0 引言

近年来，随着船舶机电设备所经受的振动环境日益复杂化，国内外对机电设备振动环境技术的研究重点逐步向多维振动环境试验技术领域倾斜。美国海军已经将多维振动环境试验方法纳入美军标MIL-STD-810G中[1]。然而，市面上依然没有现成的六自由度加速度传感器可用，有必要研制一种适用性好、测量精度高的六自由度加速度测量装置。

目前，六自由度加速度测量装置的设计原理主要有质量块作用型和基座作用型两类，前者主要通过采集集中质量块与基座之间若干敏感元件的输出信号，并借助一定的算法，计算出基座的空间运动；后者主要采用传感器阵列测试技术，通过现成单轴和多轴加速度计的输出信号，解耦分析得到基座的空间运动形式[2]。传感器阵列测试技术主要有六加速度传感器、九加速度传感器、十二加速度传感器和一些其他型式的传感器阵列[3-5]。本项目使用四个三向加速度计组成阵列的方案，减少了阵列中传感器的使用个数，保证了安装在同一坐标轴的敏感方向的正交性，在狭小的空间中也便于安装。此外，四个三向加速度计均布置在绝对坐标系的一侧，而另一侧没有布置，这便于六自由度加速度测量装置中刚性支架的设计以及装置在实际测试环境中的安装。所设计的六自由度加速度测量装置具有空间尺寸小、质量小和空间耦合关系简单等优点，经过结构优化设计后，测量装置的三向线加速度测量误差小于1%，角加速度测量误差为10%上下。

早安，我是古医生，修复和重建肌肉骨骼系统的正常功能是我的天职，我存活在世上的每一天都在煎熬中度过，忍受着眼前各种各样的骨骼损伤、折断、坏死。几个护士推着几辆一走就哐当哐当作响的手推车，忙着为每个病床旁的铁架子上挂袋装的、瓶装的液体。多数时候我能做到充耳不闻，可我还是发现自己的颅骨为这些声音所震颤，压迫着我的神经和血管，这压迫在我身上堆积起来，仿佛我在水下下沉、下沉、下沉。

1 传感器阵列方案

六自由度振动测量装置中加速度计的阵列方案如图1所示，坐标系O-XYZ表示绝对坐标系，Ai-aixaiyaiz（i=1,2,3,4）表示第i个三向加速度计的相对坐标系。第 i个加速度计在绝对坐标系中的位置信息表示为Li=[LixLiyLiz]T，Lix、Liy、Liz分别表示第 i个传感器沿着绝对坐标系X轴、Y轴和Z轴的位置信息，传感器的三个测量方向与绝对坐标系中对应的坐标轴平行。

针对上述问题，建议：优化我国生物医药企业研发支出的信息披露情况，完善相关部门披露制度，加强监管力度，提高企业执行度

  

图1 六自由度振动测量装置传感器阵列方案

假定相对坐标系在绝对坐标系中的位置为(0,0,h)，四个加速度计在其各自坐标轴上的距离为l，则加速度计在绝对坐标系中的位置信息为 L1=[l 0 h]T、L2=[-l 0 h]T、L3=[0 lh]T、L4=[0 0 l]T。进一步假设h=l/2，将Li代入式（1），可得测点0处的六自由度振动加速度 A0=[a0xa0y a0z ω0x ω0y ω0z]T，其与三向加速度计信号之间的关系为

 

目前，真实的六自由度振动环境无法直接通过测试得到，精度较高的六自由度振动环境模拟依然存在困难。为了验证六自由度振动测量装置振动耦合特征分析结果的正确性，以六自由度振动测量装置的振动固有频率为分析对象，搭建了模态测试系统，如图 4所示。

 

根据刚体运动学理论，第i个加速度计的加速度信号矩阵Ai可以表示为

综上所述，输卵管梗阻性不孕症患者采用妇产科腹腔镜手术治疗可以有效的提高患者输卵管的再通率，缩短治疗时间，效果显著，安全性高。

 

 

2 振动耦合仿真分析

基于三向加速度计空间阵列技术，设计了六自由度振动测量装置，推导出六自由度振动测量装置的信号转换矩阵。同时对装置的六自由度振动传递特性进行了数值仿真分析，并验证了信号转换矩阵的正确性。搭建了六自由度振动测量装置的模态试验系统，测试了装置的模态及振型。研究结果表明：

  

