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可调空间分辨率小动物锥形束CT（CBCT）的研制

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可调空间分辨率小动物锥形束CT（CBCT）的研制

作者：李盈旭临沂大学

学位级别：硕士

现代临床前研究多采用CT来实现小动物活体成像,以观察疾病状态或治疗效果。锥形束CT(Cone Beam Computed Tomography,CBCT)作为CT的一种,因其具有高空间分辨率、低辐射、成像速度快等优势,更适用于小动物活体成像,备受人们的关注和研究... 详细信息

现代临床前研究多采用CT来实现小动物活体成像,以观察疾病状态或治疗效果。锥形束CT(Cone Beam Computed Tomography,CBCT)作为CT的一种,因其具有高空间分辨率、低辐射、成像速度快等优势,更适用于小动物活体成像,备受人们的关注和研究。多数CBCT的空间分辨率和视野(Field of View,FOV)大小都是固定的,高空间分辨率的CBCT扫描大体积动物时很难实现感兴趣区域的整体成像,而低空间分辨率的CBCT难以达到小动物成像的图像质量标准,目前国内拥有该功能的CBCT还停留在实验室研发时期,产品化、商业化的国产CBCT仍处于空白阶段,针对这一现状设计并研制了一种空间分辨率连续可调的小动物CBCT:(1)提出了一种“步进-调焦-旋转”的图像采集模式。其中步进为最小运动系统,可步进式水平运动输送待测物到“调焦”中;负责“调焦”的平移系统次之,在“旋转”中改变射线源到待测物的距离完成空间分辨率的可调;旋转为最大系统,带动平移系统旋转实现对待测物体的扫描。这种采集模式可根据不同实验需求随意选择合适的空间分辨率和视野,为实验研究与定位检测等提供更精确的图像支撑;减少待测物体的移动,提升了图像质量;同时“嵌入式”的结构设计减轻了后续自屏蔽设计时空间不足的压力。(2)开发了一套“一体化”可调空间分辨率系统。硬件设计以STM32F091VCT6为内核,根据具体功能需求针对性设计了通讯电路、GPIO输入输出电路等;软件设计基于Keil5编写出平移系统的调焦逻辑和旋转系统的Block motion旋转复位指令。整套系统可实现对调焦、旋转、硬限位等“一体化”控制,使各分部动作有序紧密的完成,工作效率显著提升,研发、生产成本大幅度降低,简化了后期维护、维修等工作。(3)采用“钢尺法”来计算空间分辨率参数及平板探测器偏转误差。由于加工和装配误差的存在,平板探测器实际位置与理论并不一致,因此选取带刻度的钢尺对空间分辨率实际参数和平板探测器偏转误差进行求解,方法简单高效,无需设计和购买模体即可求出偏转误差,用于后续图像重建,提升了图像的空间分辨率。(4)最终实验表明:小动物CBCT的空间分辨率可变范围为27-50μm,FOV范围达到38.5-86mm,极限空间分辨率的转换时间为5.625s,最快图像扫描仅需36s,可对正常小鼠在不同分辨率下精确三维重建,具有较高的重复性。目前该自主研发产品已投入生产与销售,弥补了国产可调空间分辨率小动物CBCT商业化的空白。

关键词：可调空间分辨率锥形束CT 偏转误差视野小动物成像

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大尺寸长轴二维直线度测量方法研究

中国机械工程 2013年第14期24卷 1901-1905页

作者：余晓芬王鹏裴立明孟凡良刘媛媛合肥工业大学合肥230009

针对大尺寸长轴的特点,采用二维测头相互补偿的机理,提出了一种基于时域三点法的二维直线度测量方法。使用二维测头对长轴水平和竖直两维方向上的轴线进行直线度测量,既消除了导轨平移误差和竖直偏摆误差,又补偿了测头由于溜板水平偏转... 详细信息

针对大尺寸长轴的特点,采用二维测头相互补偿的机理,提出了一种基于时域三点法的二维直线度测量方法。使用二维测头对长轴水平和竖直两维方向上的轴线进行直线度测量,既消除了导轨平移误差和竖直偏摆误差,又补偿了测头由于溜板水平偏转而脱离长轴母线时引起的误差。仿真和实验证实了二维直线度测量方法的有效性。

关键词：长轴二维直线度时域三点法平移误差偏转误差

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非对称外倾式钢拱桥原位拼装施工定位技术

铁道科学与工程学报 2017年第11期14卷 2384-2389页

作者：朱仕耀颜全胜贾布裕余晓琳杨铮华南理工大学土木与交通学院广东广州510640

外倾式箱型拱肋的定位,采用控制点的绝对误差为准则,往往会隐藏定位节段的偏转误差,影响安装节段与整体的控制精度。以总跨径231 m的外倾式非对称吊杆拱桥为研究对象,建立有限元分析模型,分析非对称外倾式桥梁钢拱肋、钢箱梁的安装控制... 详细信息

外倾式箱型拱肋的定位,采用控制点的绝对误差为准则,往往会隐藏定位节段的偏转误差,影响安装节段与整体的控制精度。以总跨径231 m的外倾式非对称吊杆拱桥为研究对象,建立有限元分析模型,分析非对称外倾式桥梁钢拱肋、钢箱梁的安装控制过程,提出采用轴线和偏角双控的定位方法,可靠地控制外倾式拱肋、非对称受力的箱梁节段的安装与施工精度。通过该方法在建工程外倾式拱肋节段的空间定位过程中的应用,验证了方法的实用性,可靠地减小拱肋、箱梁在安装过程中的施工误差,为外倾式拱桥等类似工程的拼装施工提供借鉴。

