彩超引导下微创经皮肾穿刺治疗上尿路结石

目的 总结彩超引导下微创经皮肾穿刺取石术（MPCNL）治疗上尿路结石的经验.方法 选取彩超引导下MPCNL治疗的上尿路结石患者200例,将其临床资料进行回顾性分析.结果 200例患者均采用彩超引导一次性穿刺成功,取净结石168例,残留小结石32例.有1例术中出血病例.手术时间60～200 min,平均130 min.肾造瘘管留置5～8 d,平均5.8 d.合并慢性肾功能不全及尿毒症者术后均获不同程度的改善.5例术后出血予输血等对症治疗后（其中3例行数字减影血管造影）,均止血成功.12例术后高热（其中3例出现感染性休克）,持续2～3巴d,经过抗感染、抗休克及对症治疗后均缓解.结论 彩超引导下MPCNL治疗上尿路结石成功率高,创伤小,减少了出血的可能性,且安全有效.     

Direct adaptive robust tracking control for 6 DOF industrial robot with enhanced accuracy

A direct adaptive robust tracking control is proposed for trajectory tracking of 6 DOF industrial robot in the presence of parametric uncertainties, external disturbances and uncertain nonlinearities. The controller is designed based on the dynamic characteristics in the working space of the end-effector of the 6 DOF robot. The controller includes robust control term and model compensation term that is developed directly based on the input reference or desired motion trajectory. A projection-type parametric adaptation law is also designed to compensate for parametric estimation errors for the adaptive robust control. The feasibility and effectiveness of the proposed direct adaptive robust control law and the associated projection-type parametric adaptation law have been comparatively evaluated based on two 6 DOF industrial robots. The test results demonstrate that the proposed control can be employed to better maintain the desired trajectory tracking even in the presence of large parametric uncertainties and external disturbances as compared with PD controller and nonlinear controller. The parametric estimates also eventually converge to the real values along with the convergence of tracking errors, which further validate the effectiveness of the proposed parametric adaption law.     

一种仿蝗虫跳跃机器人的能量转换机制及跳跃稳定性设计

通过对蝗虫蹬腿跳跃方式的模拟,研制了一种新型的可连续跳跃的机器人。在研究起跳过程能量转换机制的基础上,设计了扭簧弹跳机构。扭簧在减速电机和机身轨道的共同作用下,完成连续的腿部收缩和起跳过程,同时可以实现稳定着陆以保证多次跳跃。为进一步增强跳跃机器人在不同表面起跳的适应能力,通过建立蝗虫钩爪的抓附模型,分析了蝗虫在不同粗糙度表面起跳中脚垫与钩爪的协同作用,设计了黏附垫与钩爪共同作用的仿生跳跃底座结构。     

体感控制的上肢外骨骼镜像康复机器人系统

为辅助患肢进行自主康复训练,研制了一种体感控制的上肢外骨骼镜像康复机器人系统。设计了可穿戴式三自由度上肢康复机械臂,利用Kinect传感器提取人体6个骨骼关节点数据,计算所需控制参数,将健肢的体势动作转化为控制信号,控制机械臂带动患肢做镜像或同步运动康复训练。搭建了上肢外骨骼康复机器人系统实验平台,分别进行了单关节镜像控制和多关节联动同步控制穿戴实验,系统具有良好的体感控制随动性能,能满足上肢康复训练的要求。     

一体化曲面共形频率选择表面雷达罩

频率选择表面雷达罩能有效提高飞行武器的隐身性能,而复杂不可展开曲面上频率选择表面的加工存在技术难题。本文利用CST仿真软件,分析了基于Y-型单元结构的二维无限大频率选择表面的电磁传输特性,同时构建三维雷达罩内置相控阵天线模型,分析了不同扫描角度下曲面雷达罩的透射率和瞄准误差,从理论上论证了方案的可行性。在此基础上,提出了一种基于多自由度激光机器人与旋转台联动的一体化曲面厚屏频率选择表面雷达罩加工方案。微波暗室测试结果表明,制备的共形曲面FSS雷达罩带内透射率达到80%左右,带外透射率低于10%,展示了良好的电磁滤波特性。这种工艺能够满足各种大型共形曲面FSS雷达罩的一体化加工需求。     

