微创胆囊手术中胆囊管路松弛状态的仿真研究

为使利用虚拟现实技术进行的微创胆囊手术仿真更接近真实情况,给医生提供更好的沉浸感,建立了微创胆囊手术仿真所需的胆囊及其附属管路三维几何模型,并其赋予一定的力学性能.基于力平衡点合力为零的原理,提出一种求解力平衡的数值迭代算法.该算法使组成胆囊附属管路的球重心所受到的合力逐步趋近于零从而达到力平衡,并依据新的力平衡位置更新球间管的位姿产生图形反馈.实验证明,该算法可以根据精度需要求解出在力平衡时各个球重心的位置并进行相应的图形反馈,算法有效.     

对马沸炉控制系统的改造

针对原马沸炉因电路控制板损坏而不能对矿物进行高温加热问题.对其控制系统进行了改造.改造后的控制系统,采用西门子PLC为控制核心,以西门子文本屏为人机界面,以热电偶为传感元件,配合可控硅触发板进行移相触发,对两块单向可控硅进行控制,控制两块可控硅输出的电流,以可控硅输出电流驱动马沸炉中的加热电阻,对马沸炉中的矿物进行加热.实现了4点～8点控温功能,并设置了检查输入参数错误的报警,人机操作界面简单.实践运行表明,该系统运行可靠,各控制参数达到预期要求,对马沸炉控制系统的改造成功.     

胸腹腔外科手术机器人工作空间求取方法

探讨了作者设计的可用于微创胸腹腔外科手术的双臂机器人结构,分析了机器人双臂协同工作的原始工作空间。针对原始工作空间的位姿、形状、体积不易确定的缺点,提出了重新定义的旋转体形状的新工作空间和求取其位姿、形状、体积的方法,克服了原始工作空间不易确定而导致术前规划困难的缺点。计算实例表明该方法有效可行,应用该方法可在术前规划中快速定位实际手术区域,为应用该机器人进行微创胸腹腔手术仿真和实际手术奠定了基础。     

按压胆囊的微创手术操作仿真

针对使用机器人进行腹腔微创胆囊手术仿真时胆囊的变形问题,研究了按压胆囊时胆囊的变形过程.建立了胆囊及其附属管路的几何模型,针对该几何模型建立了基于弹簧-质点模型的力学模型.提出了使用手术器械按压胆囊时的手术仿真算法,对该仿真算法进行了验证.图形反馈表明该算法可以实现胆囊及其附属管路的按压操作仿真,其图形反馈较为真实,实时性也较好.仿真结果表明:该算法可用于医学仿真,可实际应用于胆囊及其附属管路的操作仿真.     

气浮净水自换气溶气法溶解度分析

对加压气浮净水系统中溶气水饱和溶解度进行了理论分析和量化，认为一般情况下溶气罐中混合气体的饱和溶解度比新鲜空气低10％左右。提出一种新的自换气式溶气方法，在不排出溶气罐中旧气体的情况下对其进行强化溶解，再泵入新鲜空气，可使溶气罐中混合气体的平均亨利常数提高，在相同条件下溶气水的饱和溶解度随之提高，相应的泵水量及系统能耗降低。