机器人在全膝置换手术中的应用

将机器人引入传统的全膝置换手术中，介绍了机器人辅助全膝置换手术系统硬、软件的基本结构．从术前模型的建立，术中数据的提取，完成术前和术中图像的配准，最后输出为机器人轨迹规划和控制这一过程的技术细节，对该系统进行讨论，并通过应用ICP(Iterative Closest Point)算法的反复迭代特性，使系统的实际响应与预期响应逼近．试验证明该系统是可行的．     

计算机辅助全膝置换手术中股骨头中心的定位方法

提出了一种确定股骨头中心的方法.该方法的核心是将若干三维数据点拟合成空间球面模型,通过非侵入式测量,无需髓腔内定位,避免了安装髓内杆繁琐的操作过程,同时减少对患者的伤害.实验验证结果表明,所提出的方法正确可行,其精度满足计算机辅助手术的要求.     

全膝置换围手术期失血量因素分析

目的探讨使用止血带不同方法对全膝关节围手术期出血量的影响.方法将59例接受单侧全膝关节置换的患者随机分为两组,一组在行TKA手术全程中使用止血带,另一组在完成截骨后使用止血带、在骨水泥固化后松开止血带,以手术时间、围手术期失血量作为评价指标,对两组进行比较.使用Gross及Nadler公式计算围手术期总出血量.结果非全程止血带组术后首日总出血量明显多于全程止血带组,差异具有统计学意义(P0.05);术后第3天,比较两组总出血量差异无统计学意义(P0.05).纳入研究的患者术后均无关节血肿、深静脉血栓等并发症发生.结论全程使用止血带并不能减少TKA围手术期总出血量.     

微小型救援机器人机械手设计

根据复杂工作环境下微小型救援机器人的工作特点,设计了一种机器人机械手。依据机械手的关节空间和工作范围设计了机械手的结构,分析了机械手的受力情况,通过简化模型计算驱动力,选择合适的传动方式和壳体及齿轮材料,进行了三维实体建模,为机械手的仿真分析提供了必要的样机模型。实际应用证明,设计的机械手满足设计要求,能够实现预期目标。     

手术辅助机器人的运动控制器设计

指在为颅颌面外科手术辅助机器人设计一个实时性好、可靠性高的运动控制器。该控制器以YASKAWA公司提供的MP2100运动控制卡、∑-V伺服驱动器和伺服电机为硬件核心,软件以Visual Studio为开发工具,在Windows平台上实现界面友好、使用简单的系统软件。设计中引入强实时扩展软件RTX,提高了Windows系统的实时性和可靠性。同时在实时子系统（RTSS,real-time subsystem）下实现对机器人的多线程多任务操作,控制系统的非实时部分和实时部分通过共享内存来通信。通过伺服轴的手动控制以及自动直线插补、圆弧插补等实验,验证了系统功能。     

机器人机械手的鲁棒性稳定跟踪控制

为工业机器人机械手提出了一种稳定跟踪控制法．这种控制方法由前馈控制器、反馈控制器组成．前馈控制根据期望轨线用计算力矩法得到；反馈控制由线性ＰＩＤ控制项和非线性ＰＤ控制项组成，这种控制方法能使跟踪误差逐渐趋近于零．最后，给出了ＰＵＭＡ５６０机器人的计算机仿真实验验证此控制方法的有效性     

手术辅助机器人的运动控制器设计

系统硬件采用YASKAWA公司提供的MP2100运动控制卡、∑-V伺服驱动器和伺服电机,该控制卡通过PCI接口与工控机连接,控制卡与驱动器采用具有总线结构的MECHATROILINK-II连接。基于上述软、硬件基础,本文对该运动控制器的原型系统进行了研究,实现了运动控制的基本操作,如伺服轴的手动控制以及自动直线插补、圆弧插补等。最后对该原型系统进行了测试,并分析了存在的问题。     

一种新型高速码垛机械手的设计与实现

针对包装袋规格和码垛技术要求,提出一种新型的高速码垛机械手的设计方案.该方案采用气压驱动,并通过手指开合机构、侧板夹紧机构和压袋机构,实现包装袋的可靠抓包、搬运和码放等动作.在此基础上,通过详细分析与计算,完成了该机械手的结构设计,并在Pro/E平台中建立了该机械手的三维CAD模型.对该机械手的动作规划、动力学计算以及气动系统等问题进行了分析与研究.仿真结果表明,该机械手能够在规定的时间内完成规定动作.     

