步态模式对人体髋膝踝关节运动协调关系的影响

目的:分析不同步态模式下髋膝踝关节的运动协调关系,为下肢智能假肢和助行外骨骼控制系统的运动规划提供依据。方法:利用红外光点运动捕捉系统,采集10名20—35岁健康青年志愿者进行平地行走、上楼梯和下楼梯三种步态的运动轨迹,采用运动循环图对髋膝踝关节运动角度参数进行统计分析。结果:不同步态模式的髋膝踝关节运动循环图存在显著的差异。结论:步态模式对髋膝踝关节的运动协调关系有显著影响,下肢假肢和外骨骼可以借鉴相应的运动协调模式降低机械结构和控制系统的复杂性。

W形金属密封环工作状态下综合性能优化设计

为满足航空航天领域严苛工况下的密封要求,对W形金属密封环综合性能进行研究,提出从回弹性能、密封性能、稳定性能3个方面对W形金属密封环工作状态下的综合性能进行优化;建立W形环静态工况计算模型和准静态压缩回弹计算模型,分别计算塑形变形区域占比、最大接触应力和回弹率来描述其稳定性、密封性和回弹性;建立一套W形金属密封环的优化方法,应用分层求解和加权平均构造目标函数的方法,在给定工作条件下完成可行域内W形环最优综合性能设计的求解。优化结果与国外某公司产品契合度较高,验证了整个优化方法的正确性。

环锭纺智能落纱机落纱过程的力学分析与机构设计研究

为了解决纺织企业招工难、工人流动大等问题,在发明"智能落纱机拔管纱机构平衡装置"专利的基础上,介绍了环锭纺智能落纱机的落纱过程,根据落纱过程的载荷特点,进行了落纱过程的力学分析,分别对同时拔管纱机构、非同时拔管纱机构和平衡装置拔管纱机构进行了受力分析对比,认为平衡装置具有低能耗,生产成本低、安全可靠、工作效率高等特点,自平衡装置和非同时拔管纱机构共同作用,实现了环锭纺智能落纱机系统的进一步优化,降低电机功率、减小体积,使该系统更加轻便、可靠、高效。

单侧全膝关节置换术后两下肢受力不对称性的影响因素

全膝关节置换术(total knee arthroplasty,TKA)是晚期膝骨关节炎最常见的手术治疗手段。已有研究发现,单侧TKA术后两下肢受力不对称,对侧膝关节承担更大载荷,从而使骨关节炎加重面临再次置换的风险。综述单侧TKA术后可能引起两下肢受力不对称的影响因素,主要介绍下肢力线、疼痛、肌肉、本体感受、心理原因等;同时探讨这些影响因素对人体总的影响效果、人体对不对称载荷的补偿机制以及临床干预手段。通过对单侧TKA术后两下肢受力影响因素的分析,可以制定针对性的临床干预手段,用以减小患者对侧膝关节发展为骨关节炎甚至置换的风险。

单侧全膝关节置换术前两下肢步态差异性分析

目的:比较在单侧全膝关节置换术(TKR)前以美国膝关节协会评分(KSS)为依据确定的手术侧和非手术侧在步态上的差异性。方法:筛选16例即将做单侧TKR手术的患者,使用KSS评分、WOMAC、SF-36评判患者健康状况,并将KSS得分较低的一侧确定为手术侧。使用三维步态分析系统采集患者以自选步速赤脚穿袜行走时的步态数据,比较患者手术侧和非手术侧在时空、运动学和动力学参数上的差异。结果:KSS评分手术侧和非手术侧存在显著差异(P<0.001),支撑期非手术侧显著长于手术侧(P=0.002),患者手术侧和非手术侧在矢状面及冠状面上膝、踝、髋关节转角曲线及关节力矩曲线总体相似,关节转角幅值和关节力矩峰值均为未表现出显著差异(P>0.05)。结论:单侧TKR术前患者行走时偏向于使用非手术侧,手术侧和非手术侧在关节活动能力和关节受载方面并无明显差异。

核主泵端面密封类型的可靠性分析

本文首先对轻水反应堆的核主泵类型进行了分析,针对其核主泵的主要应用形式——轴封型核主泵进行了端面密封类型的介绍,再从可靠性的观点出发,分析了端面密封中核心零件密封环的失效形式。在分析的基础上,从可靠性角度分析了端面密封环的不同形式的失效模式以及定性可靠性指标。为开展和主泵的端面密封形式选择。

