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面向推拿康复机器人的人机交互界面数字建模与动力学研究

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北京生物医学工程 2024年第1期43卷 71-77页

作者：郁董卿盛齐上海维智卓新信息科技有限公司时空技术部上海201210 上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

目的采集、分析专业医师推拿手法的运动学、动力学特征,并基于仿人手设计的多功能推拿头,开发一种适用于多种按摩手法、学习专业医师推拿力度曲线的力度柔顺控制算法,以期提供一种实现推拿机器人运动学、动力学复现的方法。方法首先基... 详细信息

目的采集、分析专业医师推拿手法的运动学、动力学特征,并基于仿人手设计的多功能推拿头,开发一种适用于多种按摩手法、学习专业医师推拿力度曲线的力度柔顺控制算法,以期提供一种实现推拿机器人运动学、动力学复现的方法。方法首先基于传统中医按摩理论,对滚法、揉法、振法进行运动学以及动力学分析,将其动作特征进行抽取解耦,形成多维度的运动学和动力学模式化表达。其次通过推拿手法测定仪以及动作捕捉系统,对专业医师推拿手法动作进行运动学、动力学数据采集。最后基于一款仿人手设计的多功能按摩头,以专业医师推拿手法信息为示教,对推拿手法的空间轨迹、力度曲线进行学习并开发力度柔顺控制算法。结果推拿头和专业医师的滚法力度最大值分别为52.18 N、55.10 N,最小值分别为29.71 N、6.23 N,推拿头推拿过程中力度曲线的波形与专业医师比较接近。推拿头执行揉法力度的平均值、最大值以及最小值相对于专业医师的误差分别为-0.51%、3.58%和-3.56%,推拿头和专业医师推拿力度的标准差、偏度与峭度均十分接近。推拿头和专业医师的振法最大值分别为21.82 N、21.54 N,频率分别为3.67 Hz、14.30 Hz。推拿头与专业医师的上述几种手法的平均力度相对误差均小于10%,力度曲线、推拿力度、频率等动力学特征基本相同。结论本文提出的方法能够有效复现推拿动作的动力学特征,验证了推拿手法的动力学复现的可行性。

关键词：推拿康复机器人人机交互界面数字建模动力学

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供电系统直流电缆与微断极差数字建模

制造业自动化 2024年第3期46卷 12-17页

作者：孔祥敏史卓鹏张亮红宋晓帆国网山西省电力公司经济技术研究院太原030000 重庆大学电气学院重庆400044

电网和变电站中直流系统的可靠供电至关重要,由于各级直流微型断路器极差配合和各个直流回路电缆计算的结构复杂性,导致现实工程中没有相关技术手段可直观计算和保障直流系统稳定运行,因此提出一种应用机器算法运算的直流系统数字化建... 详细信息

电网和变电站中直流系统的可靠供电至关重要,由于各级直流微型断路器极差配合和各个直流回路电缆计算的结构复杂性,导致现实工程中没有相关技术手段可直观计算和保障直流系统稳定运行,因此提出一种应用机器算法运算的直流系统数字化建模技术。根据梯度下降算法提出对直流断路器额定电流与电缆截面计算函数这两种互相影响且变量较多的计算方法,利用数字化建模技术实现对直流系统从负荷建模、直流电缆计算、微断额定电流计算、极差配合等的数字计算模型的构建。借助这种数据驱动的数字化建模不仅可以丰富直流系统可靠性计算的内容,还可以有效解决实际工程建设中变电站直流系统稳定故障问题,更能将数字建模应用到后续直流电源系统孪生建模的数字信息中。

关键词：机器算法直流系统梯度下降法直流微断电缆计算数字建模

守正创新:学科育人导向下的数字建模教学——以劳动学科建模项目为例

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中小学数字化教学 2024年第5期 78-82页

作者：陈海燕于晓雅刘平首都师范大学附属回龙观育新学校北京教育学院北京市昌平区教师进修学校

随着教育改革的不断深化,劳动教育地位日益凸显。《义务教育劳动课程标准(2022年版)》(以下简称“课标”)明确指出,劳动教育的核心任务是培育学生的劳动素养,涵盖劳动观念、劳动能力、劳动精神及劳动习惯等多个维度[1]。劳动教育的目的... 详细信息

