脊髓致伤力系统的研制

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1、士研究生学位论文脊髓致伤力系统的研制生姓名霜学科、专业电气工程领域研究方向检测技术及自动化装置导师校外导师常英杰北方工业大学研究生院北方工业大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研宄做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：爲瑪日期：年月？日学位论文使用授权书学位论文作者完全了解北方工业大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研宄生在校攻读学位期

2、间论文工作的知识产权单位属北方工业大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文（保密的学位论文在解密后适用于本授权书）。口保密论文注释：经本人申请，学校批准，本学位论文定为保密论文，密级：，期限：年，自年月日起至年月日止，解密后适用本授权书。非保密论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。北方工业大学硕士学位论文脊髓致伤力系统的研制摘要脊髓是脊椎类动物神经中枢的一部分，用来传导、反射，四肢、体壁和内脏的感觉冲动，同时维持人的

3、运动功能，调节人的生理反应。在现实生活当中，撞击和挤压等多种原因都有可能导致脊髓的横惯性损害，这种损害能够造成损伤平面以下脊髓神经功能障碍，继而引发严重的肢体残疾。随着这种脊髓损伤发病率的逐年上升，对脊髓损伤的药理和治疗效果的研宄越来越重视。制备大量的、标准的动物脊髓损伤模型是进行脊髓损伤深入研宄的前提。本文在步进电机控制技术以及传感器检测技术的基础上，采用编程、理论计算和拟合的方法，设计了一套脊髓打击装置，实现了打击平台的精准定位、位置信息的实时检测，打击力的测量以及数据的采集和分析。主要研宄内容如下：首先，对三维可移动打击平台的精准定位进行了研宄。通过步进电机细分和

4、绝对编码器检测的方法，使步进电机的理论定位精度达到、定位误差降至实现了平台回归参考点的功能，并通过触摸屏实时显示打击平台的状态信息。其次，对打击力的测量方法进行了研究，通过对打击过程的物理分析得到打击力的理论范围，并根据这一范围选择适合本系统的测力传感器，设计出集打击与打击力测量于一体的打击锤，实现了打击力的测量。再次，针对打击力与打击时间的测量设计实验。进行不同打击高度的实验，打击波形信息的获取和分析。最后，提取多组信号上的数据点，通过的函数算法得到不同高度下最具有代表性的打击力随时间变化的关系曲线和等效打击力，可以根据这一结论，来制作不同损伤程度的脊髓损伤模型。研宄

5、工作对脊髓打击装置的设计、打击力的标定以及脊髓损伤模型的分类提供参考。关键词：脊髓打击器，打击力测量，步进电机，绝对编码器，打击力传感器北方工业大学硕士学位论文，，，，，：北方下业大学硕士学位论文目录课题的研究背景及意义国内外研宄现状主要研宄内容和方法移动平台定位控制系统设计硬件系统的设计控制单元步进电机驱动单元步进电机反馈单元电磁铁及辅助定位光笔软件设计程序总体结构绝对编码器算法平台定位精度控制程序本章小结人机界面设计界面结构与内容界面设计本章小结脊髓致伤力数据采集分析系统打击时间的估算与测力传感器设计打击时间的估算传感器量程测力传感器类型选择打击锤机械结构设计数据采

6、集系统本章小结脊髓致伤力采集分析实验实验设计数据分析与处理最大打击力和打击时间计算北方工业大学硕士学位论文打击力随时间的变化关系分析本章小结结论与展望录附录实验数据申请学位期间的研宄成果及发表的学术论文北方工业大学硕士学位论文绪论课题的研究背景及意义脊髓是中枢神经的一部分，其两边发出许多成对儿的神经，遍布全身的皮肤肌肉和内脏器官。通过脊髓的上行纤维束，来反射来自四肢和躯干的各种感觉冲动，这些传导路径将各种感觉冲动传达到脑，经过大脑的分析，通过脊髓的下行纤维束，传导到身体的各个部分，比如调整肌的张力、协调肌肉的活动、维持身体的姿势和习惯性的动作，使动作更加协调、准确、免除

7、震动等等。除此之外，脊髓还具有传导作用，将大脑信号传导到各个器官，引起相应的反应。脊髓损伤（是由于各种原因所导致的脊髓横惯性损害，这种损害能够造成损伤平面以下脊髓神经功能（包括感觉，运动和自主神经功能）障碍。随着科技的进步和医学的发展，脊髓损伤在致死率方面己经明显下降，但仍然无法避免难以逆转的严重肢体残疾。据国外统计，近些年来脊髓损伤在全世界年发病率已经达到例百万人】。在我国，虽然现在还没有权威的机构对我国的脊髓损伤发病率进行确切的统计，但据各个地区统计分析显示，随着人们生活水平的逐渐提高，脊髓损伤的发病率也在逐渐上升。以首都北京为例，据