头部优化（通用10篇）
头部优化 篇1
前言
汽车的前排座椅是汽车内饰的重要组成部分, 前排座椅主要由头枕、靠背和坐垫组成。在前排座椅的设计过程中, 座椅的安全性越来越受到人们的重视。当汽车发生追尾碰撞事故时, 乘员原本保持放松状态的头部和颈部会受到来自头枕和靠背的作用力, 头部和颈部将发生相对运动。当座椅的骨架和头枕结构不佳时, 乘员的头部和颈部极易受到鞭打损伤[1,2]。世界各国越来越重视座椅的防鞭打性能, 我国C-NCAP也在2012 年7 月正式实施挥鞭伤试验。本文将对某品牌汽车前排座椅结构进行优化, 以提高其鞭打性能。
1、挥鞭效应评价标准
挥鞭效应评价主要包括静态评价和动态标准。静态评价主要考察假人头部与座椅头枕之间的高度和头后间隙。而C-NCAP动态评价则主要考察加速度波形。在C-NCAP的动态评价试验中, 研究人员在座椅上安置BIORID II鞭打假人, 用于评价车内乘员追尾碰撞中受鞭打效应造成的伤害指标。其中主要输出通道如图1 所示, 包括假人头部加速度、头部反弹速度、胸椎加速度、颈部剪切力、颈部拉力和颈部扭矩等。
我国的C-NCAP座椅鞭打试验评分原则如表1 所示, 即针对颈部伤害指数、上下颈部剪切力、拉力、扭矩等7 个颈部伤害值指标进行考核[3]。如果相应的伤害值超出低性能值, 则该脉冲波形指标得分为0, 如果相应的伤害值低于或等于高性能值, 则该脉冲波形指标得分为满分。介于高性能值和低性能值之间, 则需线形插值来计算该波形得分。同时, 靠背张角和头部干涉的测量结果作为扣分项, 根据要求的限值来判断是否需要扣分。
2、挥鞭性能理论分析研究
挥鞭伤害的保护设计核心之一就是降低假人颈部伤害值 (即NIC数值) 。NIC是基于假人头部的水平方向加速度与T1 ( 即假人第一节胸椎) 相关的加速度来计算的。而计算T1则需要假人头部X向加速度以及T1的平均加速度。根据需要, 首先计算假人头部与T1的相对加速度。其具体计算如下:
式中:为假人胸椎T1的X向加速度, 为假人头部X向加速度。
在此基础上, 通过积分, 计算出假人头部与T1之间的相对速度。
进而, NIC即可通过假人头胸X向相对加速度与相对速度计算得到:
式中, NIC (t) 为假人颈部伤害值, 为假人颈部伤害最大值, 为假人头与头枕接触后分离时刻。
NIC反应了假人头部与胸部的相对运动关系, NIC越大, 说明假人头部与胸部的相对运动越剧烈, 导致颈部受到的剪切力越大。因此设计时, 假人头部与胸部的相对运动越小越好。同时, 也需控制假人上下颈部间的剪切力、拉力和扭矩的差值, 以达到整体改善鞭打性能的目的。通过分析可知, 通过设置合理的靠背与调角器刚度, 减弱座椅靠背对假人背部作用, 使头枕在合理的时刻与头部作用, 减小头胸加速度差值, 提高座椅头枕刚度, 减小颈部向后弯曲程度, 都可有效改善颈部NIC伤害值, 并提高座椅防挥鞭伤的整体性能。
与全新座椅的开发不同, 本文旨在不更改较多相关零件的前提下, 通过局部优化的方法达到座椅安全性能的要求, 以降低开发成本, 实现效益最大化的目的。座椅头枕作为鞭打试验中重要的安全件, 其结构好坏将直接影响假人在鞭打试验中的伤害指标。研究显示[4], 通过尽可能减小假人头后间隙的距离, 调整头枕的高度, 调整头枕强度及头枕杆刚度的方法能够从整体上迅速降低假人的伤害指标, 是一种非常有效的座椅优化方法。
3、鞭打试验优化方案验证
本文通过对某车型前排座椅的鞭打试验, 根据C-NCAP的评价指标分析形成假人挥鞭伤的主要原因, 并通过试验结果指导改进座椅头枕结构, 使其C-NCAP挥鞭伤试验达到满分。
3.1 初始试验结果及分析
C-NCAP中静态测量结果会直接影响座椅的动态评价得分。图2 为座椅实验图。图3 为颈部实验变化示意图。
根据试验要求, 对本文所研究座椅头枕的空间几何尺寸进行测量, 其结果如表2 所示。在此基础之上, 对A4 车型前排座椅按照C-NCAP试验要求进行试验, 其结果如表3 所示。
从表中可以看出, 鞭打试验得分 (C-NCAP) 为1.09 分, 颈部上端的拉力 (Upper Fz) 以及颈部下端的剪切力 (Lower Fx) 得分较低。通过上文的理论分析可知, 这是因为头后距离过大, 头部接触头枕的时间较晚, 头枕不能够及时地对头部起到支撑作用;与此同时头枕的高度不适, 头枕不能很好地抑制头部向上运动, 使得头部受创严重。
图4 和图5 分别展示了发生碰撞时乘员头部和T1的加速度情况以及NIC的变化情况。结合两图可知, 由于座椅头枕的强度低, 不能及时限制假人头部向后的运动趋势, 在碰撞发生80ms时头枕便不能抑制头部的加速运动, 造成头部加速度过大。当碰撞发生110ms时, 头部加速度达到了260m/s2的峰值。在碰撞发生80ms时, 头部相对于T1 的加速度较大, 此时的NIC试验值超过了其高性能限值, 故NIC得分较低。
3.2 优化试验结果及分析
根据上文的理论分析并结合初始试验结果, 在不改变座椅骨架结构的基础上, 对座椅头枕的几何结构进行优化改进。优化过程中利用CAE辅助分析和物理实验对应方式。图6 鞭打实验仿真分析图。图7 物理实验验证图。
将优化后的头枕安装在同一座椅骨架上, 并进行静态测量, 其测量结果如表4 所示。对优化后的座椅进行CAE鞭打试验分析, 其NIC数值曲线如图8 所示。由图可知, 在碰撞发生70ms时, 头部NIC值最大。同时对比图9 可以看出, 在70ms时, 头部加速度急剧的下降, 与T1 加速度差值较大, 考虑是由于头枕强度较强, 其对头部向前的力阻碍了头部由于惯性向后运动的力, 导致了头部加速度降低。
根据上述试验失分的原因分析, 再次对座椅头枕进行优化设计。优化后将头部支撑部分向后移动15mm, 头枕发泡向前移动5mm, 头后距离由原先的16mm降低到11mm, 并将原头枕杆由直径12.7mm厚2mm的空心杆变为直径12.7mm厚2mm的实心杆, 以增加头枕的刚度。优化前后的头枕结构如图10 所示。其中, 蓝色代表头枕优化前的结构, 绿色代表头枕结构优化后的结构。对优化后的头枕进行CAE鞭打试验分析, 头部与T1加速度曲线如图7 所示。从图11可知, 由于头枕刚度与强度的优化, 使得头枕在初始阶段弹性变形小, 不会对头部出现一个向前的弹力, 从而使得头部加速度与靠背加速度基本能保持一致, 降低了NIC值。优化后的座椅, 其C-NCAP得分为4 分满分, 证明了优化方案的可行性与正确性。
4、结论
本文针对某车型前排座椅结构优化问题, 开展了相关研究。文章通过理论分析, 找出了影响座椅鞭打性能的头枕参数, 并对其进行了优化改进。通过试验验证了理论分析的可信性与优化结果的正确性。试验结果表明, 头后距离过大会降低试验得分, 通过减小头后距离, 调整头枕高度, 优化头枕强度及头枕杆刚度可显著改善座椅鞭打性能, 降低研发成本, 使座椅成本与性能得到兼顾。
