摘要：针对老龄人及行动不便患者在如厕时存在难以自行站立的问题,设计了一款辅助站立坐便器。首先在对人体自然站立阶段分析的基础上采集了关节运动轨迹数据,提出了辅助站立装置要尽可能地还原自然站立状态需要满足三个原则;其次对菱形传动机构进行分析计算,并对关节理论轨运动迹进行了评估;再次设计了辅助站立机构的功能尺寸,并对其运动稳定性进行了评价;最后通过搭建的原型装置完成了辅助站立实验,结果表明髋关节与肩关节位移幅值分别为22cm和46cm,与自然站立采集结果基本吻合。辅助装置可以还原自然站立状态。

摘要：“天环一号”(China Astro-Torus 1,CAT-1)是一个悬浮偶极场磁约束装置,主要用于偶极场等离子体物理实验研究,要求中心悬浮超导磁体在无冷却和无电源条件下稳定悬浮至少5 h。本文设计了超导托举磁体与中心悬浮磁体环耦合的悬浮控制系统,为确保1200 kg、5 MA中心悬浮磁体环稳定悬浮,完成了控制系统的Simulink模型建立和仿真,基于Routh-Hurwitz稳定判据,研究了PID(Proportion-Integral-Derivative)控制策略对稳定控制影响,确定了稳定控制参数选取的范围:理想条件下PD(Proportion-Derivative)控制系统上升时间为0.1545 s、峰值时间为0.6283 s、调节时间0.0848 s。结果表明:基于PD控制能够在较短的时间内将悬浮超导环恢复在预设平衡位置,采用合适的启动方式可极大地降低电路的负载。本结果为悬浮超导悬浮偶极场装置设计研发提供了关键技术支撑。

摘要：天环一号(CAT-1)是国内首个采用磁悬浮偶极场磁体设计的磁约束等离子体装置。根据CAT-1装置总体目标和参数设计要求,采用线电流简化模型,基于矢量磁场、力学平衡及动力学等方法,对悬浮磁体稳定性进行了分析计算,给出了装置悬浮磁体、托举线圈和状态调节线圈的总体尺寸、空间位置与布局、电流、重量、特征稳定性能及作用关系等设计参数。结果表明:对于CAT-1装置的悬浮磁体1200 kg、电流5 MA、悬浮距离2.0 m设计目标,托举线圈半径最优值为1.7 m,相应的电流为3.49 kA,为实现对悬浮磁体偏移运动的有效阻减及控制,平衡点附近工作区域应限制在|Δz|<100 mm、|Δer|<50 mm、|Δα|<π/24。

摘要：电磁波污染已经严重威胁到信息安全和人体的健康,微波吸收材料被认为是解决电磁波污染问题最可行的措施之一。通过水热法获取氧化石墨烯/钡铁氧体纳米复合物,利用X-射线衍射仪、扫描电子显微镜、振动样品磁强计和矢量网络分析仪等分析技术对所制备的材料进行了表征。结果显示,当复合材料的厚度为2 mm时,其有效带宽可达6.8 GHz,当频率在12.64 GHz时,反射损耗最小为-41.66 dB。通过此综合实验设计,从实验的角度对纳米复合材料吸波机理进行了研究,有助于提高学生的科研兴趣,启发学生创新思维。

摘要：针对目前特殊人群监控存在的问题,设计了一种基于物联网的室内特殊人群监控系统,通过硬件设计搭建应用系统,软件实现采集与控制。相对于现有监控系统,不仅具有对老人、患者、行动不便等特殊人群的监控,还能够实现儿童、婴幼儿等小龄特殊人群的监控。系统具备血压心率、血氧、防摔倒、体温、红外、触觉、颜色识别、一氧化碳(CO)等检测功能,同时可以进行GPS+北斗双定位、摄像头采集、GSM通信等,能够实时对特殊人群状态进行远程监控,有效地降低了发生意外的风险。

摘要：为了解决机器人将农产品从收获场所转移到仓库或运输车辆存在的移动轨迹和作业轨迹相对独立且耗时长的问题,本文设计一种物料移运机器人,并提出一种物料移运机器人协同作业时间最优轨迹规划方法,获得机器人作业系统和行驶系统协同作业的时间最优轨迹。该方法建立机器人协同作业的运动学模型和动力学模型,对物料移运机器人开展时间最优轨迹规划,并基于Lyapunov理论设计控制律减少跟踪误差,最后通过Matlab/Simulink和ADAMS联合仿真验证方法的有效性。结果表明,提出的轨迹规划方法可使机器人在抓放料协同作业和避障协同作业中取得平滑且时间最优的运动轨迹,机器人各关节的位移、速度、加速度、力/力矩曲线变化平缓,两履带牵引力满足机器人的要求且可快速稳定跟踪时间最优路径。

