[发明专利]一种智能生物材料力学测试系统及方法

摘要

本发明属于材料测试技术领域，公开了一种智能生物材料力学测试系统及方法；设置有底座、显示屏、电源、载物台、固定架、下夹板、上夹板、横梁、电子压力测试头、竖直导轨、步进电机、力学测试控制器。所述底座位于该装置的最底部，显示屏和电源位于底座上，通过螺栓固定在底座上，载物台位于底座上方，通过螺栓固定在底座上方，固定架位于载物台上，通过焊接固定在载物台上，下夹板位于底座上，通过螺栓固定在底座上，上夹板位于横梁上，通过螺栓固定在横梁上，电子压力测试头位于横梁上，通过螺栓固定在横梁上，步进电机位于横梁上，通过螺栓固定在横梁上。

主权项

1.一种智能生物材料力学测试方法，其特征在于，所述智能生物材料力学测试方法包括：步骤一，当测材料的压力时，将材料放置在载物台上，启动电子压力测试头，启动步进电机向下运动，电子压力测试头通电，当材料表面出现凹痕的时候，电子压力测试头电流发生变化，传递到力学测试控制器上；步骤二，力学测试控制器为电阻，通过流入控制器电流的大小来控制到步进电机的运动，当出现凹痕时，电流变化，传递到力学测试控制器上，使得步进电机停止运动，将步进电机停止运动前的电流大小显示在显示屏幕上，作为压应力值；步骤三，测量压应力时，将材料用上夹板和下夹板夹住后，再启动步进电机，当材料断裂时，停止步进电机的运动，将材料断裂前通入步进电机的电流显示在显示屏上，作为材料的压应力值；所述显示屏的分段分空间模型为：首先根据单通道的色品特性，将单通道的驱动值分成三段，每段三刺激值与驱动值的关系分别用二次多项式拟合；然后根据通道间的干扰特性，在三通道刺激值相加的基础上插入适当的干扰因子，分段分空间模型的具体特征化方法如下：(1)根据显示屏的色品恒定性把单通道的驱动值分为三段，每一段的三刺激值直接用二次多项式拟合，以R通道其三刺激值模型表述为：式中r为R通道的驱动值，dr为r对应的归一化驱动值，Tri为三刺激值，aji，bji，cji(j＝1，2，3)为常量，M、N分别为三色通道驱动值的低中分界点和中高分界点，根据显示屏的色品恒定和通道独立特性确定，对于G、B通道可作同样处理；(2)通过每个通道M、N两个分界点将整个RGB空间分为27个子空间，并根据通道间的干扰特性，再将这27个子空间分为3类：i)三个通道的驱动值中最多只有一个大于M，共7个子空间；ii)三个通道的驱动值中有两个大于M，共12个子空间；iii)三个通道的驱动值都大于M，共8个子空间；对于第一类子空间，三个通道的三刺激值直接相加即得混合色的三刺激值；对于第二类子空间，当混合色三个通道的驱动值位于12个子空间中的子空间时M＜r，g≤N，b＜M，其三刺激值表示为：Ti＝Tri+Tgi+Tbi+di+ei×dr×dg；其中后面两项为干扰项，di和ei为常数，可通过该子空间的训练样本来拟合确定；对于第三类子空间，当混合色三个通道的驱动值位于8个子空间中的M＜r，g，b≤N子空间时，其三刺激值表示为：Ti＝Tri+Tgi+Tbi+di+ei×dr×dg+fi×dg×db+hi×dr×db+ki×r×dg×db；其中后面五项为干扰项，di、ei、fi、hi和ki为常数，可通过该子空间的训练样本拟合确定，其它子空间也作同样处理，通过分段分空间的划分；所述步进电机的BEL模型控制器为：Ath＝Vthmax(S)；输入信号S、信号REW以及信号Ath，并对其进行学习；信号的个数为n，式中：Vi为节点Ai的权值，权值Vi对应奖励信号REW和节点Ai的差值成比例，其学习速度为：式中：R为奖励信号REW，α为调节系数，当Si≥0时，则ΔVi≥0，Vi增加，直至Vi≤R/Si；当Si＜0时，则ΔVi＜0，Vi减小，直至Vi＞R/Si；整个BEL模型的输出为：式中:A为输出；O为输出；n为组织内的节点个数。