基于 PVDF 非均匀曲率半径结构的高灵敏度电子听诊器

电子听诊器是利用电子技术收集处理心肺音,并依此辅助判断病人身体状况的一种仪器。针对传统电子听诊器灵敏度低、低频响应差等缺点,基于 PVDF 非均匀曲率半径的弯曲夹紧结构,提出了一种高灵敏度的电子听诊器设计方案。通过建立相应的非齐次弦振动模型,理论分析比较证明了非均匀曲率相比均匀曲率的灵敏度有显著提高,并优选非均匀曲率半径结构灵敏度最大的参数研制出一款新型电子听诊器拾音器。实验测试结果表明,该拾音器的灵敏度达到1.7 mV/Pa,相较近年来研究的均匀曲率半径 PVDF 与硅胶衬底组合结构的拾音器灵敏度提高了13.3%。该拾音器能在2-2 kHz 频带范围中保持平坦的频响特性,涵盖心肺音采集的频响范围,为较完整地获取心肺音信号提供有力保障。     

简易心肺音信号检测与分析系统设计

针对现有医疗系统心肺音检查系统价格昂贵、数据直观性不足等缺点,提出一种简易心肺音检测与分析系统。该系统以虚拟仪器为数据分析平台,以计算机声卡为模数转换装置,通过听诊器与声音传感器组成的电子拾音器进行心肺音信息采集,利用虚拟仪器直观的设计特点,解决原有系统的不足,可作为心肺疾病的诊断及未出现明显病例特征前的心肺疾病在心肺音特征上的反映,达到疾病早期诊断及心肺音症状可视化存储的目的,通过对正常心音信号、正常肺泡呼吸音及病态的大湿罗音和主动脉瓣狭窄伴关闭不严密心音信号实测并进行音频信号的功率谱分析发现,简易心肺音信号检测与分析系统运行正常,达到了设计目的。     

基于电子听诊器的心音分类系统

为解决传统听诊器的局限性,设计基于STM32F103单片机的新型电子听诊器,并设计心音分类软件,有利于临床听诊。医疗工作者可使用3.5mm耳机或者蓝牙播放设备进行听诊,并设置0～10dB的音量增益。通过对数字滤波器截止频率的设定,该听诊器分3种听诊模式,可实现全频带、心音和肺音听诊。心音数据通过TCP/IP协议传输到心音分类软件,构成局域网系统。通过决策树模型实现心音的异常判别,准确率高达91.24%,灵敏度98%。该听诊器的听诊音清晰易识、佩戴感舒适、功耗低,可实现数字化听诊及心音的异常判别。     

PVDF传感器在整体叶盘叶片模态试验中的应用

为了研究某型发动机整体叶盘涡轮叶片的动态特性,分别采用了聚偏氟乙烯(polyvinylidene fluoride,简称PVDF)压电薄膜传感器、小质量加速度传感器以及非接触式的电涡流传感器进行了模态试验分析和频率检验,并通过有限元软件进行了仿真计算.试验结果与仿真计算结果表明,PVDF压电薄膜传感器具有附加质量小、灵敏度高、频响宽,易于安装、操作简便和成本低等特点.对于单个轻质薄壁构件或是零件分布较密集的复杂结构进行模态试验分析时,采用PVDF压电薄膜传感器具有明显的优越性.     

基于PVDF压电薄膜的冲压模具凸模监测方法

利用PVDF压电薄膜厚度薄、耐冲击、频响范围宽等特性,提出了一种能够监测冲压加工中细小凸模折断的监测方法.理论分析和模拟实验证明该方法非常适合对冲压加工中的凸模进行监测.     