关键词：外倾式拱肋定位方法偏转误差施工控制

基于Risley棱镜的阵列光束偏转技术研究

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基于Risley棱镜的阵列光束偏转技术研究

作者：陈丰中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所)

学位级别：硕士

Risley棱镜系统根据折射定律通过两棱镜的绕轴独立旋转来实现出射光束的指向调整,有着结构紧凑、准确性高、速度快、偏转角度大、动态性能好等优点,在目标瞄准、搜索以及跟踪等方面有着广泛的应用。阵列Risley棱镜系统可以实现高光束质... 详细信息

Risley棱镜系统根据折射定律通过两棱镜的绕轴独立旋转来实现出射光束的指向调整,有着结构紧凑、准确性高、速度快、偏转角度大、动态性能好等优点,在目标瞄准、搜索以及跟踪等方面有着广泛的应用。阵列Risley棱镜系统可以实现高光束质量、控制灵活、结构扩展的光束输出,为大角度光束或成像视轴指向调整提供了一种颇具潜力的新方法。本论文主要对基于Risley棱镜的阵列光束指向系统进行深入系统的分析与研究,探索能有效提升系统性能的方法,为该类系统的工程化奠定理论与实验基础。论文通过采用非近轴光线追迹的方法,基于不同类型单孔径Risley棱镜的光束偏转角度范围与折射率、棱镜顶角之间的对应关系,得出棱镜21-12结构可实现光束从0?到大偏转角度的全区域指向覆盖。以一级近轴近似矢量合成方法为基础,推导出了光束指向控制精度的非线性解析式及界定限判据。通过建立7孔径的阵列Risley棱镜光束指向系统的数学物理模型,根据惠更斯-菲涅尔原理解算了在有无偏转误差的情况下光束通过阵列Risley棱镜系统在真空中的传输解析式,以及根据广义的惠更斯-菲涅尔原理解算了在有无偏转误差的情况下光束通过阵列Risley棱镜系统在大气湍流中的传输解析式。基于衍射光学光束传输理论和大气湍流的时空分布规律,建立了光源模块、阵列Risley棱镜模块、大气湍流模块、光束传输模块和性能评价模块组合的相关数值仿真研究平台,针对阵列Risley棱镜偏转定向系统对阵列光束近场光斑的影响和远场传输的效能进行分析。重点研究了光束压缩效应、不同占空比、口径大小、传输距离以及湍流强度带来的远场光强以及能量集中度的变化,选定桶中功率为评价函数对远场目标处的光束进行评价。根据应用需求,通过数值计算合理选择偏转指向、棱镜口径和作用距离,来减小阵列偏转光束变形和大气湍流影响。考虑到系统实际加工装配和操作中会使阵列出射光束出现偏转误差,分析了不同权重的偏转误差在有无湍流传输的情况下对远场光强分布特性的影响,并用桶中功率函数对其进行了评价。最后,通过搭建双孔径的Risley棱镜光束指向偏转实验系统,先对无偏转阵列光束的远场光斑位置进行标定,随后测得29组不同偏转角情况下阵列光束的远场光斑干涉图样,验证了系统实现阵列光束偏转的可行性和有效性。

关键词：阵列Risley棱镜系统真空传输大气湍流传输偏转误差

一种十字形可延展柔性封装结构设计与有限元分析

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一种十字形可延展柔性封装结构设计与有限元分析

The research on signal-obtaining pattern for a new type of gyroscope

北京力学会第二十七届学术年会

作者：金子轩赵倩中国农业大学应用力学系

近年来,柔性电子技术的发展进一步实现了可延展柔性无机电子器件与生物器官和组织的兼容。在可延展柔性无机电子器件投入使用的过程中,保护电子元器件与互联导线的封装结构是必要的,而传统的封装结构会导致可延展柔性无机电子器件的延... 详细信息

近年来,柔性电子技术的发展进一步实现了可延展柔性无机电子器件与生物器官和组织的兼容。在可延展柔性无机电子器件投入使用的过程中,保护电子元器件与互联导线的封装结构是必要的,而传统的封装结构会导致可延展柔性无机电子器件的延展性显著降低。本文受齿形基底-蛇形导线结构启发,提出一种适用于蛇形互联导线的十字形可延展柔性封装结构设计,可以有效保留蛇形互联导线结构的延展性,表现出更高的可靠性且制备简单。利用有限元软件Abaqus验证了结构的延展性优势,进一步优化力学结构设计,并考虑了实际制备过程中可能出现的蛇形导线偏转对结构延展性带来的误差,为实际工程应用提供理论依据。

关键词：可延展柔性无机电子器件十字形封装结构蛇形互联导线力学结构设计有限元分析偏转误差

来源： cnki会议评论

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Journal of Marine Science and Application 2003年第2期2卷 46-52页

作者： Jian-feng Liu Gan-nan Yuan Lei Zhao and Shi-jun Zhao School of Automation Harbin Engineering UniversityHarbin 150001China

In this paper, a photoelectric signal obtained scheme via equator triangle pattern engraved on rotor is discussed and the mathematic model is deduced in the case which is deflexion between rotor axis and the coordinate frame of case. The deflexion error and coupling error under the situation are analyzed. Finally, three methods of engraving based on the spherical triangle pattern are presented. The error models of various methods are built up and the simulation curves are provided respectively. We have done the primary experiments on the surface of rotor using this method. It can be seen from the enlarged figures that the rim of the pattern is smooth and the demand of sensor resolution is satisfied by and large. The results of study supply reference for signal obtaining.

关键词：陀螺仪光学信号采集系统三角模式偏转误差船舶导航设备雕刻技术