基于TRIZ理论的娱乐康复训练器设计

【目目的的】为了提高康复训练过程中的趣味性，在康复训练器械中增加娱乐弹性击球结构，防止双侧上肢前后运动带动娱乐复训练机构进行训练过程中出现弹射机构撞伤患者的情况。【方法】本研究将康复训练机构存在的技术问题转化为TRIZ语言，使用TRIZ矛盾矩阵得出11个有效解，并得到分割原理为最优解。【结果】手柄与弹射机构通过钩接机构进行连接，利用齿轮、偏心轮、棘齿机构实现患者双手在运动到任何位置后，实现手柄与弹射机构的自动分离。【结论】通过TRIZ矛盾矩阵为娱乐康复机构设计中出现的问题指明解决方向，设计出的娱乐康复训练器能在击球过程中，使手柄与弹射机构分离，从而保证患者免受伤害。     

基于全地形的水果打包套膜小车设计

【目的】为了保证农民种植的果蔬质量，防止果蔬在运输过程中因磕碰而使CO₂浓度过高，导致水果腐烂。【方法】本研究通过使用旋转网袋装置、压力感应装置、球形扩展装置、双出入口以及选装清洗、烘干设计来对套膜打包进行仿真设计，并使用Ansys Workbench软件对该装置的关键部件进行有限元分析。【结果】在运输路面状况不良时，接触力会传递到果实的深处，果实内部的组织细胞会吸收该能量，对果实造成损伤，从而造成果实品质的下降。因此，合理巧妙地利用包装，能减少水果在运输过程中所受到的机械损伤，避免产品价值的流失。【结论】仿真结果表明，本研究所设计的水果打包套膜小车结构合理。     

一种空气弹簧开启关闭发动机气门装置的设计

【目的】本文旨在解决发动机气门落座冲击导致的振动和噪声问题,提出一种新型的空气弹簧开启关闭发动机气门装置的设计方案。该设计能够有效地缓冲冲击,降低发动机的振动和噪声,同时能够精确调控气门的落座速度,提高发动机的性能、。【方法】该设计利用橡胶空气弹簧吸收冲击能量,达到缓冲效果,同时调控气门落座速度,降低部件磨损。【结果】新设计有效地解决了现有技术中的振动和噪声问题,降低了发动机噪声,延长了发动机寿命,同时提高了发动机工作效率和输出功率。【结论】不同类型发动机都可应用,也适用于其他机械设备。未来可优化弹簧刚度和响应速度,研究在其他类型机械中的应用。     

一种具有定位功能的速充式溺水应急臂盒设计

【目的】改善现有水中救生设备体积庞大、携（配）带不便、无法进行有效定位的问题。【方法】在传统救生手表的基础上进行改进,通过弹性臂带设计来代替绑缚式腕带,使用内部封装有LED照明装置的模块来代替分立照明模块,采用拉环式自充气系统来代替顶针充气系统,增设国产纳米级北斗定位系统模块,从而设计出一种具有定位功能的速充式溺水应急臂盒。【结果】采用臂带设计能改善救生水表因仅能绑缚于手腕而导致的不适感和不便性,内部封装照明模块和拉环式自充气系统使该救生装置的体积进一步缩小,北斗定位系统模块使水中搜救更加精确。【结论】由于该应急臂盒水中佩戴更舒适、携带更方便、定位更精确、抗干扰性更强,因此具有更强的实用性和适用性。     

电力隧道监测及巡检监控技术应用

【目的】通过设计一种电力隧道监测及巡检监控系统，来解决对城市电力隧道和综合管廊中的电缆输送通道及载体运维状态进行检修时存在的智能化水平低、运维效率低、危险度高等问题。【方法】该系统通过对隧道内电缆本体进行环流和光纤测温在线监测，完成对电缆数据的实时收集、分析和预警，增强电力电缆运行的可靠性。通过对隧道内的视频监控、环境温湿度、有毒有害气体、门禁、排水、风机、照明等配套设备进行状态感知和控制，提高隧道环境和辅助设备的智能化水平。移动巡检设备可对电缆进行红外测温，并根据巡检任务进行自行巡检，增强智能巡检和快速响应的能力。【结果】该系统软件基于B/S架构进行设计，具有分布性强、维护简便的特点，可实现多点、多账户共同操作，用户访问更加便利。【结论】电力隧道监测及巡检监控能有效提高电力隧道辅助设备和电缆运维检修能力，实现电力隧道的智能化与高效化运维检修。     

