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关键词： 花卉大棚   喷药机器人   远程控制   物联网   手机APP  

摘要： 针对花卉薄膜大棚传统人工施药效率低、喷洒不均匀且漂浮药物对人体健康造成伤害等问题,设计了一种可实现远程手机控制的悬挂式喷药机器人系统。首先,根据花卉的生长特点和大棚空间结构,在不改变现有大棚结构的前提下,通过增设导轨的方式引入喷药机器人,并依据花卉精准施药的基本要求,在SolidWorks中建模并优化喷药机器人的机械结构;其次,以MCU esp8266模块作为核心控制单元,对继电器、电机、电磁阀和药液泵等硬件进行控制,采用PWM方式调节继电器的导通时间,进而实现喷药机器人根据不同行进速度作业;最后,通过WiFi无线通信模块结合物联网平台设计远程控制APP端,实现喷药机器人启停和环境数据采集等功能。系统测试表明:在无遮挡和有遮挡物环境中,数据传输的成功率分别约为98%和93%,丢包率分别约为1.98%和7%,且喷药机器人在不同的速度下运行稳定。测试结果能够为喷药机器人在大棚内行走稳定性和对花卉自动施药提供技术参考。

关键词： 七情配伍   中药有效成分   中药单体   骨组织工程材料   支架   骨缺损   骨修复   减毒增效  

摘要： 背景:如何修复骨缺损一直以来是临床难题,中药有效成分在骨修复方面具有良好的生物活性与治疗效果,将中药有效成分与组织工程材料相结合在骨修复领域具有广阔的前景。不同中药有效成分与支架的组合在作用关系方面具有相似之处。目的:搜集常见的中药有效成分与支架材料组合的案例,基于七情配伍的启发将组织工程支架与中药有效成分类比为产生配伍关系的两类中药,以二者的作用关系为纲进行归纳总结。方法:检索1998年1月至2024年1月Pub Med和中国知网数据库中发表的相关文献,英文检索词:“traditional Chinese medicine,Chinese medicine,traditional Chinese medicine monomers,bone defect,bone repair,bone tissue engineering,tissue engineering,scaffold”,中文检索词:“中药,中药有效成分,中药单体,骨组织工程,骨组织工程支架,支架,组织工程,骨缺损,骨修复”,最终纳入88篇文献进行综述分析。结果与结论:(1)组织工程支架材料与中药有效成分各自均在骨修复领域有广泛的运用,二者在成骨方面优势明显但仍有许多缺陷,许多研究致力于将二者制备成复合材料,希望通过二者间的相互作用发挥减毒增效作用。(2)一些药物与材料在成骨、抗菌、促血管生成方面能互相促进,增强原有的效果,受到传统方剂配伍观念的启发,文章将其归纳为“相须”关系,并举实例佐证。(3)一些药物能提高材料的强度,而某些材料能对负载于其上的药物实现缓释控释效果、增加载药量与稳定性,或是进行靶向递送,文章将这种单方面的提升效果归纳为“相使”关系。(4)一些中药与材料搭配使用能减少对方的毒副反应,文章将这种减毒关系归纳为“相畏相杀”。(5)文章得出了一个由七情配伍关系启发、基于作用关系分类的关于中药复合支架的全新视角,将中药传统观念引入组织工程领域,为后续复合支架的研究者提供新的研究思路,并在选材搭配方面提供一定的便利。

