计算机辅助骨科手术机器人技术发展及应用综述

肌肉骨骼系统在人体运动中起着至关重要的作用,这个系统的疾病通常会导致严重的长期残疾,是影响人类健康和活动能力的关键因素。计算机辅助骨科手术机器人系统已成为临床骨科中最重要和最具挑战性的系统之一,因为它们能够使用现代临床导航系统和机器人系统精确治疗肌肉骨骼疾病,具有有效降低辐射、减少医生体力等优势,成为解决传统骨科疾病的最佳选择之一。通过对机器人在骨科手术中的应用分析,重点介绍了骨科机器人的机构设计、导航技术、机器人控制、交互技术以及骨-机器人连接技术。在导航技术中,利用CT扫描设备获取图像和光学跟踪装置进行导航已成为主流。在机器人控制和交互技术中,既有遥操作,也有自动控制。借助文献梳理,进一步讨论了目前计算机辅助骨科手术机器人系统存在的问题及其未来发展。     

机器人技术在中医正骨手术中的应用研究

本文介绍了一套自行开发的机器人辅助正骨医疗手术平台系统．系统由计算机辅助 手术规划软件和正骨机器人两大部分组成，其中计算机辅助手术规划软件可以采集患者骨折 处的X光图像，机器人则在医生的控制下完成拉伸牵引、旋转、模拟手法复位等动作，使患 者骨折处闭合复位．本系统能够代替医生在X光辐射环境下进行正骨手术，避免射线对医生 身体的损伤，同时提高了手术效率、手术精度和安全性．系统已成功地应用于临床．     

计算机绘图在机器人工作空间分析中的应用

本文基于圆弧投影法,提出了分析关节型一般结构机器人工作空间的数学模型。并在此基础上分析了机器人工作空间特性的一般规律,从而得出了工作空间特性与结构参数之间的内在联系。     

图像融合在手术导航中的应用研究

普通脑外导航手术中是利用脑结构像来进行引导的,切除肿瘤时有可能损伤脑中的听力、视力、运动、语言、思维、记忆等功能区,造成病人终身残疾,因为这些功能区在脑结构像中是不可见的。笔者将核磁共振功能像与结构像进行融合,在手术导航系统中,用含有功能像和结构像的融合图像进行引导,避开关键组织和功能区,从而使手术中的危险和手术后伤残率降至最低。主要内容如下:(1)运动功能区磁共振成像过程和图像获取;(2)图像标志点的自动识别;(3)功能像与结构像快速配准算法;(4)融合图像在导航手术中应用等。临床试用表明,基于论文提出的各种算法开发出的图像融合软件,速度快,可靠性强,融合可以在数秒钟内完成,精度达到1mm,完全适用于临床。     

超声波目标定位与跟踪系统在机器人中的应用

机器人目标定位是实现自主导航的关键问题之一。借助超声波测距原理,采用三边测量法,设计了一个超声波定位系统。该系统通过分析处理多个传感器的信息,得到目标物体的方位数据,并配合相应的控制系统和执行机构,实现机器人对单个目标物体的跟踪。同时为了修正声速,在系统中加入了温度补偿电路。     

磁传感系统在室外移动机器人导航中的研究

详细介绍了室外移动机器人磁导航系统中磁钉材料、形状及尺寸的选择原则．在分析各种磁传感器特性的基础上，选择HMC1022型磁阻传感器作为磁信号的检测元件．利用13个磁阻传感器，形成了用于检测磁钉磁场的磁尺．磁尺安装在车辆前保险杠上相对地面比较高的位置，解决了应用霍尔传感器等进行磁导航时安装高度比较低的问题．提出了一种改进的序列算法，根据相邻传感器的比值，通过设定阈值来细分区间，从而获得了更精确的磁定位结果．实验结果验证了改进序列算法的精确测量特性．     

贝加莱ACOPOSmulti在奇瑞6关节机器人控制系统中的应用

本文关于贝加莱ACOPOSmulti伺服系统和机器人软件库在奇瑞6关节机器人研发中的应用。介绍了机器人机械系统的组成和性能参数,重点描述了以APC820工控机和ACOPOSmuhi伺服驱动器为核心。基于EthernetPOWERLINK工业实时以太网和AutomationStudio集成软件开发平台的机器人控制系统,并讨论了通过MATLAB／Simulink的代码自动生成技术、ACOPOSmuhi驱动系统的负载惯量前馈技术等关键技术环节。     

传感器在多关节机器人系统实时避障中的应用

评述近几年来在多关节机器人系统实时避障中传感器技术的应用，详细介绍了传 感器的选择及多传感器信息融合技术，并指出这一领域中值得进一步研究的一些问题和可能 的发展方向．     

