检索结果-南通市图书馆

作者：党毅轩西安电子科技大学

学位级别：硕士

近些年来,外科手术机器人系统快速发展,促使针对各类型疾病的外科手术过程向着更加稳定、安全、高效、低成本的方向发展,深刻影响着传统的外科手术流程和医疗器械的一般定义。其中,自我状态估计和环境感知能力的构建作为机器人系统的基... 详细信息

近些年来,外科手术机器人系统快速发展,促使针对各类型疾病的外科手术过程向着更加稳定、安全、高效、低成本的方向发展,深刻影响着传统的外科手术流程和医疗器械的一般定义。其中,自我状态估计和环境感知能力的构建作为机器人系统的基础任务,对于这一领域的发展尤为关键。然而,在由外科手术和各类人体内部器官腔体组成的特殊任务场景中,这一功能的实现面临着巨大的挑战。本文中,为了在口腔咽喉这一特殊狭小空间内构建起手术机器人的自我估计和环境感知能力,通过基于视觉输入的同步定位与建图技术和目标位姿检测算法,提出了适应性的解决方案,并最终通过单目内窥镜设计实现了一套完整且有效的机器人自主定位系统。口腔咽喉内部空间拥有以下几点特质:狭窄的运行空间严重限制了末端执行器可搭载的传感器类型,在此同时却对定位精度有极高的需求;运行空间由组织壁包围,表面纹理特征极度匮乏且附着有大量组织液,极近视距的局部反光会严重影响基于视觉输入的定位算法的运行表现;执行流程中,狭小空间内的极近观测视距下,目标手术器械图像区域容易出现相互遮挡、部分缺失或失焦模糊等的情况,影响针对目标物体的位姿估计。针对以上提到的问题,本文首先提出了基于视觉VO/SLAM算法和目标位姿检测技术的算法解决方案,主要研究内容包括:(1)在手术机器人的漫游阶段,为末端执行器自身提供位姿估计服务。基于ORB特征和3D-2D多视图几何模型构建前端视觉里程计模块,基于多样式光束平差法构建后端优化模块,最终通过相互结合构建起一个适用于口腔咽喉特殊环境的轻量级视觉VO/SLAM算法。其中前端视觉里程计模块主要用于提供关于帧间相对位姿转换的初步估计,基于弱特征依赖的模块初始化流程和由血管纹路成像增强技术带来的冗余特征可以帮助算法在口腔咽喉的弱纹理区域内保持稳定运行;在由咽喉单向运行通道构成的实际任务场景中,剔除经典视觉SLAM框架中的闭环检测模块,仅采用基于局部、纯位姿、全局的光束平差法对初步估计进行优化,在最低计算资源消耗的条件下实现可靠、高精度的最终结果输出。(2)在手术机器人的执行阶段,为视野范围内的具体手术器械提供位姿估计。基于平面棋盘格靶标和核相关滤波算法构建关于具体手术器械的目标位姿估计方法。通过人造靶标平面特征点,基于平面单应性原理计算初始帧像素点到对应固定座标空间点的映射关系;通过核相关滤波跟踪算法在任意时刻图像内,提取基于矩形边界框的人造靶标平面区域,对特征点提取和匹配进行范围限制;基于SIFT、SURF以及ORB特征搜索从当前帧到初始帧的像素特征点匹配关系,基于初始帧单应矩阵映射关系重建对应空间点三维坐标;最终通过这一3D-2D的多视图几何模型,由Pnp法对当前物体位姿状态进行计算。本文还提出了一个手术机器人定位系统的基础开发框架,从采集层、算法层、接口层、应用层四个层级模块,结合实际任务场景特征和需求,设计实现了一个完整可用的外科手术机器人自主定位系统。该系统由基于ROS和单目内窥镜的底层数据通信模型、算法核心模块、可执行应用程序以及通道结果可视化等部分组成。最终,本文基于构建的仿真实验环境和千分尺微动云台,通过专门设计的基于相对移动距离的精度评估方法,对提出算法进行了细致的测试与评估,并通过界面演示,验证了最终系统实现的有效性。

