Н. А. Назарбаева народу Казахстана
жүктеу/скачать 35,33 Mb. Pdf көрінісі
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Талшықты-оптикалық байланыс сымдарындағы ақпараттың таралу арналарының физикалық принциптерінің қалыптасу Түйіндеме.
- Physical principles of information leakage channels in fiber-optic communication lines Summary
- Корганбаева Ж.Л.
- РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ ПРОТЕЗА ШЕЙНОГО ОТДЕЛА ПОЗВОНОЧНИКА
- Ключевые слова
- Мойын омыртқасы протезінің есебін шығару Түйіндеме.
- Solution of the prosthesis of the cervical spine Summary.
- ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕСТО ПОВРЕЖДЕНИЯ В ЛИНИЯХ СВЯЗИ
437 ЛИТЕРАТУРА 1. Гришачев В.В., Кабашкин В.Н., Фролов А.Д.. Физические принципы формирования каналов утечки информации в ВОЛС. http://it4business.ru/itsec/FizicheskiePrincipyFormirovanijaKanalovUtechkiInformaciiVVolokonnoOpticheskix LinijaxSvjazi 2. Убайдуллаев Р.Р. Волоконно-оптические сети. М., Эко-Трендз, 2000. 3. Фриман Р. Волоконно-оптические системы связи. М., Техносфера; 2004 г. 4. Иоргачев Д.В., Бондаренко О.В. Волоконно-оптические кабели и линии связи. М., 1998.
Қашағанова Г.Б., Омарова Г.А Талшықты-оптикалық байланыс сымдарындағы ақпараттың таралу арналарының физикалық принциптерінің қалыптасу Түйіндеме. Бұл мақалада талшықты-оптикалық байланыс сымдарының артықшылығы және ақпараттың таралу арналарын іздеп табу мүмкіндіктері қарастырылған. Сонымен қатар, талшықты-оптикалық байланыс сымдарындағы ақпараттың таралу арналарының негізгі физикалық принциптерінің қалыптасу көрсетілген.
ақпараттың таралу арналары, ақпаратты алу.
Kashaganova G, Omarova G Physical principles of information leakage channels in fiber-optic communication lines Summary. The article revealed the advantages of fiber-optic communication lines, as well as the possibility of information leakage detection channel. Aspects of the basic physical principles of formation of information leakage channels in fiber-optic communication lines.
communication lines.
Корганбаева Ж.Л. Казахский национальный технический университет им.К.И.Сатпаева, г.Алматы, Республика Казахстан, juzi117@mail.ru
крепления предлагаемого управляемого протеза. Проведены кинематические расчеты по выбору углы сгибания, разгибания, наклон и поворот головы. Для решения задач использован компьютерное моделирование протеза с помощью программы Mathlab.
безоперационное крепление, физиологические свойства шеи. В настоящее время получило широкое распространение идея о том, что межпозвонковый спондилез в шейном отделе приводит к быстрой дегенерации смежных дисков в результате увеличения нагрузки. Таким образом, реконструкция пораженного межпозвоночного диска с помощью функционального протеза, по – видимому, имеет некоторые преимущества, поскольку декомпрессия и фиксация не только обеспечивают подвижность, но и одновременно защищают смежные диски от патологической нагрузки, обусловленной сращением, за счет поддержания физиологической подвижности и сохранения кинематики. В наше время делать операцию на позвоночник и восстановить функцию позвоночника очень сложно и дорого, так как у нас в стране не производят сложные медицинские устройства необходимые для этой операции. Предлагается оперативное лечение нестабильности и деформации позвоночника. В связи с износом, при грыжах, тяжелых травмах, патологии костной ткани в области шейного отдела позвоночника можно использовать протезы новейшего поколения, которую уже использует в других зарубежных странах. В случая ДЦП больные нуждаются в средствах для выполнения требуемого объема движения головы. В связи с этим предлагается электромеханический протез с управляемыми приводами. Работа основан на методологии биоуправления, которые приобретают особую ценность в мехатронике.
