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微创手术机器人控制策略

天津大学学报 2011年第10期44卷 884-889页

作者：李建民王树新张建勋王春雷张林安天津大学机械工程学院天津300072 南开大学机器人与信息自动化研究所天津300074

在充分分析传统微创技术约束条件的基础上,对主从式微创手术机器人系统的控制策略进行了研究.结合微创手术机器人的运动特点及手术操作需求,建立了运动一致性控制、相对式运动控制及比例控制等控制策略,解决了手术过程中眼手运动不协调... 详细信息

在充分分析传统微创技术约束条件的基础上,对主从式微创手术机器人系统的控制策略进行了研究.结合微创手术机器人的运动特点及手术操作需求,建立了运动一致性控制、相对式运动控制及比例控制等控制策略,解决了手术过程中眼手运动不协调、运动比例变化及干涉等问题.基于"MicroHand A"系统,通过实验手段对所建立的控制策略进行了验证.结果表明,所建立的控制策略能够解决传统微创技术在操作上存在的问题,并可使复杂的手术操作变得简单,验证了所建立的控制策略的准确性和有效性.

关键词：微创手术控制策略 MicroHand A

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机器人控制系统数据采集和通讯方法的实现

自动化与仪表 2010年第10期25卷 5-7,19页

作者：刘冬汪彬张建勋南开大学信息技术与科学学院天津300071

微创手术机器人是医疗机器人的一个重要研究领域。文中提出一种利用工控机、多个可编程多轴控制器、数据采集卡构建的机器人上层控制系统,并对系统的软件实现方案做了详细的讨论。以此方案组成的上层系统实现了系统的稳定通讯和实时控制... 详细信息

微创手术机器人是医疗机器人的一个重要研究领域。文中提出一种利用工控机、多个可编程多轴控制器、数据采集卡构建的机器人上层控制系统,并对系统的软件实现方案做了详细的讨论。以此方案组成的上层系统实现了系统的稳定通讯和实时控制,提高了系统可靠性,缩短了开发周期,同时大大降低了成本。由此系统实现的控制方案在临床动物实验上获得了满意的效果,从而为微创手术机器人控制系统的开发提供了一种新思路。

关键词：多轴机器人可编程多轴控制器数据采集上位机控制系统

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辅助腹腔微创手术的新型机器人“妙手A”

机器人技术与应用 2011年第4期 17-21页

作者：王树新王晓菲张建勋姜雪明李建民天津大学机械工程学院南开大学机器人与信息自动化研究所天津医科大学总医院

本文以自主开发的面向腹腔微创手术的"MicroHand A"(妙手A)机器人系统为对象,研究包含主操作端和从操作端两大部分的主从式微创手术机器人各功能子系统的组成,并重点分析基于双路平面正交偏振影像分光法的立体视觉实现原理、实时主从运... 详细信息

本文以自主开发的面向腹腔微创手术的"MicroHand A"(妙手A)机器人系统为对象,研究包含主操作端和从操作端两大部分的主从式微创手术机器人各功能子系统的组成,并重点分析基于双路平面正交偏振影像分光法的立体视觉实现原理、实时主从运动控制的实现流程和手术仿真系统。多例大型动物实验的顺利完成验证了该系统的完整性及功能的有效性。

关键词：机器人微创手术妙手 MicroHand A

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深水多波束声纳的快速声线追踪方法

传感技术学报 2022年第11期35卷 1530-1537页

作者：汤巧英黄智才浙江同济科技职业学院经济与信息学院浙江杭州311231 浙江大学地球科学学院浙江杭州310027 地理与空间信息研究所浙江杭州310027

声纳利用声波进行水深探测时,需要通过声线追踪才能反演计算出准确的波束脚印位置。针对深水多波束声纳作业过程中对声线追踪计算兼顾效率与准确性的实际需求,提出了一种快速声线追踪方法。该方法主要利用海洋中声速在温度跃变层与深海... 详细信息

