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[发明专利]一种杆塔倾斜测量系统及倾斜解算方法-CN201910485609.5有效
发明人： 杨金显;赵世彬;王亚平;张颖 -专利权人：河南理工大学
申请日： 2019-06-05 - 公布日： 2023-04-14 - 主分类号： G01C21/18 文献下载
摘要：本发明提出一种基于MIMU的杆塔倾斜测量系统，包括两部分：MIMU惯性测量单元和倾斜解算单元；MIMU惯性测量单元包括：三轴MEMS加速度计、三轴MEMS陀螺仪和温度计，采集杆塔的三轴加速度、三轴角速度和测量系统环境温度数据，通过高速采集卡或SPI接口把数据传输到倾斜解算单元；将MIMU测量单元与杆塔固连在一起，当杆塔发生运动时，测量单元可准确测量出杆塔的加速度和角速度数据。倾斜解算单元对采集的数据先经过低通滤波器去除高频噪声，然后进行温度漂移和零偏补偿，采用卡尔曼滤波进行动态误差处理，最后根据处理后的加速度和角速度数据进行倾斜计算，从而实现杆塔的倾斜测量。本发明测量系统结构简单，易于实现，可以准确检测出杆塔的倾斜姿态状态。
一种杆塔倾斜测量系统方法

[发明专利]一种基于急动滤波的钻具轴向冲击信号滤除方法-CN202210894462.7在审
发明人： 杨金显;蔡纪鹏;张颖 -专利权人：河南理工大学
申请日： 2022-07-28 - 公布日： 2022-11-11 - 主分类号： H03H17/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于急动滤波的钻具轴向冲击信号滤除方法。该方法不需要先验知识的干涉，钻进时先利用与钻具捷联的三轴加速度计Z轴采取钻具轴向加速度信号，求取采样信号的急动值，大幅度增大采样信号的幅值；再利用冲击加速度短时能量大的特点，定义急动尖峰值，并设置急动尖峰值条件，确定急动尖峰值个数。设置急动冲击阈值，使用阈值采样法(TVS‑threshold‑value sampling)筛除满足条件的急动冲击值，再使用能量插值法(EIP‑energy interpolation principle)恢复采样点数；最后通过相邻时刻运算得到钻具轴向滤除冲击加速度后的测量信号。
一种基于滤波轴向冲击信号方法

[发明专利]一种基于VMD与IRCNN的矿井余震监测方法-CN202210213852.3在审
发明人：王赛飞;杨金显;张颖 -专利权人：河南理工大学
申请日： 2022-03-07 - 公布日： 2022-06-07 - 主分类号： G06K9/00 文献下载
摘要：本发明公开一种基于VMD与IRCNN的矿井余震监测方法，首先将MEMS磁惯性器件放入矿井内用于测量矿井余震来临的振动数据，提出一种局部迅捷经验模态分解（PQEMD）和组合能量熵法得到最优参数[K,α]，采用VMD对振动信号进行模态分解为一系列的本征模态分量，计算各分量的能量熵构造特征向量，采用快速反向残差卷积神经网络(IRCNN)作为特征向量输入模型进行矿井余震监测，该方法与深度学习相结合可以很好的监测矿井余震。
一种基于 vmd ircnn 矿井余震监测方法

[发明专利]一种基于MIMU的便携脊柱测量仪及方法-CN201910409506.0有效
发明人：费树岷;杨金显;黄晓晖 -专利权人：南京东奇智能制造研究院有限公司
申请日： 2019-05-17 - 公布日： 2022-02-18 - 主分类号： A61B5/107 文献下载
摘要：本发明公开一种基于MIMU的便携脊柱测量仪，其特征在于包括手持智能终端，所述手持智能终端实现脊柱姿态测量功能，主要包括MIMU数据采集单元和数据预处理和姿态解算单元，所述MIMU数据采集单元利用三轴加速度计、三轴陀螺仪和温度计采集测量仪在脊柱上移动时的加速度、角速度和温度数据，并传输给所述数据预处理和姿态解算单元；所述数据预处理和姿态解算单元先进行温度漂移补偿，再采用时间序列分析和强跟踪卡尔曼滤波的处理算法，估计角速度和加速度零点偏差，进行数据零点偏差补偿，然后根据补偿后的加速度和角速度数据进行脊柱姿态解算。本发明脊柱测试仪操作简单，可即时快速度三维角度动态测量，实时每个脊椎和脊柱姿态，测量精度更准确。
一种基于 mimu 便携脊柱测量仪方法