关键词：手术机器人狭小空间视觉SLAM 目标位姿检测

狭小空间内温度和二氧化碳对人体舒适性影响实验研究

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狭小空间内温度和二氧化碳对人体舒适性影响实验研究

作者：张英杰重庆大学

学位级别：硕士

人们绝大部分时间都在各种室内度过。因此,室内环境直接影响着人们的健康与生活品质。随着社会的不断发展,飞机驾驶舱,太空舱、小轿车等狭小空间应运而生,随着城市用地紧张和人口的增加,胶囊旅馆、临时活动房等在人们的生活中占的比重... 详细信息

人们绝大部分时间都在各种室内度过。因此,室内环境直接影响着人们的健康与生活品质。随着社会的不断发展,飞机驾驶舱,太空舱、小轿车等狭小空间应运而生,随着城市用地紧张和人口的增加,胶囊旅馆、临时活动房等在人们的生活中占的比重也越来越大,但这种狭小空间常常因为拥挤、不能随意走动、空间尺寸较小等原因引起人们的不适。同时,空间内空气品质差的问题也常常引起人们的不满。虽然随着科学技术的进步,由于建筑材料产生的污染物问题逐步解决,但人本身就是一种污染源并且会不断产生污染物却得不到解决。二氧化碳作为一种人体的代谢产物,可以用于表征人体产生代谢废物的多少,并间接反映出室内通风效果的好坏。基于此,本实验开展在狭小空间内温度和二氧化碳对人体舒适性的研究对室内通风设计参数的设定具有较为重要的意义。本实验共分为两个部分,第一个部分主要研究非密闭狭小空间(狭小空间与外环境连通使得空气流通以探究狭小空间本身对人体的影响)对人体舒适性的影响,此实验在重庆大学城环实验楼的人工气候室中进行,共招募受试者16人,男女各8人。主要分为4个工况:狭小空间温升、狭小空间温降、正常空间温升、正常空间温降。每个工况温度从18℃升高到34℃或从34℃降低到18℃,以研究在不同的温度下,狭小空间和正常空间内人体舒适性的差异。第二个部分主要研究在密闭狭小空间之内(狭小空间与外环境隔绝),温度和二氧化碳对人体的舒适性影响,此实验借助重庆大学城环实验楼的飞机座舱环境平台调控环境参数。招募受试者20人,其中男女各10人。温度工况分别为24℃、26℃、28℃,二氧化碳浓度工况分别为750ppm、1500ppm、3000ppm,各温度和二氧化碳工况分别两两组合成9个工况组,以研究在不同的温度和二氧化碳的组合对人体舒适感的影响。通过对结果的分析发现:虽然狭小空间与正常空间对人体热反应、心理反应方面在某些温度下有一定的差异性,但经过显著性检验后发现差异并不显著,即引起人体不舒适的主要原因在于室内环境参数,而不是空间尺寸。随后,在密闭狭小空间内进行的温度和二氧化碳对人体舒适性影响的实验中发现,24℃时,三种二氧化碳浓度工况下人体的热感觉、热舒适、湿感觉、整体环境满意度均无显著性差异,人体不适症状除恶心无食欲外其余均无显著差异,但空气新鲜感和空气质量可接受度会随着二氧化碳浓度的升高而降低;26℃时,三种二氧化碳浓度工况下人体的热感觉、热舒适、湿感觉、空气新鲜感、空气质量可接受度方面同样无显著性差异。整体环境满意度会随着二氧化碳浓度的升高而降低,而不适症状抱怨率在二氧化碳浓度升高至3000ppm出现显著升高的有:感到疲乏、乏力嗜睡、精神低迷沉闷、注意力不集中、恶心无食欲、胸闷气喘、耳鸣;28℃时,三种二氧化碳浓度下人体的湿感觉、空气新鲜感、空气质量可接受度、不适症状(精神低迷、头痛除外)之间均无显著性差异。750ppm与1500ppm、3000ppm二氧化碳浓度下人体的热感觉、热舒适、整体环境满意度具有显著性差异。生理参数方面,24℃和26℃时二氧化碳浓度对人体皮肤温度的影响并不显著,但28℃时皮肤温度会随着二氧化碳浓度的升高而升高;人体的血氧饱和度随着二氧化碳浓度的升高有下降的趋势,但并不显著;当环境温度为24℃或26℃时,3000ppm下人体的心率要高于750ppm下人体的心率,但28℃时三种二氧化碳浓度下人体的心率并无显著性差异,并且心率会随着温度的升高而升高;人体的血压并不会随着温度、二氧化碳浓度的变化而变化。最后通过分析发现影响狭小空间内人体舒适性的主要因素在于空气新鲜感,并提出了室内温度和二氧化碳浓度的调控建议。人体在短期暴露时,建议将环境温度设置在26℃及其以下。26℃时调节通风量将二氧化碳浓度设置在1500ppm及其以下,24℃时将二氧化碳设置在3000ppm以下均可以满足人体的舒适性要求。

