THMR-I介入治疗机器人系统的研究及其临床应用

为实现完整的图像引导-机器人主动定位-辅助穿刺的机器人辅助介入治疗手术流程,针对超声引导腹腔介入治疗的特点设计了THMR-I介入治疗机器人系统,在设计上重点考虑了针对临床的可靠性和安全性.该机器人通过五自由度串联机构实现了大角度准确主动定位.根据临床工作环境的要求求解机器人运动学,分析了系统误差组成,并通过坐标系统标定建立了定位装置与机器人之间的映射关系,实现了机器人系统和图像导航系统的协调工作.精度实验证明,机器人子系统满足腹腔穿刺的精度要求并具有足够的裕量.THMR-I机器人在临床囊肿穿刺手术上的成功应用验证了超声引导机器人辅助介入治疗系统的可靠性和安全性、有效性及精度.     

光学定位机器人微创手术系统视觉伺服控制

为满足机器人辅助微创手术系统手术中轨迹跟踪和绝对定位的高精度要求,为其研制了一个基于光学定位的视觉伺服系统.该系统采用光学跟踪定位手段,实时测量机器人末端位姿并反馈,在光学测量空间实现全局闭环的位姿校正控制,使影响机器人轨迹跟踪和定位精度的主要误差因素得到有效校正,从而保证了机器人跟踪和定位的高精确度.分析了系统的组成和工作原理,提出一种笛卡儿空间位姿校正和关节空间速度控制综合的轨迹跟踪控制方法,仿真结果验证了该方法的有效性.     

基于ROS的冷链配送机器人设计

目的针对我国日益增长的冷链配送需求,解决短途冷链运输过程中"断链"的问题。方法设计一种采用拖车式结构的冷链配送机器人,同时基于ROS(Robot Operating System)设计了冷链配送机器人的控制系统。控制系统的下位机使用STM32控制器,实现机器人的运动控制,上位机使用MiniPC为核心,对算法中的回环检测方法进行改进。结果该机器人能够实现随时自动更换配送拖车及取物的功能,并实现了机器人的建图及导航功能。结论实验表明,该冷链配送机器人在长廊等相似特征值较多的环境中的导航避障较为及时准确,达到了实用要求,可实现短途冷链配送的需求。     

现代手术医疗机器人的结构分析与设计

随着科学技术水平的不断进步及发展，现代手术医疗机器人的作用越来越凸显，以其在手术过程中手术出血量少、失误率低、准确性高以及康复时间短等优点得到了广泛的使用。本文简述了现代手术医疗机器人的发展历程，较为系统的说明了其结构组成及特点，并以应用于微创外科手术中的机器人为例，对此类机器人的机械结构进行分析，提出并设计了一种能够实现9自由度的机械执行机构，为手术机械人的结构设计提供了一定的理论参考。     

一种具有力检测机制的新型血管介入手术机器人

为了在机器人辅助远程介入手术中实现向医生提供高精度的力反馈,设计了一种具有力检测机制的新型血管介入手术机器人,其是一个主从控制系统,包括一个操作方便的主端装置和一个递送导丝/导管的从端装置。首先,设计了血管介入手术机器人的力检测机制,以实现轴向近端力的精准测量和径向夹紧力的感知。然后,基于血管介入手术机器人的动力学分析,设计了具有在线整定参数功能的模糊PID (proportional integral derivative,比例积分微分)控制器,以提高从端装置的递送精度和抗干扰能力,同时选择阶跃信号对所设计的模糊PID控制器进行仿真验证。最后,搭建血管介入手术机器人物理样机,并开展主从运动跟踪实验和轴向近端力、径向夹紧力检测评估实验。实验结果表明,该血管介入手术机器人具有[-0.31, 0.25] mm的运动跟踪误差,可检测平均误差为0.12 N的轴向近端力以及可感知0.47～4 N的径向夹紧力。研究结果验证了所设计血管介入手术机器人的鲁棒性以及其力检测机制的可行性,可为同类产品的设计和改进提供参考依据。     

