基于STM32的智能坐垫设计与研究

以STM32单片机为智能语音提示坐垫的控制核心,设计了一款由坐垫、各种传感器及附属装置等组成的智能坐垫系统。系统能够对用户人体压力、久坐时长进行监测,并通过数据采集、处理及判断控制语音模块,进而实现语音的提示。智能坐垫能更换电池持续工作,功能简单实用,成本低廉且便于携带,具有广阔的市场空间。     

三星轮多功能轮椅设计

为解决目前伤残人士与行动不便的老年人使用时轮椅存在的久坐不适、起身困难以及爬楼动力不足的问题,文中设计了一种三星轮多功能轮椅.该设计由传动系统、控制系统构成,能够实现椅背调节、椅背按摩、坐垫辅助支撑、以及三星轮全轮驱动等功能.采用多芯片对各系统进行独立控制以实现多线程运行.对产品进行模拟实验运转,实验人偶数据反馈得出结...     

基于体压数据映射的定制坐垫接触面设计方法

贴合人体臀部轮廓的定制坐垫能够提高舒适性,定制坐垫接触面的体压映射设计方法简便且高效,但合理的体压映射函数难以确定。针对聚氨酯泡沫坐垫,提出了一种结合人体臀部-坐垫模型仿真结果确定体压映射函数的定制坐垫接触面体压映射设计方法(Simulated pressure and deformation mapping method,SPDM),建立人体臀部-坐垫有限元模型,结合实验者体型参数和泡沫材料特性曲线对人体臀部-坐垫模型进行适应性调整,拟合坐垫上表面压力与变形量仿真结果得到体压映射函数,利用体压映射函数对实测体压数据进行映射得到接触面凹陷量点云数据,在三维软件中完成定制坐垫接触面曲面重构。以两个不同体型(95和50百分位)的实验者为例,采用SPDM方法进行定制坐垫接触面设计,并与材料特性曲线映射方法(Tested material characteristic mapping method,TMCM)设计的定制坐垫接触面进行对比,曲面光顺性和体压分布指标比较结果表明SPDM方法设计的定制坐垫接触面具有更好的光顺性,能更好地贴合人体臀部,有效改善了坐垫体压分布。     

基于单片机技术的智能坐垫的设计

针对中小学生设计智能坐垫,采用分布式压力传感器,在对用户的压力数据进行预处理之后,应用提前训练好的模型,对用户的坐姿进行识别来进行坐姿监测,并通过报警系统实时提出警告,使用户使用正确的坐姿以免造成颈椎腰椎问题,实现非静态生活方式.     

新型可升降坐垫自行车设计和研究

为了改善自行车骑行的舒适度,对传统自行车关键性结构坐垫进行了创新设计。针对目前市场上自行车坐垫无法调整或调整困难的尴尬局面,运用机械原理等,设计了一种可调节坐垫高低的新型自行车。设计结果表明该款自行车结构可行,应力分析安全可靠,符合消费者的需求。     

老年人助起机构设计研究

针对老年人下肢力量衰弱,站起困难且重心不稳定易摔倒等问题,设计了一款可实现靠背和坐垫同时助起的机构。通过一个移动副实现了靠背和坐垫的联动设计,根据老年人站起特点确定了机构的尺寸,并进行了原理分析,按照一定的连接关系使用软件进行实体造型,基于所建立的运动学模型,对机构关键点的位移及坐垫转角变化进行仿真分析。结果表明,所设计的助起机构运动连续且平稳,符合人体工程学原理,有效地解决了老年人站起困难的问题,满足了老年人的生理和心理需求。     

多方位助力式老年人如厕辅助装置设计与测试

针对老年人如厕困难等问题,设计了一种从不同方位助力的如厕辅助装置。在分析老人如厕过程中的行为动作基础之上,提出一种包含不同助力机构的总体设计方案,通过设计y向扶手运动机构、z向扶手运动机构和坐垫升降机构分别实现对老人手腕部、腋部和臀部助力,辅助完成弯腰、下蹲、起身等动作;通过设计折叠结构实现整个机械装置折叠。对主要机械结构进行设计计算,并利用MATLAB对z向扶手和坐垫升降机构形成的联动机构的杆件尺寸进行优化设计,同时利用ANSYS对整体结构进行有限元分析,确保设计的安全性。最后,对文中设计的老年人如厕辅助装置进行实验样机的制作和测试,结果表明该装置运行稳定可靠,实现了不同方位助力,整个助力过程所需时间为45 s,并能够对称折叠,节约占用空间,适用于不同规格的坐便器或蹲便器。     

