SOC设计实验箱融合FPGA数字系统设计和SOC开发应用的企业级项目案例，为学生提供创新创业开发平台，为老师提供横向课题开发环境。

XM-H3100高智能数字网络化ICU综合护理技能训练系统 （学生机）   ★ 标志表示需要与选配件配套使用才能实现的功能。 XM-H3100高智能数字化ICU综合护理技能训练系统可自主表现生命体征，并可对所给予的治疗措施自主进行生理体征变化，该系统由全身男性模拟病人、生命体征模拟器和计算机等组成，具有基础护理与高级护理功能。本系统同时适用于医院、医学院、卫校等医疗单位，并面向乡村医师技能培训，提供心肺复苏术、体外除颤等急救操作技能。通过虚拟的模拟及护理技能的培训、图文、声像、视频相结合，有操作日志、存贮、考核评估、成绩打印、网络交互式功能。 适用学科：ICU护理、急救医学护理、呼吸内科护理、心内科护理、泌尿内科护理、外科护理、急救医学、危重症医学、战地医学等。 主要功能： ■ ICU技能： · 气道管理技术：标准口、鼻插管，气管切开术，支持仰头举颏法、推举下颌法开放气道。模拟牙关紧闭、舌水肿、咽部水肿、喉痉挛、单双侧肺阻塞、主气道堵塞等体征。 · CPR操作训练：可进行口对口、口对鼻、简易呼吸器对口等多种通气方式；电子监测气道开放、吹气次数、吹气频率、吹气量、按压次数、按压频率、按压位置和按压深度；自动判断人工呼吸及胸外按压的比例；实时数据显示，全程中文语音提示；抢救成功后，模拟人瞳孔由散大变为正常，颈动脉恢复搏动，出现自主呼吸。 ★ 真实除颤起搏（选配）：可与不同厂家、不同型号的除颤起搏器配套使用，实现真实除颤起搏。 ★ 模拟除颤起搏（选配）：多媒体动画展示医用除颤起搏器的使用，与XM-J980模拟除颤起搏器配套使用，可实现除颤起搏，可选择除颤能量，最大除颤能量达到360J。 ★ 真实AED（选配）：可与不同厂家、不同型号的AED配套使用，实现真实AED训练。 ★ 模拟AED（选配）：多媒体动画展示AED操作过程，与XM-AED99F自动体外模拟除颤仪配套使用，可实现AED训练。全程中文语音提示，提供贴片电极和纽扣电极，自动检测心率并分析是否需要除颤。 ★ 真实心电监护（选配）：可与不同厂家、不同型号的心电监护仪配套使用，实现真实心电监护。 ★ 模拟心电监护（选配）：与XM-J115多参数模拟心电监护仪配套使用，可实现模拟心电监护。使用指夹式血氧探头检测血氧，内部储存上千种种心电图。多参数模拟监护仪（LCD）屏幕提供12导联心电图、血氧饱和度、呼吸、二氧化碳、血压（动脉血压、中心静脉压、肺动脉压、无创血压）、心输出量等。 ■ 生命体征模拟： · 瞳孔观察：瞳孔液晶显示为CSTN伪彩、65K色、RGB；能在1-9mm之间随意模拟瞳孔的正常、散大、缩小等状态。 · 颈动脉、股动脉、桡动脉搏动，生动再现病人呻吟、咳嗽、呕吐声音。 · 呼吸模式：模拟正常呼吸、叹气样呼吸、陈-施氏呼吸、库什摩尔呼吸、毕奥呼吸。 · 真实的自主呼吸，呼吸时胸廓有起伏，可调节呼吸频率及呼吸深度。 · 听诊：可听诊几十种声音，包括正常心音、异常心音、正常呼吸音、异常呼吸音、正常肠鸣音、异常肠鸣音。 ■ 临床护理训练： · 穿刺术：胸腔穿刺、骨髓穿刺。 · 血压测量训练、三角肌皮下注射、股外侧肌内注射、手臂静脉穿刺注射、输血、臀部肌肉注射。 · 清洗梳理头发、洗脸、耳清洗滴药、口腔护理、假牙护理、吸痰法、氧气吸入法、口鼻饲法、洗胃法、胃肠减压、灌肠法、造瘘引流术、男/女性导尿术、男/女性膀胱冲洗术。 · 整体护理：四肢关节左右弯曲、旋转、上下活动、擦浴、穿换衣服、冷热疗法。 ■ 软件系统： · 提供单机版（一点一套）、网络版(一点多套）软件，用户可根据实际需要进行选择。 · 脚本/病例编辑：支持用户自编辑模拟护理病例，软件自动记录病情的变化和学员操作过程。 · 模拟注射泵/输液泵的使用：多媒体动画展示注射泵/输液泵的操作流程，可选择药物进行操作。 · 训练与考核：软件内存有几百道考题。支持心电图、急救知识理论、护理场景、病例、CPR训练与考核。 · 心电图监护：使用指夹式血氧探头，实现模拟心电监护和真实心电监护，内部储存上千种心电图。 · 护理场景脚本训练/考核：系统自带数十个场景，涵盖内科、外科、急诊、ICU等科室病人的护理，并通过交互性多媒体课件检验护理操作关键知识点的掌握程度。软件提供多种药物治疗和典型的辅助检查，如胸片、超声心动图，12导联心电图等。 · 局域网络教学：可选配摄像头，具有彩色视屏监控功能，可对每个在线的学生的操作手法和过程进行实时视频监控，综合计算机同步统计数据，便于教师掌握每个学生的训练考核情况。 系统组成： ■ 硬件： · ACLS高智能成人模拟人 · XM-S7模拟血压测量仪 · 简易呼吸器、听诊器、喉镜、气管套管、输液套装 ■ 软件： · 局域网内学生机应用软件V2.0 · ACLS脚本编辑软件V2.0 ■可选配件（用户自配）： · 真实心脏除颤起搏器 · XM-J980模拟心脏除颤起搏器 · 真实AED · XM-AED98F自动体外模拟除颤仪 · 真实心电监护仪 · XM-J116多参数模拟心电监护仪 · 视频监控设备 · 计算机 · PC工作站 · 抢救操作台

