转散射中心空域散射特征提取方法。首先对含旋转部件目标的雷达回波进行时频分析得到回波的谱图,然后基于目标上各旋转散射中心的微多普勒频率差异,利用谱图的边缘特性估计各散射中心的回波能量随时间的起伏变化关系。结合微运动的参数估计,提取旋转部件的空域散射特征。通过仿真试验和外场实验对本文所提出的方法进行了验证。旋转部件的空域散射特征可以揭示旋转部件的结构属性信息,为目标识别提供重要依据。

宏微复合平台的微运动动态模型研究

宏微复合平台常应用于大行程运动和高精度定位的场合。基于对宏微复合驱动技术的的分析及研究,提出了一种音圈电机与压电陶瓷复合驱动的宏微复合运动平台结构,其中微运动平台采用压电陶瓷驱动和弹簧预紧,具有结构简单、分辨率高、刚度高和响应速度快等优点。针对微运动平台的主动控制问题,考虑压电陶瓷驱动器驱动电路以及滑块与摩擦复合作用的影响,建立微运动平台动态模型。通过微运动平台动态特性的实验研究,分析滑块与摩擦复合作用对微运动平台平稳性的影响。结果表明,该模型可快速缩短平台到达稳定的时间,满足平台精密定位要求。

宏微运动一体化压电直线电机驱动电路设计

宏微运动一体化压电直线电机能实现大行程高速宏观运动和小行程高分辨率微观运动。针对宏微运动一体化压电直线电机对驱动信号的要求,设计了一种驱动电路。该驱动电路由单相桥式晶闸管整流电路、半桥DC-DC开关电路,2相逆变桥电路和TMS320F28335控制器组成。控制器产生晶闸管触发脉冲和2路PWM信号分别控制桥式晶闸管整流电路和半桥DC-DC电路输出直流电压(0~±1000V)。直流电压经过2相逆变桥电路变换成电机宏运动所需的准正弦驱动信号或微运动所需的正负直流驱动信号。实验结果表明,该驱动电路能输出理想的正弦信号驱动电机稳定运行,其输出电压与驱动频率均可进行独立连续调节;能够使电机两端直流电压极性和电压幅值(0~±1 000 V)任意变化,满足微运动驱动需求。

宏微运动平台连接架的多工况动力学特性分析

为探究宏微运动平台连接架在多工况下的动力学特性,针对宏微运动过程中的连接架进行了多工况受力分析。利用有限元方法,对各个工况下的连接架开展静态和动态分析与计算,得到了相应的应力和变形分布,并获得了连接架最大应力和变形随载荷变化的规律。通过计算振动模态,得到了前6阶固有频率和振型。利用锤击法进行测振实验,实验结果验证了仿真数据的正确性。

平面两自由度全柔顺微运动并联机构的拓扑优化设计

首先分析了平面两自由度全柔顺并联机构的微运动学;然后在此基础上建立该机构的拓扑优化模型,运用OC算法对所建立的模型进行求解;最后运用有限元软件对所建立的三维模型进行仿真。得出通过拓扑优化得到的平面两自由度全柔顺并联机构可实现x和y两个方向的微运动,且与同构型的传统并联机构运动相似,验证了该方法的有效性。

新型6自由度并联微动机器人微运动学及其运动解耦性分析

利用坐标变换法,建立了新型6自由度并联微动机器人的微运动学模型,并对其运动解耦性进行分析;采用不同的初始驱动位移量和驱动方式,对该机器人的有限元模型进行分析,进一步讨论了其微运动学上的解耦性,最后对研制的微动机器人样机进行了运动解耦性测试和验证。该并联微动机器人的运动解耦,为其动力学分析、控制及其标定的简化提供了理论基础。