移乘背抱护理机器人舒适性生物力学模型分析

为探索移乘背抱护理机器人人机交互力学特性与被护理人舒适性感受的潜在关联,研究显性的人机接触力相对于人体生物力学特性的映射关系,揭示影响被护理人舒适性的主要作用肌群,提出了舒适性测试试验与AnyBody背抱运动人体生物力学模型相结合的方法.从被护理人的肌肉激活程度入手,对移乘背抱护理机器人背抱运动舒适性特征进行了分析.首先,介绍了移乘背抱护理机器人典型结构工作原理并进行了运动学分析,在此基础上搭建了舒适性测试试验系统,基于主观舒适性评分规划了服务于试验的基础运动轨迹,并通过试验得到了人机主要接触部位力学信息.然后,以试验数据为边界条件构建了基于AnyBody的背抱运动人体生物力学模型,依托逆动力学仿真分析得到了肌肉激活程度,并对比舒适性测试肌肉激活程度验证了仿真模型的有效性.最后,结合人机主要接触部位受力、肌肉激活程度及主观舒适性评分综合分析了移乘背抱护理机器人背抱运动舒适性特征,明确了影响被护理人舒适性的主要作用肌群.结果表明:影响被护理人舒适性的主要作用肌群有7个,且被护理人胸部压力与腋下压力值大小分别与影响其躯干和上肢舒适性的肌肉激活程度呈正相关.可通过建立胸部压力与腋下压力值相关的加权函数有效描述不同被护理人整体舒适性特征,为移乘背抱护理机器人舒适性运动控制提供了理论依据.

双臂移乘护理机器人起抱位置与移乘姿态规划

首先,建立被护理人的4连杆模型,并结合机器人姿态信息建立人机系统力学模型,分析移乘中被护理人的受力(内力、外力);其次,通过问卷调查,确定各内力、外力对人体舒适性影响的权重,建立舒适性评价函数,并运用所建立的舒适性评价函数以优化被护理人移乘舒适性为目的规划起抱位置与姿态。本文进行了接触力和表面肌电(sEMG)测试实验。结果显示:本文方法规划的起抱位置与姿态,能够有效降低被护理人与机器人之间的接触压力,并把移乘中的腰部内力负担减轻44.2%,提高了移乘的舒适性。

智能移乘护理机器人室内路径规划方法研究

为了帮助失能老人实现在家庭环境中床、轮椅、沙发、厕所马桶等生活器具之间的移动,室内智能移乘护理机器人需要完成从任意初始点、任意起始位姿开始,将人无碰撞、安全运送至目标点,并且在运送过程中完成机器人头尾前进方向转换等任务,这些都对机器人的路径规划能力提出了要求。鉴于此,采用分段式路径规划方法,通过对中间转换位姿的恰当选择,使得机器人在有限室内空间内的转向角度幅度得到了有效改善,同时通过速度的控制来降低转向角变化频率从而提高被护理人的舒适性。接着对机器人采用的向量直方图法(VFH)进行介绍,并对其阈值敏感问题提出解决办法。最后,结合实验验证了这里方法的有效性和实用性。

移乘装置的机构设计及运动仿真

运用人性化的设计方法,提出了一种适合残障人室内移动用的移乘装置的设计方法。首先分析了移乘装置的功能需要和结构组成,建立抬背机构、升降机构的数学模型,并对进行运动学分析。采用虚拟样机技术,在Pro/E3.0环境下,使用自顶向下和自底向上相结合的建模方法对移乘装置进行实体建模、虚拟装配,建立了三维数字化模型。利用机构模块对移乘装置三维模型进行了运动学仿真,得到速度、加速度曲线,从而验证了机构传动的可靠性及设计的合理性。