随着教育改革的不断深化,劳动教育地位日益凸显。《义务教育劳动课程标准(2022年版)》(以下简称“课标”)明确指出,劳动教育的核心任务是培育学生的劳动素养,涵盖劳动观念、劳动能力、劳动精神及劳动习惯等多个维度[1]。劳动教育的目的不仅是传授技能,更是价值观塑造和全方位培养。数字时代背景下,教师要守正创新,即坚守劳动育人为本的原则,同时在思想和实践上取得突破,将新技术(如数字建模)有效融入劳动学科,寓教于乐,提高教学实效。劳动学科中的新技术体验与应用模块教学旨在提高学生综合素质,它是课标要求的重要内容。

关键词：劳动习惯劳动观念育人为本有效融入课标要求数字建模全方位培养建模教学

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基于数字建模的智能应急接管平台建设

城市轨道交通 2024年第5期 42-45页

作者：于百勇杨旭唐德浩许涛葛玲玉南京地铁集团有限公司

为应对近年来勒索病毒攻击频发和数据量急剧增长的挑战,南京地铁集团搭建了基于数字建模的智能应急接管平台,通过建立数据中心应急接管容灾云池以及备份存储的扩展,实现了各应用灾备的统一管理。该平台依据数字化模型智能分析结果自动... 详细信息

为应对近年来勒索病毒攻击频发和数据量急剧增长的挑战,南京地铁集团搭建了基于数字建模的智能应急接管平台,通过建立数据中心应急接管容灾云池以及备份存储的扩展,实现了各应用灾备的统一管理。该平台依据数字化模型智能分析结果自动编排应急接管流程,实现应用系统的自动化接管,并与容灾云池实现联动,可以有效应对各类紧急情况。

关键词：数字建模数字化模型勒索病毒数据中心智能分析容灾灾备紧急情况

面向增材制造的梯度多孔载体数字建模及制氢性能研究

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面向增材制造的梯度多孔载体数字建模及制氢性能研究

作者：陈敏生佛山科学技术学院

学位级别：硕士

催化剂载体的设计和制造一直是甲醇水蒸气重整制氢技术领域亟需解决的问题。一方面,要求载体微通道结构具有较合适的表面积和孔隙率,能够为催化剂提供充足的负载面积和作用空间。另一方面,要求载体微通道结构参数可调控,并且具有梯度孔... 详细信息