图2 六自由度振动测量装置有限元模型

在如图2所示安装基座底部0#位置分别施加沿着x、y和z轴方向的三个线位移激励以及绕着x、y和z轴的三个角位移激励。在六自由度位移载荷激励下，通过有限元谐波分析，可以得到六自由度振动测量装置中激励点的六自由度加速度真值0 和测点1#～4#的三向线加速度Ai（i=1,2,3,4），将Ai带入式（7）和式（8），则可以反向求解安装基座底部的六自由度振动加速度ˆ0，将该结果与真值0相除，得到六自由度振动测量装置振动传递率，结果如图3所示。

  

图3 六自由度振动测量装置振动传递率

[2] 尤晶晶, 李成刚, 左飞尧, 等. 六维加速度传感器的研究现状及发展趋势[J]. 振动与冲击, 2015,34(11): 150-159.

鉴于船舶机电设备的振动能量基本集中在160 Hz以下的频段[6]，下面针对该频段，对六自由度振动测量装置进行结构优化。

正交梁截面的边长分别取6 mm、8 mm和12 mm时，六自由度振动测量装置的线加速度和角加速度传递率结果如表1所示。由表1可见：当正交梁截面的边长为6 mm时，振动测量装置自身的固有频率较低，装置在200 Hz频率处的角加速度传递率高达171.2%，即利用六自由度振动测量得到测点绕 Y轴的角加速度比真实角加速度放大1.712倍；当截面边长取8 mm时，装置在200 Hz频率处的线加速度误差低于4%，角加速度测量误差最大值为49.2%；当截面边长取12 mm时，装置在200 Hz频率处的线加速度误差低于2%，角加速度测量误差低于22%，此时，装置在160 Hz频率处的线加速度误差不超过1%，角加速度测量误差为12.2%。

 

表1 正交梁截面边长对装置测量误差的影响

  

边长/mm频率/Hz线加速度误差/(%)角加速度误差/(%)X Y Z X Y Z 50 −0.1 0.7 0.8 4.7 9.4 −8.4 6 100 −0.4 3.0 3.2 19.0 38.5 −34.7 200 −1.4 12.8 13.2 81.6 171.2 −39.4 50 −0.0 0.2 0.2 1.5 3.0 −2.5 8 100 −0.1 0.9 1.0 5.9 11.9 −10.6 200 −0.5 3.8 4.0 24.2 49.2 −44.5 50 0.0 0.1 0.1 0.4 1.3 −0.7 12 100 0.0 0.4 0.4 1.6 5.4 −2.9 160 0.0 0.9 1.0 3.6 12.2 −6.5 200 0.0 1.8 1.6 6.4 21.8 −11.6

3 模态试验

式中：Ai为第i个三向加速度计的信号矩阵；R˙˙为相对坐标系中的线加速度在绝对坐标系三个轴向的分量；Ω为相对坐标系三个坐标轴的运动角加速度反对称矩阵；Li为第i个传感器在绝对坐标系中的安装位置。

  

图4 六自由度振动测量装置模态测试系统

六自由度振动测量装置通过橡胶弹簧绳自由悬挂，用力锤在安装基座底部施加激振力，利用动态信号采集分析系统收集装置上四个三向加速度计的振动信号，经处理后得到测量装置的振动固有频率。六自由度振动测量装置模态测试系统的性能参数如表 2所示。

 

表2 六自由度振动测量装置模态测试系统参数

  

系统及设备 参数力锤 灵敏度：2.157 mV/N三向加速度计 灵敏度：10 mV/g；重量：6 mg正交梁支架 固有频率：461 Hz；重量：60 mg动态信号测试分析系统最大采样频率：50 kHz；通道数：12

[1] DoD. Environmental Engineering Considerations and Laboratory Tests: MIL-STD-810G[S]. 2008.

 

表3 六自由度振动测量装置模态测试结果

  

阶数 振型 固有频率/Hz仿真 实测 误差1 绕z轴扭转运动 463.7 461.0 0.6%2 绕y轴扭转运动 523.2 515.5 1.5%3 绕x轴扭转运动 598.4 579.3 3.3%4 正交梁1,2绕z轴弯曲 790.1 753.4 4.9%5 正交梁3绕z轴弯曲 794.6 759.7 4.6%6 正交梁1,2绕y轴弯曲 798.8 767.4 4.1%