　此项目荣获2008年中国石油和化学工业协会技术发明一等奖，并先后获得国家杰出青年基金、国家自然科学重点基金、863计划、国家科技支撑计划等项目支持。授权6项和公开4项发明专利已形成发明专利族。

本实用新型提出了一种基于模块化设计的潜入式管道焊缝打磨机器人。本实用新型包括动力模块和打磨模块。动力模块用于带动整个机器人在管道内移动；所述动力模块为了适应管径变化，分为上部、中部和下部。打磨模块用于在管道的焊缝位置进行打磨，打磨模块由三部分构成，包括前、后支撑结构、主轴及其打磨进给工作机构。动力模块和打磨模块使用万向节进行连接，保证机器人在前进和后退时两个模块的协调，在通过弯曲的管道时也能正常移动。本实用新型由于采用模块化设计，后续可以灵活地开发探测、喷涂等模块。

一、项目进展 创意计划阶段 二、负责人及成员 姓名 学院/所学专业 入学/毕业时间 学号 简凯纳 机电工程学院/机械工程 2018.9/2022.6 201831031312 张星 电气信息学院/电子信息工程 2018.9/2022.6 201831072307 陈浩彬 机电工程学院/机械设计及其自动化 2020.9/ 202031030285 邓青蓝 机电工程学院/机械设计及其自动化 2018.9/2022.6 201831053229 三、指导教师 姓名 学院/所学专业 职务/职称 研究方向 杨林君 工程训练中心/机械工程 实验师 机械工程 陈建勇 理学院/凝聚态物理 讲师 凝聚态物理 四、项目简介 目前，在移动机器人领域，轮式移动机器人因具有结构相对简单、驱动和控制方便、工作效率高等优点被广泛用在需要越过障碍物的工作中。但是，一般常用的移动装置为四轮驱动结构，动力相对不足，越障能力差；各种零部件之间拆装特别繁琐，不同模块之间管理混乱，更换属于一个模块的坏掉的零部件往往需要拆卸掉其它模块的零部件，电气元器件之间走线杂乱无序，电池等器件暴露在外部空气中，容易造成短路等安全问题。因此，增大驱动动力，提高越障能力，加强模块之间的管理，方便模块之间的拆装，提高电子元器件的安全性显得尤为重要。 我们项目本次设计和研究的是一种六轮结构的全地形机器人，使用模块化安装，使结构更为紧凑稳定，适用于多场景，提高轮式全地形机器人的应用度。我们采用基于探索者的PLA材料高提纯外分子重结晶化密致处理，极大增强了摩擦系数，底盘采用西南石油大学自主研发探索者二代原理高致合度准刚性攀岩越障地盘，越野能力增强，其底盘后侧主要为空体重心靠前，便于越障。

