摘要：在机器人实际工况中,针对含有薄壁四点接触球轴承的机器人腕部关节系统的运动稳定性问题,对腕部系统模型进行了简化设计和仿真研究。在考虑薄壁结构的弹性变形和动态接触作用耦合影响的基础上,建立了刚柔耦合工业机器人腕部关节系统模型,分析了不同受载工况和正反转驱动下的变形规律和动态特性。首先,基于多体动力学和Hertz接触理论,设计了包含薄壁四点接触球轴承和中空轴及基座的腕部关节系统刚柔耦合接触动力学仿真模型;然后,考虑薄壁中空轴、基座、轴承套圈和保持架的结构弹性变形、钢球和套圈滚道、保持架的动态接触作用,研究了机器人腕部关节系统两种实际工况对保持架和钢球角速度、保持架和薄壁基座振动位移、钢球与套圈的动态接触力的影响;最后,计算分析了两种工况下腕部关节系统的动态载荷规律和振动响应特性。研究结果表明:在相对较大的径向载荷作用下,保持架和钢球会出现打滑现象,速度呈现周期波动,保持架和基座具有更好的运动稳定性,其薄壁轴承内部载荷降低,主副接触对均承担联合载荷,轴承内部载荷稳定性也更好。该仿真模型及结果可以为薄壁腕部关节系统的动力学分析与设计提供参考。

摘要：为解决在外部扰动情况下自适应光学中倾斜镜的控制问题,提出了一种基于扰动观测器的滑模控制方法来抑制结构振动。在倾斜镜控制系统中,将新的扰动观测器加入到传统滑模控制方法中,设计新的滑模控制率来抑制抖振。改进后的扰动观测器不受精确模型的限制,仿真结果证明了该方法能够比较准确的跟踪系统状态,抑制扰动效果明显,降低了系统误差,输出曲线更接近给定的输入信号。实验结果表明,所设计的方法与传统滑模控制方法相比,方位轴控制误差由1.637μrad降低到1.083μrad,精度提高约51.2%,俯仰轴控制误差由1.966μrad降低到1.614μrad,精度提高约21.8%。该方法可大幅削弱由滑模控制方法造成的抖振及外部扰动,提高倾斜镜控制系统的稳定性。

摘要：静脉穿刺作为最基本的医疗手段,仍然是医疗工作者面临的一大挑战。针对近红外图像提出一种静脉检测和定位方法。首先,设计基于近红外的可穿刺静脉定位嵌入式系统,采集43名实验对象左右手手背静脉图像,经预处理后建立了含325张手背静脉图像的数据库;其次,改进YOLO Nano算法,通过裁剪网络结构减小模型大小,并缩减输出尺度适应检测目标的尺寸,同时引入空间金字塔结构以提升模型的特征表达能力和计算能力,最终达到更高检测准确率。按7∶3的比例将数据库划分为训练集和测试集并进行标注和数据扩充,并在嵌入式设备上进行了测试。结果表明,改进的YOLO Nano模型参数量减小了15%,平均精确度由91.68%提升至93.23%,检测时间缩短为529 ms,较YOLO Nano减少了22%,在检测速度和准确率上均优于原版YOLO Nano,实现了穿刺静脉的快速准确检测与定位。

摘要：为了克服无线内窥镜胶囊在消化道内姿态不确定引起的方向性问题,提高无线内窥镜中电磁感应连接的能量传输效率,该文提出对电磁感应连接的磁场进行三维分解,采用三维线圈分别接收,并进行整流合成输出;分析整流合成输入波形的特性,以及输入波形随胶囊与发射之间空间位置关系变化的特点,设计复合整流合成电路。研究表明:该波形合成电路有助于克服方向性的限制,避免通信中的盲点,并且输出效率比单向接收时提高41.4%。