关键词： 桩核   弹性模量   有限元分析   计算机辅助设计与制造   最大应力值   等效应力  

摘要： 背景:桩核修复是牙体缺损修复的一种常规选择,然而不同桩核材料的修复效果存在差异。目的:利用有限元方法评估不同弹性模量桩核修复模型中桩核与牙根黏结剂部位的应力分布情况。方法:在三维建模软件中构建一个三维根管治疗过的上颌中切牙模型,进行全瓷冠修复,修复中的桩核材料分别使用纳米陶瓷树脂(弹性模量12.8 GPa)、复合树脂(弹性模量16 GPa)、混合陶瓷(弹性模量34.7 GPa)、玻璃陶瓷(弹性模量95 GPa)、钛合金(弹性模量112 GPa)和氧化锆(弹性模量209.3 GPa),将模型约束在皮质骨中,在中切牙牙冠舌侧1/3处加载与牙体长轴呈45°的100 N集中力,通过最大主应力分析修复模型中桩核、牙本质及桩与牙根黏结剂的应力分布。结果与结论:(1)当使用弹性模量较高的桩核材料时,修复模型中的桩核应力较集中;当使用弹性模量接近牙本质的桩核材料(纳米陶瓷树脂和复合树脂)时,桩核的应力分布较均匀;无论桩核材料如何,各修复模型中牙本质上的应力分布相似;使用弹性模量更高的桩核时,修复模型中桩与牙根黏结剂处显示出更多的应力集中。(2)纳米陶瓷树脂模型中桩核、牙根及桩与牙根黏结剂处的最大应力值分别为31.00,33.21,0.51 MPa,复合树脂模型中桩核、牙根及桩与牙根黏结剂处的最大应力值分别为36.84,33.14,0.59 MPa,混合陶瓷模型中桩核、牙根及桩与牙根黏结剂处的最大应力值分别为64.05,32.83,1.00 MPa,玻璃陶瓷模型中桩核、牙根及桩与牙根黏结剂处的最大应力值分别为112.30,32.69,1.73 MPa,钛合金模型中桩核、牙根及桩与牙根黏结剂处的最大应力值分别为120.00,32.17,1.86 MPa,氧化锆模型中桩核、牙根及桩与牙根黏结剂处的最大应力值分别为148.80,31.85,2.28 MPa。(3)桩核材料的弹性模量越高,进行桩核修复时桩核处的最大应力值越大,桩核材料弹性模量对修复模型中桩与牙根黏结剂处与牙本质的最大应力值无明显影响。

关键词： 身体活动   执行功能   认知   SciMAT   可视化分析   动态演化  

摘要： 背景:身体活动与执行功能领域的相关研究不断涌现,目前尚未有学者使用可视化工具探讨这一领域研究主题的动态演化路径。目的:通过文献计量学方法,探究身体活动与执行功能领域研究主题的动态演化过程,从而理清其发展状态及知识结构的变化。方法:通过检索式:TS=(“Physical activity”AND“Executive function*”)OR TS=(Exercise AND“Executive function*”)检索Web of Science数据库,依照纳入排除标准选取4386篇相关文献为研究内容,利用SciMAT软件进行可视化分析。结果与结论:身体活动与执行功能领域的研究呈现蓬勃发展态势,相关研究日趋深入,未来发展空间较大;该领域可分为执行功能、儿童、老年人和干预措施4个方向,并形成了11条主要演化路径;“运动技能”“生活方式”“有氧运动”和“干预措施”等主题可能是未来的研究重点,“青少年”和“老年人”群体是该领域研究的重点关注人群。

关键词： 农机车辆   路径规划算法   自动作业   避障  

摘要： 针对不同尺寸和类型障碍物条件下的农机车辆自动作业全覆盖路径规划问题,提出了静态全覆盖路径规划方法和路径优化方案。根据矩形田块信息、障碍物信息、农机最小转弯半径和机具宽度,自动选定作业方向、作业行距、地头转弯区域和转弯模式等参数;根据障碍物形状、高覆盖率高作业路径比的需求,对算法进行优化调整,以达到更好的作业效果。软件仿真测试结果表明:对有小矩形障碍物的田块,改进后的算法覆盖率提升了0.11%,重复率降低了0.71%;对大矩形障碍物的田块,两种分区路径的覆盖率分别为89.24%和98.08%,重复率分别为3.53%和2.84%。研究结果表明:算法提高了田块的利用率,降低了作业成本,能够有效避开大小障碍物,同时满足高覆盖率和低重复率的田间作业要求。