[发明专利]一种电子脊柱测量智能评估系统-CN201910638128.3有效
发明人：韩玉鑫;杨金显;王亚平;赵淳;王蒙蒙;张颖 -专利权人：河南理工大学
申请日： 2019-07-16 - 公布日： 2021-11-30 - 主分类号： A61B5/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种电子脊柱测量智能评估系统，包括上位机和下位机。上位机包括人机界面部分，下位机包括电源、数据采集模块和数据处理模块，数据采集模块包括IMU传感器及位移传感器，所述数据处理模块包括串口、主控制芯片、TFT‑LCD显示屏和数据存储芯片。上位机通过无线通信模块与下位机进行数据传输。本发明将位移传感器与IMU传感器相结合，通过位移传感器测得下位机在人体脊柱滑动时的位移，利用IMU传感器测得人体脊柱的九轴原始数据，解算得到脊柱的后凸角、侧弯角和侧凸角，保存数据并将其上传至数据库，通过上位机界面的脊柱拟合曲线与标准脊柱形态对比分析，打印相应诊断报告，从而辅助诊断人体脊柱疾病。
一种电子脊柱测量智能评估系统

[发明专利]一种基于磁/惯性器件的脊柱测量仪-CN201910485335.X有效
发明人： 杨金显;王亚平;张颖;钱伟;王蒙蒙 -专利权人：河南理工大学
申请日： 2019-06-05 - 公布日： 2021-11-05 - 主分类号： A61B5/11 文献下载
摘要：本发明公开一种基于磁/惯性数据的脊柱测量仪，其特征在于，该脊柱测量仪包括智能终端测量单元和分析报告单元；智能终端测量单元包括磁/惯性数据采集模块、数据处理和姿态融合解算模块、显示模块、传输模块和供电模块，该智能终端测量单元实现数据采集、处理、姿态融合解算和显示功能，可单独使用；分析报告单元硬件采用便携式笔记本电脑，采用USB串口接收和蓝牙无线接收数据，显示界面采用Processing IDE程序编程，其功能包括接收和保存磁场强度、加速度、角速度、温度和智能终端融合解算脊柱姿态数据；实时显示每个脊柱的三维姿态图。该脊柱测量仪结构简单，小巧便携，操作简单，使用方便，可广泛应用于各种姿态测量场合，具有较长的使用寿命。
一种基于惯性器件脊柱测量仪

[发明专利]一种输电线路振动损伤度量仪-CN201910485344.9有效
发明人： 杨金显;赵世彬;王蒙蒙;王亚平;张颖 -专利权人：河南理工大学
申请日： 2019-06-05 - 公布日： 2021-07-27 - 主分类号： G01N29/04 文献下载
摘要：本发明为了有效地分析输电线振动引起的线路损伤，设计一种输电线振动损伤度量仪：首先利用MEMS惯性测量节点采集输电线运动的三轴加速度和角速度，进行滤波和分段处理，根据输电线的振动特性，通过积分和FFT变换来计算输电线平动/转动的幅值和频率；然后从损伤耗能的角度，利用幅值和频率参数构造振动耗能函数，度量输电线振动中材料损伤所消耗的能量；然后根据振动损伤与振动耗能函数之间的关系，建立振动损伤函数模型，计算输电线的损伤程度。该损伤度量方法仪利用现有的在线测量数据，可以很好的计算输电线的振动损伤程度，可对输电线损伤的长期监测，也可为输电线损伤预警提供参考，可广泛应用于各种运动损伤度量的场合。
一种输电线路振动损伤度量

[发明专利]一种基于空气的转动快速阻尼泄放器-CN201711044183.7有效
发明人： 杨金显;李明奇;乔美英;张国澎;冯高明;荆鹏辉;杨明;陶慧 -专利权人：河南理工大学
申请日： 2017-10-31 - 公布日： 2020-11-13 - 主分类号： H02G7/14 文献下载
摘要：一种基于空气的快速阻尼泄放器，该泄放器包括气缸筒、活塞螺杆、螺栓、密封圈、支撑轴承、活塞、阀门，安装两根导线上或相邻的间隔棒上，由于导线的来回运动，带动活塞来回运动，导线的动能会不断的改变空气的压强，不同幅度的导线运动会推动阀门出气口活塞运动到不同的位置，依次把孔从小到大露出来，进而把高压的空气不断泄放出去，这样不同幅度的导线运动能量都会快速被泄放掉。该阻尼泄放器结构简单，更换方便，尤其能够快速泄放掉导线运动能量，而不会产生振荡，具有较长的使用寿命和较高的应用价值。
一种基于空气转动快速阻尼泄放器