摘要：文章针对某品牌汽车前排座椅鞭打性能差的问题, 展开头部保护方案优化相关研究。通过理论分析, 找出影响鞭打性能的座椅参数, 并利用鞭打试验与CAE分析相结合的方法对影响座椅鞭打性能的参数进行优化改进, 改善了座椅的鞭打性能。仿真与试验验证了理论分析的可信性和正确性。研究结果表明, 适当局部调整头后距离, 头枕高度, 头枕强度值及头枕杆刚度可有效改善座椅鞭打性能, 降低研发成本。
关键词：前排座椅,优化设计,鞭打性能,头枕结构
参考文献
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头部外伤要小心 篇2
一、 摔倒后无昏迷，仅有头皮挫伤
主要表现：无头皮出血，无恶心、呕吐，无鼻腔、口腔出血，仅有头痛和头皮轻微挫伤，疼痛一般局限于着力点（摔伤处）附近。
处理：局部冷敷，防止皮下血肿增大。48小时后可局部热敷，促进淤血吸收。
二、 摔倒后无昏迷，头皮挫裂出血
主要表现：头部伤口有活动性出血，鼻腔、口腔或外耳道有血液流出。
处理：加压包扎头部伤口或使用纱布、衣物等压迫伤口止血，随后尽快前往医院进行清创和缝合治疗，防止因大量出血而导致出血性休克。鼻腔、口腔、外耳道有出血的患者，切忌自行填塞这些腔道，应立即去医院就诊，由专业医务人员处理。
三、 摔倒后有昏迷情况
主要表现：短暂或持续昏迷、头痛、呕吐等。头痛是颅脑损伤后最常见的临床表现，可能是单纯的头皮或颅骨创伤导致，也可能是蛛网膜下腔出血、颅内血肿、颅内压波动或脑血管的异常舒缩所引起。通常，头痛部位固定，常提示此处为受伤时的着力点，若整个头部持续性疼痛、伴眼球胀痛，且有加重趋势，常提示有颅内挫伤的可能，必须引起重视。呕吐也是颅脑损伤患者常见的症状，摔伤早期的呕吐症状常常是由迷走神经或前庭神经结构受损导致，若摔伤后频繁呕吐，则可能是颅内压进行性增高导致，提示病情加重。
处理：摔倒后有昏迷者，无论病情轻重、昏迷时间长短，都应立即去最近的医院就诊，进行头颅CT等检查，排除颅脑损伤可能。受伤后持续昏迷者，应注意保持其呼吸道通畅，移动时应注意保护其脊椎，防止二次损伤。频繁呕吐者，应使其保持侧卧体位，防止因呕吐物误吸而导致窒息或吸入性肺炎。
特别提醒：极具迷惑性的“硬膜外血肿”
临床上，部分头部外伤后短暂昏迷的患者因清醒后自我感觉良好，便没有去医院接受进一步检查和治疗，直至再次出现昏迷，才被家人送到医院急救，场面非常惊险。“昏迷-清醒-昏迷”是硬膜外血肿的典型表现，即在短暂昏迷之后，有一个中间清醒期，随后患者又会陷入昏迷。短暂的“中间清醒期”会让患者误以为“万事大吉”，而错过抢救的黄金时间。一旦患者再次出现昏迷，病情进展迅速，可能会因发生脑疝而出现心跳、呼吸骤停。
头部优化 篇3
关键词：序列优化,磁共振血管造影,脑出血,脑血管瘤
脑出血、脑梗死都是临床上最常见的疾病。其中脑出血是临床上一种比较常见的严重病症, 通常情况下患有高血压、脑血管硬化等心血管疾病患者脑出血发生率较高。脑梗死主要是动脉硬化和阻塞后导致脑血管的局部病变, 脑出血还会加剧脑梗阻的发生。脑血管瘤则是脑部最容易发生的肿瘤之一。及时而又恰当的临床治疗对患者的生命健康非常重要, 其中临床确诊尤为关键, 随着医学的发展, CT扫描已经逐渐被淘汰, 取而代之的就是磁共振扫描的诊断方法[1]。最近十几年来, 1.5tMR磁共振仪在已经在国内越来越多地应用于临床上。高场磁共振仪与低场磁共振仪相比除了可以提供更多的空间结构信息和更好的信躁比图像之外, 还可以使T1的弛豫时间得到延长。如今MRA已经发展到不需要经静脉注射对比剂, 直接利用患者患处血液流动与静止的血管壁及周围组织形成对比就可以直接显示出血管情况, 从而达到快速准确诊断的目的[2]。我院为了提高头部磁共振扫描结果的可靠性, 故采用1.5tMRI磁共振仪对脑出血、脑梗死及脑血管瘤疾病患者的血管进行磁共振血管造影的检查, 对相关的扫描序列的优选进行了深入探讨与研究。
1 资料与方法
1.1 一般资料
从2010年6月至2012年3月我院收治的行头部磁共振扫描的脑出血、脑梗死及脑血管瘤疾病患者中随机抽取76例, 男性患者共有45例, 女性患者共有31例。其中脑出血患者有37例, 男性患者有23例, 女性患者14例;脑梗死的患者有28例, 男性患者有15例, 女性患者有13例;脑血管瘤患者有11例, 男性患者有7例, 女性患者有4例。
1.2 仪器设备及扫描方法
所采用的仪器设备是西门子1.5t磁共振 (MR) , 型号:Avanto (产地:德国) 以及西门子0.35t磁共振 (MR) , 型号:C! (产地:德国, 出产地:中国深圳) 。
扫描方法:首先采用德国西门子Magnetom Avanto 1.5t磁共振 (MR) 扫描, 扫描范围包括整个头部, 扫描过程中采用头颈正交相控阵2通道大号的体线圈进行[3]。扫描序列的具体要求:自旋回波 (SE) (在二维轴位上) T1 (T1W I) 加权序列, T R (重复时间) =300~400ms, TE (回波所用的时间) =4~6ms;快速自旋回波 (TSE) 序列 (水平轴位) T2 (T2WI) 加权序列, TR=1200~1600ms, TE=30~50ms, MRA序列扫描:TR=1800~2000ms, TE=80~100ms。其中扫描矩阵256~512, 层厚20mm, 层间2mm, 视野范围为200~250mm。
然后则采用德国西门子Magnetom C!0.35t磁共振 (MR) 扫描, 扫描范围也是包括整个头部, 但在扫描过程中应该采用的是头颈正交相控阵4通道中号的体线圈进行。扫描序列的具体的要求:自旋回波 (SE) (在二维轴位上) T1 (T1WI) 加权序列, TR (重复时间) =50~100ms, TE (回波所用的时间) =1~2ms[4];快速自旋回波 (TSE) 序列 (水平轴位) T2 (T2WI) 加权序列, TR=250~400ms, TE=10~20ms, MRA序列扫描:TR=300~500ms, TE=10~40ms。其中扫描矩阵256~512, 层厚20mm, 层间2mm, 视野范围为也是200~250mm。
1.3 图像分析及观察指标
