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基于褥疮防治的多功能医疗病床的设计研究
针对缺乏运动能力的老年病人以及残障人±,设计了一款新型基于褥疮防治的多功能康复型病床,可以帮助病人实现有关自动抬背、曲腿等动作的下肢康复训练,加快其肢体机能的恢复.升降平台利用了双面螺纹的螺旋传动原理带动多级套筒的升降,进而来实现床体的升降.此设计能够控制病床在佳高度使用,大大方便了护理人员工作,解决了护理病人过程中的诸多不便.
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核生化环境下采样机械臂的设计与运动学建模分析
目的 核生化(NBC)威胁应对已成为国家安全面临的重大问题,为应对NBC环境中危险样本采集任务,减少人与危险物接触,保证操作人员人身安全,设计一种可搭载于小型无人采样平台上的采样机械臂.方法 基于典型六轴串联式结构,遵循模块化设计思想,进行采样机械臂的结构设计.采用D-H法推导正逆运动学方程,完成运动学建模.结果 设计了一款体积小、互换性强、操作灵活、稳定可靠的模块化采样机械臂,通过仿真实验验证了运动学模型的可靠性.结论 应用采样机械臂可增强无人平台的工作效能,替代操作人员进入NBC危险区域,保障人员安全,提升核生化事件应急反应能力.
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串联机器人运动学分析及轨迹规划
目的:针对串联机器人在危险生化品处理方面的应用,选取一种安全系数高、灵活轻量的机械臂并对其进行运动学建模和轨迹规划.方法:先对机械臂进行运动学建模,之后推导并验证正运动学和逆运动学公式,然后利用微分变换法求取机械臂的雅可比矩阵,后对机械臂在关节空间和直角坐标空间进行轨迹规划.结果:通过对串联机器人的轨迹规划,可使其形成光滑连续的理想运动曲线,使串联机器人在空间上的运动更加平稳高效.结论:该研究有助于使串联机器人更好地应用于危险生化品处理的场景,也可以为串联机器人的其他相关研究提供参考.
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核磁环境下的腹腔穿刺手术机械臂设计
目的:把传统的核磁成像技术和新兴的机器人技术进行融合,开创一种由机械臂代替人手、核磁共振仪代替人眼的全新手术模式.方法:利用蒙特卡罗法进行结构兼容性分析.依据磁场兼容性理论,将机械臂部件进行分类,分析机械臂的磁场兼容性问题,对机械臂的关键部件进行选材及选型;利用有限元分析法,对机械臂的大受力壳体进行受力分析以验证其可靠性.采用矩阵变换法和Robotics Toolbox工具箱构建出机械臂的正逆运动学模型.并利用五次多项式插值对机械臂的末端进行轨迹规划.结果:通过蒙特卡罗法求解出机械臂的工作空间,发现机械臂的工作空间完全包络核磁共振仪的内圈孔径,验证了机械臂的空间可达性.通过有限元分析可以得出机械臂的结构强度设计合理,且成功构建出了机械臂的运动学模型.通过轨迹规划发现各关节转速均匀,符合设计指标.结论:所设计机械臂构型合理,且满足核磁兼容性.
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小鼠脊髓损伤模型的行为学评估方法
目前已存在多种针对小鼠脊髓损伤( spinal cord injury,SCI)模型的行为学评分方法,常用的包括Basso Mouse Scale( BMS)法、单帧运动分析、爬梯实验和斜面实验等.其中,BMS和单帧运动分析属运动学分析,前者的评分与损伤程度有较高一致性,但是较为复杂,后者观察指标简单,但是只能做粗略的评估；爬梯实验和斜面实验是观察小鼠完成某一任务的能力而评分,指标客观,但前者应用前提是小鼠已恢复到可负重行走,并需要事先对小鼠进行训练,后者的敏感性可能有品系差异.
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乳腺穿刺活检手术机器人研究
目前乳腺癌活检和近距离治疗在癌症治疗领域是难以解决的问题.针对此问题设计了一种基于丝传动的核磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)引导的高精度乳腺穿刺机器人系统,并设计了一种新的丝传动绕丝方式,解决了丝传动运动过程中出现的脱丝及绕丝错乱等问题,利用D-H方法推导了机器人的运动学正解,并得到了其工作空间,结果满足设计要求.
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峨眉伤科踩跷法运动学参数分析
目的 对四川省非物质文化遗产峨眉伤科踩跷法技术动作进行运动学分析,为培养踩跷法传承人提供技术支持.方法 采用两台Basel高速摄像机拍摄非遗传承人罗才贵教授完整踩跷过程,美国Ariel三维运动分析系统进行运动学分析.结果 整个踩跷含有6个踩跷周期,每个踩跷周期含“两轻一重”3个踩跷过程(分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ),观察“三个点”将每个踩跷过程分为“三个期”.各关节角度在“两轻一重”中存在渐进趋势,第Ⅲ踩跷过程各关节屈伸幅度大.蓄力期各关节角度均减小;释放期髋、膝关节角度增大,踝关节角度减小;复位期各关节角度均增大.结论 踩跷法具有两轻一重规律性.踩跷“三个期”具有以下特点:蓄力期屈髋、屈膝、背伸踝关节蓄积力量;释放期伸髋、伸膝释放力量,背伸踝关节缓冲力量;复位期伸髋、伸膝、跖屈踝关节为蓄力期做准备.实验为规范化培养踩跷法技术传承人及推广应用提供数据支持.
