摘要：蛇形机器人是一种能够模仿生物蛇运动的新型仿生机器人,由于它能像生物蛇一样实现“无肢运动”,因而被国际机器人业界称为“最富于现实感的机器人”。研究涉及材料学、仿生学、机械设计制造、传感技术等多学科交叉融合,在消防灭火、灾后救援、海底环境与管道探测、复杂环境作业、军事侦查等领域具有广阔应用前景,受到国内外学者及机构的广泛关注和研究。从蛇的生物特征、仿生原理、结构驱动、建模及控制等方面对蛇形机器人研究进行综述,按结构类型将蛇形机器人分为被动轮式、主动轮式、履带式、螺旋桨式和其他结构等;按驱动方式将蛇形机器人分为直流电机驱动、流体驱动、混合驱动和其他驱动等;以及目前常用于蛇形机器人的建模方法和控制策略。从中归纳和分析,得到蛇形机器人的关键研究问题包括材料升级、结构优化、柔性传感技术和自适应控制,其未来发展方向包括新型材料制备成型、高效结构设计加工、灵敏柔性传感技术、新型适合大变形的建模方法、自适应控制系统研发。

摘要：【目的】中冷控制器涵盖多种科学技术,具有一定的开发难度。【方法】课题组基于Profibus-DP总线接口,结合现代电子/电气设计方法和EMC工程设计实务,采用电路的模块化方法,设计了四种中冷控制器模块方案,从电机伺服驱动、温度测量、编码器脉冲计数、Profibus-DP总线四个方面分析了中冷控制器接口设计及算法,提出了部分硬件设计原理图以及温度控制算法及编程,并进行了发动机转速分别为1400 rpm、1800 rpm和2000 rpm时的涡轮增压后空气温升、压降、扭矩降实验。【结果】在不同运转工况下,发动机温升速度均不相同,功率越大、负荷越高,则温升速率越快;随着温度升高,涡轮增压的空气压力反而下降;随着涡轮增压后空气的温升,发动机扭矩下降。【结论】通过比较,选用总线桥产品,可以优化电子器件布局、布板布线,大大缩短课题开发时间,提高总线应用的稳定性与可靠性,对于短时间内工业级产品的设计与制造具有很好的应用价值。

摘要：航空相机的使用环境温度变化范围较大,温度的变化会在相机光学镜头中产生温度梯度,影响相机成像质量。为保证相机光学系统的成像质量,需要对镜头在一定温度范围内进行消热设计。运用ZEMAX光学设计软件对某航空相机光学系统进行了热分析,并根据分析结果运用ANSYS软件实现了多片式、大视场角光学镜头被动式消热光机一体化设计,通过镜头内部补偿环节沿轴向的微位移改变镜间距,实现对光学系统不同温度下像质的补偿。同时,研制消热补偿试验件,采用一种高精度光学非接触式在线直接检测微位移的方法,精度达到±1μm,完成了消热补偿试验件微位移测试。结果表明:不同温度下的微位移量与分析数据一致,最后通过对采用该消热一体化设计的实际航空镜头在不同温度下的像质检测,验证了该设计的有效性,镜头在各温况下性能良好。

摘要：纳米电子器件RTD与CMOS电路结合,这种新型电路不仅保持了CMOS动态电路的所有优点,而且在工作速度、功耗、集成度以及电路噪声免疫性方面都得到了不同程度的改善和提高。文中对数字电路中比较典型的可编程逻辑门、全加器电路进行了设计与模拟,并在此基础上对4×4阵列纳米流水线乘法器进行了结构设计。同时讨论了在目前硅基RTD器件较低的PVCR值情况下实现相应电路的可行性。

摘要：水面舰艇特别是潜艇在战斗条件下的主要威胁来自水中爆炸物的非接触性爆炸,选用抗冲击性能好的设备和对设备采取冲击防护措施可以保证艇上设备的安全性,使用隔振装置就是一种较好的冲击防护措施。对于通常的隔振装置,在一定的冲击作用下,设备的相对位移响应较大,可能超过了设备外接管线的变形能力,甚至超过了隔振器本身的极限变形能力。在隔振装置中使用限位器可以有效地限制设备的最大相对位移。通过对弹性限位器各参数(工作间隙和刚度)对隔振系统抗冲击性能(设备的最大加速度和最大相对位移)的影响的探讨,提出了限位器各参数的确定方法。对浮筏隔振系统中限位器的参数进行设计,应用*** 软件对具有限位器和没有限位器的浮筏隔振系统冲击响应进行计算,分析了限位器对浮筏隔振系统抗冲击性能的影响。