首先请我院三位图像分析经验比较丰富的影像学医师对1.5t磁共振 (MR) 和0.35t磁共振仪两种仪器所得到的自旋回波 (SE) 序列、快速自旋回波 (TSE) 序列以及MR血管造影成像序列中的每一个病灶的信号进行仔细的观察, 并做好相应的记录工作。尤其是要仔细观察头部磁共振血管造影成像的情况, 对病灶区还要做好测量。然后分析两种仪器设备不同序列测得的信号, 比较T1WI和T2WI信号变化情况;同时还要取相同的层面, 比较头部磁共振血管造影成像与周围脑部正常组织的对比度噪声之比 (contrast noiseratio, CNR) 。其计算方法是:CNR= (脑部信号强度-MRA信号强度) /噪声。
1.4 统计学处理
观察分析、计算1.5t磁共振 (MR) 和0.35t磁共振 (MR) 两种仪器的三种不同序列相同层面的对比度噪声比, 对相关数据进行卡方检验, 然后采用SPSS11.0软件来完成对数据的统计与处理。最终得P<0.05, 即经统计学处理后其差异具有显著性, 因此具有统计学意义。
2 结果
经过观察分析图片以及计算其对比度噪声比之后, 发现每种仪器设备中的磁共振血管造影成像的对比度噪声比明显高于自旋回波序列T1WI、快速自旋回波序列T2WI的相关数据。且采用1.5磁共振 (MR) 所得到的对比度噪声比尤其是MRA的明显高于0.35t磁共振 (MR) , 且经统计学检验P<0.05, 具有显著的差异性。但经检验得出T1WI和T2WI的对比度噪声比 (P>0.05) 没有显著的差异性。
3 讨论
磁共振血管造影 (magnetic resonance angiography, MRA) 是临床上一种常用的血管造影方法, 通过MRA可以准确地发现血管发生阻塞、狭窄等病变的部位, 从而可以诊断某种血管性疾病。大量的临床研究表明, 之前常规的序列扫描方法如自旋回波 (SE) 序列、快速自旋回波 (TSE) 序列诊断血管性疾病的可靠性不是很高[5]。尤其是低场的磁共振设备, 其扫描时会有很多限制因素, 因此其在头部的应用基本上没有很大的进展;而传统的CT诊断可靠性也不高, 诊断效率低, 其放射线的辐射也会对患者的健康造成威胁、故此诊断方法也不宜长久使用。最近几年磁共振血管造影已经在血管性疾病的诊断中发挥着很重的作用, 目前德国西门子1.5tMR在临床诊断科应用的最为广泛, 其不仅用于头部的诊断, 就还可以诊断肺部、肝脏、心脏、腹部等。西门子1.5tMR无需注入对比剂, 直接与周围的血管组织对比成像, 不仅效率高, 而且还避免了注入对比剂对身体的伤害作用[6]。在研究过程中对于每一种仪器设备都应当谨遵相关使用说明, 在采取自旋回波 (SE) 序列、快速自旋回波 (TSE) 序列以及MR血管造影成像序列来扫描时一定要设定好相关的数据, 这样得到的图像才比较有意义。磁共振血管造影就是一种序列优化, 本研究发现磁共振血管造影成像术图像的对比信号噪声比明显高于常规的序列, 而且在诊断的过程中使血管的图像易于观察, 一般血管损伤部位的信号较正常组织高, 因此我们可以比较容易的辨认出病变血管的具体损伤部位, 血管周围正常组织的细微结构显示的也较为清楚[7]。综上所述, 1.5tMR血管造影成像显示头部血管的形态明显优于常规序列和0.35tMR的扫描序列, 即采用优化序列1.5tMR血管成像术可以提高其对脑部血管损伤的诊断, 故值得在临床上继续推广和应用。
参考文献
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头部的保护神 篇4
头部是人体最重要的器官，战场上，对头部的防护尤为重要。头盔就是用于头部防护的一种单兵防护装具。人类从远古时就发明了头部防护装具，最早的头盔用皮革（间或也用骨片)材料制作，后来随着冶金技术的出现和冷兵器的发展，金属头盔逐渐出现，我国安阳殷墟出土的距今3000多年的商朝青铜头盔是世界上发现最早的金属头盔。钢盔的出现可以追溯到第一次世界大战。最早使用钢盔的是法军，第一顶钢盔是法国军人亚得里安的即兴之作，被称作亚得里安头盔，其后,德、英、美陆续开始装备钢盔，其中装备量较大的是美军的M1917钢盔，该头盔作为美军制式装备一直延用到第二次世界大战，也曾作为装备物资援助过国民党部队。美军的最后一代钢盔称作M1钢盔，该头盔诞生于1960年代初。
非金属头盔出现在1970年代，英军研制了以尼龙—玻璃纤维为增强材料的防弹头盔，1978年美军研制出以凯夫拉（即芳纶纤维——注1 ）为材料的防弹头盔， 1983年开始装备部队，至今已装备400万顶以上，该头盔全名为“地面部队单兵保护系统”，简称“PASGT”。凯夫拉材料制作的这种防弹头盔具有优异的防弹性能和良好的佩戴舒适性，是高科技的产物，使头盔的发展史进入了新的时期。1970年代末又出现了一种新材料——超高分子量聚乙烯， 1990年代初开始大量应用在防弹头盔上，由于超高分子量聚乙烯的密度低（比水小），所以使用该材料制作的头盔更轻便，防弹性能也不错，但由于其在耐热性、刚性等方面比芳纶盔稍逊一筹，再加上价格较贵，目前在非金属防弹头盔的市场上还无法取代芳纶头盔的主导地位。
国外防弹头盔的研制与装备
随着常规兵器“致伤不致死”设计理论的发展，弹片越来越小，杀伤范围越来越大，近期几次局部战争的伤亡统计也证明了这一点。因此军用防弹头盔的防护对象主要以防护弹片为主。
美军一般以1.1g的弹片质量、V50(注2) 速度最低为610m/s为测试标准。目前各国的军用头盔测试弹片的标准质量几乎都是1.1g，但各国根据自己的国情以及兵种的不同，V 50速度各有差异，一般有450m/s、550m/s、610m/s、680m/s等等。
高性能的非金屬防弹头盔已在30多个国家的部队中装备，装备量最大的是美国。随着科技的发展，高性能非金属防弹头盔的装备量会越来越大。
从研制能力看，目前世界上还只有为数不多的国家能独立研制芳纶和超高分子量聚乙烯这两种高性能防弹材料，据了解，制造头盔的芳纶目前只有美国、荷兰、日本、俄罗斯具备批量生产的能力；制造头盔的超高分子量聚乙烯目前只有美国、荷兰、日本具备批量生产的能力，我国已能独立生产超高分子量聚乙烯，产品性能和生产能力还在提高。
现装备的防弹头盔的外形大多以美军的“PASGT”头盔为样板，略加修改；另外也有以色列为代表的无沿头盔，但仿照的国家并不多。
我国防弹头盔的研制与装备
军用防弹头盔研制和装备情况
我国防弹头盔的研制起步较晚，1970年代曾研制过以高强度玻璃纤维增强的玻璃钢防弹头盔，设计要求是54式手枪发射51式7.62mm手枪弹在25m 射距处不击穿，研制出的头盔基本能满足设计要求，但由于各种原因该种头盔并未投入批量生产。1970年代末期我国研制成功了GK80钢盔，并于1981年开始大量装备部队，该头盔目前仍是我军的主要装备。根据“976”工程的需要， 1993年我军开始研制以芳纶为增强材料的高性能非金属防弹头盔，并于1995年研制成功，该头盔的各项技术指标达到美军“PASGT”头盔的水平，1996年开始形成批量生产能力，顺利完成了驻港部队的装备任务，并参加了1999年的国庆阅兵仪式。其后又有部分厂家研制生产了以超高分子量聚乙烯为增强材料的高性能防弹头盔，主要用于装备武警和公安部队。国内目前装备量最大的高性能非金属防弹头盔还是以芳纶材料为主要材料。
