智能假肢膝关节的研发要点及其研究进展综述

目的 介绍国内外智能假肢膝关节研究的主要进展,为相关领域的研发提供可借鉴的思路.方法 基于机械结构、调控方式、驱动方式,对典型假肢膝关节进行了分类比较,并从假肢穿戴者的运动意图识别、驱动控制、人机协调控制等方面做了分析.此外,对假肢膝关节在智能化研究与安全性、个性化与通用性、人机共融技术、科学伦理、关键技术等方面需要注意的问题,提出了研发要点和技术思路.结论 智能假肢膝关节应注重安全性与稳定性,规避用户在使用过程中的潜在危险因素;实现假肢控制参数的自整定和灵活适配,在个性化与通用性上达到平衡;综合考虑人—机—环境因素,实现协调控制;坚持"以人为本",在技术方法和科学伦理两个方面开展医工结合的研究;突破关键技术限制,建立完善的社会医疗康复保障服务体系.     

基于CATIA的桥式起重机司机室人机工程设计

为改善桥式起重机司机室作业环境,提高作业舒适度,对桥式起重机司机室的布局及各尺寸结合人机工程学相关理论进行了分析,并给出了尺寸建议,最后以人机工程虚拟仿真软件CATIA进行验证,分析了司机的视野范围、操作姿势舒适度和手部可达区域。结果表明结合人机工程学相关理论所设计的司机室符合人体舒适度要求,设计中加入了视频监控装置,可降低职业病发生的可能性,司机室尺寸优化结果可为起重机司机室设计提供重要的数据参考。     

基于康复训练中力信号的人体参与度建模

设计一种基于人机接触力的人体主动参与程度评估模型,用于康复机器人应用中的主动康复训练。通过人体的肌电信号得到肌肉活跃度,确定肌电信号与人体参与度的关系。分析这一过程中人机接触力的变化,将腿部力信号平均值以及腰部力信号方差作为模型输入,对基于肌电信号的参与度模型进行拟合,得到基于力信号的参与度模型,使用肌电信号参与度模型对力信号参与度模型进行验证,证明了该模型的有效性。该方法避免了肌电信号采集时干扰较大且准备工作繁琐等缺点,具有良好的实用性。     

远程控制超声扫描的远端操纵系统

针对远程超声扫描,研制了一种远端操纵系统,并实现了超声探头的人机协作控制。探头控制中利用远端操纵系统网传信号实时复现远端操作员的扫描动作,并在此基础上利用阻抗控制方式自动控制探头对皮肤的压力。实验结果表明:近端超声探头的位置误差和姿态误差分别保持在±2.0 mm和±1.5°以内,能较好地复现操作员的扫描动作;探头压力跟踪误差稳定在±0.5 N的范围内,不但能将操作员的扫描手感真实地施加到皮肤上来提升其临场感,而且为进一步提高超声图像的质量,增强超声扫描的安全性提供了参考。     

"人机环管"在煤矿供电安全管理中的应用

制定供电过程中消除安全隐患的针对性措施,可以为矿井安全生产提供必要保障。为探究煤矿供电管理中安全隐患的具体分析方法,首先介绍“人机环管”管理体系的建立过程和核心内容,接着以“人机环管”的管理方法分析了供电管理中的普遍问题。在分析供电管理中的具体问题时,分别得出了“人”“机”“环”“管”4方面的具体措施。分析认为,“人机环管”方法可以有效查找出存在的安全隐患,进而保证煤矿供电系统的安全可靠。     

基于犹豫模糊集的机器自主及人机联合多属性决策方法

为了充分利用产品评价数据中的信息并结合专家经验选出客观合理的产品方案,将犹豫模糊集理论应用于工业产品评价数据处理,提出一种机器自主决策方法和两种人机联合决策方法。机器自主决策方法通过建立产品评价数据犹豫模糊决策矩阵,使用TOPSIS框架进行方案排序实现了无人参与的自动化决策;按照决策者是否参与隶属度打分,提出两种情况下的人机联合决策方法,构建了人机联合犹豫模糊决策矩阵,实现了人机协同决策。以宝信带钢产品的性能评估与选择为案例,验证了所提方法的实用性。     

智能应急救援装备研究现状与发展趋势

在地震、火灾等灾害现场,抢险救援任务的紧迫性突显了对智能化应急救援装备的迫切需求。智能应急救援装备的使用可极大地提高救援队伍的战斗力,快速、高效地处理各类灾害,特别是突如其来的严重灾难,大大减少救援人员的伤亡和国家的财产损失,具有重要的研究意义。按照工作环境和用途可将智能应急救援装备分为空中救援装备、陆地救援装备、水下救援装备以及通用救援装备等。在对智能应急救援装备及关键技术的研究现状进行概述的基础上,分析发现了当前研究还存在着缺乏高效的机构设计方法、装备可靠性不佳、智能化程度较低、通信技术成熟度不高以及人机友好性较差等问题,这都导致了智能应急救援装备在大型灾害现场应用程度不高。指出了智能应急救援装备将向着先进的结构设计、可靠的运动性能、高智能化、快速精准的通信及良好的人机交互的方向发展。