新型弹性缩放式人工肛门括约肌系统研究

为治疗肛门失禁问题,设计一种基于弹性缩放原理的新型人工肛门括约肌系统。弹性缩放式假体内壁嵌入超薄(0.208mm)生物压力传感器,感知假体开合程度,在体内控制单元的控制下,实现对肠道的精准咬合与释放;在假体闭合状态下,假体内嵌传感器实时感知肠道压力变化,根据此压力参数,系统智能识别便意并实现排便预警。括约肌系统设置体外便捷式遥控端,方便患者自主选择排便时间;系统采用经皮能量传输方式实现安全供能。开展了针对假体的力学实验,与血供安全力学分析,保证假体的缩放功能符合临床应用要求。进行3次离体实验,其结果验证了系统的控便稳定性并初步取得便意阈值。     

阵列式微型血红蛋白传感器的研制

利用微加工和微装配技术研制了一种微型的阵列式血红蛋白传感器芯片。该传感器芯片非线性仅为3.67%,检测下限达0.1 mg/mL,同时在1 mg/mL浓度下的灵敏度达70μA;在酸性条件下每个单位的pH值变化引起的误差不大于10%,而且在中性和碱性条件下这种影响几乎消失;温度引起的误差约为0.2μA/℃。传感器芯片具有很好的线性度、很稳定的pH特性和温度特性,能够可靠地对血液中血红蛋白进行有效的测定。研究结果显示,在血红蛋白的测定和消化道出血症的检测等医学领域有很好的应用前景。     

自适应提升小波变换与信号去噪

文章引入了基于提升法的自适应离散小波变换,根据LMS自适应法使伯恩斯坦预测算子自适应匹配特定的数据序列,而且应用该方法于信号的软域值去噪,数值仿真实验表明自适应提升小波变换同经典的小波变换相比,去噪后信号的信噪比效率相近,提升方法的优点在于其设计上的灵活性和计算简单。     

基于混合编程技术的2D型材变形算法的研究

通过利用VC++、数据库技术和MATLAB计算引擎(Engine)技术离线实现了高精度船用机器人自动划线切割系统中型材变形的补偿。该技术具有简单、高效的特点,该系统将具有广泛的应用前景。     

基于包容结构的移动机器人混合式控制结构

本文提出以包容式框架结构为基础，将计划作为一种行为，与应激式行为并行处理 的思想．与之对应的是将传感器检测区域分为避障区和规划区，如果在避障区有障碍物，则 由应激避障模块采取相应的避障行为；如果在规划区有障碍物，则由规划模块产生相应的输 出．由于规划模块最终输出子目标，因此使此结构的规划模块具有很好的扩展性．另外，在 处理应激避障行为和直接规划行为时，分别提出新的基于传感器的避障和规划方法，通过机 器人路径规划的仿真证明，这些方法是简洁、有效的．     

空心圆柱试样真三轴仪应力路径的控制

介绍了新研制的空心圆柱试样真三轴仪内外腔加载压力独立控制的机电液光一体化电液伺服加载装置,以及由步进电机独立控制沿试样轴向方向的载荷和为实现主应力旋转在试样端面上施加设定的控制扭矩的加载装置。采用卡尔曼滤波及预报递推控制算法,克服步进电机加载系统与电液伺服加载装置响应速度不一致的问题,从而在连续加载试验中,使尽可能多的离散点遵循设定的加载应力路径。     

压电型惯性微驱动器研究

提出基于惯性-摩擦的新型压电驱动方式,设计出可实现直线运动和圆周运动的压电微型驱动器。对微驱动器进行了动力学建模,给出了试验结果及分析,并讨论了驱动器的应用方向。     

多节履带式机器人系统组成和越障性能研究

针对核工业管道内壁检测中环境信息的实时获取需求,研制了结构紧凑的三节履带式越障机器人系统.该系统由控制端和机器人本体组成,以dsPIC芯片群为核心,实现了稳定的无线操控、电机间的协调动作和视频信息的实时采集,并设计了友好的用户操作界面.根据系统的机构特征,探讨了越障过程中姿态调整的稳定性和越障规划等问题.台阶攀爬、沟壑跨越和野外工作等实验结果表明,该机器人系统具备良好的越障性能.     

肠道驻留机构的设计和实验

研究并设计了一种微型肠道驻留机构以实现胃肠道机器人在人体肠道特殊环境下的有效驻留。该驻留机构采用径向伸出三组腿的方式实现扩张,扩张后三组腿仍然处于封闭状态,从而有效降低了肠道组织被夹住的风险。对驻留机构与肠道之间的相互作用进行了建模分析,并将驻留机构的驻留力分为库伦摩擦力和边缘阻力两部分,分析了其产生机理。通过实验测试了驻留机构的扩张力以及驻留力。实验结果表明:驻留机构的扩张力与理论分析较为接近,驻留力大小与肠道直径、驻留腿扩张直径以及驻留机构速度有关。当驻留腿的扩张直径为20~26mm时,驻留力大小为0.15~0.4N;当驻留腿扩张直径大于26mm时,驻留力迅速增加,为0.5~1.8N。设计的肠道驻留机构体积小、安全,可较好地适应肠道的生理环境,并为肠道诊疗微型机器人驻留机构的设计提供了一种新的思路。