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颈椎支撑气缸气动系统的控制策略研究

颈椎支撑气缸气动系统的控制策略研究

作者：冯一桐吉林大学

学位级别：硕士

颈椎综合征一直以来都是长期困扰中老年人群的病症,发病率久高不下,但近年来随着智能手机和平板电脑的普及,患病人群的年龄逐年下探,甚至有儿童患有颈椎综合征的临床病例。作为治疗颈椎综合征的有效手段之一,颈椎牵引疗法被患者广泛接... 详细信息

颈椎综合征一直以来都是长期困扰中老年人群的病症,发病率久高不下,但近年来随着智能手机和平板电脑的普及,患病人群的年龄逐年下探,甚至有儿童患有颈椎综合征的临床病例。作为治疗颈椎综合征的有效手段之一,颈椎牵引疗法被患者广泛接受和认可,但现有的颈椎牵引设备都有着明显的缺陷。本文将气动技术与颈椎牵引相结合,以颈椎牵引床的关键组成部分——颈椎支撑气缸作为主要研究对象,该颈椎支撑气缸组件以多点成形技术的设备结构为灵感,由六个相同规格独立运动的单杆气缸组成,根据人体颈部生理曲线和颈椎骨的大小排列布置,主要用于支撑人体的C3-C5颈椎骨。目的是通过控制颈椎支撑气缸的支撑位置构建不同的颈椎生理曲度平面,来适应和调整不同患者的颈椎生理曲度,初步实现受损颈椎基本康复治疗的功能。首先,根据人体颈椎的生理结构特点,利用三维设计软件绘制了卧式颈椎牵引床的整体设计以及颈椎支撑气缸的结构设计,并解释说明了功能和操作模式,以及本研究选用的颈椎支撑气缸气动系统的工作原理。然后,本文详细介绍了颈椎支撑气缸气动系统数学模型的推导过程,建立了颈椎支撑气缸气动系统的非线性数学模型。根据气动控制系统的特点选择了模糊PID控制作为颈椎支撑气缸气动系统的控制策略,设计了模糊控制器,并且加入了压力-位移的联合控制来确保本研究作为颈椎牵引医疗器械应用时的安全性和可靠性。最后,利用MATLAB/Simulink对颈椎支撑气缸气动系统的控制策略进行了仿真和分析。三种信号的仿真曲线对比显示,本研究制定的模糊PID控制策略能够达到对颈椎支撑气缸的预期控制效果。另外根据颈椎支撑气缸的控制策略进行了硬件的选择。本研究对气动位置控制技术在医疗器械领域的应用提供了相关理论依据,对促进气动技术与颈椎牵引疗法的结合和卧式颈椎牵引床等医疗器械行业的发展具有一定的理论和实际价值。

关键词：颈椎牵引颈椎支撑气缸气动系统数学模型模糊PID控制

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受电弓摩擦副载流磨损特性研究

控制工程 2023年第1期30卷 148-153页

作者：刘殊豪冯一桐许雪飞辽宁工程技术大学电气与控制工程学院辽宁葫芦岛125105

为了解决电气化铁路受电弓网中摩擦副的磨损严重问题,采用自行开发的滑动电接触实验机,基于浸铜碳滑板和纯铜接触线为实验材料,在不同条件下进行了载流磨损实验,分析了受电弓滑板的磨损率与接触压力,接触电流和滑动速度之间的关系。基... 详细信息

为了解决电气化铁路受电弓网中摩擦副的磨损严重问题,采用自行开发的滑动电接触实验机,基于浸铜碳滑板和纯铜接触线为实验材料,在不同条件下进行了载流磨损实验,分析了受电弓滑板的磨损率与接触压力,接触电流和滑动速度之间的关系。基于方差分析表,采用F检验方法比较接触压力、接触电流、滑动速度3个因素对磨损率的影响程度,通过数据拟合的方法,建立磨损率的数学模型,并通过实验验证了所建立模型的有效性。

关键词：弓网滑动电接触方差分析磨损率数据拟合

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弓网系统滑动电接触表面磨损特征研究

润滑与密封 2023年第6期48卷 53-60页

作者：冯一桐王智勇郭凤仪刘殊豪王喜利辽宁工程技术大学电气与控制工程学院辽宁葫芦岛125105 温州大学电气与电子工程学院浙江温州325035

为探究弓网系统受电弓滑板在不同电流、接触压力和滑动速度条件下的磨耗特性,开展弓网载流磨损实验,探讨不同工况下摩擦副的载流效率、电弧能量、摩擦因数和温度;分别使用金相显微镜与表面粗糙度仪对实验后的滑板磨损区域进行分块多次测... 详细信息