关键词： 谷物收获   流量控制   光电对射阵列   传感器   监测  

摘要： 在谷物收获过程中,由于谷物的性质不同及收获机械的工作状态不同,谷物的流量往往会出现波动或过大过小的情况,直接影响谷物的收获效率和质量,甚至会导致收获机械的故障。因此,对谷物的流量进行准确的控制和调节是非常重要的。为此,设计了一种基于光电对射阵列的谷物收获流量控制系统,可通过使用光电对射阵列检测收获机的运动状态和收获物料的流量,进而控制收获机的速度和工作状态,以实现谷物的准确收获和控制流量。试验验证表明:系统具有较高的准确性和稳定性,能够有效地控制谷物的流量,提高收获效率和质量,具有广泛的应用前景。

关键词： 肌肉功能网络   下肢蹬伸   膝关节   肌电   Borg CR-10量表   疲劳   运动损伤   复杂网络指标   相干性  

摘要： 背景:表面肌电已经被广泛用于监测肌肉疲劳,但传统肌电指标通常针对于单块肌肉,无法评价一组肌肉在疲劳过程中的变化。目的:建立肌肉功能网络,提取复杂网络参数,研究不同疲劳程度下的肌肉功能网络拓扑特性变化,为疲劳的监测、预防提供理论和方法依据。方法:11名受试者进行直到力竭的50%1RM单腿下肢蹬伸运动,同步采集股直肌、股外侧肌、股内侧肌、股二头肌长头、胫骨前肌、腓肠肌外侧肌、腓肠肌内侧肌7块肌肉的肌电信号,以及心电信号和Borg CR-10量表评分;根据Borg CR-10量表评分划分为轻度、中度和重度三个疲劳阶段,采用心率和心率变异性验证疲劳阶段划分的有效性;以7块肌肉为节点,使用肌肉信号的相干性构建肌肉功能网络,提取聚类系数、平均加权度、全局效率、特征向量中心性4个复杂网络参数;提取肌电信号的均方值振幅、中位频率、瞬时平均频率和共激活比4种指标,并在3种疲劳程度下进行比较。结果与结论:①3种疲劳阶段在心率及心率变异性上产生显著性差异,证明了疲劳阶段划分的有效性;②对于不同肌肉在3种疲劳程度下的肌电指标:均方值振幅和共激活比未表现出差异,中位频率在股外侧肌、股内侧肌和股二头肌长头表现出稳健的疲劳趋势,瞬时平均频率则在股直肌、股外侧肌、股内侧肌和股二头肌长头表现出稳健的疲劳趋势;瞬时平均频率的性能优于中位频率和均方值振幅,但三者仅在主要工作肌群能够获得较好的稳健趋势,共激活比不受疲劳因素的影响;③股外侧肌-股内侧肌、股外侧肌-股二头肌长头、股外侧肌-腓肠肌内侧肌和股内侧肌-股二头肌长头连接强度逐渐增加,平均加权度、聚类系数和全局效率在疲劳后表现出显著差异,并且与疲劳程度之间显著相关。结果表明:肌肉功能网络内的连通强度变化能够反映疲劳过程中肌肉间的协同性和互补性;聚类系数、平均加权度、全局效率可作为一组肌肉疲劳的监测指标。

关键词： 光响应   纳米材料   骨缺损   骨再生   骨结合   综述  

摘要： 背景:光响应纳米材料兼具纳米材料的优点以及光响应的独特优势,在组织再生、生物成像、疾病诊断、药物递送和靶向治疗等生物医学领域广泛应用,是目前功能材料领域的研究热点。目的:综述光响应纳米材料及其在骨组织再生中的应用优势和研究进展。方法:应用计算机检索中国知网和PubMed数据库,主要的英文检索词为“light-responsive,photoresponsive,nanomaterials,bone defect,bone regeneration,osteogenesis,osseointegration”,主要的中文检索词为“光响应,纳米材料,骨缺损,骨再生,骨结合”,根据纳入和排除标准筛选相关文献,最终纳入59篇文献进行综述。结果与结论:光响应纳米材料的表面形貌可通过直接调节成骨细胞及间接调节免疫相关细胞的基因表达及生物学行为来促进骨组织再生。光响应纳米材料可利用光热抗菌、光动力抗菌促进感染性骨缺损的修复。光响应纳米材料产生的温和光热刺激可通过上调成骨相关基因、蛋白质的表达及功能性成骨来有效增强成骨作用。光响应纳米材料在光照下可产生电子,进而通过调节细胞局部电位变化达到无创促进骨组织再生的目的。基于光响应纳米材料的药物释放系统可在特定光源照射下发生结构变化,以促进药物释放,为骨组织再生提供靶向治疗策略。

