轮腿混合四足机器人六自由度并联机械腿设计

为了设计一种可以同时实现迈步行走、有动力轮式机动、无动力轮旱冰式滑行3种运动方式的轮腿混合农业四足机器人,提出了一种基于3-UPS机构的六自由度并联机械腿,选取结构参数并给出设计方案。首先,通过矢量回路法推导出机构的位置反解方程,并建立机构的速度映射模型;采用搜索法对机构的工作空间进行分析,并绘制出工作空间三维分布图,揭示出机构结构参数和工作空间之间的关系;基于速度映射模型绘制出雅可比矩阵条件数在工作空间内的三维分布图。接着,定义了一组运动灵活性评价指标,对机械腿的机构进行运动灵活性分析,并绘制出结构参数与运动灵活性评价指标关系曲线,揭示出结构参数对机构运动灵活性的影响规律。然后,基于工作空间特性和运动灵活性评价指标,采用蒙特卡罗法进行结构参数设计,通过建立各结构参数的概率模型空间选取了一组综合性能较好的结构参数:机械腿固定平台万向副分布直角边长为230 mm,运动平台球面副分布直角边长为70 mm,支链最大直径为60 mm,各支链套筒和伸缩杆长度均为500 mm。最后,采用选取的结构参数设计出机械腿及轮腿混合四足机器人整体的虚拟样机,并对虚拟样机进行迈步运动仿真,结果表明:机械腿的各驱动参数变化非常平稳且峰值均在合理范围之内,证明机械腿的设计方案和结构参数较为合理。该研究为拓展轮腿混合四足机器人在农业工程领域的应用提供了参考。     

牡蛎诺如病毒受体类Lewis抗原合成相关基因CgFUT5的克隆与表达鉴定

Lewis抗原被认为是诺如病毒特异性结合受体,作为诺如病毒传播载体,牡蛎中也存在着类Lewis抗原,但牡蛎合成这种碳水化合物的途径尚未阐明。为解析牡蛎中诺如病毒受体类Lewis抗原的合成路径,利用cDNA末端快速扩增(Rapid amplification of cDNA ends, RACE)技术克隆得到太平洋牡蛎(Crassostrea gigas)的CgFUT5基因全序列并进行生物信息学分析,通过实时荧光定量聚合酶链式反应(RT-qPCR)分析其在5种组织中的表达情况。构建原核表达质粒转化大肠杆菌(Escherichia coli)实现异源表达,并通过免疫印迹法(Western blot)鉴定免疫原性。克隆得到了具有1 173 bp开放阅读区的CgFUT5基因cDNA序列,系统发育树显示CgFUT5基因与多个物种具有合成Lewis抗原功能的岩藻糖基转移酶基因遗传学关系较近。重组CgFUT5蛋白可在大肠杆菌中过量表达,且表达的重组CgFUT5蛋白与抗人FUT5抗体及抗6×His标签抗体均能特异性结合。研究发现CgFUT5基因在牡蛎鳃组织中大量表达,CgFUT5蛋白与人FUT5蛋白具...     

线粒体COⅠ、Cyt b和16S rRNA基因在6种金枪鱼鉴定中的适用性分析

探讨细胞色素氧化酶亚基Ⅰ基因(COⅠ)、细胞色素b基因(Cyt b)及16S rRNA基因对主要渔获区的蓝鳍金枪鱼(Thunnus thynnus)、马苏金枪鱼(Thunnus maccoyii)、黄鳍金枪鱼(Thunnus albacares)、大目金枪鱼(Thunnus obesus)、长鳍金枪鱼(Thunnus alalunga)和正鲣(Katsuwonus pelamis) 6种重要的生食金枪鱼及其易混品种的物种鉴定和进化分析的适用性。采用3对通用引物对6种金枪鱼共63个样品的COⅠ、Cyt b和16S rRNA 3种序列片段进行PCR扩增、测序,并运用DnaSP 5.10、Mega 7.0等软件进行了DNA序列分析、遗传差异分析和进化树分析。结果显示,16S rRNA较为保守,不能很好区分6种金枪鱼,且不能对同一物种不同地理群体进行聚类分析;Cyt b和COⅠ配合使用能很好区分6种金枪鱼,且存在一定同一物种地理群体聚类的趋势。建议COⅠ与Cyt b基因联合用于上述6种金枪鱼的分子鉴别研究。本研究为生食金枪鱼及其制品的物种鉴定及金枪鱼产业的健康发展提供了技术支撑。     

基于多足机器人主题的学生创新能力培养方法探索与实践

根据我国制造业对创新型人才需求,提出了一套学生创新设计能力培养方法,具体包括：学生创新团队建立方法、学生创新设计活动指导方法和学生创新设计成果评价方法。以多足机器人为主题,通过对4个创新设计小组的指导实践,把培养方法和实际教学融为一体。以全国性学科竞赛为平台,对学生的创新设计成果进行了评价,同时验证本研究提出的创新设计能力培养方法的合理性和有效性。     