早期移乘训练（床-轮椅）对老年脊柱结核患者术后康复效果的分析

目的 探讨早期移乘训练（床-轮椅）对老年脊柱结核病灶清除植骨固定术后患者康复的效果。方法 选择2015年2月至2018年3月入住解放军第三○九医院骨科中心脊柱微创科室的脊柱结核患者,年龄范围为60~70岁,并采取病灶清除植骨固定手术方式治疗,共80例患者纳入本研究。将入院时间2015年2月至2016年8月收治的40例患者作为对照组,2016年9月至2018年3月收治的40例患者作为观察组。对照组患者在脊柱结核病灶清除植骨固定术后进行常规床上功能锻炼,术后16d佩戴支具进行负重站立训练;观察组在对照组常规床上功能锻炼基础上,术后第3天在患者生命体征良好的情况下,由医生和家属协助患者进行移乘（床-轮椅）运动。比较两组患者术后2周血清白蛋白、血红蛋白、体质量指数等指标,以及躯体活动能力及术后住院时间。结果 观察组老年脊柱结核病灶清除植骨固定术后2周患者血清白蛋白、血红蛋白、体质量指数分别为[（39.51±3.51）g/L、（122.11±10.14）g/L、20.16±2.84],优于对照组[（36.33±3.43）g/L、（115.29±12.61）g/L、18.57±2.76],差异均有统计学意义（t值分别为4.10、2.67、2.54,P值分别为0.000、0.009、0.013）。术后2周观察组能够经常步行的患者有28例（70.0%）,高于对照组的17例（42.5%）,差异有统计学意义（χ2=6.15, P=0.013）。观察组术后住院时间为（17.3±2.0）d,明显少于对照组的（18.6±0.8）d,差异有统计学意义（t=3.82,P=0.000）。结论 早期进行移乘训练（床-轮椅）可促进患者康复,减少住院时间,降低患者的住院费用。

洗浴移乘轮椅床创新设计

为了解决残障者和老年人洗浴、行动困难,运用人体工程学理论,设计一种洗浴移乘轮椅床装置,能实现室内移动,具备垂直升降功能,并能辅助使用者行动。分析了洗浴装置的机械结构组成及主要功能,采用矢量方程解析法对四杆升降装置进行机构设计,并对整个洗浴移乘轮椅床装置进行SolidWorks建模与渲染仿真,结果表明,该洗浴移乘轮椅床创新设计对残障者和老年人解决洗浴移乘问题具有一定的作用。

智能移乘护理机器人设计

为了帮助护理人员对下肢行动不便的病人进行空间上的位置转移,设计出一款智能移乘护理机器人,可以在护理工的帮助使用下对病人实现抱起,移动,放下等动作。文章重点介绍了该智能移乘护理机器人的机械结构和液压传动系统,机械结构方面主要分为三大模块:伸缩机构,胸部支承和驱动装置;液压传动系统部分主要是对液压传动系统原理图进行了说明。

JT6770型客车电动外摆移乘客门的设计

介绍 JT6770型客车电动外摆移乘客门系统的结构及其运动校核。

低表面能氟碳聚合物涂层真空热循环及防爬移特性研究

低表面能氟碳聚合物涂层是一种抑制空间用油脂润滑剂爬移流失的关键材料,该材料的应用可为空间油脂润滑活动机构实现长寿命、高可靠运行提供技术保障。采用水接触角测试仪、X射线荧光能谱仪、光学显微镜等对自研的氟碳聚合物涂层进行了真空热循环前后的接触角、表面能变化以及对多烷基环戊烷(MACs)润滑油防爬移特性的研究。结果表明,9Cr18不锈钢、2A12铝合金和TC4钛合金三种不同金属基体表面涂覆聚合物涂层后的表面能分别为8.797 mN/m、9.083 mN/m和9.203 mN/m;在温度−45~+90℃下,经过30天、60次真空热循环后,涂层的表面能分别为8.915 mN/m、9.209 mN/m和9.266 mN/m,仍然较低。涂层与MACs润滑油之间存在明显界面,涂层上距离润滑油200μm界面处的XPS分析未发现MACs润滑油的特征峰,表明没有润滑油爬移扩散至涂层处,低表面能氟碳聚合物涂层对MACs润滑油能够起到有效的“防爬移”作用。

基于移情设计理念下的秦岭生态旅游IP形象设计研究

为了促进秦岭生态文化保护及旅游业的发展,针对目前文创产品的发展现状及不足之处,以移情理念为视角,提出有效设计策略,为秦岭生态文化的传承与发展提供新的思路。根据调研和受众问题反馈,将移情设计理念引入文创IP设计,归纳设计流程为“观察-互动-感知”3个阶段,从视觉、交互、情感等层面系统性梳理秦岭文创产品移情输出设计流程。提取秦岭生态地域形态、色彩与文化语义等设计要素,明晰设计要点,以秦岭四宝IP文创及衍生设计为例,进行秦岭四宝文创IP的视觉形象设计。通过移情设计对秦岭生态元素分析与整理,能够有效契合受众的情感需求,将优秀的文化元素及情感映射到IP设计本身,为受众赋予秦岭生态文化旅游设计形态与色彩,提升文化价值促进秦岭生态文化的发展与保护。

