【摘 要】
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在国内人口老龄化进程加速的背景下,轻中度行走运动障碍的老人占其人口的大多数,他们有一定行动能力,能够自主行走或使用助行训练设备完成步行运动。因此。老人对助行训练设备的需求逐年增加。针对这类老人群体国内现有的减重训练设备大多是原地踏步或安装跑步机的方式且智能化程度不高,很大程度上难以满足老人需求的问题,本文设计了针对该类人群的室内辅助型减重步行训练机器人,帮助老人改善步态,恢复步行能力。主要研究内容
【基金项目】
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教育部协同育人项目,项目名称为:“基于ROS的移动机器人激光SLAM导航训练”,项目编号为:201901228008
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在国内人口老龄化进程加速的背景下,轻中度行走运动障碍的老人占其人口的大多数,他们有一定行动能力,能够自主行走或使用助行训练设备完成步行运动。因此。老人对助行训练设备的需求逐年增加。针对这类老人群体国内现有的减重训练设备大多是原地踏步或安装跑步机的方式且智能化程度不高,很大程度上难以满足老人需求的问题,本文设计了针对该类人群的室内辅助型减重步行训练机器人,帮助老人改善步态,恢复步行能力。主要研究内容如下:一.进行了总体结构设计。在对相关文献进行综述分析的基础上,根据室内环境及辅助型减重步行训练机器人的特点,确定本次设计的总体结构、减重及控制方式;机器人总体结构包括支架、移动小车、减重系统、扶手等;对机器人进行力学分析选择合适的电机和传感器,推导出减重力与电机输出扭矩的关系。二.对关键零部件进行有限元分析。运用有限元仿真软件对简化的机器人整体结构进行静力学分析,得到位移云图和应力云图,分析仿真结果,得到老人训练过程中结构的最危险位置,且在此位置验证机器人极限受力情况;然后分别对支架和旋转轴进行静力学及收敛性分析,验证结构设计的可行性。三.对减重控制系统进行设计及仿真。选择两输入三输出的模糊PID控制模式控制减重力。建立减重系统各传动模块的数学模型,求得减重系统的动力学方程;将动力学方程分别用于PID和模糊PID力闭环控制来调整电机输出的减重力;再利用MATLAB对控制系统进行实验,实验表明,PID控制需要6s趋于稳定而模糊PID控制需要2s,模糊PID控制能够满足老人减重训练时的需求,验证控制系统设计的可行性。四.对老人训练时的表情进行识别分类。采用深度卷积神经网络模型对老人训练时的七种表情进行识别,利用PYQT5设计软件将识别后的表情分为三类,根据训练5分钟表情的变化控制下一个5分钟训练时的减重力。图 61 表 17 参 79
其他文献
伊伐布雷定作为新型控制心率药物，受到国内外专家学者的广泛关注。研究发现伊伐布雷定能够改善慢性心力衰竭患者的预后，对于心绞痛、心律失常等心血管疾病也有一定的疗效，且在降低心率的同时存在其他的额外作用，但相关机制尚不完全清楚。本文对伊伐布雷定在心血管疾病中的研究进展做一综述。
＜正＞在解三角形的试题中,经常会遇到边与其邻角正、余弦积的等式求三角形角的大小问题．对于这类问题我们通常的解法是利用正、余弦定理实现边角互化,统一转化为边或角,再结合三角恒等变换可得到角的大小．实际上,三角形中的边与其邻角正、余弦积有着明显的几何意义,我们可以借助图形的直观性求角的大小．
求线段最值问题的系列化教学，可以培养学生的演绎推理、归纳推理、合情推理能力，提升学生的化归思想、优化思想、数学模型思想和应用意识.以“一类线段最值问题”的教学为例，充分利用几何直观教学，以单元整体设计的形式进行教学，强化系统化思维和整体观念，引导学生深度思考，体会变化中的不变性，有利于提高学生思维的灵活性、深刻性、广阔性和批判性，发挥数学的育人作用.
本文基于对几何直观概念的认识，论述利用几何直观开展数学教学的体会：借助几何直观，理解数量关系，构建数学模型；借助几何直观，沟通算理，形成知识结构；借助几何直观，把握问题本质，促进问题解决；借助几何直观，化难为易，突破学习障碍；借助几何直观，明晰方法，拓宽解题思路。
＜正＞借助几何直观，可以帮助学生将一些复杂的问题化繁为简、化简为易，培养学生的空间思维能力。笔者认为，要提升学生的几何直观能力，可以从以下几个方面采取措施。一、注重数学实验，丰富几何直观体验学生的思维模式以具体形象思维为主，对于抽象的数学概念理解较为困难。教师可以设计易于操作的数学实验，
＜正＞梁山上三员女将,不管是论武艺还是论颜值,扈三娘都远远超过了顾大嫂和孙二娘,即便论绰号,"一丈青"也比"母大虫"和"母夜叉"要婉约得多。那么"一丈青"究竟是什么意思呢?施老爷子在《水浒传》中并没有给出解释。有人考证说,"一丈青"是指一种长一丈的黑色毒蛇,原产于北京香山一带,隐于草丛之中,遇人不跑,反而昂头吐信,凶气逼人。用如此狠毒之物来比喻扈三娘,恐怕不是施老爷子的本意。毕竟扈三娘虽然武艺高强
＜正＞《义务教育数学课程标准（2022年版）》指出，初中阶段图形与几何领域包括“图形的性质”“图形的变化”和“图形与坐标”．其中“图形与坐标”强调数形结合，用代数方法研究图形，在平面直角坐标系中用坐标表示图形上点的位置，用坐标法分析和解决实际问题[1]．作图是研究函数问题至关重要的一步[2]，反过来从函数的角度去研究几何问题也是至关重要的．初中阶段的几何题大多是以矩形、正方形和直角三角形等为背景，
连续整数的和、平方和、立方和中蕴含着丰富的思想方法和思维创新。教师应引导学生从“数”的几何意义切入,寻找反映数列通项的“基本图形”,尝试将“基本图形”组合成“嵌套型几何图形”,呈现自然思考,归纳整数构成的数列求和的步骤,回应“怎么想”与“怎么做”。
基于信息可视化软件CiteSpace对我国2011～2022年间发表的以几何直观素养为主题的1 407篇期刊论文进行关键词共现分析和突现分析，以发现几何直观研究当前重点及未来发展趋势.结果表明，几何直观内涵、义务教育阶段的几何直观及其相关教学等是当前研究的重点内容，而核心素养、初中数学、教学设计等是研究的前沿热点.据此提出明确几何直观素养的具体要求、把握不同学段几何直观素养的培养要求、灵活运用不同
几何直观是根据非图形表征的情境，作图并用图，也就是把图形视为重要的语言，做好“图形表征”和“图形分析”。图形语言具有直观形象、简明扼要的特点，可以很好地帮助理解知识和解决问题。小学数学教学中，培养图形表征能力，需要引导学生根据情境特征，确定图形类型，以及把握图形本质，完善图意表达；培养图形分析能力，则需要引导学生通过静态观察、动态操作，感知、发现图形要素之间的关系。