基于微流控和酶比色的微创血糖连续检测仪

连续血糖检测对糖尿病的诊断与治疗具有十分重要的意义。本文设计了一种集成化、自动化的微创血糖连续检测仪器,该仪器通过微流控芯片透皮抽取组织液,利用单片机精确测量透皮抽取组织液的体积,并采用酶比色法检测组织液的葡萄糖浓度,利用组织液与血液的葡萄糖浓度相关性实现连续血糖检测。由于透皮抽取的组织液体积很小且分散在皮肤表面,为了便于收集,利用生理盐水对抽取出的组织液进行稀释,稀释后的组织液中葡萄糖浓度在3～50mg/dL。为了测量低浓度葡萄糖,实验选取了1～50mg/dL中的10个浓度的葡萄糖溶液进行吸光度测量,根据光谱数据与葡萄糖浓度建立吸光度模型,结果表明该酶比色检测方法在1～50mg/dL葡萄糖浓度内具有良好的线性度,测量相对标准偏差小于0.65%。该仪器能够实现自动化控制,为糖尿病的诊断提供依据,在微创血糖连续检测领域具有良好的应用前景。     

Resonance Suppression Strategy for Humanoid Robot Arm

To address the problem of resonance in the control of a robot arm, a resonance suppression strategy is proposed for a single-joint humanoid robot arm based on the proportional-resonant(PR) controller. First, an arm joint model of the humanoid robot is established. Then the influence of resonance frequency on the performance of the control system with the robot arm is analyzed. The voltage fluctuation of the drive motor caused by the changes in arm motion is recognized as the disturbance of the current loop. The PR controller has the characteristic of disturbance rejection at a specific frequency. The output fluctuation of the driving system caused by the change of arm motion state at the resonance frequency is suppressed. Therefore the output current of the inverter will not be affected by the vibration of the arm at the resonance frequency. Finally, the control system is verified by MATLAB/Simulink simulation. The simulation results demonstrate that the control strategy for the humanoid robot arm based on the PR controller can suppress the resonance of the arm effectively, improving the dynamic performance and system stability.     

基于STM32温湿度采集的播种机器人控制系统设计

针对目前播种机器人的控制系统体积大、性能不稳定、功耗高、成本高、效率低等存在的问题。设计了一种基于STM32单片机的播种机器人的控制系统。该设计以STM32F103ZET6单片机为核心,L298N芯片对电机进行驱动,DHT11芯片对土壤的温湿度进行检测,红外传感器和超声波传感器共同为播种机器人避开前进路上的障碍物,ATK-ESP8266 WIFI模块对机器人的远程操控,并预留单片机I/O口,方便增设功能。本次设计着重分析电机驱动模块和温湿度采集的软件设计过程,此设计方案在很大程度上解决了播种机器人存在的问题,使播种机器人在使用上更方便。     

面向视觉伺服的工业机器人轮廓曲线角点识别

为了解决工业机器人视觉伺服中轮廓曲线角点识别效率低进而影响实时定位准确性的问题,提出面向视觉伺服的工业机器人轮廓曲线角点识别算法. 建立基于Freeman链码的机械爪轮廓曲线编码模型,利用差别码对机械爪轮廓曲线的角度变化特征进行统一编码建模. 通过基于差别码和卷积系数的卷积运算,对差别码进行局部非线性加权,计算机械爪轮廓曲线上各点的曲度精确量化辨识机械爪角点. 基于候选角点阈值、点的最远领域间隔和局部范围最多点数进行获选角点的初步选取. 采用平面轮廓曲线毛刺过滤筛选误识角点,实现机械爪角点的精确识别,为视觉伺服中实时定位提供可靠的位置信息. 通过与已有平面轮廓曲线角点识别算法对比,验证本研究所提方法的准确性和高效性,提取角点过程具有较强的鲁棒性.     

压脚压紧力作用下的机器人变形预测和补偿

针对工业机器人在压脚压紧力作用下由于结构变形所引起的压脚沿工件表面滑移的问题,提出压脚约束下的机器人刚度模型,并基于该模型对机器人变形进行预测和补偿,以提高机器人制孔的定位精度. 基于改进的Denavit-Hartenberg方法建立机器人运动学模型;在此基础上,通过研究机器人末端平移变形与压脚压紧力之间的相互耦合关系,建立压脚约束下的机器人刚度模型,通过基于L-M算法的关节刚度辨识实验获得机器人6个关节刚度的具体数值;应用该刚度模型预测一定压脚压紧力作用下不同孔位的机器人末端平移变形,并对理论孔位信息进行离线补偿. 试验结果表明,在采用上述方法补偿机器人滑移变形后,机器人制孔的平均位置误差由原先的0.22 mm降低到0.05 mm,满足机器人自动化制孔定位精度要求.