“大智移云物区”背景下高校内部控制建设探索

随着产业信息化、业务数据化,高校内部控制管理体系的不足日益凸显,传统意义上的会计控制主导下的内部控制体系无法满足管理需求,高校内部控制转型提上日程。文章首先分析传统内部控制体系存在的问题;其次,分析新时期、新要求对高校内部控制的影响;最后,从内部控制顶层设计及运行配置、指标评价体系设立、基于PDCA循环的内部控制体系建设、符合系统论的内部控制体系建设、人才培养等方面探索建立“大智移云物区”背景下的高校内部控制体系,为高校内部控制建设及转型提供新的思路。

砂岩质文物内部毛细水运移过程微电极响应特征

盐结晶病害是砂岩质文物中最为常见的病害之一,可溶盐溶液在砂岩内部的毛细运移直接影响着文物保存的完整性。为了进一步了解不同因素影响下砂岩质文物内部中毛细水运移特征,以大足石刻砂岩材料为研究对象,自主设计了毛细吸水试验及微电极电阻率测试装置,定量分析孔隙结构、孔隙溶液、干湿循环及相对湿度对毛细运移和电阻率分布特征的影响。结果表明,松散的孔隙结构及较低的相对湿度对毛细运移有促进作用。毛细运移受可溶盐溶液表面张力影响明显,吸水量和运移速率随表面张力增加呈递增趋势。干湿循环作用导致内部孔隙扩张使毛细迁移速率加快,同时呈现出试样饱和度和砂岩电阻率的负相关性。可溶盐的存在极大降低了砂岩的电阻率,通过电阻率的时空分布特征,识别湿润锋的视电阻率范围与试样表层盐结晶劣化区域大致重合,整体趋势沿深度方向呈凹曲面变化。研究结果揭示了砂岩质文物内部毛细水运移规律,可为合理追踪盐害范围提供理论支撑。

基于新能源发电改进型移相全桥变换器研究

新能源发电中需要广泛使用移相全桥变换器,以实现软开关技术从而减小系统的开关损耗。而传统移相全桥直流变换器滞后臂在轻载时难以实现ZVS,导致系统大功率输出时效率降低以及系统换路时容易产生尖峰电压、电流等现象,针对这一问题,提出了一种改进的有源软开关移相全桥DC-DC变换器拓扑。系统首先提出了改进变换器的拓扑结构,在此基础上对其工作模态进行了研究分析,并合理优化相关器件的选型,最后通过系统仿真及试验平台进行了系统仿真和试验测试,结果表明,所设计的加入辅助电路改进型移相全桥直流变换器在轻载情况下,能够使变换器滞后臂达到软开关效果,同时,在大功率输出情况下,对器件发热、电压波形振荡均有较好的抑制作用,系统整体效率变高,同时可靠性、稳定性变强。

基于延边三角形接法的24脉波移相变压器设计与电磁特性分析

针对核心设备24脉波移相变压器,从移相原理出发进行设计,并建立场路耦合模型对电磁设计和绕组短路力进行核算,其中关键设计参数移相角与理论值最大偏差仅为0.53%。在此基础上加工实验样机进行实验,移相角度偏差最大仅为0.2°。综合仿真与实验结果,24脉波移相变压器设计有效,且场路耦合模型适用于多脉波移相变压器的电磁仿真。