摘要：为了解决目前盲盒识别装置内部结构复杂、成本高、识别率低等问题,以硬币探测为例,设计了一种基于STM32的智能盲盒识别装置。以STM32单片机为控制端,结合双电涡流式传感器检测模块、液晶显示模块、语音模块以及报警模块等部分组成系统。通过双电涡流传感器对多种硬币类型、组合进行识别,能够对多个硬币叠加类型、全方位硬币摆放类型识别,并具备硬币真伪判定功能,识别结果通过液晶显示屏显示、语音模块进行播报。经最终验证结果表明,设计的智能盲盒识别装置,具有识别率高、判断类型多样化等优点,具备很大的发展潜力与市场。

摘要：随着经济和科技的不断发展,多媒体教学在教育行业得到了广泛应用,教学效果也非常显著。但是,针对概念众多、知识抽象的毒理学而言,单靠多媒体难以实现预定的教育目的。文章基于毒理学教学中常见的问题,从板书设计方面进行探索,旨在设计出具有逻辑性和直观性的板书,加强各知识点间的联系,让学生能够在脑海中形成完整的知识网,充分体会到学习知识带来的美好与愉悦,为高校人才培养奠定坚实基础。

摘要：茶作为世界最受欢迎的三大饮料之一,不仅能够提神醒脑,而且还有帮助消化和降低血压等作用。随着人们对茶叶品质要求的日益提高,需要对不同品种的茶叶实现准确的鉴别分析以防止茶叶市场里茶叶品牌名不副实和以次充好等现象的发生。为实现对茶叶快速精准的鉴别分析,设计了一种综合采用傅里叶近红外光谱和新的模糊极大熵聚类(FEC)分析算法的茶叶品种鉴别系统。传统模糊极大熵聚类分析在聚类含噪声数据时,聚类结果往往容易出现错误,即FEC对噪声数据敏感。为解决这个问题,在FEC分析算法的基础上引入可能C均值聚类分析(PCM),提出了一种混合模糊极大熵聚类(MFEC)分析算法。MFEC可通过迭代计算得到模糊隶属度值,能实现对含噪声的茶叶傅里叶近红外光谱数据的准确聚类分析。首先,使用傅里叶近红外光谱仪(AntarisⅡ型)采集岳西翠兰、六安瓜片、施集毛峰三种安徽茶叶的傅里叶近红外光谱数据,光谱波数范围为10 000~4 000cm^-1。其次,对采集到的光谱数据使用多元散射校正(MSC)进行预处理,预处理后先用主成分分析(PCA)将光谱数据维数降至10维,然后再用线性判别分析(LDA)对降维后的近红外光谱数据进行特征提取。最后,通过混合模糊极大熵聚类分析和传统的模糊极大熵聚类分析对三种茶叶的光谱数据进行聚类分析,并对两种聚类分析算法得到的聚类准确率、收敛速度等进行对比分析。实验结果表明:混合模糊极大熵聚类(MFEC)分析算法与传统的模糊极大熵聚类(FEC)分析算法相比较,在相同的权重指数m下MFEC具有更高的聚类准确率。在m=2条件下,MFEC的聚类准确率达到了100%,而传统的模糊极大熵聚类在相同条件下聚类准确率仅为37.98%。MFEC收敛过程中仅需迭代10次即可达到收敛,而FEC需要迭代100次,因此MFEC可以更高效的进行模糊聚类分析,MFEC相比于FEC聚类性能具有明显的优越性。通过傅里叶近红外光谱技术,混合模糊极大熵聚类分析结合PCA与LDA算法构建的茶叶品种鉴别系统能够高效快速的完成对岳西翠兰、六安瓜片、施集毛峰三种茶叶的准确分类,为茶叶检测领域提供了一种创新的方法与设计思路,具有一定的理论价值和良好的市场应用前景。

摘要：缺陷地结构(defected ground structure,DGS)是在平面微波传输线接地金属板上通过刻蚀周期或非周期的形状,通过改变电路衬底材料的有效介电常数,实现改变微带传输线的等效电路.传统的DGS微带低通滤波器阻带较窄,且阻带抑制特性较差.针对这一问题,对DGS的电路结构进行深入的研究.采用矩形缺陷地结构(R-DGS),并引入矩形阶梯阻抗并联短截线(R-SISS)和半圆型阶梯阻抗并联短截线(S-SISS),设计完成了两款基于SISS结构的DGS微带低通滤波器电路.试验结果表明,新型DGS电路技术可以有效地改善通带内的射频传输特性,拓宽阻带带宽,增加阻带抑制,实验测试取得了较好的结果.