[发明专利]一种输电线路运动预警方法-CN201711053824.5有效
发明人： 杨金显;李明奇;乔美英;张国澎;杨明;荆鹏辉;陶慧;冯高明 -专利权人：河南理工大学
申请日： 2017-10-31 - 公布日： 2020-06-23 - 主分类号： G01R31/08 文献下载
摘要：通过由MEMS加速度计和MEMS陀螺仪构建的导线运动MEMS惯性测量系统，测量出导线运动的加速度和角速度，进行数据预处理，采用加速度的平方和表示导线平动的程度，角速度的平方和表示转动的程度，对测量数据分段建立ARMA模型，进行FFT变换，获得输电导线运动的程频分布，得到主要的运动程度和频率，为了综合考虑平动和转动同时对导线的影响，构造等效综合运动力和运动效应，实际测量的综合运动力和持续效应只要有一个值超过时，输电线路就存在着风险。实际预测中不能等到到这个值时，利用持续的风引起的测量值是周期的变化，通过处理器计算出这个时间，而增加的导线运动幅度变化，可利用综合运动力的变化来表示，进而估计预测风险情况，提供预警信息。
一种输电线路运动预警方法

[发明专利]一种基于空气的平动快速阻尼释放器-CN201711053822.6有效
发明人： 杨金显;王蒙蒙;杨明;乔美英;张国澎;陶慧;荆鹏辉;冯高明 -专利权人：河南理工大学
申请日： 2017-10-31 - 公布日： 2019-11-08 - 主分类号： H02G7/14 文献下载
摘要：一种基于空气的快速阻尼泄放器，该泄放器包括气缸筒、活塞螺杆、螺栓、密封圈、支撑轴承、活塞、阀门，安装两根导线上或相邻的间隔棒上，由于导线的来回运动，带动活塞来回运动，导线的动能会不断的改变空气的压强，不同幅度的导线运动会推动阀门出气口活塞运动到不同的位置，依次把孔从小到大露出来，进而把高压的空气不断泄放出去，这样不同幅度的导线运动能量都会快速被泄放掉。该阻尼泄放器结构简单，更换方便，尤其能够快速泄放掉导线运动能量，而不会产生振荡，具有较长的使用寿命和较高的应用价值。
一种基于空气平动快速阻尼释放

[发明专利]一种基于IMU技术的康复训练系统及康复训练方法-CN201910637996.X在审
发明人：王亚平;杨金显;赵淳;韩玉鑫;张颖 -专利权人：河南理工大学
申请日： 2019-07-16 - 公布日： 2019-10-15 - 主分类号： G16H15/00 文献下载
摘要：本发明专利公开了一种基于IMU技术的康复训练系统及康复训练方法，包括IMU量测设备、PC客户端、云存储服务器、手机APP，其中IMU量测设备，两种功能模式选择：指导模式和训练模式；指导模式通过屏幕和语音提示模块，指导训练者学习或熟悉训练内容；训练模式，采集数据并处理，显示训练者训练过程中正确与错误的地方并及时提示。IMU量测设备将数据通过无线传输模块传输至PC客户端，PC客户端负责1）本地和云端存储数据；2）分析数据；3)生成报告并存档。本发明专利的实施可以大大减轻医护资源的压力，通过姿态数据的形式存储，能够方便病人家属对训练者的运动情况随时了解，能够减少医患纠纷。
量测设备康复训练系统康复训练训练模式无线传输模块语音提示模块云存储服务器病人家属采集数据存储数据分析数据功能模式数据通过训练过程训练内容医患纠纷姿态数据云端手机存储提示医护传输屏幕学习

[发明专利]一种基于空气的快速阻尼泄放器-CN201711044184.1有效
发明人： 杨金显;王蒙蒙;荆鹏辉;陶慧;杨明;张国澎;冯高明 -专利权人：河南理工大学
申请日： 2017-10-31 - 公布日： 2019-09-27 - 主分类号： H02G7/14 文献下载
摘要：一种基于空气的快速阻尼泄放器，该泄放器包括气缸筒、滑杆、螺栓、密封圈、支撑轴承、活塞、阀门；其工作原理：通过导线的动能转化为增加空气的压强和内能，把高压的空气无振荡地泄放掉。阻尼泄放器安装时安装两根导线上，由于导线的来回运动，带动活塞来回运动，导线的动能会不断的改变空气的压强，不同幅度的导线运动会推动阀门出气口活塞运动到不同的位置，依次把孔从小到大露出来，进而把高压的空气不断泄放出去，这样不同幅度的导线运动能量都会快速被泄放掉。该阻尼泄放器结构简单，更换方便，尤其能够快速泄放掉导线运动能量，而不会产生振荡，具有较长的使用寿命和较高的应用价值。
一种基于空气快速阻尼泄放器

