电子皮肤热点核心材料及其在生命健康领域中的应用研究进展

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人体皮肤能够感知外界的信息,在与外界交流中起着重要的作用.模仿人体皮肤特性和环境感知能力的电子皮肤在医疗监控、仿生假肢与机器人触觉感知等领域中有着广泛的应用.与传统的可穿戴传感器相比,电子皮肤更轻、更灵活、更具延展性,而且具有无线、透明、与人体皮肤兼容等特性,已成为新兴的研究领域之一.电子皮肤可以连续检测人体的大量物理和生化参数、人体运动、气体等,以实时监测人体健康、体育运动以及各种环境中的气体.本文综述了电子皮肤所使用的最新材料,包括零维(0 D)、一维(1 D)、二维(2 D)和三维(3 D)微纳米材料、聚合物材料、水凝胶材料及其复合材料等;详细归纳了基于这些热点核心材料所构建的电子皮肤在健康监测、运动监测以及气体监测等生命健康领域中的应用;指出了电子皮肤在研究过程中依然存在着成本高、工艺复杂等技术难题,但电子皮肤发展趋势朝着多功能化和多种外界刺激同步检测发展,并且在医疗设备、机器技术及未来的制造领域中应用前景广阔.
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针对复杂供输机构非平衡监测数据导致性能退化数据不足的问题,提出一种基于时间序列数据扩增的供输机构性能退化程度评估方法.在滤波算法处理实测数据基础上,利用动态时间规整算法(DTW)扩增性能退化阶段运动加速度参数,并将扩增数据与理论计算值作比较.实装试验结果表明:本文所提方法能够有效解决供输机构监测数据不平衡的问题.
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新型永磁式开关磁阻电机在保留传统开关磁阻电机优点的同时克服换流相对较慢、能量利用率较低等缺点,本文在此基础上针对永磁式开关磁阻电机的特点提出了一种基于PMSRM的船舶电力推进系统,该系统采用模糊PI的控制方法.通过Simulink仿真建模,验证了该系统具有跟踪速度快、控制精度高的性能.
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为了提高动态复杂环境下飞机驾驶舱人机系统的安全性,提出一种基于负荷均衡的动态功能分配方法.结合飞行任务和飞行员生理特征预测飞行员的工作负荷,将预测结果作为动态功能分配的触发条件,基于模糊推理调整驾驶舱自动化等级,实现飞行任务在飞行员和自动化系统之间的协调分配.基于Simulink建立飞行任务需求、飞行员生理特征、飞行员工作负荷预测、模糊推理、任务分析与再分配模块,通过仿真测试对提出的方法进行分析和验证,结果表明该方法能够及时有效地调整任务分配,避免飞行员工作负荷过高或过低.
为了解决密间隔电位检测技术对管道防腐层微小破损点检测效果不佳的问题,应用有限元方法建立管道杂散电流模型,提取管道防腐层发生微小破损的断电电位信号.提出基于平稳小波变换(Sta-tionary Wavelet Transform,SWT)的断电电位信号分析方法,将信号通过平稳小波分解得到细节系数,细节系数中包含的防腐层微小破损点信息清晰可见.利用软阈值规则对细节系数进行去噪,加强了对破损点信息的识别效果.结果 表明:SWT细节系数能够有效表征管道防腐层微小破损点信息从而进行精准定位,且防腐层破损点轴向、周向
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为了减少产品在设计过程中出现返工、设计考量不充分等一系列问题导致产品设计存在缺陷的问题,利用有限元仿真分析方法,对某产品进行数字化建模与仿真.虚拟数字样机作为产品的数字化描述,由表及里、由粗到细进行仿真分析,通过该方法可提前识别出产品设计时存在的薄弱环节,及时弥补不足,从而使产品的成熟度与可靠性得到提高,使产品拓扑结构和性能得到不断优化.通过实例验证了该方法的可行性,有效避免产品设计中容易被忽视的问题,具有很好的工程产品开发指导意义.
为研究不同温度场条件下所测止裂温度的相关性,针对4种批号船用低合金高强钢,分别开展等温型双重拉伸试验和梯度温度型(以下简称“梯温型”)双重拉伸试验,测得了等温型止裂温度和梯温型止裂温度.结果表明,在同一主拉伸应力水平下,梯温型止裂温度值均高于等温型止裂温度值,两者差值与主拉伸应力近似呈线性增长关系、与板厚近似呈二次函数关系.从能量角度对等温型和梯温型双重拉伸试验过程进行分析,确定了影响等温型止裂温度和梯温型止裂温度相关性的主要因素为主拉伸应力、无塑性转变温度和板厚,同时初步给出了相关性表达式.4种批号钢板