基于无线射频识别技术的商品猪精准养殖与管理系统设计

当前我国商品猪养殖业快速发展,但养殖设施和技术手段还比较落后。本文设计商品猪的精准养殖与管理系统,利用无线射频识别技术实现猪身份的准确快速识别,利用电子称和以太网传输技术实现猪体重和摄食量的实时采集与传输,利用可编程控制技术实现环境参数的监控,并对养殖场日常信息进行数字化管理。通过试验表明,猪身份能够准确识别,摄食量和体重能够及时准确获取,环境因子参数控制范围达到了设计要求,能够满足商品猪精准养殖与管理的需要,同时可提供商品猪养殖全过程的相关信息,供溯源查询与分析。所设计的系统为研究不同品种猪或者同一品种不同阶段的猪的采食规律、最佳饲喂效果和建立营养模型提供了第一手的资料,为猪的可溯源管理打下基础,该系统亦可以推广到其他畜禽的精准养殖过程中。     

一种基于模块化药盒的智能服药管家系统设计

针对养老院患者经常忘服、多服、错服药和养老院看护人配药效率低的问题,设计了一套多个模块化药盒拼接而成的智能服药管家系统.药盒以ESP32为主控芯片,利用多重身份识别技术来确认服药人的身份,设计优化配药策略,最终实现了迅速配药、用药提醒、用药监护的功能.为此大大提高了养老院为患者配药的效率,并能有效地监控患者服药,实现了从配药、服药再到用药监控的智能化管理,具有一定的市场应用价值.     

具有身份识别功能的高校公寓电能监控系统的研制

介绍一种以STR730FZ2为核心的具有身份识别功能的电能监控系统.系统采用非接触式射频卡方式进行学生用户的身份识别,身份认证后,给相应的用户供电,同时利用传感元器件进行电量采集,记录该用户的用电数据,实现了按照个人的使用量收费,解决了均分的弊端.     

基于电源控制的实验室集成管理系统

针对学生人数的增加和实验室的全面开放要求实验室具备方便、快捷和安全的管理系统,提出了一种自行开发的实验室集成管理系统,利用Internet和指纹识别模块实现了用户信息建档、汇总、查询以及身份识别;采用嵌入式技术与射频无线技术实现了实验台电源智能控制.指纹识别大大提高了识别的可靠性;利用射频无线技术进行通信减少了实验室布线的麻烦.实践结果表明,该管理系统使得实验室管理工作跨上了一个新的台阶.     

人椅系统振动特性及其集中参数模型研究

结合实车振动舒适性试验,对人椅系统的振动特性进行了分析,结果表明:除坐垫外座椅靠背、人体头部振动对驾乘人员的舒适性具有较大影响。根据底板-坐垫传递函数、底板-头部传递函数,采用Matlab编程及遗传算法对集中参数人椅模型进行了参数识别,并利用所识别出的参数计算了各模型传递函数理论值。借助视在质量验证了模型参数的合理性,并通过分析各模型传递函数理论值与试验值的拟合优度,得出三自由度带框架质量的并联人椅模型,能够较准确地预测实车振动特性。     

起重机人机互认系统中无线通讯部分的设计与实现

为满足起重机作业信息远程传输存储的功能需求,设计了以C8051F930单片机为控制核心,用于起重机作业人员身份认证的射频信号无线传输系统。针对起重设备现场复杂干扰环境,设计实现了系统的软硬件,并集成于识别终端中。在冶金起重机上的实际应用结果表明,该无线传输系统能够适应起重机工作环境,实现人机互认系统射频识别终端与管理终端无线通讯。     

基于BAB算法的ECG身份识别解析特征选择方法

ECG作为一种新的活体生物特征用于身份识别有着广阔的应用前景。针对目前不同学者用于ECG身份识别的解析特征种类多、差异大问题。提出了ECG身份识别的特征选择问题,并提出了基于分支定界法的ECG身份识别解析特征选择方法,将所提出的解析特征与Gahi最新提出的解析特征送入神经网络进行比较。实验表明该算法所提特征稳定性高、特异性强,优于Gahi算法所提特征,可有效用于ECG身份识别。     