全膝关节置换围手术期镇痛和早期康复方法研究

本文探讨全膝关节置换术(TKA)围手术期镇痛效果和早期康复方法,采用术前进行患者心理辅导和术前塞来昔布400mg分6次口服镇痛,术中彻底切除滑膜和脂肪垫组织,术后多模式镇痛,系统的功能锻炼计划等进行综合分析研究。结果表明本方案具有明显的镇痛效果,并且秩序渐进的康复计划取得了明显的效果,对于TKA围手术期的综合镇痛和早期康复具有重要意义。     

基于GIS的煤矿生产衔接制图设计与实现

随着信息化技术的快速发展,煤矿对数字化的需求也越来越高,作为生产中的衔接计划部分更是占据着重要的位置。本文基于GIS基本原理用面向对象的方法详细设计了煤矿生产中的衔接计划部分。并在RGIS平台上用VC 将其实现。     

新型三臂巡线机器人机构设计及运动分析

为了增强机器人的越障能力,简化机械结构,减小越障时的电机负荷,设计了一种新型结构的三臂巡线机器人.该机器人采用双平行四边形桁架构型实现三臂的位姿调整运动,机构重心可调以减小桁架控制电机的负荷,各臂末端设置夹线轮以增强机器人跨越引流线障碍的能力.巡线机器人调整形态越障时,因机构重心偏移会引起机器人整体绕线缆偏转,属于基座浮动式机器人.根据机器人重力平衡条件构造优化目标函数,以基座浮动角度作为搜索变量,将基座浮动式机器人的运动分析问题转化为一维优化问题进行求解,仿真实验验证了算法的有效性.原型样机在实验室环境下完成了线上行走和越障实验,验证了机构的可行性.     

机器海豚的机构设计与运动控制

研制了一种装配有机械鳍肢的新型仿生机器海豚系统。根据海豚典型的背腹式推进的特点,提出一种工程化的推进模型。机器海豚的运动被建模为三节的摆动运动：刚性头部、弹性软体和摆动的尾叶。用一个串联的、多关节的上下摆动机构来实现背腹式运动,用左右摆动的转弯机构和两自由度运动的鳍肢机构来实现机动运动。在此基础上,开发研制了机器海豚样机。实验结果验证了背腹式游动在推进和机动运动中的有效性。     

面向喉部微创手术的经口腔单孔柔性机器人设计

传统喉部微创手术主要是借助于支撑喉镜进行的.而这种方式建立的手术通道狭长,手术视野及手术操作空间受限,存在着视觉盲区及操作盲区.该文针对以上问题,设计了一种新型的经口腔单孔柔性机器人,该柔性机器人可通过弯曲运动改善视觉盲区与手术操作盲区.柔性臂外径为10 mm,最大弯曲角度可达225°,并且实现了双段弯曲.柔性臂内部集成了医用内窥镜,并预留了2个器械通道,可满足复杂手术需求.该研究还进行了喉部微创手术模型实验,验证了柔性机器人进行手术的可行性.     

一种3-RSR并联机构的分析与设计

介绍了一种3自由度的3-RSR并联机器人机构的结构特点,讨论了这种机构在特殊情况下的运动学位姿反解和正解,对此机构的可能应用及结构设计中的一些问题也作了分析。     

异构双腿行走机器人机构优化设计

为了给智能仿生腿的开发提供一个理想的研究平台,提出了异构双腿行走机器人(BRHL)这一全新的类人机器人模式.阐述了BRHL的概念及研究意义,介绍了BRHL双腿机构的仿生设计.由于双腿机械结构类似,以仿生腿为例推导了BRHL的运动学模型.论述了BRHL的优化原则、目标函数及约束条件.利用处理好的正常人体步态数据对BRHL进行了优化设计.优化结果表明,BRHL能够较好地实现拟人步态,是智能仿生腿的理想研究平台.     

氨甲环酸在全髋关节置换术中局部应用的安全性和有效性研究

目的探讨氨甲环酸在单侧全髋关节置换术中局部应用的安全性和有效性.方法 82例单侧股骨颈骨折需行全髋关节置换术的患者被随机分成2组.A组41例,准备缝合切口前予以1.0 g氨甲环酸10 m L溶液均匀注入关节腔内,术后2 h后开始开放引流管;B组41例,不使用氨甲环酸,仅予以10 m L盐水注射关节腔内.分别计算各组的总失血量、隐性失血量、术后血红蛋白、术后红细胞压积、输血量与输血患者下肢出现深静脉血栓临床症状的例数,术前及术后4 h检查血凝常规,并对上述数据进行相应分析.结果 A组与B组总失血量、隐性失血量、输血量、输血人数比较差异具有统计学意义(P0.05),A组均低于B组;血凝常规比较差异无统计学意义(P0.05),两组均未见深静脉血栓形成.结论氨甲环酸术区局部应用可明显减少行单侧全髋关节置换术的失血量,是一种安全和有效的方法.     

深井救援机械手的机构设计

救援设备的性能特点直接影响救援的效率和成功率,针对深井掉人事故的救援问题,提出了一种快速、高成功率的深井救援机械手代替消防人员实施井下营救．描述了机械手的总体设计方案,设计了机械手的定位、调位和夹持3个主要机构,阐述了井下人员在不同状态下机械手的工作过程,该机械手丰富了深井救援装备的研究成果．