穿戴式跌倒护髋安全气囊系统自动充气机构的设计与实现

跌倒往往在不可意料的瞬间突然发生,且经常给人造成较大伤害,因此跌倒检测与防护变得尤其重要。利用充气气囊作为缓冲来减轻伤害是目前跌倒防护最有效的手段。研究的目的是为跌倒防护安全气囊设计成本低、重量轻、体积小、速度快的充气机构。充气机构凸轮轮廓的推程被设计为正弦规律加速度曲线,通过对机构结构的受力分析计算得出充气机构对刺针的推力;对分别存储8 g、12 g、16 g的CO2的多个气瓶进行了冲刺试验验证了充气机构能可靠地刺穿气瓶;用高速动态记录仪测得该充气机构给气囊充满气的平均时间为386.9 ms。该充气机构体积小、重量轻、充气快速可靠,不仅适合用于穿戴式跌倒髋防护安全气囊,也为设计其他多种形式的摔跌防护装置提供了参考。     

仿生非光滑旋成体表面减阻特性数值模拟

在前期进行的仿生非光滑旋成体模型低速风洞试验的基础上,将非光滑形态在旋成体模型上的排列方式固定为矩形布置,非光滑的尺寸固定为直径或宽度为1 mm,深度或高度为0.5 mm,在风速为44 m/s时,对布置在模型尾部的凸包形、凹坑形和棱纹形三种非光滑模型与表面光滑模型进行了对比模拟试验。试验结果表明,布置在尾部的非光滑结构能够有效地降低模型的压差阻力,尤其是棱纹状非光滑形态模型,压差阻力降低了25.3%,总阻力降低了11.12%。     

离心式水泵仿生非光滑增效的试验研究

基于仿生非光滑技术,通过改变离心式水泵中液体的流动结构降低固液界面的阻力,研究了水泵的增效问题。并设计了试验系统,采用L9(34)正交试验,以离心式水泵效率为试验指标,进行了离心式水泵的流量、扬程、电压和电流的测量。对比试验表明,在离心式水泵的有效工作流量范围内,某些仿生改形表面的模型具有十分明显的效果,效率提高最大为3.45%,最大增效率为6.81%。并优化出在两个流量段的主次因素和最优水平,为仿生非光滑技术在离心式水泵中应用的进一步研究提供了前期基础。     

老年人身体平衡能力与坐起- 行走地反力的样本熵 特性的实证研究

坐起-站立是平时生活中最常出现的动作之一。对于下肢功能不断衰弱的老年人而言,坐起-站立过程中常会发生跌倒。文章主要研究的是老年人坐起-站立过程中足底压力的动态特征与身体平衡能力的关系。本次实验在马连洼社区(北京老年人口比例最高的社区之一)进行,项目组共搜集到128例数据,其中男性51人,女性77人,年龄都不小于65岁。利用平衡能力测试对老年人群进行评分,分为正常组、低风险组、中等风险组、高风险组4组。实验时,要求所有的实验对象以最舒适的状态完成坐起-行走动作。左右足的足底压力和力矩数据被记录,并且被样本熵量化。研究结果表明,左右足的足底压力和力矩变量的样本熵的统计特性具有差异,并且在不同老年人群的足底压力和力矩之间也存在差异,尤其以下变量的样本熵在不同组别间存在显著性差异：行走过程中左足在内外侧方向的足底压力(LFx,P＝0.049)、在前后方向的足底压力(LFy,P＝0.025)、在垂直方向上的足底压力(LFz, P＝0.036),行走过程中右足在前后方向上的足底压力(RFy,P＝0.043)、在垂直方向上的足底压力(RFz,P＝0.006)、在内外侧方向上的力矩(RMx,P＝0.041)。以上结果表明,在采集和分析老年人的足底压力数据时应该分开处理。     