基于DSP的人耳图像识别系统的设计

针对生物特征识别系统中的人耳识别,应用数字信号处理器构建人耳图像识别系统,利用摄像机和高速数字信号处理技术,完成人耳图像采集、特征提取和识别,实现了基于DSP的人耳图像识别系统。实验表明该系统具有自动采集识别、快速准确、识别率高等特点,可用于机场、银行等需要身份鉴别的安保环境和需要自动采集数据的场合,具有很高的实际应用价值。     

基于驾驶证信息控制汽车点火系统的研究

针对目前国内交通管理过程中对上路车辆和驾驶人员缺少一种身份核实方案的问题,提出基于OCR识别技术和射频技术相结合的方法,利用驾驶证信息作为控制汽车点火的关键凭证。即通过OCR识别技术对驾驶证进行识别,对合法驾驶证予以许可通过,并提取其信息驱动汽车发动机点火;另外,利用无线射频技术,将驾驶证与该车相关联的信息写入电子标签芯片内,当车辆路过高速收费站或重要路口时存储在芯片内的信息被阅读器接收,可以实现对行驶车辆的跟踪,从而有效加强了有证上路的管控。     

汽车座椅坐垫骨架多功能检测设备的研制

为了对汽车座椅坐垫骨架各个性能指标进行有效的测试,研制了汽车座椅坐垫骨架多功能检测设备.采用IPC＋PLC上、下位机的控制模式,实现对座椅坐垫骨架解锁力、滑槽之间摩擦力和调角器扭矩的有效测试.实践证明,该检测设备运行稳定可靠,满足了对汽车座椅性能的精确测量要求.     

个性化汽车坐垫性能的有限元分析与测试

基于逆向工程技术,得到了臀部及个性化汽车坐垫的真实几何轮廓;基于生物力学原理,建立了臀部坐垫接触的有限元分析模型;在有限元模拟软件ANSYS上对个性化汽车坐垫进行了人机工程学的有限元模拟.模拟得到了臀部盆骨、软组织及坐垫的变形及应力应变分布.通过与普通平坐垫对比,分析了个性化汽车坐垫预防压疮的机理.坐垫压力测试机上进行的测试表明模拟结果与实际测量结果具有较好的一致性.有限元模拟及测试结果可以为汽车坐垫设计及其参数优化提供依据.     

汽车半主动乘员约束防护系统设计与动力学建模仿真

设计了一种汽车的半主动乘员约束防护系统,该系统能根据反应时间余量来判断车辆发生碰撞的可能性,不同的可能性对应不同的危险等级,当危险能避免时则发出警报提醒驾驶员主动避免,不能避免时提前启动乘员约束保护装置。通过仿真分析软件MADYMO建立了汽车正面碰撞模型,并经试验验证了其正确性。对所设计的安全带预紧装置与座椅坐垫倾角调整装置进行仿真,然后与传统的被动执行机构仿真结果进行对比。结果表明：半主动乘员防护系统可提前实现安全带预紧和座椅坐垫倾角的调整,相比传统的被动防护系统中碰撞后火药预紧与座椅坐垫倾角不变,乘员的头部、髋部伤害略有减小,颈部弯矩峰值、胸部加速度、胸部压缩量分别减小了20.6%、14.6%、15.6%。所设计的半主动约束防护系统能有效减轻乘员的损伤。     

基于指纹识别的人为开启电梯层门监控装置设计

为了能对开启电梯层门的人员进行身份识别、监控并进行信息的自动记录，设计了一种基于指纹识别的人为开启电梯层门监控装置。该装置在采用指纹识别采集开锁人员身份信息的基础上，通过LoRa技术实现电梯层与层之间组网，将采集的信息与管理模块的信息比对；利用NB-Io T全网通模块记录采集的信息，上传至云端服务器；最终核实成功方可人为开启电梯层门，否则报警模块发出报警信号。经过测试，该装置可实现开锁人员身份信息的识别核对，此外能够在云端存储并查询所记录的信息，达到监控的目的，在电梯的安全使用及使用信息自动记录等方面具有重大意义。