为探究弓网系统受电弓滑板在不同电流、接触压力和滑动速度条件下的磨耗特性,开展弓网载流磨损实验,探讨不同工况下摩擦副的载流效率、电弧能量、摩擦因数和温度;分别使用金相显微镜与表面粗糙度仪对实验后的滑板磨损区域进行分块多次测量,使用一种基于Otsu大津算法的图像处理方法,将凹坑部分从形貌图像中提取并进行标记计算,统计分析不同工况下凹坑面积、数量和粗糙度参数(包括轮廓算术平均偏差和最大轮廓谷深)的变化情况。结果表明:随着电流的增大,凹坑面积和数量增加,粗糙度参数减小;随着接触压力的增大,凹坑面积减小,凹坑数量先减小后略有增大,粗糙度参数减小;随着滑动速度的增大,凹坑面积、数量和粗糙度参数都增大。

关键词：滑动电接触表面形貌图像处理表面粗糙度磨耗特征

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一种变压器内部油压过高压力释放保护装置与系统研制

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中国科技期刊数据库工业A 2023年第9期 180-182页

作者：韩彦微姜俊和冯一桐郭佳庆刘振华广东电网有限责任公司中山供电局广东中山528400

变压器压力释放阀长时间未试验,内部构件的老化、卡涩易导致其拒动,造成大面积停电等严重后果。针对上述问题设计了一套双级压力释放阀系统,该系统由两个型号参数完全一致的压力释放阀串接得到在两级压力释放阀和导气管上设置传感器和... 详细信息

变压器压力释放阀长时间未试验,内部构件的老化、卡涩易导致其拒动,造成大面积停电等严重后果。针对上述问题设计了一套双级压力释放阀系统,该系统由两个型号参数完全一致的压力释放阀串接得到在两级压力释放阀和导气管上设置传感器和电磁阀,并由PLC模块控制电磁阀开断,使得压力释放阀在停运检修中不拆卸仍能通过试验检测其状态,避免一级压力释放阀误动导致主变非计划停运。

关键词：变压器压力释放阀 PLC控制电磁阀

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基于杜仲胶改性制备高性能橡胶材料的研究

基于杜仲胶改性制备高性能橡胶材料的研究

作者：吴一桐烟台大学

学位级别：硕士

杜仲作为一种可广泛种植的橡胶原料的潜在植物来源,早就引起了研究人员的关注。具有反式聚异戊二烯结构的杜仲胶与传统的天然橡胶（Natural Rubber,NR）及合成高顺式聚异戊二烯橡胶相比,存在显著的差距,因此对其进行改性研究日益受到人... 详细信息

杜仲作为一种可广泛种植的橡胶原料的潜在植物来源,早就引起了研究人员的关注。具有反式聚异戊二烯结构的杜仲胶与传统的天然橡胶（Natural Rubber,NR）及合成高顺式聚异戊二烯橡胶相比,存在显著的差距,因此对其进行改性研究日益受到人们的重视。现有的研究中对杜仲胶的化学改性反应均在杜仲胶溶液中进行,需大量有机溶剂和复杂的后处理工艺,存在较大的安全和环保风险。本工作通过巯基-烯点击反应与原位反应加工相结合,工艺简便、快捷,制备得到的一系列改性杜仲胶,可望在轮胎橡胶、阻尼材料等领域具有潜在应用。利用杜仲胶与巯基化合物正辛硫醇（n-Octyl mercaptan,OM）,6-甲基庚基-2-巯基乙酸酯（isooctyl mercaptoacetate,IOMA）进行反应加工工艺,通过原位巯基-烯点击反应制备得到了不同接枝率的改性杜仲胶EUG-OM、EUG-IOMA,确定了巯基-烯反应改性的最佳的工艺条件为混炼温度145℃,混炼时间10 min。通过核磁共振氢谱（H-NMR）、核磁共振碳谱(C-NMR)、傅里叶红外变换光谱（FTIR）分析证实得到目标产物。通过差示扫描量热（Differential Scanning Calorimetry,DSC）对产物的热力学性能及结晶性进行测试,发现随着巯基化合物含量增加,EUG的结晶度（Crystallinity,Xc）逐渐降低。基于巯基化合物改性杜仲胶,制备得到的硫化橡胶,研究了接枝化合物、接枝率以及交联密度对橡胶材料性能的影响,通过X-射线衍射（X-Ray Diffraction,XRD）、万能试验机、德国工业标准磨耗试验机（DIN Abrasion Tester,DIN AT）以及动态热机械分析（Dynamic Thermomechanical Analyzer,DMA）对硫化胶的结晶度、机械性能、耐磨擦性能和动态力学性能进行了测试,证明该橡胶材料具有拉伸强度高、断裂伸长率适中、抗撕裂性能好、耐磨耗性能好、低滚动阻力等优点,且改性杜仲胶硫化胶具有拉伸诱导结晶、拉伸诱导自增强的性质。通过乳液共聚合制备了系列聚丙烯酸酯弹性体,进一步与改性杜仲胶（SEUG）进行复配,制备得到了一系列阻尼橡胶材料,采用万能试验机与DMA对材料的机械性能和阻尼性能进行了测试与表征。研究发现,改性杜仲胶的加入拓宽了丙烯酸酯橡胶（Acrylic Rubber,ACM）的有效阻尼温域。