关键词：狭小空间温度二氧化碳舒适性调控建议

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狭小空间消防稳压罐吊装技术

狭小空间消防稳压罐吊装技术

狭小空间“先浅后深”基坑护坡加固与围护破除施工

2021年全国工程建设行业施工技术交流会

作者：王茂法蒋巍崔璨 63926部队

基于地下消火栓系统改造项目,介绍了在老旧礼堂地下室狭小空间吊装设备的选择、吊装方法及吊装顺序,同时重点说明狭小作业面的布局、制作适用吊装工具及安装流程。实践证明,该吊装方法能够有效解决改造工程中施工空间狭小,大型吊装设备... 详细信息

基于地下消火栓系统改造项目,介绍了在老旧礼堂地下室狭小空间吊装设备的选择、吊装方法及吊装顺序,同时重点说明狭小作业面的布局、制作适用吊装工具及安装流程。实践证明,该吊装方法能够有效解决改造工程中施工空间狭小,大型吊装设备无法吊装作业,以及倒运大型罐体作业难度大的问题。为保证工程质量和进度,节约了成本,为类似工程提供了宝贵的经验。

关键词：狭小空间大型消防罐体消防系统改造安装吊装

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狭小空间“先浅后深”基坑护坡加固与围护破除施工

2021年全国工程建设行业施工技术交流会

作者：夏炜沈炎武亚州谭海波中建三局集团有限公司

项目与临近建筑存在一处狭小的共用空间,共用空间基坑施工阶段须面临空间狭小、设备难进、原地质情况差、已施工区域变形敏感等困难因素。结合项目狭小基坑特点与所处环境,通过经验交流与模拟分析,对"先浅后深"施工部署,压密注浆土体加... 详细信息

项目与临近建筑存在一处狭小的共用空间,共用空间基坑施工阶段须面临空间狭小、设备难进、原地质情况差、已施工区域变形敏感等困难因素。结合项目狭小基坑特点与所处环境,通过经验交流与模拟分析,对"先浅后深"施工部署,压密注浆土体加固技术以及高低跨区域维稳处理措施进行介绍。

关键词：狭小空间土方开挖土体加固施工组织

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船舶狭小空间虚拟人维修姿态建模技术

计算机应用 2021年第8期41卷 2466-2472页

作者：罗明宇骆晓萌朱文敏张磊范秀敏上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 上海船舶工艺研究所上海200032

针对现有虚拟人仿真技术在船舶狭小空间维修作业中存在的效率低下、需要较多人工干预、仿真成本高等问题,提出一种虚拟人姿态混合建模仿真技术。根据狭小空间中人体维修作业的特点,将虚拟人姿态建模分为虚拟人躯干及下肢姿态建模与虚拟... 详细信息

针对现有虚拟人仿真技术在船舶狭小空间维修作业中存在的效率低下、需要较多人工干预、仿真成本高等问题,提出一种虚拟人姿态混合建模仿真技术。根据狭小空间中人体维修作业的特点,将虚拟人姿态建模分为虚拟人躯干及下肢姿态建模与虚拟人手臂姿态建模两部分。首先,提出一种基于姿态库的狭小空间姿态自动匹配算法,以确定虚拟人在狭小空间中的操作位置与姿态;在此基础上,建立多目标优化模型对手臂姿态进行求解,并实现维修仿真姿态的生成。以某型船舶机舱罐体阀门维修为例的实验结果表明,所提方法可以实现虚拟人姿态的自动定位与生成,且可有效提高维修仿真效率。