438 Платформенный электромеханический протез с управляемыми приводами относится к области медицинской техники, в дальнейшем применяемой в травматологии и нейрохирургии. Платформенный робот имеет ряд функциональных возможностей для применения его после определенной модификации в качестве протеза шейного позвоночника, устанавливается безоперационным способом. В КазНТУим.К.И.Сатпаева разработан протез для шейного отдела позвоночника показанный на[1], который не требует крепления частей протеза к телу или проведения операций. Схема строения протеза основана на схеме строения платформенного манипулятора Sholkor [2]. Отличие в том, что точкаС в затылочной области остается неподвижной в процессе движения головы с помощью протеза. Управляемые движения (поворот головы, кивание) выполняется перемещением двумя приводами точки В. Управляя движением точки А возможно добиться наклона головы к плечам. Таким образом, протез позволяет осуществлять управляемые повороты и наклон головы по отношению к нижней опоре, закрепленной к наплечнику. При формировании схемы строения протеза шейного позвоночника за основу принята схема строения параллельного манипулятора платформенного типа SHOLKOR. Этот манипулятор [3] имеет шесть степеней свободы. Движение платформы 2 относительно платформы 1 осуществляется изменением длин шести соединительных звеньев 3-8 с помощью управляемых приводов. Соединительные звенья образуют сферические соединения с платформами и между собой по определенной закономерности. Таким образом, что в точкахСобразуется 4-х звенное, в точках В- 3-х - звенное и в точках А – 2-х звенное сферическое соединение. В результате такого строения манипулятор обладает рядом функциональных особенностей, а именно: перемещение платформы 2 с 6 степенями свободы относительно платформы 1 можно осуществить поэтапно позиционированием точки С 2 изменением длин звеньев 3,6,7; перемещением точки В 2 путем изменения длин соединительных звеньев
5,8; окончательное позиционирование платформы выполняется перемещением точки А 2 изменением длины звена 4. Другим отличительным признаком платформы SHOLKOR является то, что перемещение привода отдельно взятого соединительного звена не требует согласованного изменения длин других соединительных звеньев.
C
A C B A 1 7 6 2 8 5 4 3 1 1 1 2 2 2 а)
б) в) Рисунок 1 – Крепление протеза
Протез (рис.1) имеет разьемное кольцо 1, связанное с корпусом и кольцо 2, связанное с головой. Верхнее разъемное кольцо 2 протеза тремя вертикальными пластинами 11 с регулируемой длинной жестко крепится к гипсовой или пластиковой каске 12, плотно одеваемой на голову. Нижнее разъемное кольцо 1 с помощью наплечника 13, ремней 14 и пояса 15 закрепляется к корпусу человека [4]. В отличии от платформы SHOLKOR протез имеет три управляемых привода 4,5,6. Принцип действия протеза основан на том, что точка С
совмещается с точкой в затылочной области. Положение точки С 2 при установке протеза регулируется вручную путем изменения длин соединительных звеньев 3,6,7. В дальнейшем эта точка остается неподвижной при движениях головы с помощью протеза. Два управляемых движения головы: поворот и кивание выполняется изменением длин 5,8, т.е. перемещением с помощью управляемых приводов точки В
. Изменение угла наклона головы к плечам реализуется движением точки А
протеза. О суммарном объеме движений в шейном отделе судят по максимальному углу сгибания головы, ее разгибания, боковых наклонов и поворотов. Общий объем движений в шейном отделе для здоровых лиц моложе 65 лет следующее: углы сгибания и разгибания составляют 70°, угол бокового
439 наклона - 35° и угол поворота - 80°. Для лиц старше 65 лет характерно снижение этих показателей: угол разгибания - 40°, сгибания - 35°, наклона - 20°, поворота - 45°[5]. Углы сгибания и разгибания:
Рисунок 2 – Углы сгибания и разгибания
- Боковой наклон: Рисунок 3 – Боковой наклон
-
Поворот головы Рисунок 4 – Поворот головы
440 -
Любое вращение в трехмерном пространстве может быть представлено как композиция поворотов вокруг трех ортогональных осей (например, вокруг осей декартовых координат). Этой композиции соответствует матрица, равная произведению соответствующих трех матриц поворота [6]. Матрицами вращения вокруг оси декартовой системы координат на углы α, β, γв трёхмерном пространстве являются: - Вращение вокруг оси x:
A x (α) =
- Вращение вокруг оси y: A y ( ) =
, - Вращение вокруг оси z: A z ( ) =
На основе полученных зависимостей составлена программа в Matlab, которая визуально демонстрирует пространственные положения верхнего кольца протеза (жестко связанного с головой) при перемещениях выполняемым по отдельности каждым из трех приводов [4]. Исходными данными для расчетов являются геометрические размеры протеза в начальном положении, а именно: длина стороны правильного треугольника А 2 В 2 С 2 а=175 мм.; кратчайшие расстояния С 1 А 2 = В 1 В 2 = А 1 С 2 =60мм.; количество положенийN=5. Движение разгибание-сгибание (кивание головой) выполняется приводом 8 (рис.5,а), для визуализации этого движения в программе принято, что при каждом движении звено 8 получает приращение h 8 =5 мм(Рис.5,а). Следует отметить, что на всех графиках положения верхнего кольца пронумерованы, а конечное положение кольца отмечено треугольником АВС. Наклон головы выполняется перемещением узла А 2 с помощью привода 4. Для визуализации позиции верхнего кольца (Рис.5,b) в программе принято, что звено 4 получает приращение h 4 =9 мм. Реализация поворота верхнего кольца 2 выполненное изменением длины звена 5 при h 5 =10 мм (Рис.5,с) показывает, что при этом точка А 2 опускается вниз, что нежелательно. В этой связи принято, что поворот головы должен выполняться изменением длин двух звеньев 4 и 5. На графике (Рис.5,d) показаны позиции верхнего кольца протеза при приращениях перемещений в приводах 4 и 5 на величину h
головы с помощью протеза можно выполнить управляемыми движениями одновременно 2-х, 3-х приводов.