警用防弹头盔研制和装备情况
1999年由“公安部警标委”牵头组织部分专家编制了《警用防弹头盔及面罩》标准，该标准对头盔的性能和警用防弹头盔的外形作了明确的规定，该标准于2001年2月发布，2001年8月开始实施。但由于警用装备的采购不是中央财政支出，所以目前装备量不大，头盔种类以钢盔为主，也有芳纶、超高分子量聚乙烯材料制作的非金属头盔，以及钢和超高分子量聚乙烯制作的复合头盔，外形也不统一。
发展趋势
在未来的高科技战争中，随着武器装备的技术含量不断提升，打击毁伤程度越来越高，士兵受到伤亡的危险会越来越大。若想在未来的战争中保护自己，单兵防护装备特别是头盔尤为重要。
由于钢盔存在质量大、隔热性差、有磁性、易发生二次破片等缺点，会逐渐退出防弹头盔的历史舞台，取而代之的将是高性能的非金属防弹头盔。随着纳米材料的研究深化，新材料的不断更新，各种高科技头盔也会不断涌现。
未来防弹头盔的发展趋势如下：
（1）质量不断降低，防护面积不断扩大。采用透明材料制成的防护面罩，其防弹性能会不断提高。美军新颁布的海军陆战队防弹头盔标准中V50最低标准已提到700m/s以上，头盔质量也要比“PASGT”头盔轻0.3kg左右。
（2）防弹头盔将成为夜视装备、通信装备甚至武器装备的平台。德国曾研制过攻防兼备的头盔枪，头盔上方有一支可发射9mm无壳弹的枪膛，初速可达到580m/s，且后坐力很小；另外美国的 “理想部队勇士计划”、英国的“未来步兵士兵技术”、俄罗斯的“2000年单兵装备”等单兵作战系统中，都以头盔作为一个装备平台，形成头盔子系统，使防弹头盔除发挥本身的作用外，其功能将向多功能化方向发展。
（3）军用和警用防弹头盔将向不同的专业方向发展。在防护对象方面，军盔以高速弹片为主要防护对象，警盔以直射弹为主要防护对象；由于执法人员只有在应付突发事件时才佩戴警盔，佩戴时间较短，质量可以比军盔大，同时还要强化对面部的防护。
（4）利用不同材料的长处，采用优势互补的方法，制作多种材料的复合头盔也是未来防弹头盔的一个重要发展趋势。
由此可以预见，随着科学技术的高速发展和新材料的不断应用，防弹性能优异、防护面积大、外形美观、佩戴舒适、质量小的多功能综合头盔将会应运而生，在战场和各种应急场所，这种头盔将成为保护战士和执法人员头部的保护神！
注1：芳纶纤维——学术名称为聚对苯二甲酰对苯二胺纤维（PPTA）。是一种高强度、高模量型的纤维。
心理疏导在头部创伤的应用 篇5
1 临床资料
我科自2006年5月-2008年5月共收治头部创伤患者622例, 男595例, 女27例, 其中并发颅内出血手术治疗的58例, 入院3 d后突发急性意识丧失2例, 并发语言、肢体残疾22例, 死亡9例。
2 临床观察
2.1 入院评估
患者病因不一, 有矿井作业受伤者, 有车祸致伤者, 有打架致伤者, 也有意外伤害致伤者, 男患者为多数。患者入院即对其基本资料进行评估, 包括受伤原因、职业、文化程度、生活习惯、饮食、睡眠、脾气性格、家庭情况和自理能力等, 以便制定心理疏导的方案。
2.2 疗效观察
心理疏导对因打架导致的头部创伤患者疗效比较好, 尤其是对并发了突发急性意识丧失的患者疗效显著, 对其他原因造成的头部创伤疗效一般。我院曾收治1例以“头部创伤”住院的74岁女患者, 系被继子用拳头击伤头部致头痛、头晕入院, 受伤当时曾有短暂的意识不清史。入院时查体生命体征、头颅CT、实验室检查指标等均无异常, 患者情绪较低落。入院后给予三级护理, 一般的对症治疗。第3天06:00, 发现患者意识丧失, 不语, 四肢不动, 生命体征仍属正常范围。在给予进一步检查的同时, 迅速组织全院会诊, 鉴于患者综合情况, 排除了其他病症, 建议行心理疏导。在由责任护士实施心理疏导之后约2 h, 患者先由能哭泣, 到能语言, 直到当晚能自行活动肢体。第2天, 继续实施心理疏导, 配合亲情陪护, 患者在第6天后痊愈出院。
3 方法
3.1 建立信任
患者入院后责任护士通过给予其细致的查体, 周到的问候, 妥善的安排, 精心的护理, 一般都能和患者及其家属建立良好的护患关系。
3.2 制订计划
通过分析收集到的患者的资料, 找出症结, 发现患者心理问题, 由责任护士给予实施心理疏导。
3.3 实施
根据患者情况, 找到恰当的时间, 营造合适的氛围, 进行心理疏导。一定要注意语言的艺术性、合理性, 循序渐进, 充分调动患者的互动, 对患者的病理心理进行引导, 激发其自信的一面。护士和患者共同找出应对目前挫折的方法, 不断相互提问, 通过质疑, 提高和强化患者的心理素质, 由此转化为自身力量, 主动应对应激, 来处理现实的问题。
3.4 反馈
心理疏导的模式为:不知→知→认识→实践→效果→再认识→再实践→效果巩固[1]。由于这种治疗是一个循环往复、逐步深入的过程, 所以它的效果不仅仅是取得症状的消失, 而是以远期巩固的效果为最终目标。所以, 要不断修正方案通过多次的疏导和反馈达到疗效。
4 讨论
语言是心理疏导疗法的基本工具。在患者不同的病情阶段, 主要以准确、鲜明、生动、灵活、亲切、适当、合理的语言分析疾病产生的根源和形成过程、疾病的本质和特点、如何树立战胜疾病的方法, 激励患者自我领悟、自我认识和自我矫正, 促进患者自身心理病理的转化, 减轻、缓解、消除症状。并帮助他们认清疾病的发展规律, 改造个性缺陷, 提高主动应对心理应激反应的能力, 巩固疗效[1]。尤其是对那些因被打自尊心极度受挫, 安全感缺失, 导致自我防护心理机制缺失的患者, 分析清楚其致病因素, 由与其接触比较亲密的责任护士执行治疗方案, 通过恰当的非语言沟通, 亲和的语调, 切中要害的话题, 有序地把患者心理症结、心灵深处的隐情等充分表达出来。鼓励患者哭泣, 实现从不愿合作到愿意合作, 从消极情绪到积极情绪, 从逃避现实到面对现实的心理转化过程。抓住主线, 循循善诱, 提高患者的认识, 把各种不正确的认识及病理心理引向科学、正确、健康的轨道, 使病理心理转化到生理心理, 并配合亲情的作用, 找回患者的安全感和可依托感, 以及应对目前挫折的方法, 接受现实, 达到治疗的目的。
5 小结
本治疗护理方案的疗效没有采取对照观察的方法, 还缺乏具体数字的支持, 有待进一步的实践。
参考文献
基于头部透视图像的身份识别 篇6
1 X射线与头骨识别
1.1 研究背景