关键词： 水稻育秧   电驱   摆盘机构   覆土装置  

摘要： 为实现水稻育秧棚内机械化,针对现有育秧模式中秧盘摆放与底表土铺覆环节劳动强度大、生产效率低、作业时间长,以及现有秧盘摆放装置大多不适用于塑料软盘等问题,结合水稻育秧农艺要求,设计了一种电驱式单行水稻育秧盘摆盘覆土一体机。阐述了整机结构与摆盘覆土的基本原理,对覆土皮带与横向导轨进行了仿真分析,并验证了设计的合理性。以覆土量均匀性变异系数、覆土表面平整度、秧盘纵向整齐度和秧盘横向整齐度为试验指标进行田间试验,结果表明:电驱式单行水稻育秧盘摆盘覆土机作业效果较好,覆土量均匀性变异系数<3%,覆土表面平整度<2 mm,秧盘纵向横向整齐度均≤2 mm,满足水稻育秧农艺要求和水稻工厂化技术要求中对秧盘摆放与覆土的技术规范要求。

关键词： 低负荷血流限制   高强度抗阻   微循环功能   肌肉力量   微血管血流灌注量   经皮氧分压   肌氧饱和度   一氧化氮   内皮素1   血管内皮生长因子  

摘要： 背景:微循环作为人体物质能量代谢交换的唯一场所,与人体运动能力密切相关。抗阻运动是提高微循环功能的有效方式,但也有研究指出血流限制训练也能提高微循环功能,且具有负荷小和安全性高等优点。目的:比较6周低负荷血流限制运动、高强度抗阻运动对运动型男性青年大腿微循环功能的影响,并从血管内皮功能角度探讨运动改善微循环功能的可能机制。方法:将湖北民族大学60名体育专业男性大学生按照随机数表法分为对照组、高强度抗阻运动组和低负荷血流限制运动组,每组20人。低负荷血流限制运动组进行6周(每周3次、每次90 min、运动强度为30%1RM)的低负荷血流限制运动;高强度抗阻运动组进行6周(每周3次、每次90 min、运动强度为70%1RM强度)的抗阻训练;对照组该时间段不进行任何形式的运动训练。分别在干预开始的前1 d以及6周干预结束后次日的晨起空腹状态下对3组受试者微血管血流灌注量、经皮氧分压、肌氧饱和度、一氧化氮、内皮型一氧化氮合酶、内皮素1、血管内皮细胞生长因子及大腿围、肌力等指标进行测试。结果与结论:①运动干预后,低负荷血流限制运动组和高强度抗阻运动组的微血管血流灌注量加热值、血细胞移动速度加热值与对照组及运动干预前相比有显著差异(P<0.05);低负荷血流限制运动组微血管血流灌注量加热值、血细胞移动速度加热值与高强度抗阻运动组相比有显著差异(P<0.05);经皮氧分压和肌氧饱和度与干预前相比有显著性差异(P<0.05)。②运动干预后,低负荷血流限制运动组和高强度抗阻运动组一氧化氮、内皮型一氧化氮合酶、内皮素1、血管内皮细胞生长因子与对照组及运动干预前相比有显著差异(P<0.05)。③运动干预后,低负荷血流限制运动组和高强度抗阻运动组大腿围和大腿肌肉力量与运动干预前相比有显著差异(P<0.05)。④上述结果证实,6周低负荷血流限制运动和高强度抗阻运动可能通过调节内皮型一氧化氮合酶、内皮素1、血管内皮细胞生长因子等血管因子的分泌,提高体育专业大学生大腿微循环功能,并增加大腿肌肉的收缩力量,且低负荷血流限制运动对微血管血流灌注量、血细胞移动速度的干预效果更佳,因此低负荷血流限制运动较高强度抗阻运动在提高微循环功能方面更具优势。