机器人辅助上肢抗阻运动控制与临床实验研究

针对机器人辅助患肢肌力增强渐进抗阻训练过程中阻力不能随患肢病情进行实时调整的问题,用一种新的模糊自适应阻抗力监督控制方法设计了一个机器人辅助上肢抗阻运动控制系统.该系统依据这种新的控制方法首先对患肢肌力恢复水平进行评估并据此设计机器人上层渐进抗阻基础阻力模糊规划器,得到每个训练周期的基础阻力,再通过设计的机器人下层模糊自适应阻抗力控制器,在基础阻力确定的基础上,根据患肢抗阻训练过程中肌力的变化对患肢与机器人末端之间的相互作用力做进一步的调整.运用Barrett公司4自由度机器人WAM Arm构建的临床康复实验系统平台,验证了该系统的算法的有效性.     

基于虚拟安全操作平面的机器人粒子植入规划方法与实验研究

采用机器人辅助医生完成粒子植入手术,其机器人末端定位精度、安全操作性能以及自动化程度,对临床应用有非常重要的意义。本文在搭建了粒子植入机器人实验系统的基础上,研究了机器人位置闭环控制算法,并提出了一种基于虚拟安全操作平面的粒子植入规划方法,该方法避免机器人操作事故和减小手术时间、能耗。结合虚拟安全操作平面策略、Hopfield神经网络最短路径搜索以及6步循环粒子植入运行程序这3个过程,设计了安全可靠、人机协助的智能化前列腺粒子植入机器人控制系统上位机控制软件。完成了粒子植入精度评估实验,粒子在x向放置精度相对较高,在y向和z向位置误差分别为0. 25mm和0. 34mm,粒子整体的放置精度误差为0. 84mm,粒子植入操作时间(和医生对比)减小了60%左右。     

基于模块化示教的精密码垛机器人控制系统

目的为了实现码垛机器人的实时快速控制,设计一种模块化示教的码垛机器人控制系统。方法以1802芯片为核心开发嵌入式模块示教系统,以QT为工具开发上位机模块示教系统,使用示教系统可以快速设定码垛机器人的路线和精度,通过wifi或串口模块把示教信号传输到码垛机器人控制系统中,控制系统利用高速脉冲驱动电路和闭环控制定位程序,使码垛机器人按照示教信息快速精准地搬运货物,点对点搬运实验表明,系统定位精度可以达到0.3 mm,旋转误差在0.1°内。结果机器人水平定位的最大相对误差为0.45%,旋转角度的最大误差为0.83%。结论实验证明,码垛机器人控制系统可以根据用户需求快速完成搬运。     

小型地面移动机器人运动学分析及控制研究

研制了一种带前摆臂结构的小型地面移动机器人,建立了该机器人的运动学模型,确定了该机器人驱动轮转角与机器人位姿间的关系,为小型地面移动机器人的控制系统的设计提供了理论依据.该机器人的控制系统采用上下位机控制方式实现了对机器人的遥控控制,即上位机为 PC 机,下位机采用单片机.采用流向控制标志位查询判断驱动信号的流向,使机器人移动载体、摆臂和摄像装置的驱动电机可以协调运动.对该机器人各机构的运动进行了仿真,并得到了机构匀速运动过程中的主驱动轴转角、摆臂转角及摄像头转角等 3 个主要机构的运动参数曲线,验证了机器人各机构的运动性能.     

脑外科机器人结构分析与参数优化设计

为实现脑外科机器人在脑外科手术中辅助医生进行精确导航定位,进行了机器人结构灵活性及手术空间要求的研究.首先,研制了一种五自由度脑外科机器人结构,利用D-H方法计算了机器人运动学的正反解方程.其次,运用MATLAB软件对机器人的工作空间、灵活性及手术空间进行了可视化仿真,仿真的结果表明该机器人结构可以用来辅助医生选择最佳手术路径,并以上述分析为依据提出了一种机器人结构参数优化设计的方法.最后通过手术模拟试验验证了所设计的机器人灵活性满足脑外科手术要求.     