适老化辅助站立装置

【目的】为了尽可能降低老年人由坐立状态到站立状态存在的风险。【方法】本研究通过对国内外已有的辅助站立装置进行分析，并基于人体自然站立的运动学过程，剖析其工作原理，设计出一款适老化装置。【结果】该装置能大幅度降低因年龄增大而不能独立生活的老年人的生活难度。减少老年疾病的发生率，使部分安全隐患得到解决，并使老人因在家久坐（例如，如厕时间过长），而导致双腿无力的问题得到解决。【结论】我国老龄化人群需要一款辅助站立的装置，从而帮助弱势群体克服生活中的困难，促进社会和谐。     

碳纤维成型设备联锁控制系统设计

【目的】为了解决碳纤维增强复合材料在模压固化过程中存在的温度与压力控制不能同步、自动化程度低等问题。【方法】本研究对传统模压设备及系统进行改造,增加模具内测温电阻,并通过I/O通信模块来实现模温机PLC控制器与液压机PLC控制器间的通信,使PLC程序根据模温机温度变化来控制液压机压力的大小。【结果】该设计可将物料温度实时反馈给模温机PID温度调节系统,解决固化过程中温度测量不准确、调节不及时的问题,实现温度与压力间的联锁,使固化过程中温度与压力实现同步。【结论】联锁控制系统使碳纤维增强复合材料模压成型工艺的自动化程度和生产效率得到提高,更具市场性和适用性。     

基于压电光能互补的手势识别防碰撞小车控制系统设计

【目的】本研究设计并制作一个基于压电光能互补的手势识别防碰撞小车控制系统。【方法】该系统以Arduino单片机为主控系统，包含超声波避障单元、手势识别遥控单元、电源单元及小车被控对象。【结果】该系统可实现手势遥控操作，能检测和显示小车与障碍物的距离，并自动避障的防碰撞小车系统。【结论】该设计方案简单实用，具有低功耗、智能控制特点，且基于太阳能发电板和压电发电这两种互补式清洁能源的供电方式，能大大提高系统的续航能力。     

用于海上风电系统的耗能装置专利技术分析

【目的】大规模海上风电会对柔性输电系统的稳定性带来诸多挑战。本研究从专利技术的角度,对应用于海上风电发电系统的耗能装置的发展进行了研究和分析,以期为相关产业提供参考。【方法】通过专利检索对该领域国内外专利申请趋势、专利申请区域分布及主要申请人进行分析。【结果】针对该领域专利发展方向进行了一定的分析,提出改进对耗能装置的拓扑结构可增强故障穿越能力、将耗能装置安装设置在陆地更经济等建议。【结论】以上分析有助于技术人员了解该领域的发展情况,对于相关工作具有良好的促进作用。     

热冲击条件下倒装封装焊点的裂纹生长研究

【目的】研究热冲击条件下倒装芯片封装焊点裂纹的萌生和扩展。【方法】采用有限元模拟法分析封装体的形变，获取累积应变能密度及应力分布与变化情况，同时结合试验结果进行验证。【结果】在热冲击条件下，裂纹会先出现在焊点的最外侧且在焊盘与焊料的交界处，此位置累积塑性应变能密度和塑性应力最大。【结论】高累积塑性应变能密度和应力会造成焊料和焊盘界面上产生应力集中，并发生形变，导致裂纹在该外侧界面上萌生，并沿着界面向内扩展，最终焊点因产生裂纹而失效。试验结果与模拟分析结果一致，进一步验证了模拟结果对裂纹生长的合理性。     

