气驱动的弱磁回转微重力效应模拟器研究

发布时间：2024-06-12 03:20

　　弱磁回转微重力效应模拟器是用于模拟空间弱磁场、微重力等多因素耦合进行细胞培养的装置。在空间生命科学领域,长期处于空间环境中产生的一些诸如骨流失、免疫功能下降等病理现象逐渐被发现,但由于空间环境特殊,不利于相关实验的开展,其病理机制尚未明确。为进一步对上述病理机制进行研究,需要建立地面模拟装置,以便相关实验的开展。目前在地面模拟空间生物反应器方面,主要集中于单因素作用的模拟研究。而上述病理现象不仅是空间单因素环境作用的结果,而是空间微重力、弱磁场等多因素耦合作用产生的。针对上述问题,本文提出了一种基于气动无磁驱动方法的弱磁微重力效应模拟装置,可在地面环境下对空间微重力、弱磁场等环境因素进行耦合模拟,用于开展空间生命科学相关实验研究。本课题主要完成了以下工作:首先,根据微重力生物学效应的原理,进行了基于气驱动的弱磁回转微重力效应模拟器结构设计。基于气驱动的弱磁回转微重力效应模拟器,其主要功能是对空间微重力效应、弱磁进行耦合,模拟空间环境进行细胞培养,同时兼顾其细胞培养所需的温度、二氧化碳气体等要求。在结构设计方面,依据微重力效应原理,设计了弱磁回转微重力效应模拟器的基本结构和无磁温控系统,...

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究的目的和意义
    1.2 空间生物反应器研究现状
        1.2.1 微重力效应生物反应器研究现状
        1.2.2 弱磁生物反应器研究现状
        1.2.3 研究现状综述
    1.3 本文的主要研究内容
第2章 弱磁回转微重力效应模拟器原理及结构设计
    2.1 引言
    2.2 微重力生物学效应原理
    2.3 弱磁微重力效应模拟器结构设计
        2.3.1 基于曲柄连杆机构的气动无磁驱动系统设计
        2.3.2 无磁导气轴系结构
        2.3.3 氧合膜细胞培养室结构设计
    2.4 无磁温控系统设计
    2.5 本章小结
第3章 气动无磁驱动系统模型
    3.1 引言
    3.2 无磁驱动系统运动模型分析
        3.2.1 气缸动力学模型
        3.2.2 负载力分析
        3.2.3 无磁气动驱动机构运动学分析
    3.3 气动无磁驱动系统模型分析
        3.3.1 气缸调速回路模型
        3.3.2 比例流量阀模型分析
        3.3.3 无磁驱动系统控制模型
    3.4 本章小结
第4章 弱磁回转微重力效应模拟器运动学仿真实验
    4.1 引言
    4.2 气缸调速回路仿真实验
    4.3 气动无磁传动机构运动学仿真实验
    4.4 系统整机运动学仿真试验
    4.5 本章小结
第5章 系统磁特性仿真实验
    5.1 引言
    5.2 细胞培养室剩磁仿真实验
    5.3 无磁传动机构剩磁仿真实验
    5.4 整机剩磁仿真实验
    5.5 本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：3993148