以目前航空航天、陆海空等军种的军事装备上主承载结构的轻量化为主要研发目的，通过高性能材料组合、多尺度优化以及智能化控制等来实现结构轻量化、提升军事装备作站效能的目的。同时研发的轻量化结构可以用于新能源汽车、工程机械以及空间结构上，从而实现汽车与机械的节能减排、桥梁与建筑的更大跨越能力等。 针对上述情况，做了如下研究：研究复合材料与金属组合的多级智能化结构的多尺度设计方法，解决复合材料与复合材料之间以及复合材料与金属之间高效连接技术，研发高性价比的复合材料构件，研究适合高性能材料组合的结构形式与制造工艺等。 研发了预紧力齿连接技术，解决了复合材料高效连接技术，研发出高纤维比、高性价比的混杂纤维复合材料管材，并提出多种节点连接形式，提出了复合材料-钢-铝合金组合桁架结构形式以及配套多尺度优化设计方法。

该项目围绕建筑固体废物高效资源化利用的重大社会需求，研发了适合我国特点的 分离、分选和质量调控等建筑垃圾处理工艺和核心装备，建立了建筑固废的全组分多路 径资源化利用模式，研发了建筑垃圾系列再生产品，形成完整产业链。该项目成果已在 北京、上海、河南等25个省市自治区建成生产线80余条，开发出再生混凝土、干混砂浆、 透水砖等系列产品，实现产业化应用。鉴定专家认为：成果拓宽了我国建筑固废资源化 利用途径，为改善建筑固废资源化利用模式、规范管理和行业健康发展提供了技术保障， 总体达到国际先进水平，对节能、环保和绿色制造有重要推动作用。

该项目围绕建筑固体废物高效资源化利用的重大社会需求，研发了适合我国特点的分离、分选和质量调控等建筑垃圾处理工艺和核心装备，建立了建筑固废的全组分多路径资源化利用模式，研发了建筑垃圾系列再生产品，形成完整产业链。该项目成果已在北京、上海、河南等25个省市自治区建成生产线80余条，开发出再生混凝土、干混砂浆、透水砖等系列产品，实现产业化应用。鉴定专家认为：成果拓宽了我国建筑固废资源化利用途径，为改善建筑固废资源化利用模式、规范管理和行业健康发展提供了技术保障，总体达到国际先进水平，对节能、环保和绿色制造有重要推动作用。

对不同来源、性质的农业固体废弃物分类采用蚯蚓生物消解与蚯蚓粪覆盖下的微生物分解，实现对废弃物的高效、清洁转化，获得高品质有机肥或基质生产原料。根据作物生长特性与育苗、栽培工艺要求，配制理化性质优良的基质产品。根据不同来源、性质的农业固体废弃物的特征，分别采用相应的无害化处理技术，确保在清洁生产条件下获得无害化处理效果与较高的物质转化效率。全程满足清洁生产要求；无害化处理效果符合国内外相关标准；物质转化效率在 60%以上。

基于LMS校正理论，在逐次逼近ADC结构中引入参考电容，其余所有单位电容的数字权重相对参考电容进行数字后台校正。每个输入信号被量化两次，第二次量化时待校正的单位电容与终端电容交换位置。两次量化结果之差被用来校正单位电容的数字权重。所有校正过程全部在开机上电后自动完成，并且不受温度、湿度等环境条件变化的影响。 通过设计一个12bit 5MHz ADC，并经过流片测试，验证了校正方法有效性。测试结果表明，在1.2V/2.5V电源电压下，ADC的微分非线性度<±1LSB，积分非线性度<±1.5LSB，动态范围≥83dB，信噪比优于65dB，有效位在10.7位以上（注：相同条件下，无校正算法ADC的有效位仅为9.1位，且电容阵列面积成倍增长）。与市场同类ADC产品相比较，在电压和功耗要求相同的条件下，性能具体明显优势。 该校正技术可用来校正传统结构逐次逼近ADC电容失配，提高ADC分辨精度，减小芯片面积。应用该校正技术的ADC，可用在高精度传感器读出电路、可穿戴电子产品、精密探测仪器等领域。