猪圆环病毒3型PCR检测方法的建立及其应用

根据Gen Bank登录的猪圆环病毒3型(porcine circovirus type 3,PCV3)全基因组序列设计并合成了一对特异性引物,经条件优化,建立了检测PCV3的PCR方法,扩增片段大小为932 bp;最低的质粒检测浓度为10 copy/μL;对猪圆环病毒1型、猪圆环病毒2型、猪瘟病毒、猪繁殖与呼吸综合征病毒、猪伪狂犬病病毒、猪细小病毒的核酸进行扩增,均无PCV3目的条带出现;随机抽取扩增的16份临床病猪样品目的条带进行TA克隆后测序,结果显示均为PCV3特异性目的片段,16株PCV3江苏毒株扩增序列与已报道的PCV3/US/SD2016和PCV3/CN/Hubei-618基因序列同源性分别为98.4%~99.6%、99.0%~99.8%,而16个毒株之间的同源性为98.3%~100%。利用所建立的PCR方法检测了2014~2017年间收集的江苏省临床病猪样品938份、健康猪样品500份,PCV3的阳性检出率分别为6.93%和0.6%;其中,2014年病猪样品中的阳性率为1.92%,后呈逐渐上升的趋势,2017年达到12.67%。本研究表明,建立的PCR方法特异、敏感,可以用于临床PCV3的检测;PCV3在江苏省猪群2014年已有感染,并呈逐年升高的趋势,应予以重视。     

装甲RNA在牡蛎中诺如病毒4种RNA提取方法比较研究中的应用

RNA提取是诺如病毒检测的关键步骤,而目前贝类中诺如病毒RNA提取、检测方法的比较与评价常囿于缺乏量值明确、无生物安全隐患的标准样品作为参考依据。本研究将前期制备的 GⅡ型诺如病毒装甲RNA (3.0×1010拷贝)作为标准样品,人工污染牡蛎(Ostrea gigas tnunb)消化腺匀浆物,用4种常见RNA提取方法：TRIzol试剂、Viral RNA Kit、High Pure Viral Nucleic Acid Kit、柱式病毒RNAOUT试剂盒,分别提取RNA,经实时荧光RT-PCR检测后,利用标准曲线进行定量分析,分别计算4种方法对装甲RNA的回收率。结果显示,对于匀浆样本,TRIzol法对装甲RNA的回收率最高(6.80±0.89)%,显著高于Viral RNA Kit (4.51±2.28)%,二者的回收率又显著高于High Pure Viral Nucleic Acid Kit (0.24±0.05)%与柱式病毒RNAOUT试剂盒(0.11±0.02)% (P?0.05);对于冻干样本,Viral RNA Kit对装甲RNA的回收率最高(8.71±0.17)%,显著高于TRIzol试剂(7.12±0.64)%,二者的回收率又显著高于High Pure Viral Nucleic Acid Kit (0.33±0.12)%与柱式病毒RNAOUT试剂盒(0.06±0.01)% (P?0.05)。研究表明,TRIzol试剂与Viral RNA Kit对牡蛎消化腺样本中人工添加的装甲RNA均有良好的回收效果,同时也提示装甲RNA可作为一种良好的标准样品用于不同RNA提取试剂盒方法的评价与比较研究。     

三自由度并联机械腿静力学分析与优化

为了对六足机器人的并联机械腿进行静力学优化设计,提出了一种同时考虑约束力映射关系和驱动力映射关系的腿部机构静力学优化设计方法,进而对结构参数进行了优化。在对腿部机构进行了驱动、约束映射分析的基础上,分别建立了腿部机构的驱动雅可比矩阵和约束雅可比矩阵;基于驱动雅可比矩阵建立了腿部机构的驱动静力传递平衡方程,定义了驱动静力学性能评价指标并绘制了评价指标分布图,分析了结构参数与驱动静力评价指标之间的关系;基于约束雅可比矩阵建立了腿部机构的约束静力传递平衡方程,定义了约束静力学性能评价指标,分析了结构参数与约束静力评价指标之间的关系;基于驱动、约束静力学性能评价指标,采用蒙特卡罗法对结构参数进行了优化设计,计算结果表明,固定平台结构参数为200mm、中间连接杆结构参数为70mm、运动平台结构参数为50mm、支链1和3的最小杆长为530mm、支链2的最小杆长为330mm、支链1和3的最大杆长为900mm、支链2的最大杆长为600mm时腿部机构的静力学综合性能最好。本文分析结果为六足步行机器人的进一步分析研究奠定了基础。