关键词：虚拟人建模狭小空间姿态库空间匹配多目标优化

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冲压发动机用梯度隔热层隔热性能研究

推进技术 2015年第3期36卷 429-435页

作者：马秀峰李志永郑日恒李立翰陈静敏陈玉峰石兴北京动力机械研究所高超声速冲压发动机技术重点实验室北京100074 中国建筑材料科学研究总院北京100024

为了解决冲压发动机被动热防护结构在长时间、狭小空间、大温度梯度下的隔热问题,提出了多层组合梯度隔热方案。通过不同构型的梯度隔热层的氧乙炔实验研究,优化了梯度隔热层的构型,并对优化后的梯度隔热材料的隔热性能进行了冲压发动... 详细信息

为了解决冲压发动机被动热防护结构在长时间、狭小空间、大温度梯度下的隔热问题,提出了多层组合梯度隔热方案。通过不同构型的梯度隔热层的氧乙炔实验研究,优化了梯度隔热层的构型,并对优化后的梯度隔热材料的隔热性能进行了冲压发动机试验验证。研究表明:2100K的高温下柔性梯度隔热层具有良好的隔热性能,能够解决狭小空间、大温度梯度条件下,冲压发动机长时间工作的隔热问题;梯度隔热材料的层数影响隔热层的隔热性能,较多的层数可提高柔性梯度材料的整体隔热性能;梯度隔热材料的隔热性能可采用氧乙炔隔热实验进行表征。

关键词：冲压发动机被动热防护狭小空间大温度梯度梯度隔热

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线驱动连续型机械臂运动轨迹规划仿真分析

线驱动连续型机械臂运动轨迹规划仿真分析

作者：张广利辽宁工程技术大学

学位级别：硕士

线驱动连续型机械臂由于其多自由度、大长径比、高灵活度等特性,在灾后救援探测、井下设备检修等领域的深腔和危险环境作业中有重大应用价值。本文设计了一款具有7关节共14个自由度的线驱动超冗余度机械臂,建立运动学模型并仿真分析了... 详细信息

线驱动连续型机械臂由于其多自由度、大长径比、高灵活度等特性,在灾后救援探测、井下设备检修等领域的深腔和危险环境作业中有重大应用价值。本文设计了一款具有7关节共14个自由度的线驱动超冗余度机械臂,建立运动学模型并仿真分析了机械臂工作空间、开展了其轨迹规划研究,在搭建的实验平台上开展相关实验,实现了空间受限情况下的探测运动。首先,分析并提出了线驱动连续型机械臂的功能需求,根据生物仿生学原理,按照动物脊柱结构特征和运动机理,研制了一款适应井下狭小空间的线驱动冗余连续型机械臂。其次,根据线驱动连续型机械手臂的运动特点,提出了运动学假设。在此基础上,分别对机械臂单关节段、多关节段进行建模,然后分析三种空间的映射关系,也即对机械臂开展正向运动学与逆向运动学分析。然后,利用改进的蒙特卡洛法对机械臂的工作空间进行处理,解决了传统蒙特卡洛法求解策略精度低的问题。改进的蒙特卡洛法将对机械臂工作空间分层,在每一层的空间边界随机点附近进行填充,使得工作空间边界处的随机点分布越来越均匀。为了验证算法的准确性和实用性,以7关节14自由度的线驱动连续型冗余机械臂实验样机为例,进行仿真分析。实验结果表明发现在空间随机点数量相同的前提下,改进后的算法求取的工作空间边界面积与理论面积相比小于1%。最后,对时间最优线驱动连续型机械臂进行研究,提出了一种基于Sa DE-ARM算法的时间最优3-5-3多项式插值轨迹规划算法,解决了线驱动连续型机械臂轨迹规划过程中由于多项式插值造成的结构旋转部件振动或噪声的响应过高,无法根据期望速度提供匀速控制等问题。实验结果表明基于SADE-ARM算法的机械臂3-5-3多项式插值时间最优轨迹规划方法相较于原始设定时间提升了45%。该论文有图46幅,表7个,参考文献68篇。

关键词：连续型机械臂线驱动狭小空间工作空间轨迹规划

狭小空间晕动病模型的建立及其防治中药的研究

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中华中医药杂志 2013年第4期28卷 1063-1066页