催化剂载体的设计和制造一直是甲醇水蒸气重整制氢技术领域亟需解决的问题。一方面,要求载体微通道结构具有较合适的表面积和孔隙率,能够为催化剂提供充足的负载面积和作用空间。另一方面,要求载体微通道结构参数可调控,并且具有梯度孔隙率,以研究微反应器制氢性能与微通道结构参数的关系,从而更具方向性地提高载体的制氢性能和传热传质能力。但目前的方法与研究均无法全面解决这些问题。本文结合三周期极小化曲面(Triply Periodic Minimal Surface,TPMS)参数化建模方法和激光选区熔化(Selective Laser Melting,SLM)技术,经过催化剂载体的梯度孔隙率结构设计、成型工艺参数选择、Cu/Zn/Al/Zr催化剂负载和制氢性能测试等步骤,实现了P/G/D/I-WP四种类型梯度多孔载体的参数化设计和制氢性能对比研究。首先,基于四种常见TPMS单元(P型、D型、G型和I-WP型)的数学模型进行单元体的可视化曲面建模;研究了TPMS单元体的参数化设计方法,包括TPMS的实体表示、单元体的孔隙率、单元体的缩放和偏置;分析了TPMS单元体发生夹断现象的临界阈值,结果显示:当C=1时,P结构单元体之间会产生夹断现象;D、G和I-WP结构单元体产生夹断行为的阈值C分别为0.71、1.42和2.996;研究了TPMS单元体阈值与孔隙率的映射关系,并且得到了阈值与孔隙率的计算公式。其次,基于P/G/D/I-WP单元体的参数化设计方法,提出了一种载体连续梯度孔隙率的设计方法;通过Mathematica软件隐函数建模法,建模了孔隙率75%～60%的P型梯度多孔载体、孔隙率75%～60%的G型梯度多孔载体、孔隙率85%～70%的D型梯度多孔载体和孔隙率85%～70%的I-WP型梯度多孔载体;通过Materialise Magics 21.0软件对载体模型进行修复,使之达到激光选区熔化工艺的切片文件要求。接着,研究了SLM技术的支撑、切片和路径规划对成型载体的影响,并给出其参数:载体线切割余量为1mm、切片层厚为30um、路径规划策略采用S型正交扫描;研究了激光选区熔化工艺参数对成型梯度多孔载体的影响,并给出了适合成型载体的工艺参数组合:激光功率155W、扫描速度1000mm/s、铺粉层厚30um、扫描间距0.08mm;通过表面形貌观察实验,结果显示:SLM技术能成功制备出载体,并且微通道结构的制造精度高,为后续载体制氢性能测试实验的进行奠定了基础。最后,以甲醇转化率和氢气流速为制氢性能评价指标,通过改变反应空速(GHSV)和反应温度对比了孔隙率85%～70%的D型梯度多孔载体和孔隙率85%～70%的I-WP型梯度多孔载体的制氢性能,同时对比了孔隙率75%～60%的P型梯度多孔载体和孔隙率75%～60%的G型梯度多孔载体的制氢性能。实验结果证明:孔隙率85%～70%的D型梯度多孔载体的制氢性能优于孔隙率85%～70%的I-WP型梯度多孔载体;孔隙率75%～60%的G型梯度多孔载体的制氢性能优于孔隙率75%～60%的P型梯度多孔载体;并且在四种载体中,孔隙率85%～70%的D型梯度多孔载体的制氢性能最优。当反应温度为360℃,反应空速为16252.4ml/(g·h)时,孔隙率85%～70%的D型梯度多孔载体甲醇转化率可以达到98.98%;当反应温度为280℃,反应空速为19502.8ml/(g·h)时,氢气摩尔流量可达到0.55mol/h以上。

关键词：激光选区熔化梯度多孔结构制氢催化剂载体数字建模三周期极小化曲面

数字建模结合3D打印模型在耳鼻咽喉科住院医师规范化培训中的应用

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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中华医学教育杂志 2022年第3期42卷 254-257页

作者：吴硕王培基谢迭来中山大学附属第三医院耳鼻咽喉科广州510630 中山大学物理与天文学院1308研究室珠海510900 中山大学附属第三医院放射科广州510630

目的探讨数字建模结合3D打印模型在耳鼻咽喉科住院医师规范化培训中的应用效果。方法选取2017年1月至2021年9月在中山大学附属第三医院耳鼻咽喉科进行住院医师规范化培训的42名学员为研究对象,采用随机数字表法将其分为试验组和对照组,... 详细信息

目的探讨数字建模结合3D打印模型在耳鼻咽喉科住院医师规范化培训中的应用效果。方法选取2017年1月至2021年9月在中山大学附属第三医院耳鼻咽喉科进行住院医师规范化培训的42名学员为研究对象,采用随机数字表法将其分为试验组和对照组,每组21名学员。试验组学员采用数字建模结合3D打印模型的教学方式;对照组学员采用传统教学方式,以问卷调查和鼻窦CT阅片评分来评价教学效果。计数资料组间比较采用χ^(2)检验,计量资料组间采用独立样本t检验。结果试验组学员和对照组学员对教学的评价分别为(18.43±1.40)分和(12.43±1.21)分,试验组学员和对照组学员的阅片评价分别为(93.52±2.62)分和(81.43±2.27)分,差异均具有统计学意义(均P数字建模结合3D打印模型的教学方式获得了学员的认可,有助于提高住培学员对鼻腔鼻窦解剖知识的理解和掌握。