关键词：杜仲胶巯基-烯反应橡胶材料阻尼材料

电致变色智能窗系统的电极工艺制备和电路设计

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电致变色智能窗系统的电极工艺制备和电路设计

作者：刘一桐长春理工大学

学位级别：硕士

晶粒尺寸对花岗岩动态劈裂力学特性及断面粗糙度影响的试验研究

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应用基础与工程科学学报 2024年第5期32卷 1449-1462页

作者：贾蓬钱一锦毛松泽徐雪桐卢佳亮东北大学资源与土木工程学院

岩石的晶粒尺寸对岩石的动力学特性具有重要影响，为探明晶粒尺寸对花岗岩动态劈裂力学特性及断裂面粗糙度特征的影响，分别对两种晶粒尺寸的花岗岩进行不同应变率条件下的冲击劈裂试验.结果表明：两种晶粒尺寸的花岗岩动态劈裂强度与... 详细信息

岩石的晶粒尺寸对岩石的动力学特性具有重要影响，为探明晶粒尺寸对花岗岩动态劈裂力学特性及断裂面粗糙度特征的影响，分别对两种晶粒尺寸的花岗岩进行不同应变率条件下的冲击劈裂试验.结果表明：两种晶粒尺寸的花岗岩动态劈裂强度与最大吸收能均随应变率的提升而增加，具有明显的应变率效应；晶粒尺寸对相近应变率条件的花岗岩动态劈裂强度与最大吸收能影响不明显；但粗细粒花岗岩能量利用率随应变率增加降低，降低趋势差异明显，粗粒花岗岩存在阈值应变率，平均应变率小于35.24s-1时，能量利用率降低明显，大于35.24s-1时降低缓慢；粗粒花岗岩的最终破坏模式表现为Ⅱ型劈裂破坏，随应变率增加端部楔形破坏区向中心延伸，而细粒花岗岩的最终破坏模式表现为随应变率增加，由Ⅰ型劈裂破坏变为Ⅱ型劈裂破坏.利用三维断面扫描所得的断面数据进行两类花岗岩断面粗糙程度的量化分析，结果表明，粗粒花岗岩的断面粗糙度指标Z2与Rs在相同应变率条件下总体上均大于细粒花岗岩，用断面粗糙度指标Z2预测花岗岩的动态劈裂力学指标的效果优于Rs.

关键词：花岗岩晶粒尺寸动态巴西劈裂应变率粗糙度动态力学特征能量特征

基于灰度均值的自适应FAST角点检测优化算法

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电光与控制 2024年第2期31卷 65-71,91页

作者：刘艳李一桐大连大学信息工程学院辽宁大连116000 大连大学大连市环境感知与智能控制重点实验室辽宁大连116000

光照不均、突变引起的灰度变化会影响图像特征检测效果。为此,设计一种基于灰度均值的自适应FAST-9-12角点检测算法。首先,利用特征点的延展性设计一种小面积双重检测模板,减少像素点与中心点的比较次数,提高区域正检率和检测速度;其次... 详细信息

光照不均、突变引起的灰度变化会影响图像特征检测效果。为此,设计一种基于灰度均值的自适应FAST-9-12角点检测算法。首先,利用特征点的延展性设计一种小面积双重检测模板,减少像素点与中心点的比较次数,提高区域正检率和检测速度;其次,依据图像局部灰度均值,在每个像素点检测模板内自适应调整阈值,避免灰度变化影响检测效果;最后,根据柔性非极大值抑制的思想设计角点半径抑制原则,筛选鲁棒性更强的角点。在Inria遥感影像数据集上的实验结果表明,FAST-9-12角点检测速度比FAST-12-16,FAST-9-16两种模板提高22%左右,因自适应阈值的提取方式不易受光照影响,检测准确率分别提高4.16和3.11个百分点,实现了图像特征快速和精准检测。

关键词： FAST角点检测双重模板自适应阈值柔性非极大值抑制角点半径抑制

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我知道了一些事（英文）

英语画刊(初中版) 2020年第11期 59-59页

作者：冯一桐

One day, 8-year-old Peter said to his mom,"Mom, I know something about Santa Claus, theEaster Bunny, and the Tooth Fairy."Mom was curious, and asked him,"What isthat?"Peter replied,"They’re all nocturnal(夜间活动的)."

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