作者：张天龙陈琳闫菁华豆婧婧冯瑄郝保华西北大学生命科学学院西安710069 西北大学陕西省生物医药重点实验室西安710069

目的:建立狭小空间小鼠晕动病模型,筛选有效防治晕动病的中药。方法:以振荡器为模型,采用L9(34)正交表,以频率、时间、温度、拥挤程度为因素,小鼠爬杆时间及粪便、尿液、立毛、颤抖等生理指标为评价标准,建立晕动病模型,结合小鼠血浆促... 详细信息

目的:建立狭小空间小鼠晕动病模型,筛选有效防治晕动病的中药。方法:以振荡器为模型,采用L9(34)正交表,以频率、时间、温度、拥挤程度为因素,小鼠爬杆时间及粪便、尿液、立毛、颤抖等生理指标为评价标准,建立晕动病模型,结合小鼠血浆促肾上腺皮质激素(ACTH)和β-内啡肽(β-EP)的变化验证其效果,以此模型评价10种中药药效。结果:温度30℃,以280r/min的频率、452.16cm2/只的拥挤程度持续40min可达到最佳的模型效果。生姜、丁香、菊花等实验组小鼠的爬杆时间和生理指标均低于模型对照组和阳性对照组,且差异显著(P狭小空间晕动病的理想模型;生姜、丁香、菊花具有较好的防治晕动病效果。

关键词：狭小空间晕动病模型中药茶苯海明生姜丁香菊花

狭小空间大规模深基坑施工对周边环境影响研究

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狭小空间大规模深基坑施工对周边环境影响研究

作者：孙新北京交通大学

学位级别：硕士

随着城市地下空间建设进程的不断发展,我国深基坑工程数量与规模也随之迅速扩大。在基坑工程施工过程中,地下水位变化以及基坑开挖引起的土体与内部支护结构相互作用往往对基坑周边环境造成一定影响,例如,基坑底部回弹问题、基坑周边地... 详细信息

随着城市地下空间建设进程的不断发展,我国深基坑工程数量与规模也随之迅速扩大。在基坑工程施工过程中,地下水位变化以及基坑开挖引起的土体与内部支护结构相互作用往往对基坑周边环境造成一定影响,例如,基坑底部回弹问题、基坑周边地表沉降问题、基坑挡土墙侧斜及变形问题以及基坑周边既有建筑物沉降及倾斜问题等。本文通过构建大规模深基坑有限元分析模型,利用数值分析的方法并结合现场监测数据,对狭小空间内大规模深基坑施工对基坑周边环境影响的几个主要问题开展了分析研究。主要内容包括如下几个方面：1.通过构建无工程桩或支护结构的基坑有限元分析模型,模拟不同土体物理力学指标对基坑坑底回弹变形的影响机理;考察不同施工开挖深度、不同开挖面积及工程桩存在与否等因素对基坑坑底回弹变形的影响,并研究不同因素的影响规律：对比分析基于有限元计算的数值解和基于经验公式的数值解析解的结果,通过引进支护结构修正系数的概念,对于无法考虑工程桩或支护结构的规范法公式和理论法公式等现行解析方法进行了修正完善。2.基于深圳市车公庙地区典型土层条件,建立了土—围护结构—内部支撑共同作用的三维有限元分析模型,同时考虑基坑施工过程中的降水与土体分步开挖等施工步骤,对基坑工程过程进行仿真模拟。在此基础上分析了非均质土中大规模深基坑施工过程对基坑周边地表沉降、基坑挡土墙侧斜和变形、以及周边既有建筑物沉降及倾斜等环境影响,并对其变形性状及形变大小进行量化分析研究。3.对深圳市车公庙深基坑工程变形以及周边环境影响进行了现场测试与分析研究,监测内容包括基坑挡土墙的侧斜变形、基坑周边地表沉降变形以及既有建筑物沉降变形。通过对数值分析结果与现场测试结果的对比分析显示二者具有良好的一致性,说明建立的数值分析模型适合基坑工程的施工过程分析。在此基础上,进一步分析了基坑开挖引起的周边建筑物的空间沉降与倾斜变化。

关键词：狭小空间深基坑环境影响三维有限元分析工程实测