摘要：由于单一域缺少其他相关信息而导致运动想象分类准确率不高和泛用性差,本文研究设计了基于空间域和频域的运动想象分类方法。根据运动想象执行时的对侧映射机制以及事件相关同步和事件相关去同步的现象,对C3和C4通道数据进行共空间模式和功率谱密度特征提取和融合,然后使用网格搜索参数优化的支持向量机对运动想象的脑电信号进行分类。结果表明共空间模式和功率谱密度的融合特征,解决了共空间模式对噪声敏感以及缺少频率特征信息的缺点,实现了更高的分类结果和泛化性,分类准确率达91.3%,验证了该方法的有效性。

摘要：种子包衣是一项已被生产实践证明的农业增产新技术,增产幅度可达10%左右。目前,国产的包衣机械按包衣质量标准要求,性能指标均达不到农艺要求。因此,急需研制出新型的包衣机械以满足生产的需求。为此,介绍了5BJZ—3.0型新型种子包衣机的基本工作原理及种子与药剂配比的调节控制;阐述了其主要零部件设计与计算及其性能指标。

摘要：表面肌电信号(surface electromyogram,sEMG)的采集是仿人假手智能控制研究的重要环节,而便携式表面肌电信号采集装置可使受试者摆脱固定空间和线缆的束缚。研制了一套多通道sEMG无线采集系统。该系统主要由神经电势芯片、DAC、PIC16F628A和XBee802.15.4芯片等组成,其无线采集接收端采用串口与计算机相连。开展sEMG无线采集系统离体测试实验,证明该无线采集系统的可行性和性能,在此基础上设计并开展了基于该多通道sEMG无线采集系统的3名志愿者手部运动sEMG的实时无线六通道采集。实验结果表明,该多通道sEMG无线采集系统可在1 m内实现最高57.6 Kb/s波特率的数据采集,其误码率为8.93×10-4,可忽略不计。搭建的多通道sEMG无线采集系统能够实现正常人体在简单手臂动作时的sEMG信号的无线实时多通道采集,为进一步设计在复杂人手运动时sEMG无线采集系统提供了一个有效的硬件平台。

摘要：目的睡眠分期能为儿童睡眠问题的诊断提供客观的评价标准,有利于提前发现和诊断儿童睡眠疾病。方法研究了一种基于因果卷积的儿童自动睡眠分期方法。首先,对原始的脑电信号进行带通滤波处理以减少噪声干扰,再利用具有不同尺寸卷积核的双分支模块提取信号的时频特征;然后利用膨胀因果卷积模块完成时序特征的提取;最后,通过全连接层和Softmax分类器对学习到的抽象特征进行分类。在20折交叉验证下,采用准确率、召回率、以及F1分数和科恩系数等指标对模型的分类性能进行评价。结果采用美国国家儿童医院的164名2~10岁临床儿童数据集,并设计了2~10岁、2~6岁、6~10岁3个年龄组,实验结果表明所提的因果卷积模型的儿童睡眠分期准确率分别为81.7%、80.0%、82.4%,科恩系数分别为0.75、0.73、0.76。结论基于因果卷积的睡眠分期方法对儿童数据有良好的分类能力,同时具有较快的收敛速度,可作为儿童睡眠疾病诊断的有效辅助工具。

摘要：基于时域有限差分方法,采用真实人体数字三维模型,仿真了天线在人体消化道内辐射情况,分析了天线结构参数对天线辐射性能的影响。针对无线胶囊内窥镜(Wireless Capsule Endoscopy,WCE)在人体消化道内工作特点,设计了一款能够用于发送消化道内图像数据的WCE微带天线,该微带天线谐振频率为500 MHz,输入回波损耗S11<-10 dB时相对带宽为8%,带内VSWR<2.0,最后采用仿真优化后的结构参数和材料制作了天线,并进行了测试,得到了满足实际应用要求的微带天线。

摘要：利用大型通用有限元软件ANSYS,考虑了钢筋与混凝土之间的粘结滑移关系,先采用具有下降段的混凝土本构模型,对完全错开节点和半错开节点进行传力机理分析。再采用《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)附录C中混凝土单轴应力-应变关系,对错开高度分别为0、0.25、0.5、0.75,1倍梁高,在轴压比为0.05和0.25时的节点进行极限承载能力分析。得到了错层节点承载力及粘结滑移随错开高度的变化规律。