对于非正常死亡人员身份鉴定，通常采用DNA指纹鉴定来确定死者身份，DNA指纹鉴定[3]准确率高。但由于DNA鉴定技术本身的瑕疵，使得采取任何一种鉴定方法都存在错误的可能性，不同个体的DNA结构也有偶然重合的可能性，因此DNA鉴定只能作为一种参照判别的依据，其准确率并达不到100%。另外，采用DNA指纹鉴定，鉴定时间较长，鉴定一个身份一般需要三个工作日以上，当出现需要做大量身份鉴定这类突发事件时，就会遇到很大的困难。同时，DNA鉴定技术要求非常严格，对于样本的量和质有一定的要求。
特殊职业的特殊人群出现的特殊死亡，采用当前广泛开发使用的指纹识别、虹膜识别以及语音识别[4]或人脸识别[5]等方法，都无法做到身份的正确识别。如果死者皮肤烧焦或已腐烂掉，指纹信息已遭破坏，必将无法进行指纹识别。同样，如果虹膜遭到破坏，虹膜识别方法也将无法进行身份识别。人脸识别方法、语音识别方法都将无法采用。
基于以上原因，本文提出了基于X射线头骨成像的身份识别方法，对于身份鉴定可以起到一定的辅助作用。对于上面提到的特殊人群，可在进行体检时，采用X射线一次性头骨成像，将采集到的头骨图像存入头骨图像库，同时与该人其他身份资料建立索引，例如采集到头骨对象的相关照片等资料。当遇到需要身份鉴定的情况下，第二次利用X射线采集其头骨图像，依据面部骨骼的几何特征，由电脑进行自动身份识别，验明其身份。
1.2 国内外研究现状
目前，国内外身份验证的方法多种多样，比较成熟的有指纹识别、虹膜识别，均利用了人体生物特征中，不同个体所具有的生物特征的唯一性，进行的身份验证，这两种技术已基本成熟。
当前，语音识别、人脸识别依据其独有的便利性和无强迫性，在模式识别和计算机语言及视觉领域中成为非常活跃的研究课题，在国家安全、军事等领域有着广泛的应用前景，一直受到很多研究学者的关注。
在特殊职业领域中进行的身份验证，通常采用DNA指纹身份识别方法，该方法准确率高，应用广泛，但其技术本身也存在缺点，依然无法实现100%的身份识别率。在该身份识别领域中，采用本文提出的基于X射线头骨图像的身份识别，可在身份鉴定中起到较好的辅助作用。
1.3 X射线与其应用原理
X射线的特征是波长非常短，频率很高，其波长约为(20～0.06)×10-8厘米之间。X射线是由于原子在能量相差悬殊的两个能级之间的跃迁而产生的，所以X射线光谱是原子中最靠内层的电子跃迁时发出来的，而光学光谱则是外层的电子跃迁时发射出来的。X射线在电场磁场中不偏转。这说明X射线是不带电的粒子流，因此能产生干涉、衍射现象。
X射线光谱由连续谱和标识谱两部分组成，标识谱重叠在连续谱背景上，连续谱是由于高速电子受靶极阻挡而产生的轫致辐射，其短波极限λ0由加速电压V决定：λ0=hc/(ev)为普朗克常数，e为电子电量，c为真空中的光速。标识谱是由一系列线状谱组成，它们是因靶元素内层电子的跃迁而产生，每种元素各有一套特定的标识谱，反映了原子壳层结构。同步辐射源可产生高强度的连续谱X射线，现已成为重要的X射线源。
X射线具有很高的穿透本领，能透过许多对可见光不透明的物质，如墨纸、木料等。这种肉眼看不见的射线可以使很多固体材料发生可见的荧光，使照相底片感光以及空气电离等效应。波长越短的X射线能量越大，叫做硬X射线，波长长的X射线能量较低，称为软X射线。当在真空中，高速运动的电子轰击金属靶时，靶就放出X射线，这就是X射线管的结构原理。
2 头骨图像独具特色的几何特征
人的正面头骨本身具有丰富的几何特征。通过X射线所形成的头骨图像，其几何特征比较明显。尤其是双眼眉骨的几何特征，眼眶的轮廓，眼眶四周拐角处的弧度值，鼻骨处各小骨的大小形状特征，以及比例特征，都非常明显。
从图3我们可以看到,人的头骨骨节较人脸面部具有更多的识别特征,将主要特征位置用一组数组表示,这些特征位置是左右对称的。右边骨节用一组一位数据表示,图3中是从1到9给予标出的。同样,左边骨节依据对称法同样采用一组一维数组给予标出。采用基于几何特征的头骨识别方法、基于模板匹配的头骨识别方法和基于模型的头骨识别方法,利用隐马尔科夫算法,我们对头骨进行识别,以实现对对象的身份识别。
3 实验过程
3.1 实验流程图
上文中所提到的特殊人群，在体检中利用X射线对生物人脸扫描成像，二值灰度化处理后存入图像库，同时和该图像采集对象的其它详细信息建立检索，做好身份识别的准备工作，以建立身份信息的完备数据库。
在图像数据库建立前提下，对事故后的人脸首先采用X射线扫描提取信息，形成人脸图像，随后对图像做二值灰度化处理。提取出特征点灰度数值，利用面部头骨结构中丰富的几何特征，综合采用多种算法，在事先建立好的头骨图库中，识别出匹配度最高的头骨图像，对应的显示出人脸头部图像，实现身份识别。
3.2 实验结果
在一个210人的数据库上识别率为83%-92%。通过计算面部各处骨骼宽度和长度、嘴巴位置、下巴形状以及鼻骨处等多处骨骼的几何特征进行骨骼识别，在一个49人的图像库上的识别率为99%。然而，简单的模板匹配方法在同一头骨图像库上的识别率为100%。利用侧影(Profile)识别从头骨的侧影轮廓线上提取特征点，将侧影转化为轮廓曲线，从中提取基准点，根据这些点之间的几何特征来进行识别。由于侧影识别相对较简单且应用面小，对侧影识别的研究较少。基于几何特征的方法非常直观，识别速度快，内存要求较少，提取的特征在一定程度上对面部表情的变化、光照的变化，由于其它原因造成的面部皮肉的变化不会影响识别结果，从而使得头骨图像识别具有较好的可靠性，这为人的身份识别提供了很好的辅助作用。
4 结论
基于X射线头骨图像的身份识别，在遇难人员的身份鉴定中，起到一定的辅助作用。对于当前主要采用的DNA身份鉴定，是一个很好的补充。但是，基于X射线头骨图像的身份识别，也存在着许多缺点需要进一步研究和改进。首先，X射线透视对人体细胞有一定的杀伤作用，造成了其适用人群的局限性;第二，X射线图像采集设备价格较昂贵，所成图像清晰度需要进一步提高;第三，头骨识别的算法还需要进一步改进，识别方法有待进一步研究，识别准确率有待进一步提高。
摘要：利用X射线扫描头部骨骼所成图像,对特殊职业中由于事故导致死亡的人员进行身份识别,在身份识别中能起到较好的辅助作用。
关键词：X射线,识别
参考文献
[1]T.普尔特.X射线成像设备和方法[P].荷兰:A61B6/12,2008-04-30.
[2]王蕴红,谭铁牛.现代身份鉴别——生物特征识别技术[J].中国基础科学,2000,12(4):32-34.
[3]谭铁牛,孙哲南,李子青.基于人体生理图像中排序测度特征的自动身份识别方法[P].中国:G06K9/00,2007-09-05.
[4]马志欣,王宏,李鑫。语音识别技术综述[J].昌吉学院学报,2006(3):23-27.