[发明专利]一种转动快速弹性释放器及设计方法-CN201711040313.X有效
发明人： 杨金显;李明奇;张国澎;冯高明;杨明;陶慧;荆鹏辉 -专利权人：河南理工大学
申请日： 2017-10-31 - 公布日： 2019-06-07 - 主分类号： H02G7/14 文献下载
摘要：通过MEMS惯性测量系统测量出导线转动的幅度和频率，进而根据该转动的幅度和频率设计释放器的结构及阻尼参数，主要包括扭簧的弹性系数，扭簧长度、节数(阶数也就是几阶阻尼器)、质量和材质等；进而设计一种转动快速弹性释放器，包括该释放器包括外壳筒、螺栓、密封圈、支撑轴承、扭簧、滚动轴承和套筒，其工作原理是通过把导线的转动能量转化为扭簧的弹性势能，无振荡地释放掉，即扭转弹性势能不会再返回到导线上，导线能量释放曲线为负斜率很大的单调曲线。该转动弹性释放器结构简单，尤其能够快速释放掉导线的转动运动能量，而不会产生振荡，平稳性好，具有较长的使用寿命和应用价值。
转动释放器扭簧弹性势能快速弹性滚动轴承密封圈惯性测量系统产生振荡单调曲线弹性释放弹性系数工作原理快速释放能量释放频率设计使用寿命支撑轴承转动能量转动运动阻尼参数螺栓负斜率平稳性外壳筒阻尼器振荡阶数节数套筒测量扭转释放返回转化应用

[发明专利]一种平动快速阻尼弹性释放器及设计方法-CN201711044185.6有效
发明人： 杨金显;王蒙蒙;陶慧;荆鹏辉;杨明;张国澎;冯高明 -专利权人：河南理工大学
申请日： 2017-10-31 - 公布日： 2019-06-04 - 主分类号： H02G7/14 文献下载
摘要：通过由MEMS加速度计构建的MEMS惯性测量系统测量出导线平动的幅度和频率，进而根据该平动的幅度和频率设计阻尼释放器的结构及阻尼参数，主要包括压簧的弹性系数，压簧长度、节数(阶数也就是几阶阻尼器)、质量、材质和调节螺栓等；进而设计一种平动快速阻尼弹性释放器，包括外壳筒、滑杆、螺栓、密封圈、支撑轴承、压簧或拉簧、小球、套筒、调节螺栓和顶珠，其工作原理是通过把导线的动能转化为弹性势能，无振荡地释放掉，即弹性势能不会再返回到导线上，导线能量释放曲线为负斜率很大的单调曲线。该阻尼弹性释放器结构简单，更换方便，尤其能够快速释放掉导线运动能量，而不会产生振荡，平稳性好，具有较长的使用寿命和应用价值。
一种平动快速阻尼弹性释放设计方法

[发明专利]一种MEMS等效单轴旋转惯导的传递对准方法-CN201610084990.0有效
发明人： 杨金显;张颖;李冰锋;乔美英;陶慧;郝海明;徐功平;杨闯;蒋志涛 -专利权人：河南理工大学
申请日： 2016-02-15 - 公布日： 2019-03-15 - 主分类号： G01C21/18 文献下载
摘要：利用载体的机动，如飞机、舰船等载体的机动能力来实现旋转运动，构造等效旋单轴旋转调制来降低误差。而在实际中弹不能一直随载体运动，总得会投射出去的时候，这时候在自主飞行期间就不能调制系统的误差了，需要在自主运动期间需要误差补偿，尤其姿态误差。因此设计一种姿态传递对准误差估计方法：在航向机动过程中调制误差，在直线运动过程中估计误差，由于在调制过程会把误差大部分调制补偿掉，再在直线运动过程利用主惯导提供的姿态参数进行估计子惯导姿态误差，进一步形成补偿参数来补偿子惯导。如果载体无主惯导或发生故障也可误差估计，同时对旋转轴上的误差也进行了估计。最后根据估计结果对子惯导系统进行校正。
一种 mems 等效旋转传递对准方法

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