分布式光伏发电控制系统设计

【目的】分布式光伏发电控制系统是一种新兴的电力能源传输形式，系统可根据用户的电力使用情况，并结合电力传输的实际情况来配置合适的系统，以此来满足不同用户的电力要求。【方法】为了保证我国电力网络正常运转，本研究通过对实际案例进行详细分析，同时结合系统的运转原理、系统内部结构，总结出系统的设计方案。【结果】经过硬件完善与软件优化的分布式光伏发电控制系统，能有效提高系统的基础运行效率，减少故障发生的概率。【结论】现阶段，分布式光伏发电控制系统虽是电能传输的基础系统之一，但因该系统是一种新兴技术，电能传输可能会出现问题，所以应从硬件、软件等方面进行综合探索和研究。     

一种面向老年人的膏药敷贴装置设计

【目的】解决老年人因关节不灵活导致无法自行敷贴膏药的问题。设计出一种面向老年人的膏药敷贴装置。【方法】该装置以STM32F103C8T6为主控芯片，可对红外传感器与压力传感器反馈的数据使用算法进行处理，得到背部位置与疼痛点位置，再根据程序指令来控制电机控制器、舵机、气泵等的运行，完成膏药敷贴。同时，其还包含膏药加热和语音播报功能。【结果】该装置操作简单，具有较高的精准度，可高效地定位到老年人痛点处，且老年人背部受力较合理，避免因受力过重导致其他问题出现或因受力过轻导致膏药粘贴不牢固，可很好地满足老年人的日常生活需要。【结论】该装置为老年人的生活带来较大便利，从而让科技造福老年人的生活，应用前景广阔。     

雷电冲击作用下表面污染对微型传感器闪络电压的影响

【目的】为了发挥微型传感器作为配电网中的重要监测设备的功能,有必要对污秽条件下微型传感器的闪络特性进行分析。【方法】以微型传感器绝缘件环氧树脂为研究对象,利用固体层法模拟不同程度污秽,用冲击发生器产生雷电波,并进行了500多次雷电冲击试验。【结果】得到不同盐密(ρ_ESDD)、灰密(ρ_NSDD)与雷电冲击闪络电压的关系,结果表明,ρ_ESDD和ρ_NSDD均会对雷电冲击电压产生影响,即雷电冲击闪络电压会随二者的增加而降低。【结论】灰密的闪络电压分布和清洁条件下的分散度基本一致,盐密的闪络电压分散性显著增大。盐密和灰密的影响特征指数分别为0.17、0.12,即盐密的影响特征指数大于灰密。     

分布式光纤测温系统在陈四楼煤矿的应用

【目的】介绍陈四楼煤矿分布式光纤测温系统的组成、原理、实施方法及应用效果。根据陈四楼煤矿井下现场状况，提出矿井分布式光纤测温的具体实施方法。【方法】该系统由光纤传感器、光纤仪表、可调谐噪声抑制装置、数据传输装置及远程服务器组成，能实现长距离、高精度、高可靠性的环境温度测量和实时在线显示，适用于煤矿井下各种精确温度测量任务。【结果】从应用范围来看，该系统可用于煤矿井下各种精确测温任务，如变电所电缆温度、机房硐室环境温度、大巷温度等。【结论】分布式光纤测温系统能有效测量煤矿井下温度，误差小。该系统结构简单，维护和使用方便，为煤矿井下光纤测温的研究提供新的解决方案。     

一种多功能智能小车设计

【目的】针对现有视频智能小车运动场景受限制、视频画面抖动、换向方式复杂等问题进行设计。【方法】一方面悬挂装置通过可转动的连接与地面自动匹配相对转角，另一方面悬挂装置的减震器可通过物理平衡的方式对车身进行回正。换向装置采用平行四边形换向装置。在平衡装置中通过陀螺仪和加速度传感器将信号传输至主控芯片，主控芯片通过内置算法来控制稳定装置内置的驱动电机，从而对角度进行修正。【结果】该设计实现了智能小车在复杂地形的稳定移动，提高了智能小车的机动性和视频传输画面的稳定性。利用平行四边形的特性，可使其更迅速平稳地进行换向。【结论】本研究成功解决了智能小车运动场景受限制、视频画面抖动、换向方式复杂的问题。     

