移植隧道对股骨力学性能的影响

该文应用Mimics 8.1软件由膝关节螺旋CT数据重构3D股骨模型。基于该模型依据单束、双束韧带重建手术的要求,建立了膝关节正常股骨、含单移植、双移植隧道股骨的三种近似三维有限元模型。根据股骨在关节屈伸中承受载荷的性质提取压缩、弯曲和扭转三种作用力,分别加载到上述三种有限元股骨模型上,进行有限元仿真。该文提出截面应力比较法,从股骨截面应力云图中提取最大有效应力值与最大第一主应力值为指标来评定隧道对股骨承载性能的影响,通过对比分析表明:无论采用前交叉韧带重建的哪种方法,在正常压缩、弯曲和扭转的三种负载下,隧道对ACL重建后的截面应力分布状态影响不明显,对股骨最大有效应力值的影响较弱(应力变化量≤5.06%),对股骨第一主应力值的影响也较小(变化量≤6.85%)。总之,ACL重建移植隧道对股骨承载应力的影响较小。在临床手术中医生对股骨隧道的视点只需放在起止点的准确选取上。该文提出的截面应力比较法丰富了ACL重建术后的股骨力学性能评定的技术与方法。     

柔性杆连接的仿壁虎机器人结构设计

设计并研制具有柔性元件的可采用人造壁虎脚掌吸附材料的足式仿壁虎机器人结构。针对采用人造壁虎脚掌吸附的足式爬壁机器人,仿照生物壁虎设计基于连杆的仿壁虎机器人结构,进行运动原理分析,对机构进行简化,以及自由度计算。设计相应的运动步态,选用对角线步态实现机器人的直线行走以及转弯动作。为简化机构并使运动柔顺,采用柔性杆作为仿壁虎机器人的身体连接件,通过对机构自由度的计算,分析机构的可行性,并结合静力学分析对柔性杆的选择进行讨论。在Adams软件环境下建立虚拟样机进行仿真和测量,对各关节的受力情况进行分析。通过实物样机爬行试验,验证了设计的有效性和可行性。     

水空两栖跨介质无人飞行器研究现状

通过充分的文献调研和总结,对现有水空两栖跨介质无人飞行器进行了比较全面系统的分析,从整个无人机领域的视角对该种无人飞行器进行了综述．将当前水空两栖跨介质无人飞行器分为水上无人机、潜射无人机和潜水无人机3大类,并综述了各类水空两栖跨介质无人飞行器的典型样机,讨论了各自的共性问题和运动介质的转换方式．     

基于自适应卡尔曼滤波的侧滑移动机器人运动模型估计

精确实时在线的运动模型对于侧滑移动机器人的运动控制和轨迹规划至关重要,相比于离线模型估计,该文在基于速度瞬心(ICRs)的侧滑移动机器人运动学模型基础上,采用扩展卡尔曼滤波(EKF),在同一特定地形下在线准确得到ICRs的参数值;并针对不同的地形情况,采用k-近邻法对地形进行分类,实时判别机器人当前运行的路面,采用自适应的卡尔曼滤波器(AKF)调整滤波器参数。仿真和实验对比表明,该方法在同一地形和变化地形下均能快速估计出侧滑移动机器人的运动学模型,收敛时间均为3 s以内,可以满足实际使用的需要。     

浅析水空跨介质航行器仿生设计研究中的CAD 技术应用

水空两栖跨介质无人航行器是近年来研究的热点,该航行器预期实现水 下潜伏,跨水空介质状态转换和空中飞行这3 种航行状态,存在着变密度、结构转换、动力 转换等技术问题亟待解决。自然界中存在着可以自由穿梭于水空环境中的生物,将具有这种 飞行本领的生物作为仿生对象,并进行系统研究,对突破跨介质无人航行器的关键技术研究 有着重大意义。在介绍“鲣鸟”水空两栖跨介质无人航行器这一产品在工业设计流程中的仿生 设计研究的基础上,对仿生设计的研究方法进行创新,阐述CAD 技术在仿生设计中的应用 方法及重要作用。     

机器蛇三维运动仿真的研究与实现

该文将机器蛇的蠕动、游动等运动方式简化为正弦曲线,采用单侧对分法的迭代方法,将关节的长度和正弦曲线的数据进行拟合,得到在不同时刻下每一关节在统一坐标系内的具体位置和方向参数.利用关节坐标架的方法,将坐标系附着在关节坐标点上,建立一系列具有可继承性的关节链结构,调节不同时间的曲线变换规律,实现机器蛇的运动姿态的调整,进而在屏幕上实现三维的可视运动.针对OpenGL系统的开发特点,对机器蛇建模过程中的注意问题、关节动画中的坐标架复合变换等关键问题,进行了具体的分析提出了有效的解决方案.     

危险作业机器人关键技术综述

随着社会的发展,人们越来越希望用机器人代替自己完成那些枯燥、繁重、危险的工作。机器人可以分为工业机器人和特种机器人,工业机器人是指面向工业领域的多关节机械手或多自由度机器人。特种机器人包括：服务机器人、教育机器人、娱乐机器人、军用机器人、农业机器人等。机器人不是简单代替人工作,而是去做一些完成不适合人直接干、干小了和干不好的一些工作。比如：机器人可以进入病人体内进行检查和治疗,