基于频响函数的结构损伤检测

对一拉索结构的正常状态及两种损伤状态进行了模态测试 ,用频响函数的曲率来进行损伤检测。结果表明 :频响函数的曲率对损伤非常敏感 ,不仅反映出了损伤位置 ,而且能够表示损伤程度。     

接触面的曲率变化对超声检测灵敏度的影响

使用不同晶片尺寸的硬膜直探头或斜探头对带有不同曲率的工件进行超声检测时,由于检测面曲率的不同,对检测灵敏度的影响是不同的。为了找出检测过程中影响检测灵敏度的实际规律,采用了几种经常使用的常规探头在带有不同曲率的凹、凸圆柱面试块上进行测试,并针对具体不同型号的探头,将测试结果绘制成了专用曲率修正系数（即灵敏度补偿）与检测面曲率半径之间的关系曲线,为实际检测过程中设定检测灵敏度补偿提供实测依据。     

五轴NURBS插补中的速度前瞻控制方法

为提高五轴非均匀有理B样条的插补精度,减轻段间转接时对机床的机械冲击,提出了一种速度前瞻控制处理方法.采用曲率圆逼近的方法建立了插补误差计算模型,并推导出满足插补误差要求的最小曲率半径与进给速度间的关系.采用数值分析方法预先计算出减速点的参数值,对样条插补进行了加减速前瞻规划处理.实时插补时对样条曲线上曲率半径较小的地方进行减速处理,以提高插补曲线的逼近精度.实例证明,该方法能有效降低插补误差和段间转接时的加速度,具有良好的实时性,可以应用到实际的数控系统中.     

一种频响函数灵敏度分析方法

频响函数灵敏度分析在结构动力优人和振动控制等许多领域中着广泛的应用,基于模态展开和幂级数展开原理,提出了一种频响函数灵敏度分析的模态展开法,为了减少模态展开时的模态截断误差,文中同时给出了一种模态加速了方法,该方法可大大提高模态截断时的灵敏度分析精度,通过对一数值害例计算表明,文中提出的方法非常有效。     

基于速度平滑控制的高效非均匀有理B样条曲线插补算法

为提高曲面加工的质量和效率,提出了一种基于冗余误差和速度平滑控制的非均匀有理B样条曲线插补算法.该算法先按照曲率大小将非均匀有理B样条曲线分段,再根据数控机床最大加速度调整分段.消除了曲率突变对加工的负面影响.同时为每个分段分别设置合适的编程进给速度,提高了加工效率.最后提出两段速度平滑控制方法,使速度过渡更为平滑.模拟试验证明了该算法的有效性.     

基于表面粗糙度均匀性的曲面磨削研究

针对曲面磨削中不同曲率处的表面粗糙度不均匀的问题,基于等残留高度法,分析了砂轮圆弧半径、砂轮进给速度、工件转速以及工件曲率对残留高度的影响.结果显示,为得到较小的残留高度,应尽量保持低的砂轮进给速度,并且提高工件转速.曲率半径越小,粗糙度差异越大,改变砂轮进给速度可改善这一问题.砂轮的进给速度与曲率半径大小成正比.采用金刚石滚轮法以及砂轮变速进给可有效改善曲面磨削的表面粗糙度均匀性.     

通过PVDF阵列设计阶梯梁体积位移传感器

以阶梯梁为例,通过一组阵列式压电薄膜(Polyvinylidene fluoride,PVDF)设计非均匀振动梁的体积位移传感器。在梁表面均匀布置一组相同形状的矩形PVDF阵列,通过测量PVDF与激励力之间的频率响应函数,然后利用伪逆方法结合Tikhonov正则化方法设计这组PVDF阵列的加权系数,从而得到阶梯梁体积位移。实验结果表明,该方法能够准确测量到阶梯梁的体积位移,具有不需计算结构模态、对边界条件有良好的鲁棒性等优点。     

基于表面粗糙度均匀性的曲面磨削研究

针对曲面磨削中不同曲率处的表面粗糙度不均匀的问题,基于等残留高度法,分析了砂轮圆弧半径、砂轮进给速度、工件转速以及工件曲率对残留高度的影响。结果显示,为得到较小的残留高度,应尽量保持低的砂轮进给速度,并且提高工件转速。曲率半径越小,粗糙度差异越大,改变砂轮进给速度可改善这一问题。砂轮的进给速度与曲率半径大小成正比。采用金刚石滚轮法以及砂轮变速进给可有效改善曲面磨削的表面粗糙度均匀性。       