一例兔头部脓肿的诊治体会 篇7
1 发病情况
2010年2月一只约4岁、体重4 kg的宠物兔, 因下颌出现肿块且逐步肿大, 主人带至宠物医院就诊。主述患兔平时饲养于室内, 以饲料、干草及少量蔬菜喂食。
2 临床症状
临床检查患兔下颌处有一肿块, 被毛脱落。上下颌咬合不正, 左下门牙过度生长, 并有脓样渗出物自牙龈渗出。左下颌外侧第一前臼齿处有一大小约1 cm×1 cm×1 cm的肿块, 触感柔软, 有波动感。患兔食欲和精神尚可。
3 实验室检查
3.1 镜检
取脓灶中的脓液涂片, 革兰氏染色, 镜检见革兰氏阴性、大小一致的卵圆形小杆菌。美蓝染色可见菌体两端浓染, 呈两极着色, 不形成芽孢及鞭毛, 无运动性。
3.2 细菌分离培养
用无菌针筒抽取脓肿内容物接种于血液琼脂及麦康凯琼脂培养基上, 于37℃培养24 h, 麦康凯琼脂上无细菌生长, 在血液琼脂上可见平坦、半透明露滴样菌落。
3.3 药敏试验
采用试纸法对分离菌进行药敏试验, 结果该分离菌对氨苄青霉素、四环素敏感, 磺胺类次之, 红霉素不敏感。
根据发病情况、临床症状和实验室检查, 诊断为巴氏杆菌感染引起的牙槽脓肿。
4 治疗
因主人不同意拔除患齿, 在评估患兔的生理状况后, 给予药物控制脓肿:氨苄青霉素150 mg、溶菌酶60 mg、复方新诺明10 mL、20%葡萄糖20 mL混合, 口服, 每天2次, 每次1 mL。
经治疗后, 患兔脓肿已控制、未扩大。3月份因主人没有坚持治疗, 该患兔下颌脓肿明显扩大, 约为2.5㎝×2.5㎝×2㎝, 再度来院诊治, 于当日进行手术治疗。
用氯胺酮按每千克体重50 mg肌注进行麻醉, 患兔右侧卧, 术部剪毛消毒后, 用手术刀小心在脓肿波动最明显且容易排脓的部位切开, 用0.1%高锰酸钾溶液反复冲洗脓腔, 直到脓腔及坏死组织清除干净。脓腔内填塞浸有消毒药液的纱布条, 并保持伤口开放。在化脓未停止前, 每天处理3次, 冲洗脓腔并更换纱布条。脓汁减少或停止后, 每天处理1次, 直至肉芽开始生长。术后根据情况最少连续2周配合使用抗生素、磺胺类药物进行全身治疗, 并加强护理及饲养管理。一周后, 患兔创口愈合良好, 精神和体重都不错, 出院。
3月下旬患兔回院复诊, 发现脓肿复发, 左下颌门齿有脓样渗出物, 位于第一次脓肿处的前方有一新脓肿, 大小约为2 cm×2 cm×1.5㎝, 当天进行手术治疗, 手术方法同上。
5 体会
1) 造成脓肿的原因很多, 兔因牙科疾病而导致的脓肿十分常见。其一, 兔的牙齿会终身不断生长, 生活在自然界的兔通过进食大量的干草, 达到磨牙的效果。而家兔往往因为没有足够的干草用来磨牙, 造成牙齿生长过度, 使上下颌牙齿咬合不正, 咬合不正是造成兔头部脓肿的主要原因。其二, 兔因为咀嚼尖锐物体, 也会导致牙槽或口腔内损伤引起脓肿。另外, 钙、磷及维生素D的缺乏会造成牙齿牙质改变, 牙根松动, 细菌侵入牙槽而发生脓肿。要预防头部脓肿的发生, 平时应给兔喂食定量的颗粒状饲料和无限量供应干草。解决牙齿生长过度问题, 可使用高速牙科钻头及切割器具, 修剪牙齿。如牙槽化脓, 应将化脓的牙齿完全拔除, 把牙槽清理干净后, 填上氢氧化钙以杀菌并防止细菌侵入。
2) 在对兔脓肿进行手术治疗的同时, 抗生素的使用必不可少。选择抗生素很重要, 有的抗生素会破坏兔肠道菌群的平衡而导致肠毒血症, 引起腹泻, 严重时甚至死亡。抗生素的选择应根据患兔的临床症状、脓肿的发展程度及抗生素敏感测试的结果来选择最安全有效的。兔较安全常用的抗生素有氨苄青霉素、四环素、恩诺沙星等。
3) 兔脓肿的脓汁太过于浓稠, 牙膏状的脓汁基本没有流动性, 不易清除干净, 一般用治疗脓肿的穿刺和引流方法对兔脓肿没有太大的效果。另外, 兔脓肿为阻挡病菌的进一步侵入, 脓肿壁会增生大量的纤维结缔组织, 使脓包不易自行破溃流脓, 同时药物也较难发挥其作用, 因此复发率较高。而长期使用抗生素会产生不可避免的毒副作用, 抗药性的产生机率也大大提高。因此对于兔脓肿要早发现早治疗, 同时在日常生活中通过改变饮食方式、加强术后护理、合理用药, 使兔脓肿得到有效控制。另外, 草药和中药治疗脓肿也有不少成功的例子。
头部动作识别系统的硬件设计 篇8
现如今,人们平均寿命不断提高,但是身体的衰老依然在继续。丧失了四肢行动能力的人越来越多。如何帮助这些人进行正常的生活成为一个难题。于是出现了助残的智能机械装置,重庆邮电大学设计了一种通过唇部检测提供人机接口的智能轮椅装置[1],通过视觉检测唇部的运动变化来控制轮椅。马来西亚的人员通过检测EOG信号来控制轮椅的运动[2],即在人的面部安装电极,即通过测量人面部肌肉运动时的电压变化来控制轮椅。通过机器视觉检测人头部运动提供人机接口,出现了基于双目视觉的智能轮椅[3],通过机器视觉检测人眼的移动来控制轮椅。常用方法还有语音识别方法,即通过建立语音库,采取端点检测,特征提取,利用识别语音信息控制轮椅的运动[4]。
本文利用加速度计与陀螺仪组合单元检测人的头部的机械运动,控制机械臂运动并抓取目标,之后人可以控制机械臂将物品放在适当的位置,可以为四肢瘫痪的人提供一种交互式的辅助装置。根据系统功能,将模块分为头部动作识别单元和机械手部分。
2 头部运动测量单元设计
头部运动识别单元采用三轴数字陀螺仪与三轴加速度传感器融合的策略。将采集到的信息经过数字滤波处理后,估算出头部的运动姿态,通过无线单元发送到机械臂执行端。系统框图如下:
模块详细设计如下:
2.1 运动检测单元设计
陀螺仪采用意法半导体(ST)推出的L3G4200D。L3G4200D是三轴数字陀螺仪,支持I2C和SPI接口,量程范围从±250dps到±2000dps,用户可以设定全部量程,低量程数值用于高精度慢速运动测量。器件提供一个16位数据输出,以及可配置的低通和高通滤波器等嵌入式数字功能[5]。
加速度传感器采用ADXL345。ADXL345是ADI公司的三轴加速度传感器,支持I2C和SPI接口,,最大可感知16g的加速度,感应精度可达到3.9mg/LSB,具有10位的固定分辨率和用户可选择分辨率,可通过串行接口配置采样速率。具有自由落体检测,单击双击检测等功能。系统造价低廉,并且全数字输出,省去模拟信号调理电路,提高抗干扰性。两种传感器都支持标准的I2C通信协议,只需要I2C接口即可控制[6]。
2.2 无线通信单元设计