Research on the influence of the fly ash on the concrete carbonation

The influence of fly ash on the fresh properties, mechanical properties and carbonation properties were studied in this paper. The performance of a kind of curing agent which was applied to the hardened concrete surface was evaluated. Incorporating large volume of fly ash will risk the concrete carbonation. And the curing agent could prevent the concrete carbonation. And the mechanism was explained.     

纸基全息印品图文质量的影响因素分析

介绍了纸基全息印品的生产工艺流程,分析了全息涂料的单体组成对涂膜性能的影响,讨论了激光全息图文质量的光学特性指标--衍射效率和信噪比,着重阐述了模压温度、纸张表面光泽度和背景颜色对衍射效率的影响.     

多媒体艺术在城市形象传播中的应用研究

分析了当今多媒体艺术的概念和特点,论述了多媒体艺术对传播城市形象的积极作用,进而分析了以互联网为标志的信息时代技术与艺术的结合对传播城市形象以及城市历史文化的优越性和必要性,提出了应将历史文化、多媒体技术以及视觉传达理论相结合,在实践道路上探索出一条表现城市形象的最佳形式,这必将对城市对外形象宣传起到重要的推动作用。     

基于用户界面中向导的设计原则研究

通过分析任务的基本信息,并结合用户的操作习惯,论述了向导的使用场景,进而通过任务分解、卡片分类归纳出任务的信息架构图,并以此指导后期向导的界面设计。提出了设计卓越向导的基本原则为任务场景、任务分析、界面设计;以及运用该原则的理论依据及现实意义。     

基于海南文化的旅游纪念品设计研究

通过对海南黎锦的分析,论述了其图案艺术和色彩文化,得出其具备鲜明独特的地域特征、文化内涵和审美情趣。在此基础上,阐述了海南旅游纪念品的现状,提出以黎锦为元素的海南旅游纪念品设计方法,为滞后的海南旅游纪念品市场注入新的活力,同时对黎锦的保护和传承具有积极的意义。     

Investigation on the Effect of Organic Anti-Foggants on the Developlnent Process

The effects of organic anti-foggants on the development process were investigated using silver halide sols. by measuring their rate of reduction by developers in [he presence of a ronge of concentrations of vorious anti-foggants. The anti-foggant activity was shown to be closely related to the free silver ion concentration near the crystal surface. and it is shown thot solution of the silver compound is a necessary stage in the development process for both fog and image development.     

铝合金微弧氧化工艺产业化研究

研究了影响铝合金微弧氧化产业化的各种因素,结果表明：硅酸钠有利于成膜,但含量不宜太高;添加剂A含量增加会减少膜厚,但可以使膜层表面孔径变细,光滑度增加,膜层耐磨性变好;高电流密度有利于膜的生成,但发热严重;防烧剂B能彻底解决了铝合金微弧氧化膜层在高温下的烧蚀问题;脉冲电流对防止膜层烧蚀有一定作用,但是会降低成膜速率。铝合金本身材质对成膜有较大影响,可溶性杂质含量偏高会推迟起弧时间,导致膜层舒松,耐磨性下降。优化后的工艺环保,能耗低,电解液使用寿命长,现已进行实际生产,得到的膜层耐磨性和耐蚀性均满足厂家要求。     

基于老年人特征的玩具设计研究

从老年人娱乐与健身的需求入手,分析了地域文化对老年人审美情趣及行为习惯的影响,结合老年人生理与心理特征因素,提出了老年健身益智玩具设计应体现地域文化内涵,同时符合易用性、趣味性、安全性的原则。在此基础上,从锻炼老年人身体的协调性及灵活性,提升大脑思维及反应能力的角度出发,给出一款老年玩具设计方案,以期为今后老年玩具的研究与开发提供一些启示。     

基于系统理念的铁路客车内装设计研究

分析了系统理念与铁路客车内装设计的关系,提出了铁路客车内装设计中的3 个主要系统特性,即整体性、有序性、动态性。并结合具体设计案例,说明了系统性在铁路客车内装设计中的具体体现,及3 个主要系统特性相互间的关系。进而分析了系统理念在铁路客车内装设计中的运用要点,试图为铁路客车内装设计构建更加清晰的系统观。