摘要：目的通过建立深度学习模型,探索多模态影像对脑胶质母细胞瘤放疗靶区自动勾画效果的影响。方法收集30例脑胶质母细胞瘤患者的电子计算机断层扫描(CT)序列和磁共振成像(MRI)的对比增强T1加权序列(T1C)以及T2液体衰减反转恢复序列(T2-FLAIR),对每例病例的原发肿瘤靶区(GTV)及其对应的临床靶区1(CTV1)和临床靶区2(CTV2)根据RTOG标准进行人工勾画,并设计4种不同的数据集:CT数据集(仅含30例CT序列的单模态数据)、CT-T1C数据集(包含30例CT序列和T1C序列的双模态数据)、CT-T2-FLAIR数据集(包含30例CT序列和T2-FLAIR序列的双模态数据)和CT-MRIs数据集(包含30例CT序列、T1C序列和T2-FLAIR序列的三模态数据)。使用每种数据集中的25例对改进后的3D U-Net进行训练,并用剩余5例进行测试。评价测试样本中GTV、CTV1和CTV2的自动勾画效果,定量评估指标包括Dice相似系数(DSC),95%Hausdorff距离(HD95)和相对体积误差(RVE)。结果该3D U-Net模型在多模态影像CT-MRIs上获得最好的GTV自动分割结果,与在单模态影像CT的自动分割结果相比(DSC:0.94 vs.0.79,HD95:2.09 mm vs.12.33 mm and RVE:1.16%vs.20.14%),DSC(t=3.78,P0.05)。该模型对于GTV的上下界和CTV2临近的重要器官(如脑干和眼球)的自动勾画有一定的局限性。结论基于改进后的3D U-Net在多模态影像数据集CT-MRIs上对脑胶质母细胞瘤放疗靶区具有更好的分割效果,显示出较好的临床应用价值。

摘要：针对中冷控制系统的机械与电气结构,阐述了中冷器的换热工作原理以及现场总线设计的必要性。结合中冷控制系统硬件特征、驱动特性,根据其应用场合,完成了包括基本功能、辅助功能和附加功能在内的控制器模块。根据该设计方案,以工业级PLC为中心,借助环境控制系统与Profibus-DP工业现场总线,中央测控系统的控制可以延伸至发动机实验室中的各个角落。设计出了基于DSP和Profibus-DP通信功能的中冷控制器的硬件体系结构。结果该控制器不仅能够对涡轮增压后的空气温度进行良好控制,还能为工业控制的互联以及远程控制提供可行性。同时为发动机实验室环境控制系统中其他智能控制器的设计提供解决方案。

摘要：针对大口径离轴反射镜组件高面形精度、高可靠性和高稳定性支撑的要求,设计了一种中心筒支撑配合四点可自由加、解热锁辅助支撑的离轴反射镜新型复合支撑方案,热锁部件在力学试验和发射过程中锁紧,地面测试及在轨时释放,在保证面形的同时,有效提升了反射镜组件基频及抗力学性能,并在某空间遥感器706 mm×560 mm口径离轴反射镜组件研制中进行了验证,结果表明采用四点热锁辅助支撑的反射镜组件在加锁后动态性能优良,满足基频大于120 Hz、静载30 g条件下胶应力≤3 MPa的要求,且加锁前及解锁后面形均满足RMS优于λ/40(λ=632.8 nm)的要求,验证了该设计的有效性。

摘要：以北京市密云县一类清查的样地蓄积量为研究对象,结合与蓄积量相关的辅助因子,采用普通克里格法、协同克里格法对森林蓄积量进行空间插值估测,并与文献[25]同一研究区的基于偏最小二乘法回归法估测结果进行比较分析。结果表明,普通克里格法、基于辅助信息的协同克里格法、偏最小二乘回归法的蓄积量估测值与实测值间的相关系数分别为0.389、0.845、0.766;基于辅助信息的协同克里格法要优于普通克里格法和偏最小二乘回归法,能够明显提高预测精度;与普通克里格法相比,所产生的均方根误差减小了71%,预测值和实测值的相关系数提高了54%。最后生成了密云县森林蓄积量空间分布图。研究表明应用地统计学方法进行蓄积量估测具有很好的应用前景,可以为森林蓄积量的估测提供一种可行的方法。

摘要：聚集诱导发光效应(AIE)在荧光传感、生物成像领域具有广阔的应用前景.近红外发射的荧光染料具有组织穿透性高、细胞低损伤,以及生物组织自荧光干扰小等优点.设计并合成了一种荧光增强型的AIE荧光体系DTPE-Tau;其具有近红外荧光发射特性,且细胞摄取能力强;并在炎症细胞中过度表达的酯酶的催化下,能有效清除细胞中过度表达的活性氧簇(ROS).此外,该荧光体系还具有许多优势,例如斯托克斯位移大、细胞毒性低和光稳定性好.DTPE-Tau被成功地应用于活细胞中追踪牛磺酸的释放和活性氧的清除.