无线发送单元采用由NORDIC出品的工作在2.4GHz~2.5GHz的ISM频段的无线收发器nRF24L01。无线收发器包括:频率发生器、增强型“SchockBurst”模式控制器、功率放大器、晶体振荡器、调制器和解调器。芯片具有极低的电流消耗:当工作在发射模式下发射功率为0dBm时电流消耗为11.3mA,接收模式时为12.3mA,掉电模式和待机模式下电流消耗更低。输出功率频道选择和协议的设置可以通过SPI接口进行设置。MCU只需通过SPI接口发送指令即可完成无线信息的收发工作[7]。
2.3 主控MCU
M C U主控芯片采用意法半导体的增强型A R M cortex-m3处理器STM32F103RBT6,最高72MHz系统时钟,集成128K FLASH和20K SRAM,16通道12bit ADC,集成多达7通道的DMA控制器,多达4个16位定时计数器其中包括一个面向于电机控制的高级定时器,集成I2C,SPI,CAN,USART和USB通信接口[8]。满足系统需求。
2.4 姿态估计
通过I2C总线与陀螺仪和加速度传感器进行通信,通过定时器中断控制加速度传感器和陀螺仪的同步采样。微控制器采得传感器数据后计算系统姿态参数。
开机头部静止时,通过加速度传感器可以获得三个方向的加速度值Gx,Gy,Gz,这三个方向的加速度在静止状态下的合加速度即为重力加速度
G2=Gx2+Gy2+Gz2(方向为竖直向下)
它与坐标轴的夹角为θx,θy,θz满足:
一旦加速度计脱离初始状态,则此时Gx',Gy',Gz'的矢量和则为重力加速度和实际加速度的和,利用这个值和初始状态合成的重力加速度即可计算出此时加速度的一个估计值
通过陀螺仪可以获得当前时刻的角速度值ωx,ωy,ωz,假如每隔Δt时间采样一次则
由上一次通过加速度计得到的,此次由陀螺仪得到的Δθi,则可以得到当前加速度的另一个估计值(此时间内加速度大小不变,只是方向改变Δθi)。
当前时刻的加速度矢量估计值由从加速度传感器测得的当前加速度矢量与通过陀螺仪的信息获得的加权平均得到,由于当加速度方向接近于G时陀螺仪误差变大,而当加速度与重力加速度夹角接近于90度时加速度计误差变大,所以当选取的陀螺仪权值为:
时效果是比较理想的。
此时的加速度值为由加速度传感器或者的数据解算出的的加权平均值:
通过对得到的加速度进行积分即可得到当前的速度:
至此已经得到了人头部运动的加速度和速度值,M C U控制机械臂按照头部的运动加速度和速度而运动。实现头部动作的估计和机械臂的随动。
由于初始状态的重力加速度方向可以确定,所以再经过简单计算就可得到该模块当前的各种运动参数。
本系统在使用中只是应用上述简单的估计方式,实际发现效果比较理想,MCU的运算负担也比较小,故没有采用复杂的惯性技术。
2.5 模组安装
本系统将头部运动测量单元电路安装于头盔中,使用者只需佩戴头盔即可实现通过头部的运动控制机械臂的运动。本系统预定义了四个动作:左右摇头分别对应机械臂的左右旋转,低头对应机械臂的前伸动作,仰头对应于机械臂的收缩动作。头部运动测量单元实物图如下。
3 机械臂部分设计
机械手随人的头部运动而运动,在人头部运动的引导下找到目标,当人做出点头动作时,机械臂的夹持装置闭合,抓起目标。人通过头部的运动控制机械臂将物体移动到合适位置,当人在此做出点头动作时,机械臂释放目标。系统框图如下:
各个模块详细设计如图3。
3.1 伺服驱动硬件电路设计:
本项目采用MOSFET搭建H桥功率单元电路,在MOSFET驱动电路采用IR公司的集成HVIC驱动器IR2103[9],高端通道采用自举升压,在低端开启时为高端充电,输入逻辑信号只能是脉冲信号,高端不能长时间的开启,否则高端将无法充电。在高频率和PWM占空比较高的情况下,驱动将开启不良。在高占空比下,可以采用辅助电荷泵的方法,即在低端关断时通过NE555和自举升压电路组成的电荷泵为IR2103的高端浮动电源提供电力[10],提高高端的充电能力。功率管采用的是IR的IRFZ44N,在GS极直接集成双向稳压管[11],可以在驱动电压出现突增时保护功率管。实际电路如下:
实际验证IR2103在12V电源电压下,有NE555辅助自举升压的情况下可以工作在40K(占空比在90%,高端驱动电压不低于12V),驱动额定电流5A的直流电动机,场效应管无明显发热。
对于电机控制,电流的测量很重要,当驱动端逻辑信号发生异常或者HVIC损坏时,如果不及时关断,就会烧毁功率单元[12]。采样电流常用的有电阻采样和专用霍尔电流传感器采样等。从成本考虑,我们选择电阻采样。电流通过采样电阻后,会在电阻产生压降,此信号经过运放放大,通过MCU的ADC测量压降可以计算出电流大小。
对于闭环伺服系统,必须有位置反馈,在位置反馈上,我们采用了安格创科技的磁性绝对值编码器[13]。它直接输出运动轴的绝对位置,断电后信息不变,不需要开机找零点。信号为线性模拟信号,11位/周分辨率及12位/周准确度。只需要将输出信号连接MCU的ADC即可获得运动轴的位置与速度信息。可以显著提高运动部件重复定位精度。
3.2 机械部分设计
机械臂运动结构采用5自由度设计。底盘旋转动力采用蜗杆减速电机,同步带带动机械臂主轴旋转。机械臂臂关节的动力部分采用电动推杆。电动推杆是一种将电动机的旋转运动转变为推杆的直线往复运动的执行器。具有性能可靠,动作灵敏,运行平稳,推拉力相同,环境适应性好等特点。可用于各种简单或复杂的工艺流程中作为执行机械使用,以实现运动控制。本项目的电动推杆速度在2mm/s至60mm/s,推力1500N,行程200mm,内置限位开关,低噪音设计,工作噪音小于42dB[14]。腕关节采用扁平型蜗杆减速电机,高转速,反应迅速,体积小,便于安装。夹持机构采用减速电机带动螺杆,可提供较大的夹持力。
机械系统的三维视图和实物图如下:
4 结束语
婴儿抚触（一）头部按摩 篇9
让宝宝睡更香甜
在睡觉前给宝宝进行头部按摩，可以有效舒缓宝宝因吸吮、啼哭而造成的脸部紧绷，起到催眠的作用，使宝宝晚上睡得更香甜。
方法：
1按摩前，先用柔软的湿纸巾擦拭双手，给双手进行清洁、消毒；
2倒适量按摩油于左手掌心，双掌合十，按不同方向旋转，轻搓让手掌变得温暖；
3双手大拇指竖放于额头中意，水平滑至太阳穴，重复3——4次；
4按摩眼窝，两拇指放在内眼睑上，其余四指分别放于脸部两侧，拇指以微笑形动作向上滑至太阳穴，重复3——4次；
5两拇指放于鼻翼两侧，其余四指放于脸颊，拇指以微笑形滑到耳根，重复3——4次；
