医疗机器人技术发展综述

医疗机器人在过去几十年获得了飞速发展,根据医疗机器人的功能和用途将医疗机器人分为:神经外科机器人、骨科机器人、腹腔镜机器人、血管介入机器人、假肢外骨骼机器人、辅助康复机器人和胶囊机器人。分别对当前已经商用化的代表性的医疗机器人做了介绍,对其功能、主要技术指标、优缺点做出对比和描述。探讨医疗机器人当前主要的前沿研究问题,对医疗机器人关键技术和难点问题做出分析和讨论,对医疗机器人未来的发展方向和机遇做了展望。     

GPS一机多天线滑坡监测系统的建立和应用

为控制投入成本,实现滑坡等变形监测的全天候、自动化监测,对出现险情及时预警,探讨了采用GPS一机多天线的方法,整合硬件、软件系统,形成经济、实用、可靠、高精度、实时的滑坡自动化监测与预警系统,为滑坡的变形监测与预警提供一种新的解决方案。通过对实测观测数据的解算和对解算结果的比较分析,自动化监测的误差满足限值要求,为该系统的应用提供了可靠的依据。     

联合实验和仿真的机器人参数标定

针对医疗机器人调试过程中必须通过可靠的方法获得准确关节参数的问题,将联合实验和仿真的机器人参数标定这一技术应用到机器人的调试过程中.开展了对医疗机器人结构和运动学模型的分析,建立了运动学模型和关节参数之间的关系,提出了联合实验和仿真以得到准确关节参数的方法;分别控制机器人的单一关节运动,并同时记录针尖点的位置坐标,利用最小二乘法对数据进行处理,得到了关节轴线的表达式和连接点的坐标,通过仿真得到了与实际样机高度吻合的运动学模型,并通过空间计算得到了准确的关节参数;最后以定位精度为评估指标,多次使用该方法对医疗机器人进行了实验验证.实验结果表明,机器人的最终精度均能锁定在1 mm以内,该方法具有可靠性与工程实用性.     

深水立管悬挂法兰的结构设计及强度校核

本文结合实际工程技术要求,首先参照相关规范及相关生产经验资料设计出锚固法兰的结构尺寸,然后采用ABAQUS软件对其进行三维有限元分析,最后将有限元计算结果进行线性化并参照ASMEVIIIDiv2规范的要求进行强度校核。计算结果表明,本文所设计的是尺寸相对比较合理的的锚固法兰结构,可以达到工程要求。     

半浸没圆柱拖曳力系数水池试验

为了对海上黏接式输油管设计进行适用性研究,得到其在不同来流速度和浸水深度的拖曳力系数,在拖曳水池中对不同浸水深度的圆柱进行水动力特性试验。使用3种不同直径的圆柱刚性体模拟输油管,以5种不同的拖曳速度对圆柱进行拖曳,针对5种不同的浸水深度,测量圆柱所受到的水动力,雷诺数Re的变化范围为4.6×104~7.0×105。试验结果表明：不同浸水深度的拖曳力系数存在较大的差异,对于同一种圆柱,在Re一定的情况下,圆柱的拖曳力系数随着水深逐渐增加。此外试验中还观察到阻力危机现象,这与流场的Re有关,并针对该现象进行分析。试验中得出的拖曳力系数结果对实际工程具有一定的指导意义。     

基于自学习算法的BCG信号处理方法

针对心冲击描记(BCG)信号中心跳波形缺乏确定模型且受多种因素影响的特点,提出了基于自学习的心跳识别算法.使用聚类分析的方法,有效提取了BCG信号中具有高度相关性的一组曲线,并将其作为心跳模型.将心跳模型与BCG信号进行匹配,捕捉到心跳信号进而得到心跳周期.经实验验证:算法得出的心跳周期误差在±2%以内,并在Android平台上进一步验证了其准确性和实用性.     

海底管道侧向屈曲概率化分析方法

介绍海底管道侧向屈曲概率化分析的理论基础和方法,编制基于蒙特卡罗分析方法的侧向屈曲模式计算程序,并结合有限元分析,实现对可接受虚拟锚固间距的筛选,形成海底管道侧向屈曲控制的基础。给出基于概率化方法的侧向屈曲分析实例,该方法已在工程实际项目中成功应用,所得结论对深水高温高压海底管道设计与建设具有指导意义。     

基于LabVIEW的控制系统分析方法研究

阐述了在虚拟仪器软件LabVIEW环境下,用图形化的编程语言对控制系统进行分析与综合。将LabVIEW用于分析经典控制理论中控制系统的根轨迹,线性定常系统的频域响应以及现代控制系统中状态空间法对控制系统的分析和校正。实践表明,虚拟仪器环境下对自动控制控制系统进行分析与综合具有界面友好,实现方便等优点,同时体现了虚拟仪器软件强大的数据处理能力和便捷的图形化编程的方法,为后台信息处理乃至网络化仪器的实现提供便利和支持。     

水下软管系统运动响应试验

为了对海上粘接式输油软管设计进行适用性研究,从而掌握悬链锚腿式系泊（Catenary Anchor Leg Mooring,CALM）单点Lazy-wave（懒波型）和Steep-wave（陡波型）构型的水下软管系统适用的水深和环境条件,在海洋工程水池中分别对2种构型的软管进行运动响应试验。模拟静水与规则波环境条件,并对软管顶端进行强迫振荡,观察Lazy-wave和Steep-wave两种构型的水下软管系统的运动响应。试验结果表明：对于静水海况和规则波海况,2种构型的软管在顶端运动为周期运动时,各方向上的动态应变呈周期性变化且皆有高频成分;在规则波海况下二阶模态的振动幅值与静水相比均有所增加; Steep-wave构型比Lazy-wave构型更容易激发高阶模态。     

使用织轴上浆的轴座

色织厂在浆纱机上进行织轴上浆,是适应色织行业小批量、多品种生产的较好方法。用织轴上浆不仅解决了花色品种迅速翻改的要求,而且对质量较差的疵轴也可进行上浆,提高了产品质量,减少了损失。我们自行研制的织轴轴座,适应性强,装拆方便,织轴退绕过程中运转平稳,片纱张力和伸长