滴灌条件下种植密度对盐地碱蓬生长及移盐量的影响

为了研究滴灌条件下盐地碱蓬的生长和移盐能力对不同种植密度的响应,在新疆喀什地区分别设置D1(10株/m^(2))、D2(20株/m^(2))、D3(30株/m^(2))、D4(40株/m^(2))、D5(50株/m^(2))、D6(60株/m^(2))共6种种植密度进行大田试验,以期通过控制种植密度调控盐地碱蓬株型,达到高产、高效的目的。结果表明:滴灌条件下,种植密度对盐地碱蓬的生长影响显著,随着种植密度增大,株高先增高后降低,蓬径与茎粗逐渐减小;盐地碱蓬生物量随着密度的增大先提高后降低,呈二次曲线趋势,D3处理的生物量最大,较其他处理提高了7.45%~63.85%,同时,D3处理的移盐量最高,达5931.21 kg/hm^(2),较其他处理高12.49%~59.97%;D3与D4处理水分生产效率相近,分别为6.31、6.14 kg/m3;D3处理水分移盐效率最高,达1.58 kg/m^(3),D4处理次之,为1.41 kg/m^(3)。本研究表明可通过控制种植密度调控盐地碱蓬生长指标,优化株型,进而影响盐地碱蓬的产量与移盐能力,滴灌条件下种植盐地碱蓬应采取30~40株/m^(2)的稀植密度。

纬编双面移圈织物多层弹簧-质点结构模型构建与实现

纬编双面移圈织物工艺结构复杂多变,现有系统在进行设计开发时难以直观地展示出织物的组织结构特点。为实现纬编双面移圈织物的组织结构模拟,本文提出了一种纬编双面移圈织物多层弹簧-质点结构模型。首先建立了成圈、集圈、移圈线圈几何结构模型,接着分析了纬编双面移圈织物结构特征,并在传统弹簧-质点模型的基础上构建了多层弹簧-质点模型,然后采用牛顿第二定律和Velocity-Verlet数值积分法求解了多层弹簧-质点模型的最终位置,最终提出了一种纬编双面移圈织物结构模拟的算法流程。本文建立的多层弹簧-质点结构模型能够反映纬编双面移圈织物的组织结构,具有较好的结构模拟效果。

双芯移相变压器在主动配电网电压和潮流调控中的应用分析

双芯移相变压器可以有效控制线路电压和潮流,优化潮流分布,提高电网电能质量。针对分布式电源的高比例接入造成的主动配电网电压波动和偏差问题,以及对潮流大小、方向和均衡度的影响,文章研究了双芯移相变压器的拓扑结构和工作原理;然后分析了串联变压器和励磁变压器的具体结构和作用,梳理了移相变压器分别应用于电压调节和潮流控制时的档位控制策略;最后基于MATLAB/Simulink建立了详细的仿真模型,研究了双芯移相变压器的电压调节效果,并对双线路并联、两路电源并联供电、多路电源并联供电三种应用场景下的潮流控制效果作了比较。仿真结果表明,双芯移相变压器可以在有限的档位内将线路电压控制在允许范围;与双线路并联、多路电源并联供电应用场景相比,两路电源并联供电时的潮流均衡效果最好,潮流偏差最小,本研究为双芯移相变压器的广泛应用提供了参考。

固态变压器中隔离双向DC/DC变换器扩展移相下虚拟电流控制策略

该文以固态变压器后级隔离双向DC/DC变换器为重点研究对象,提出一种扩展移相下虚拟电流控制策略。通过分析后级变换器在扩展移相传输功率下相移量关系以获得最小电流应力最优解来提高变换器的传输效率,减少器件损耗。同时通过虚拟电流控制思想在线估算传输功率来提高系统动态响应性能,减少电流传感器使用。最后,对该文所提出的扩展移相下虚拟电流控制与扩展移相控制进行实验对比分析,验证了扩展移相下虚拟电流控制策略具有降低电流应力,显著提高变换器的动态响应的优点。

基于扩展移相的ISOP-DAB变换器混合优化控制方法

输入串联输出并联-双有源电桥(ISOP-DAB)变换器多应用于大功率高电压场合,为降低ISOP-DAB变换器的电流应力并提高系统的动态性能,本文提出一种基于扩展移相调制混合优化控制方法。首先分析在扩展移相下变换器的工作模式和功率模型,通过拉格朗日优化算法获取电流应力最优的相移组合,并结合虚拟电压均衡控制方案,以应对负载突变或输入电压扰动状态,同时结合变换器的结构特征使用输入电压均值完成模块间功率的动态平衡。最后,将混合优化控制方法、基于单移相的虚拟功率控制和传统的扩展移相优化控制进行对比实验。实验结果证明了混合优化控制在功率均分的同时可以实现电流应力优化,提高能量传输效率,同时也显著地改善了变换器在扰动情况下的动态特性。