一种灵活可代步的电动行李箱设计

【目的】由于人们旅游出行所携带的东西过重，遇到坑洼地面时行李箱振动会过大，容易损坏箱内易碎物品，且大多数车站和机场较为空旷，拖拽行李箱不方便出行。为解决上述问题，设计一款灵活可代步的电动行李箱。【方法】该行李箱的运动系统采用麦克纳姆轮，能提高行李箱的灵活性，减震系统采用弹簧减震和气缸减震的双重减震方法。【结果】该设计能使行李箱实现平动，无须转弯半径，并能成为一种短途代步工具，方便人们出行。【结论】应用Solidworks技术对灵活可代步的电动行李箱进行整体设计，通过Ansys对其主要受力部位进行有限元分析，结果表明，灵活可代步的行李箱设计合理。     

基于无线通信的多功能数字电表设计

【目的】基于智能电表发展需求，设计一款具有无线通信功能的数字电表。【方法】以STC89C52为硬件核心来执行电能的运算处理、信息的读取显示和开关的定时控制。同时，增加时钟电路、WiFi电路和开盖报警等功能，帮助人们通过手机查看家用设备用电消耗情况，具有一定的研究价值与应用价值。【结果】通过对所设计的多功能数字电表软、硬件联合调试，该系统可正常运行，能检测不同用电设备不同时间段的耗电量。【结论】试验结果验证了该多功能数字电表可有效地检测电能情况。     

基于Home Assistant简易家电智能控制系统的设计

【目的】本研究基于开源的Home Assistant(HA)智能家居平台，设计出门禁、照明、电视机、窗及窗帘等简易家电的智能控制系统，能有效解决当前智能家居系统存在的成本高、操作烦琐及其众多系统互联互通难的问题。【方法】该系统以AMR主控板为核心，以人脸识别、智能感应和用户界面（UI）为用户交互终端，实现人脸识别和自动感应来控制家居终端设备，也可通过手机APP、电脑界面系统来远程控制家电设备。【结果】该系统的设计方案可靠，容易设计与实现，具有成本低廉、交互性灵活和操作简便等特点。【结论】其对家电智能化管理及智能家居的推广具有一定的指导意义。     

基于LabVIEW和Modbus/TCP的温湿度数据采集系统设计

【目的】在环境试验中,通过人工来采集高低温箱内的温湿度数据有诸多不便,需要设计出一套用于采集高低温试验箱内温湿度数据的远程监控系统。【方法】基于LabVIEW开发环境和Modbus/TCP通信协议,通过上位机与温湿度记录仪的远程通信来实现数据采集,并用数据库来存储处理信息,设计开发出一套实时温湿度数据采集系统。【结果】该系统实现了对多套高低温试验箱温湿度数据的实时监控和数据分析,能有效对试验环境进行监控。【结论】试验结果证明,该系统运行稳定、操作简单、界面友好,能满足实验室远程监控的需求,提高了对温箱设备的信息化管理水平。     

储能电池组充放电电压特性研究

【目的】大容量集装箱式锂离子电池储能系统通常由成百上千只电池单体串并联而成，由于木桶效应，储能系统中任一电池单体出现故障会导致系统容量衰减，严重时还会引发安全事故，及时甄别储能系统中的故障电池尤为重要。【方法】本研究以电力储能用磷酸铁锂电池组为对象，研究全充全放及脉冲充放电过程中电池组动态电压特性，通过分析故障电池在全充全放及脉冲充放电过程中电压变化特征，提出储能电池组故障电池快速识别方法。【结果】储能电池组全充全放过程中，故障电池仅在放电末端电压出现大幅下降，脉冲充放电过程中，故障电池电压随充放电功率的增大快速降低。【结论】通过脉冲充放电方式，能够快速识别并定位储能电池组中的故障电池。