县城和重点镇发展是农村城镇化现实之路

乡镇企业和小城镇是联产承包责任制后农民的又一创造,联产承包责任制为农民带来了温饱,乡镇企业和小城镇为农民带来了小康。乡镇企业和小城镇建设成绩巨大,对农村经济发展、农民增收、财政增长、经济结构调整,对整个国民经济乃至中国现代化建设都作出了不可磨灭的贡献。但由于农村建制镇数量多、布局分散、镇域范围小,对乡镇企业的聚集功能较弱,农村城镇化水平低,反而强化了我国二元经济结构。所以说,乡镇企业和小城镇反映了城乡分割下农民进不了“城”的“自发”与“无奈”,是二元社会经济架构下农村经济发展的典型模式。在“统筹城乡发展…     

基于CC254x与STM32的惯性传感器无线传输系统设计

介绍了一种可用于体感游戏控制器的惯性传感器数据无线传输系统.该系统包括数据采集节点、蓝牙主从设备以及监测数据的上位机.系统软件采用中断方式对数据的收发实时处理.经测试,上位机和节点之间能够进行稳定的、可靠的数据包和配置命令的无线传输,采集到的惯性数据能够反映肢体运动姿态,可以应用于体感游戏控制器.     

人体传感网络在日常监护中的应用

人体传感网络集生物医学工程技术和无线传感器网络于一体,具有微型化、低功耗、操作简单及使用安全等特点,可以实时低负荷地对人体进行生理信息和运动信息的监测,本文主要介绍人体传感网络及在健康监护方面的应用,如人体姿态获取、跌倒监测、康复训练等。基于自主研发的人体传感器网络,对偏瘫患者进行步态分析,临床试验证明其步态与正常人比较有显著差异。     

基于nRF905和MSP430的惯性传感器无线数传系统设计

介绍一种可用于人体跌倒检测的惯性传感器数据无线传输系统,该系统由采集数据的无线传感器节点、接收数据的基站以及监控数据和发配置命令的上位机组成。系统软件采用中断的方法对数据收发实时处理。经测试,上位机和节点之间能够进行可靠性良好、实时性强的数据包和配置命令的无线传输,系统可应用于人体跌倒过程中人体加速度和角速度的实时无线采集。     

一种防跌倒预警系统的研究与实现

跌倒是造成世界上意外伤害死亡的第二大原因,如何预防跌倒已成为保障老人生命的关键。目前常见"跌倒报警器"的传感模块一般采用单一的三轴加速度计,测量精度受限,仅能实现人体跌倒后的报警功能而不能实现跌倒前的预警。文章设计并实现了一种基于MEMS惯性传感单元的防跌倒预警器,率先设计了含"三轴加速度计+三轴陀螺仪+三轴磁力计"的高精度多模态传感模块,内嵌跌倒预警算法,并通过蜂鸣器和振动器警示。对九名健康年轻实验对象进行了总计81次的跌倒实验,系统结合基于阈值的跌倒预警算法,结果表明,其检测灵敏度可达98.61%且特异度为98.61%,平均预警时间为300 ms。未来研究将嵌入全球移动通信系统(Global System For Mobile,GSM)、全球定位系统(Global Positioning System,GPS)等电路模块功能及配备穿戴式安全气囊,有望在易跌人群中实现实时防护和及时救治。     

基于MPU6000的低功耗无线人体传感器网络节点设计

针对有线人体传感器网络节点具有携带不便、传输距离有限的缺点,设计并实现了一种用于人体运动监测的无线人体传感器网络节点;文中首先介绍了节点的硬件设计实现方案,节点控制器采用MSP430F2418PM,传感器采用六轴惯性传感器模块MPU6000,射频模块采用nRF24L01;然后对软件设计实现流程和节点的节能工作模式进行了详细阐述和实验验证;实验结果表明,该研究实现的无线节点具有反应灵敏和功耗低的特点,在15 m范围内无线传输稳定,最高传输速率可达2 Mbps,采集的惯性数据能够明显反映人体的正常运动和跌倒的特征;该节点在人体异常步态监测、康复评估和跌倒预警等方面具有潜在重要应用价值。