声纳利用声波进行水深探测时,需要通过声线追踪才能反演计算出准确的波束脚印位置。针对深水多波束声纳作业过程中对声线追踪计算兼顾效率与准确性的实际需求,提出了一种快速声线追踪方法。该方法主要利用海洋中声速在温度跃变层与深海等温层中存在的线性变化特征,通过道格拉斯-普克算法对声速剖面进行减缓,剔除掉对声线追踪结果影响较小的声速采样点,以提高声线追踪的计算效率。分析并证明了声速剖面简化对声纳边缘波束脚印反演精度影响最大的结论,以此设计并实现了一种基于“反馈”机制的误差控制方法,能够自适应对声速剖面进行最大程度简化,在保证声线追踪结果满足准确性需求的基础上,有效提高计算效率。实验结果表明所提方法能够在1‰的允许误差条件下,提高声线追踪计算效率10倍~100倍,有效兼顾了声线追踪的效率与准确性,满足多波束声纳作业现场分析与决策需求。

关键词：海洋多波束声纳声线追踪声速剖面误差控制

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高动态透明性主手的优化设计

天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2017年第2期50卷 159-166页

作者：赵臣维加许炜泽天津大学机械工程学院教育部机构理论与装备设计重点实验室天津300072

动态透明性是主手的核心性能之一,直接影响到主手的力感精度以及操作者的疲劳感.为了提高动态透明性,采用弱不平衡设计与结构拓扑优化,在减少惯性力的同时考虑了主手形变的影响.通过研究优化过程中表观质量的变化规律以及主手末端的变... 详细信息

动态透明性是主手的核心性能之一,直接影响到主手的力感精度以及操作者的疲劳感.为了提高动态透明性,采用弱不平衡设计与结构拓扑优化,在减少惯性力的同时考虑了主手形变的影响.通过研究优化过程中表观质量的变化规律以及主手末端的变形特点,提出了一种拓扑优化方案,使主手全局表观质量与标称位置处的表观质量明显减少.研究结果表明,主手全局表观质量与标称位置处表观质量分别减少了28.2%,和32.0%,,而100,g以内的表观质量所占面积比例增加了27.6%,,该方法可以使设计出的主手具有良好的动态性能.

关键词：主手动态透明性弱不平衡拓扑优化

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多点喷射空气酒精燃气发生器试验验证

国防科技大学学报 2023年第3期45卷 45-52页

作者：赵芳任泽斌王飞史煜李先锋罗智锋中国空气动力研究与发展中心设备设计与测试技术研究所四川绵阳621000 中国空气动力研究与发展中心空气动力学国家重点实验室四川绵阳621000 中国航发四川燃气涡轮研究院四川绵阳621300

为有效解决现有燃气引射气源存在的诸多缺点,适应一种引射系统大流量、小型化的需要,在综合分析各燃气引射气源方案的基础上,研制了一种以空气、酒精作为推进剂的多点喷射结构的燃气发生器,并开展了多种工况下的试验研究。结果表明:采... 详细信息

为有效解决现有燃气引射气源存在的诸多缺点,适应一种引射系统大流量、小型化的需要,在综合分析各燃气引射气源方案的基础上,研制了一种以空气、酒精作为推进剂的多点喷射结构的燃气发生器,并开展了多种工况下的试验研究。结果表明:采用的多点喷射方案大大提高了空间利用率,有效满足了引射系统小型化的要求;喷雾性能好,喷雾锥角及粒径优于设计指标要求;点火可靠性高,解决了领域内现有燃气发生器点火可靠性低的缺点;点火迅速,燃烧平稳,可实现较为均匀的出口温度场;燃气发生器工作范围较宽,能在余气系数2.52~4.34范围内稳定燃烧;高效的火焰筒内壁空气冷却方式有效保证了燃气发生器长时间工作运行。

