机器人磨削个性化人工髋关节柄的方法与实验

人体髋关节髓腔具有S型的形状,并且具有个性化特征.现有标准型的直柄人工髋关节与病人髓腔匹配时将形成三点接触,降低了人工髋关节与病人髓腔的贴合度.利用病人的CT数据重建髋关节髓腔的三维模型,将该三维模型作为人工髋关节关节柄的设计模型,并利用机器人磨削技术将该关节柄复制到铜棒上,通过检测加工后的关节柄与三维模型的尺寸误差,验证机器人磨削个性化人工髋关节的可行性.实验结果表明,关节柄磨削完成后,在其上取断面进行测量,其与髓腔三维模型的最大误差为0.624 8mm.     

视觉导引下的轴与轴孔被动装配研究

提出了一种在视觉导引下的被动装配方法，该方法首先使用视觉进行粗定位，然后使用装配平台的扫描运动完成最后的装配，该方法克服了视觉装配误差大和被动装配时间长的缺点，集中了视觉装配速度快和被动装配精度高的优点，使得精确装配能够迅速完成。文中不仅给出了装配系统的模型，而且给出了空间点的矩阵变换，通过摄像机的特殊配置，使得矩阵变换非常简单。同时，对摄像机的最大成像误差进行了估计，为后面的装配平台运动提供依据。最后，给出了装配过程的实验结果，从装配过程所化的时间来看，该系统是可行的。     

导线阵列产生的微电磁力操纵磁粒子

当磁粒子包裹相应的外层物质时,可以与细胞产生选择性黏附,该特性可用于细胞分离、分选、药物运输等。在硅片上制做导线阵列,通过对相应导线阵列的通断电控制,可以控制微磁粒子运动,也就控制了与其相联的细胞运动。细胞运动到指定位置,借助工具对细胞进行操作,研究细胞特性。讨论导线阵列的MEMS工艺,对通电导线产生的磁场、温度场进行了仿真,了解电磁力大小的影响因素。     

集成CAD模型的虚拟微装配系统伺服控制方法

虚拟技术可克服微装配中显微视觉系统小景深、小视场的问题，但构造虚拟场景时，数据量大、效率低。利用微器件设计时的CAD数据，可减小构造虚拟环境的数据量、提高效率，能够使构造出的场景更精确。利用显微镜聚焦——失焦理论并借助于器件CAD模型构造虚拟环境；将获得的深度信息集成在伺服控制方程中。通过这些方法，可进行复杂路径的规划，完成三维微装配任务，仿真和实验结果均表明上述方法是可行的．     

基于特定曲面的自由曲线构造及在刀具制造中的应用

为了在特定曲面上构造自由曲线．提出了一个嵌入式Hermit样条曲线方法，在要求的特定曲面上，由被构造曲线的端点条件，在曲面的两个参变量之间建立了一个Hermit样条函数，嵌入到构造曲线的单参数变量中，由此得到了在特定曲面上满足首尾端点条件的光滑曲线．引用以上原理，对数控加工中的错齿刀刃的成形进行了计算和仿真．解决了刀具制造中此类工程实际问题．推导过程简洁．计算方法可靠，此方法具有通用性．     

一种双目主动立体视觉系统的目标定位算法

首先引入主动视觉空间的概念，即用系统本身运动自由度来表达摄像焦点到空间点的视线，其次，推导了把任意摄像机图像点换到主动视觉空间的算法，最后，采用三角形测量原理对图像特征点进行匹配和定位，因为系统中的各个摄像机独立注视目标，摄像机可以采用较小的视野，这为提高定位精度提供了可能性，采用数值仿真手段对相关理论进行了验证。     

机器人相对雅可比矩阵解析求解方法研究

为了简化冗余度机器人雅可比矩阵的求解，本文给出了一种雅可比矩阵解析求解方法，该方法是将基坐标系建立在中间关节上，从而得到机器人的相对雅可比矩阵，使得雅可比矩阵表达简单，利用现有的公式对雅可比矩阵中的元素进行改写，将矢量叉乘变为矢量点乘，通过改写可以将雅可比矩阵中的元素计算用公式解析表达，使得计算过程简单，方便，与微分变换法和矢量叉乘法相比较，该方法概念清晰，计算规范，通过示例验证，该方法是正确的。     

基于分层神经网络带预测器的视觉跟踪

提出了一种新的视觉伺服控制方案，在该方案中利用视觉雅可比映射矩阵，求出了任务空间到视觉空间的视觉伺服控制方程，并利用这一方程建立了预测器，对物体图像的未来位置进行预测，这样就减小了图像处理的区域，提高了图像处理的速度，同时，利用分层神经网络代替视觉空间到任务空间的映射，避免了复杂的逆矩阵计算，仿真结果表明，这种方法的使用提高了图像处理的速度和跟踪精度。     

微型电磁驱动膜片泵理论分析与实验

研究一种新颖的电磁力驱动的膜片泵,它由驱动线圈、嵌有小永磁体的PDMS膜片及阀体构成,具有体积小,制作简单,控制精度高的特点.永磁体在通电线圈产生的磁场中受到电磁力作用,驱动膜片运动,使膜腔产生体积变化引起液体单向流动.重点分析了磁场大小、泵的电磁力大小及在该电磁力作用下膜片的变形量,通过Matlab仿真,分析了电流输入与膜片变形的关系.对电流大小与液体流量、脉冲频率与液体流速进行了实验测试.实验结果显示该泵可在2.5 Hz时实现最小泵送量为2.75 μL/min.