441 а)
b)
c)
d) Рисунок 5– Графики визуализации движения платформы (верхнего кольца)
ЛИТЕРАТУРА 1 Шоланов К.С., Султанбаев Т.Ж., Биомбекова А.Б. Управляемый протез шейного отдела позвоночника, Заявка
на изобретение №2012/1315.1. Заключение о выдаче
инновационного патентанаизобретениеот 05.07.2013г. 2 Шоланов К.С. Кибернетические машины: кн.1 – Монография. – Алматы, 2008. –299с. 3 Шоланов К.С. Параллельный манипулятор платформенного типа SHOLKOR. Предварительный патент РК № 17442. 2006. 4 Шоланов К.С. «Синтез структурной схемы строения и решение задачи позиционирования платформенного робота нового типа», Ж: Мехатроника, автоматизация и управления, 2014, №9. 5 http://www.medicinform.net. 6 Бегун П.И., Шукейло Ю.А. Биомеханика.-СПб.: Политехника, 2000.
REFERENCES 1 Sholanov KS, Sultanbaev TJ, Biombekova AB Controlled prosthesis of the cervical spine, Patent application №2012 / 1315.1.Opinion on the issuance of a patent for an innovative invention from 05.07.2013g. 2 Sholanov KS Cybernetic machines: kn.1 - Monograph. - Almaty, 2008 -299s. 3 Sholanov KS Parallel manipulator platform type SHOLKOR. A provisional patent RK № 17442. 2006.
442 4 Sholanov KS "Synthesis of the block diagram of the structure and solution of the problem of positioning a robot platform of a new type" F: Mechatronics, Automation and Control, 2014, №9. 5 http://www.medicinform.net. 6 Runner PI, Shukeylo YA Biomehanika.-Petersburg .: Polytechnic, 2000.
Ж.Л.Корганбаева Мойын омыртқасы протезінің есебін шығару Түйіндеме. Жұмыста жазылған мойын омыртқасының протезі адамға физиологиялық қозғалыстар жасауына (бұрылу, көлбеу, иілу) мүмкіндік береді. Адам басының бұрылу, көлбеу, иілу және шайқау бұрыштарын табу үшін есесптеулер келтірілген.
бекіту, мойынның физиологиялық қасиеттері.
ZH.L.Korganbaeva Solution of the prosthesis of the cervical spine Summary. Described in the prosthesis of the cervical spine allows the patient to perform the physiological movement of the head (pan , tilt, nodding ) . The calculations for choosing the angles of flexion, extension, tilt and rotation of the head.
fixation , the physiological properties of the necks.
Куттыбаева А. Казахский национальный университет имени К.И.Сатпаева, г.Алматы, Республика Казахстан ainur_k_75@mail.ru
производится трассовыми методами, должна предшествовать предварительная его локализация методом импульсной рефлектометрии. Метод импульсной рефлектометрии позволяет определить зону повреждения (в пределах погрешности измерения) и применить отдельные трассовые методы обнаружения только на небольших участках трассы, что позволяет существенно сократить время точного определения места дефекта. Основными видами повреждений в кабельных линиях электропередачи и связи являются: короткие замыкания и обрывы, появление утечки между жилами или между жилой и экраном (броней), увеличение продольного сопротивления. Ключевые слова. Импульсной рефлектометр, зондирования, импульс, отражения, помех, сигнал, короткого замыкания, полярность, муфт, переотражения, асинхронные, синхронные
Причин возникновения повреждений много: механические повреждения, например при проведении земляных работ, старение изоляции, нарушение изоляции от воздействия влаги и т.п. Перед проведением измерений методом импульсной рефлектометрии необходимо проверить участок кабельной линии омметром или мегоометром. Однако такая проверка может быть недостаточной. Например, после воздействия мегоометром на кабель, имеющий растрескавшуюся изоляцию с попавшей влагой, может произойти подсушивание места дефекта [1]. При этом показания мегоометра соответствуют как бы исправному кабелю (сотни и тысячи МОм). После выявления дефектных линий (жил, фаз) мегоомметром переходят к предварительному определению места повреждения методом импульсной рефлектометрии. Сущность метода импульсной рефлектометрии. Метод импульсной рефлектометрии, называемый также методом отраженных импульсов или локационным методом, базируется на распространении импульсных сигналов в двух- и многопроводных системах (линиях и кабелях) связи. Приборы, реализующие указанный метод, называются импульсными рефлектометрами. Сущность метода импульсной рефлектометрии заключается в выполнении следующих операций:
443 1. Зондировании кабеля (двухпроводной линии) импульсами напряжения. 2. Приеме импульсов, отраженных от места повреждения и неоднородностей волнового сопротивления. 3. Выделении отражений от места повреждений на фоне помех (случайных и отражений от неоднородностей линий). 4. Определении расстояния до повреждения по временной задержке отраженного импульса относительно зондирующего. Упрощенная структурная схема импульсного рефлектометра приведена на рисунке 1.