达芬奇手术机器人系统在医疗中的应用

外科手术机器人不是真正意义上的自动化机器人,它们不能主动完成外科手术,但能在医生的操控下,完成复杂的外科手术,在世界各地的许多手术室中得到广泛应用。目前全球共有三种品牌的手术机器人,分别是美国Intuitive Surgical公司开发的达芬奇(da Vinci)手术机器人、美国Computer     

神经网络在机器人路径规划中的应用研究

机器人路径规划是人工神经网络应用于机器人控制的重要内容 .本文提出采用碰撞罚函数进行无碰撞轨迹规划 ,给出了无碰撞轨迹规划的人工神经网络算法 ,并进行了计算机仿真     

基于UMAC的六足机器人控制系统设计

六足机器人随着任务的复杂程度不断提高,自由度也不断增多,使其控制结构也越来越复杂,给工程实现带来很大的困难.本文以中枢模式发生器(CPG)原理为基础,IPC+UMAC多轴运动控制器为核心,采用分级分布式控制结构设计六足机器人控制系统.控制系统包括6个CPG单元,每个CPG单元的输出信号控制机器人单腿的三个关节.通过CP...     

HMR3000在机器人姿态自控系统上的应用

数字罗盘HMR3000体积小、质量轻,可输出三个方向上的姿态数据,能满足小型机器人姿态控制系统设计的要求。现给出HMR3000的输出数据系统的软/硬件设计及调试方案。系统可自动消除自差,减少机器人行走中繁琐的自差修正,大大增强了机器人的平稳度及航向准确性。     

机器人辅助系统在电信营业系统中的实现与应用

对电信业务受理问题及软件辅助技术进行深入探讨,通过应用一种形态学文字分割算法及消息队列机制实现了对电信营业系统（CRM系统）手工业务受理操作的模拟,并通过脚本技术开发出一个营业受理智能机器人软件系统。该系统通过参数自动携带技术及容错技术较好地实现了电信主流套餐的实时辅助受理,具有界面识别率高、控制方便等特点,在广东电信部分分公司得到了较好的应用。     

可变形灾难救援机器人控制站系统的设计与实现

针对灾难救援应用领域具体需求,提出了控制站系统的设计原则.基于人机交互技术,设计了可变形灾难救援机器人控制站系统,该系统具有感知信息完整、操控灵活、界面友好、交互性强等特点.通过灾难救援模拟环境进行实验,验证丁该控制站系统可以实现机器人在复杂环境中的运动控制、多通道信息交互等功能,在灾难救援等领域具有可行性及有效性.     

计算机系统集成项目的管理及应用

本文就以一个项目为例,讨论了一个项目经理在IT项目管理中的工作,主要分析了项目管理中项目经理的选择及要求、工作流程、工作内容等问题,希望通过本文,让我们能从整体上对项目管理中项目经理的含义进行认识,使新的项目经理能尽早入门,同时也希望各位前辈能够提出宝贵意见,让我们共同学习,共同为系统集成工程项目管理规范化和成熟化奉献力量。     

OPC技术在机场灯光监控系统中的应用

分析了机场灯光监控系统设备、通信协议的多样性,说明了OPC的技术特点,给出了OPC服务器、客户端在机场灯光监控系统中的实现过程及效果,从而解决了机场灯光设备的多样性问题。     

多代理系统的通信技术及其应用

代理通信是多代理系统能否正确高效运行的关键技术之一。简单介绍了多代理系统的结构与通信方式，并将笔者开发的一个基于多代理技术的CAPP系统作为实例，对系统结构、代理间通信技术的具体实现、关键技术的解决和实际应用给予详细描述。     

WDM驱动程序在HIRFL-CSR电源控制系统中的应用

为解决基于Web多层架构的HIREL-CSR电源控制系统的可靠性和实时性差的问题,利用直接在WDM驱动程序中处理被控设备异常的方法来提高控制系统的可靠性和实时性,WDM驱动程序利用WMI主动向应用程序报告被控设备的异常,简化了控制系统的软件结构,从而进一步提高控制系统的实时性和控制效率。     

DCS系统I/A70在烟酰胺生产中的应用

介绍了FOXBORO的I/A70 DCS系统实际应用和故障处理，提出了一些建议，并介绍了该系统的设计思路和实现方法。     

可编程控制器在造纸厂原料供应系统中的应用

介绍了造纸厂原料供应系统改扩建工程中,可编程控制系统的组成、特点、控制方式及系统软件设计,采用此控制系统后,解决了生产系统中的瓶颈问题,获得了良好的社会经济效益。