6将两手拇指放于婴儿下巴处，其余双手四指自然扶住婴儿双侧脸颊，用双手拇指从下巴中意朝两侧面颊滑动到耳根处，重复3——4次；
7用双手四指从前额发际轻轻向脑后抚摸过脑干，沿两侧耳根滑至下颌，最后收于下巴，重复3——4次，结束整个头部按摩。
注意：
在头部按摩的整个过程中要面带微笑，看着宝宝的眼睛，让宝宝一直感受到您的关注与爱护。双手捧起宝宝头部时，要注意他的脊柱和颈部的安全。如果宝宝太小，头部必须得到全方位的支撑。
爱婴小提示：
温州市藤桥水厂取水头部简介 篇10
温州市藤桥片由藤桥镇、临江镇、上戍乡、岙底乡、双潮乡、鹿城轻工特色园区组成,总人口约6万人。该片区目前仅有一座供水能力为10 000 m3/d的藤桥水厂。随着人口的增加和经济的发展,该水厂的规模远不能满足现有用水需求。2008年鹿城轻工产业园区将有四五十家生产企业投入生产,届时生产用水将大幅度增加,增加供水量已迫在眉睫。
根据当地地形情况,从市区引水需要建设约5 km长的隧洞,规划中20万t/d的石鼓山水厂还未立项。为保证该片区近期的供水需求,对藤桥水厂进行改扩建是唯一的办法。为加快进度,藤桥水厂改扩建工程采用直接购买3套一体化净水设备方式,拟增加供水1.5万t/d。同时需要对原有取水头部进行改扩造,以达到取水2.5万t/d的能力。
2 水文地质
藤桥水厂取水头部位于温州市鹿城区西部山区的玉林溪,上游集雨面积约30 km2,属于亚热带海洋性季风气候,雨量充沛,但分布不均,每年10月～次年2月为枯水期,2月份以后雨水增加,4月～6月为梅雨季节,7月～9月为台风季节。4月～9月河道内经常有山洪暴发,工程施工相当危险。河床以砂卵石为主,具有强透水性,地下水相当丰富。河水全年大部分时间浊度不大于3 NTU,山洪期间可达5 000 NTU以上。
3 原有取水头部运行情况
原有取水头部在河道内建设了一道拦水坝,坝顶比河床高30 cm,坝体正下方为取水廊道,取水廊道迎水面侧壁设置两处底栏栅,底栏栅高4 m,宽1 m,其迎水面为干砌石和0.5 cm～3 cm卵石反滤层,从运行经验看,河床具有强透水性,枯水季节,水大部分往河床底下流,采用侧壁底栏栅取水,是比较成功的,但是也存在一些问题,主要有:由于洪水的冲击,干砌石位移,顶住底栏栅,底栏栅无法拉起清洗;表层石块年年被洪水冲走,采用大块石干砌,则进水量满足不了要求;卵石反滤层时间长了容易堵塞,进水量会明显减少;坝体上的泻洪处设置了两处人孔,洪水期间预制板经常被洪水掀起。
4 设计
总体思路:工艺稳定可靠;工期要短,确保在4月之前完工;施工时不能影响现有水厂供水;尽量解决原有运行中存在的问题。
4.1 取水廊道
取水廊道为地下结构,与原有取水廊道垂直且相通,长为12 m,宽4.4 m,高3 m,底板采用预制钢筋混凝土板,挡墙采用浆砌和干砌块石结合的形式。挡墙干砌块石处设置了底栏栅,共12处,每处底栏栅外层设格栅,里层设格网。格栅具有抵挡外部干砌石位移的作用,格网具有阻拦粗砂的功能。格栅采用ϕ12和ϕ6的圆钢间隔制作,圆钢之间净距1.2 cm,格网设两层,面层采用ϕ1的不锈钢网,网格2 mm×2 mm,为保护面层受到水的冲击,底层采用ϕ3不锈钢网,网格25 mm×25 mm;格栅格网边框均采用角钢制作,导轨用槽钢制作,挡墙上部0.6 m采用钢筋混凝土压顶,槽钢上部固定压顶内,下端与预制底板的预埋铁焊接。格栅迎水面的墙体为干砌石。挡墙外围设宽为1 m的沟槽,沟槽从内往外填上三层粒径分别为50 mm～150 mm,15 mm～20 mm,5 mm～10 mm的卵石反滤层。该反滤层在平时溪水比较清澈时细砂可以通过,山洪暴发时可以阻挡夹杂的泥砂,具有一定的过滤效果,可以减轻高浊度原水对厂内处理设施的冲击负荷。运行时间较长可以挖出进行清洗(约3年一次)。沟槽反滤层外面3 m范围内全部用0.5 m～1 m大块石抛石,犹如一个较大的地下水池。为增加进水面积,表层1 m厚全部采用粒径为0.25 m～0.3 m的块石干砌,为防止表层石块被山洪冲走,将石块装在一种特制的合金丝网袋里,网格为0.2 m×0.2 m,网袋尺寸为2×2.5×1。一个网袋就相当于一块嵌入河床的大长方体石块,重达10 t以上,足以阻挡山洪的冲击。人孔边上预埋螺栓,扁铁将预制盖板压住。
4.2 吸水井和沉砂池
为了加快进度,减小水下施工难度,吸水井和沉砂池用温州珊溪供水工程遗留下来的2根6 m长的DN3 200钢管制作。12 m长钢管中间被钢隔板分成两部分,6.8 m长为吸水井,5.2 m长为沉砂池,为了增加水流在沉砂池内的停留时间,沉砂池中间增设了一道钢隔墙,尺寸3.17 m×3.5 m。取水廊道与沉砂之间设DN800的钢管,水流流经DN800钢管后进入沉砂池,在沉砂池内经过U字形的路线后流到吸水井。吸水井内设DN800的圆闸门,人口井,池内设有排砂泵,可随时启动对沉砂进行排除。
5 施工
5.1 围堰
为了施工时不影响现有水厂的正常供水,在施工区上游90 m处设置一道围堰,围堰两侧面均采用土袋砌筑,中间用防水布和青泥挡水。围堰与原有取水口用一根DN600的HDPE管连接。HDPE管重量轻,易安装,且可以二次作为厂区内的排水管。
5.2 取水廊道
挡墙浆砌块石尽量方整,增强墙体强度。格栅前的干砌石尽量采用长条片石,砌筑时既注意结构稳定,又注意不能太密实,增加进水量。
5.3吸水井和沉砂池
吸水井和沉砂池采用大口径钢管,施工时必须注意运输、组对、就位、抗浮等各个环节。为减少水下作业时间,钢管焊接、沉砂池、隔板、阀门等均在岸上完成。钢管埋深5 m,重达24 t,在基坑边吊装是个大问题。采用浮管法,在基坑与焊接地点之间挖了一条1 m深的沟槽,沟槽内满上水,利用水的浮力,钢管漂浮到了预定地点,水抽掉后钢管就沉到了基坑中,前后只需几个小时。与铺路吊装相比,节省财力物力,缩短工期。
6结语
藤桥水厂改扩建工程取水头部大部分采用当地的石材,投资节省,施工方便,工期短,刚好赶在雨季来临前完成了施工任务,在4月,经历了一次较大的洪水,运行效果很好。从藤桥水厂10多年的运行情况看,在山区溪流中采用底栏栅结合干砌石,结合以上改进措施,是相当成功的取水方法。
摘要：结合某水厂的供水现状及水文地质状况,指出原有取水头部运行采用底栏栅结合干砌石取水,阐述了改扩建工程对原有取水头部不足之处进行改进和创新的设计思路及施工工艺,从而解决了原有运行中存在的问题。
关键词：供水需求,取水头部,设计,施工
参考文献