4 结论

依据图 1所示的方案，设计了适用于船舶机电设备多维振动环境测试的六自由振动测量装置。在该装置中，四个三向加速度计刚性地安装在正交梁支架上，正交梁支架是由安装基座、正交梁和传感器底座组成的一体件。六自由度振动测量装置的有限元模型如图2所示，其中0#位于安装基座的底部，1#～4#位于三向加速度计的重心位置。

1） 六自由度振动测量装置具有外形尺寸小和质量小等优点，测量装置的质量为0.065 kg，最大外形尺寸为100 mm×50 mm×50 mm；

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2） 六自由度振动测量装置具有测量精度高的优点，测量装置中正交梁截面的边长取12 mm时，装置在160 Hz频率时的线加速度误差不超过1%，角加速度测量误差为12.2%。

参考文献：

将测试数据与数值仿真分析结果进行比对，得到误差结果，如表3所示（表中坐标轴方位如图2所示）。六自由度振动测量装置的前六阶模态振型分别为绕 z轴扭转运动、绕y轴扭转运动、绕x轴扭转运动、正交梁1和2绕z轴弯曲、正交梁3绕z轴弯曲、正交梁1和2绕y轴弯曲，振型对应的固有频率分别为461 Hz、515.5 Hz、579.3 Hz、753.4 Hz、759.7 Hz 和 767.4 Hz，结果均小于数值仿真结果，各阶模态数值仿真与实测误差均小于5%。

由图3可见：六自由度振动测量装置在100 Hz以内的频率范围内，其振动传递率接近1，即振动测量精度较高。从100 Hz起，装置的振动传递率（尤其是角速度传递率）逐渐偏离1，原因在于六自由度振动测量装置本身为弹性结构，振动在装置内的传递出现能量损失。在500 Hz附近的高频段，由于六自由度振动测量装置出现扭转和弯曲共振，装置本身的振动传递一致性变得非常差。

环偶极子是环形多极子家族最基本的成员，环偶极子是由电流j沿着圆环体的径向方向流动，在圆环体的子午面上形成等效的磁偶极子m，多个磁偶极子首尾相连，形成了一个轴向的环偶极子T，因此环偶极子可以理解为由磁偶极子首尾相连组成闭合环的一个大的磁偶极子[8-10]。环偶极子具有与传统电极子与磁极子不同的独特电磁响应特性，如具有较高的品质因数Q、谐振透明、非线性旋光性、模式转换特性、光学特性各向异性、负折射率等特性[23-32]，环偶极子除具有独特的基础理论研究价值外，还有广阔的应用前景，可用于制备传感器、调节器、切伦科夫计数器等器件[33-37]。

医学留学生的教育与国内医学生相比要求更高，难度更大，对于医学留学生的临床教学模式的探究，有利于留学生对于课程的掌握，也有利于提高我国留学生医学高等教育水平，加速国内医学教育的国际化进程。我们在留学生先天性心脏病的教学中积累了一定的经验，更发现了自身的许多不足，因此也在不断的完善与提升，加强教师队伍培养，以满足不断增加的留学生医学教育需求，提高留学生医学教育质量。

[3] 尤晶晶, 李成刚, 吴洪涛, 等. 并联式六维加速度传感器的哈密顿动力学研究[J]. 振动与冲击, 2015,34(11): 150-159.

程小青对侦探小说始终抱有热情。他的侦探小说创作先于他的侦探小说翻译，从接触第一本福尔摩斯侦探小说开始就被侦探小说深深吸引(1905年，一个偶然的机会，程小青得到一本英国柯南·道尔所著的福尔摩斯侦探小说，爱不释手。因他平时很喜欢动脑筋研究分析问题，所以非常佩服福尔摩斯的神通)，其后，受柯南·道尔所塑造的福尔摩斯形象的启发，创作出中国的私家侦探形象——霍桑(1914年，上海《新闻报》副刊《快活林》正搞竞赛征文，程以“霍桑”为主角写了一篇侦探小说《灯光人影》)，此后便一边从事福尔摩斯系列侦探小说的翻译，一边从事霍桑系列侦探小说的创作。

[4] 陈海龙, 汪伟. 传感器阵列六自由度振动测试数值积分误差消除方法研究[J]. 振动与冲击, 2014,33(16): 115-119.

[5] 丁明理, 王祁, 周庆东. 一种提高角速度解算精度的九加速度计配置方案[J]. 南京理工大学学报,2007, 31(2): 210-213.

[6] 中国人民解放军总装备部. 军用装备实验室环境试验方法 第 16部分：振动试验:GJB150.16A-2009[S]. 2009.