基于PVDF的金属结构焊缝裂纹损伤识别研究

针对机械设备金属结构出现的焊缝裂纹问题,提出了采用聚偏二氟乙烯(PVDF)和工作变形曲率(COS)算法进行损伤识别的方法,分析了频率响应函数虚部的损伤识别理论,阐述了工作变形曲率的提取方法,提出了采用间隔拟合法(GSM)进行健康结构工作变形曲率拟合的方法,采用PVDF在带有2条焊缝裂纹的焊接金属板上进行实验。实验结果表明:该方法能够准确识别裂纹的位置及开口长度,可以为金属结构的安全评定提供可靠信息。     

一种高频电流传感器的设计

本文介绍了一种高频电流传感器的设计原理及研究结果.高压电晕电流测量实验表明该传感器具有灵敏度高、频响动态范围宽、稳定性好等特点,完全满足实际需要.     

液力变矩器轴面流线数值计算及分段最佳圆弧逼近

对液力变矩器建模精度进行了研究,分析了影响建模精度的各种因素,提出了一种提高建模精度的新方法。基于轴面流线方程,推导了曲率半径和曲率中心坐标的计算公式,采用数值计算方法得到了曲率半径和曲率中心坐标随极角变化的规律。依据这种规律,采用非初等函数—分段圆弧一致逼近,使逼近最大绝对误差达到最小。编制了参数化程序,对所有方程进行了验证。利用程序不仅可以直接得到各段圆弧的圆心坐标、圆弧半径和圆弧起止点的极角,还可以直接得到分段圆弧逼近的最大绝对误差和最大相对误差,便于对结果是否满足精度要求做出判别。研究结果表明,该方法是可行的,可以显著地提高建模精度,具有工程使用价值。     

调心滚子轴承内圈滚道位置偏差的分析与测量

影响调心滚子轴承内圈滚道位置偏差的主要因素是曲率半径变化和曲率中心位移偏移。文中对6种典型变化情况进行了计算分析,从中确定滚道位置最大允许偏差范围,作为加工和测量时的控制值。还介绍了一种简易的测量装置。附图2幅,表1个。     

机器人喷涂曲面涂层生长模型及均匀性分析

针对以航空发动机风扇叶片燕尾基座为代表的曲面工件喷涂问题,以提高涂层的均匀性为目标,提出一种基于曲面涂层生长模型的均匀性分析方法.在喷枪涂层模型的基础上,建立曲面涂层生长模型,采用厚度平均相对偏差作为涂层均匀性的评价指标,推导出厚度平均相对偏差与初始行程、重叠宽度和工件长度、曲率半径之间复杂的非线性关系.通过计算及仿真分析可知,重叠宽度和曲率半径是影响厚度平均相对偏差和涂层均匀性的关键因素,表明了该曲面涂层生长模型的正确性及涂层均匀分析方法的合理有效性,为喷涂轨迹优化和提高机器人喷涂的均匀性提供了理论基础.     

基于曲率特性的柔性加减速NURBS插补器

为降低非均匀有理B样条段间转接时对机床的机械冲击,提出了一种基于曲率特性的柔性加减速控制方法。研究了满足插补误差要求的非均匀有理B样条梯形加减速的算法,推导了满足S型加减速要求的简化算法。用两种算法进行的基于弓高误差的非均匀有理B样条仿真加工实验表明,在曲率突变处加速度和加加速度均出现突变,对机床造成较大冲击。而基于曲率变化进行的柔性加减速的仿真试验表明,相关特性参数符合加减速的规划要求。将算法集成至自行开发的开放式控制器中,加工实验表明,该算法使数控机床的速度变化更加平稳,并具有良好的实时性。     

一种高速数控加工自适应进给速度生成算法

以机床运动特性为约束,确定刀轨不同法曲率处的最大进给速度;以实际切削速度的变化比率为调节系数,将刀轨法曲率半径划分为不同的区域;通过设定初始曲率半径划分步长,将整个曲率半径范围分割成若干个子区域,并在子区域内对曲率半径进行划分;通过自适应进给速度生成算法,实现了进给速度随曲率半径区域的变化而自适应变化,并对相邻刀轨区域的进给速度进行了过渡处理。