关键词： 3D打印数字建模住院医师规范化培训耳鼻咽喉科

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高空台飞行环境模拟系统数字建模与仿真研究

推进技术 2019年第5期40卷 1144-1152页

作者：裴希同张松但志宏朱美印钱秋朦王曦中国航发四川燃气涡轮研究院四川绵阳621703 中国航发四川燃气涡轮研究院高空模拟技术重点试验室四川绵阳621703 北京航空航天大学能源与动力工程学院北京100083

为了分析新建高空台飞行环境模拟系统试验设备动态控制特性,研究各子系统关联耦合性,开展了系统建模和仿真研究。采用相似理论和部件级建模方法针对进排气关键调节阀、液压伺服系统和管道容腔等进行了数学建模研究,建立了相应设备特性模... 详细信息

为了分析新建高空台飞行环境模拟系统试验设备动态控制特性,研究各子系统关联耦合性,开展了系统建模和仿真研究。采用相似理论和部件级建模方法针对进排气关键调节阀、液压伺服系统和管道容腔等进行了数学建模研究,建立了相应设备特性模型,设计了双闭环进排气压力自动控制结构。在对实际控制系统功能性分解基础上,构建了飞行环境模拟系统数字仿真平台,并在数字仿真平台上进行了压力动态控制仿真。仿真结果表明各子系统压力动态建立过程与真实高空模拟试验过程趋势一致,能够反映真实系统的压力动态过程,证明了系统数学模型的合理性。利用仿真方法模拟了发动机流量变化对各控制子系统的影响,稳压腔压力最大偏差为4.5kPa,发动机进气压力最大偏差为3.4kPa,排气压力最大偏差为1.5kPa,验证了飞行环境模拟系统控制性能。

关键词：高空台高空模拟试验数字建模仿真控制

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数字建模技术在矿山开采验收计量中的实践

现代矿业 2023年第12期39卷 226-228页

作者：张军范立军刘鹏原本溪钢铁集团矿业有限责任公司

为提高台阶采剥矿岩量的计算精度,规避手工算量带来的偏差,通过应用数字建模技术,构建数字算量模型,实现矿山生产验收中逐次验收算量模型之间无缝连接。技术应用后,矿山生产验收由手工纸版图算量升级到数字建模算量,降低了劳动强度,提... 详细信息

为提高台阶采剥矿岩量的计算精度,规避手工算量带来的偏差,通过应用数字建模技术,构建数字算量模型,实现矿山生产验收中逐次验收算量模型之间无缝连接。技术应用后,矿山生产验收由手工纸版图算量升级到数字建模算量,降低了劳动强度,提升计算精度,同时附加效益明显,为矿山高效发展提供了技术支撑。

关键词：矿山开挖数字建模验收计量

基于AMEsim的双压力柱塞泵的数字建模与热分析

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北京航空航天大学学报 2006年第9期32卷 1055-1058,1086页

作者：卢宁付永领孙新学北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100083

利用AMESim仿真软件对双压力液压系统进行了建模与仿真.建立了轴向柱塞泵运动方程、流量方程和配油盘的仿真模型,进行了相应的仿真计算.建立了双压力泵控制阀的仿真模型,着重分析了双压泵在高、低2种压力下的流量特性和压力切换时的动... 详细信息

利用AMESim仿真软件对双压力液压系统进行了建模与仿真.建立了轴向柱塞泵运动方程、流量方程和配油盘的仿真模型,进行了相应的仿真计算.建立了双压力泵控制阀的仿真模型,着重分析了双压泵在高、低2种压力下的流量特性和压力切换时的动态特性.建立了一套完整的液压系统,分析比较了恒压变量泵液压系统和双压力液压系统在相同负载、散热环境和运行时间下的温升情况.结果表明双压力泵的动态特性与理论分析基本相符,在需要2种压力的系统中,双压力泵源在工作效率上明显优于恒压泵源.

关键词：数字建模仿真 AMESim 双压力泵热分析