W形金属密封环工作状态下的力学状态与回弹性能研究

建立W形金属密封环的有限元模型,计算其不同工况下的静力学状态,并以此为基础探究W形环最大Von Mises应力与最大接触应力的影响因素。运用ANSYS模拟W形环在不同工况下加载卸载的全过程,探究W形环回弹率的各种影响因素。结果表明:在计算范围内,壁厚和压缩量的增加使最大接触应力平稳增大,密封性能提高,波高和温度的增加使最大接触应力下降,密封性能下降;壁厚和压缩量的增加使回弹率降低,波高与介质压力的增加使回弹率升高。

类桁架点阵多孔材料的研究进展

多孔材料可以减轻零件重量,同时也具有良好的传热和能量吸收性能。随着增材制造技术的发展,依照需求设计的类桁架点阵结构多孔材料的制造变得十分方便。基于类桁架点阵结构(lattice structure)多孔材料开展的零件设计和传统的零件设计不同,它具有参数众多导致设计空间庞大的特点。就常见类桁架点阵结构的单元结构类型,常见类桁架点阵结构的力学分析方法和利用类桁架点阵结构进行零件设计过程中的优化方法进行了总结并提出了对未来研究方向的思考。

车削粗糙表面形貌的小波频谱分析

为解决分析过程中出现的频率混淆与错误频率产生的问题,对小波变换信号的频谱分析算法进行改进,采用自定义组合函数的方式验证改进算法的正确性与可行性。将信号处理的改进算法应用于车削表面形貌信号的处理,对表面形貌复杂信号进行频带划分,对各频带重构信号进行频谱分析,最终实现信号各频带信号的提取与表征。结合车削加工表面粗糙度形成的各影响因素,得到各频带信号与影响因素之间的对应关系,为改善车削加工表面的粗糙度提供了理论支持。

一种基于紫外荧光图像的人民币面额识别算法

通过调研国内外纸币面额识别技术的研究现状,设计了一种基于紫外荧光图像的人民币面额识别算法,该算法利用在紫外光照射下人民币正面的荧光面额区域作为识别特征,经过简单的图像预处理(包括倾斜校正、图像二值化、滤波和形态学处理等)操作,综合运用几何结构分析和模板匹配的方法实现对六种人民币面额的识别,识别率达到99%以上,平均识别时间在0.04s以内。该算法识别效果好并且满足一定的实时性,经过改善可以运用到自动售货机、点钞机、清分机、ATM机等实际系统中。

基于层次分析法的输送带纵向撕裂检测技术比较研究

针对带式输送机输送带纵向撕裂检测装置不可靠的技术状态,分析了输送带纵向撕裂检测的各种技术和方法。针对检测输送带纵向撕裂的单一技术方法,如红外热成像法、光纤测温法、电机功率与电机电流组合法等各种方法。采用层次分析法对几种检测技术进行了性能比较分析,最终提出了依靠3种检测方法相结合来提高输送带纵向撕裂检测可靠性的技术方案。

基于TRIZ理论的旋挖钻机技术进化路线分析

智能化建造是建筑业发展的重要方式,建筑业的快速发展要求建筑装备不断变革。本文通过分析建筑业发展的背景及需求,阐释建筑装备智能化发展的必要性,对国内外典型的路桥和房屋智能建筑装备进行介绍,总结影响智能建筑装备发展的因素,为智能建筑装备发展和建筑业绿色发展提出建议。

磨削粗糙表面法向接触刚度研究

为更加准确地描述机械磨削表面的接触刚度,本文在现有统计分析理论的基础上,提出了一种新的粗糙表面接触模型。模型针对接触表面微凸体形貌,将原有的球体假设采用cos函数曲线回转体代替,在假设形貌的基础上重新解算了微凸体弹塑性变形的临界压入深度,推导出了接触区域真实接触压力与接触刚度关系表达式。通过数值仿真方法得到了不同塑性指数下平均距离、接触刚度与接触压力之间的变化关系。对比结果显示,随着塑性指数的增大,本文模型的平均距离与球形模型的平均距离之间的差值逐渐增大。在接触刚度方面,本文模型相比球形模型更加贴近实验结果,并且随着塑性指数的增加,球形模型与本文模型之间的差值越来越大。本文模型结果与实验数据的相对偏差能够控制在5%以内,从而验证了本文模型的正确性,为更加准确地描述磨削表面零件的接触行为提供理论基础。