关键词：燃气引射推进剂多点喷射燃气发生器余气系数

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采用故障树分析诊断系统故障的改进方法

哈尔滨工业大学学报 2010年第1期42卷 143-147页

作者：陶勇剑董德存任鹏同济大学交通运输工程学院上海201804

为了优化系统诊断过程,提出一种采用故障树分析诊断系统故障的改进方法.通过故障树分析,求出所有最小割集、最小割集发生概率、组成单元的诊断重要度.诊断重要度大的最小割集优先诊断,最小割集中诊断重要度大的组成单元优先诊断.当最小... 详细信息

为了优化系统诊断过程,提出一种采用故障树分析诊断系统故障的改进方法.通过故障树分析,求出所有最小割集、最小割集发生概率、组成单元的诊断重要度.诊断重要度大的最小割集优先诊断,最小割集中诊断重要度大的组成单元优先诊断.当最小割集中诊断重要度最大的组成单元故障时,包含该组成单元的最小割集应该优先诊断.根据组成单元的诊断顺序,生成系统的诊断决策树.这种方法弥补了仅以组成单元的诊断重要度确定最小割集诊断顺序的不足,使得发生概率大的最小割集可以优先诊断,优化了诊断过程.通过实例验证了该故障诊断方法的有效性.

关键词：故障树分析故障诊断最小割集诊断重要度诊断决策树

基于近场声全息声像图纹理特征的机械故障诊断方法

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振动工程学报 2013年第4期26卷 617-623页

作者：鲁文波蒋伟康潘思伟向上上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240

基于振动信号分析的机械故障诊断存在接触式测量与单通道信号分析等局限,而基于声像图特征分析的故障诊断方法能有效克服此类局限。提出了基于近场声全息声像图纹理特征的机械故障诊断方法,利用近场声全息技术得到机械设备在不同运行状... 详细信息

基于振动信号分析的机械故障诊断存在接触式测量与单通道信号分析等局限,而基于声像图特征分析的故障诊断方法能有效克服此类局限。提出了基于近场声全息声像图纹理特征的机械故障诊断方法,利用近场声全息技术得到机械设备在不同运行状态下辐射声场的声像图,考虑到不同状态下声场分布的细微变化反映在声像图丰富的纹理信息中,提取声像图中揭示机械运行状态的纹理特征,建立声像图与机器状态之间的内在联系,结合支持向量机模式分类实现机械故障诊断。齿轮箱故障诊断实验研究证实了方法的可行性与有效性,即使在较强干扰噪声影响下也获得了较好的诊断结果。

关键词：故障诊断齿轮箱近场声全息纹理特征支持向量机

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调节片熔模铸造过程的应力数值模拟

中国有色金属学报 2012年第7期22卷 1897-1903页

作者：洪耀武王铁军韩大平许庆彦柳百成清华大学机械工程系北京100084 清华大学先进成形制造教育部重点实验室北京100084 沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司沈阳110043

采用商用软件ProCAST对调节片熔模铸造过程的应力进行数值模拟,分析调节片凝固过程中的应力变化情况,结果表明:裂纹缺陷处应力较大,凝固较慢。针对调节片裂纹的成因,提出在裂纹处增加内浇道的改进工艺方案,并对其在改进工艺下的铸造应... 详细信息

采用商用软件ProCAST对调节片熔模铸造过程的应力进行数值模拟,分析调节片凝固过程中的应力变化情况,结果表明:裂纹缺陷处应力较大,凝固较慢。针对调节片裂纹的成因,提出在裂纹处增加内浇道的改进工艺方案,并对其在改进工艺下的铸造应力进行数值模拟。模拟结果表明:改进方案可明显减小原方案裂纹处的应力,消除该处裂纹缺陷,提高产品合格率。实际生产表明:改进方案明显消除了原方案的裂纹缺陷,合格率提高了30%。

关键词：铸造应力数值模拟调节片熔模铸造