Рисунок 1 – Структурная схема импульсного рефлектометра
С генератора импульсов зондирующие импульсы подаются в линию. Отраженные импульсы поступают с линии в приемник, в котором производятся необходимые преобразования над ними. С выхода приемника преобразованные сигналы поступают на графический индикатор. Все блоки импульсного рефлектометра функционируют по сигналам блока управления. На графическом индикаторе рефлектометра воспроизводится рефлектограмма линии - реакция линии на зондирующий импульс. Образование рефлектограммы линии легко проследить по диаграмме, приведенной на рисунке 2. Здесь осью ординат является ось расстояния, а осью абсцисс - ось времени.
Рисунок 2 – Образование рефлектограммы линии по диаграмме
В левой части рисунка показана кабельная линия с муфтой и коротким замыканием, а в нижней части - рефлектограмма этой кабельной линии. Анализируя рефлектограмму линии, оператор получает информацию о наличии или отсутствии в ней повреждений и неоднородностей [1]. Например, по приведенной выше рефлектограмме можно сделать несколько выводов. 1. На рефлектограмме кроме зондирующего импульса есть только два отражения: отражение от муфты и отражение от короткого замыкания. Это свидетельствует о хорошей однородности линии от начала до муфты и от муфты до короткого замыкания.
444 2. Выходное сопротивление рефлектометра согласовано с волновым сопротивлением линии, так как переотраженные сигналы, которые при отсутствии согласования располагаются на двойном расстоянии, отсутствуют. 3. Повреждение имеет вид короткого замыкания, так как отраженный от него сигнал изменил полярность. 4. Короткое замыкание полное, так как после отражения от него других отражений нет. 5. Линия имеет большое затухание, так как амплитуда отражения от короткого замыкания много меньше, чем амплитуда зондирующего сигнала. Если выходное сопротивление рефлектометра не согласовано с волновым сопротивлением линии, то в моменты времени 2*t м , 4*t
м и т.д. будут наблюдаться переотраженные сигналы от муфты, убывающие по амплитуде, а в моменты времени 2*t х , 4*t х и т.д. - переотражения от места короткого замыкания. Основную сложность и трудоемкость при методе отраженных импульсов представляет выделение отражения от места повреждения на фоне помех. Метод импульсной рефлектометрии базируется на физическом свойстве бесконечно длинной однородной линии, согласно которому отношение между напряжением и током введенной в линию электромагнитной волны одинаково в любой точке линии. Это соотношение:
W = U/I (1) имеет размерность сопротивления и называется волновым сопротивлением линии. При использовании метода импульсной рефлектометрии в линию посылают зондирующий импульс и измеряют интервал t х - время двойного пробега этого импульса до места повреждения (неоднородности волнового сопротивления). Расстояние до места повреждения рассчитывают по выражению:
L
= t x *V/2 (2) где V - скорость распространения импульса в линии. Отношение амплитуды отраженного импульса U о к амплитуде зондирующего импульса U з
обозначают коэффициентом отражения К отр :
К отр
= U o /U з = (W
1 - W) / (W 1 + W) (3) где W - волновое сопротивление линии до места повреждения (неоднородности); W 1
Отраженный сигнал появляется в тех местах линии, где волновое сопротивление отклоняется от своего среднего значения: у муфт, у мест изменения сечения жилы, у мест сжатия кабеля, у места обрыва, короткого замыкания и т.д. Если выходное сопротивление импульсного рефлектометра отличается от волнового сопротивления измеряемой линии, то в месте подключения рефлектометра к линии возникают переотражения. Переотражения - это отражения от входного сопротивления рефлектометра отраженных сигналов, которые пришли к месту подключения рефлектометра из линии [1]. Выходное и входное сопротивления рефлектометра, как правило, равны между собой. В зависимости от соотношения входного сопротивления рефлектометра и волнового сопротивления линии изменяется полярность и амплитуда переотражений, которая может оказаться соизмеримой с амплитудой отражений. Поэтому перед измерением рефлектометром обязательно нужно выполнить операцию согласования выходного сопротивления рефлектометра с волновым сопротивлением линии. Примеры рефлектограммы линии без согласования выходного сопротивление с линией и с согласованием приведены на рисунках 3:
жүктеу/скачать 35,33 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|