摘要：微创手术以体表小切口或人体腔道为入路,造成的组织创伤更小,代表着外科手术的最前沿。对于位置深远的病灶,需采用细长柔性器械来适应复杂的体腔环境。具有变刚度特性的手术器械臂,可实现柔性器械的刚柔并济,是保障术中人机交互安全、兼顾操作精度和力输出的关键。聚焦于微创手术器械臂领域,对变刚度机理进行综述,将其分类为:阻塞法、热响应材料法、形状锁合法、力对抗法、梁特征重构法以及混合法。根据对器械臂的性能要求,首先讨论、比较了各变刚度机理在刚化能力、响应时间、空间占用等方面上的性能。然后,综述了潜在的器械臂变刚度设计方法并分析其前景与挑战。最后,总结展望了该研究领域,指出发掘新型变刚度材料及基于仿生理念开展结构/功能一体化设计是本领域寻求突破的重点。

摘要：自然腔道手术(Natural orifice transluminal endoscopic surgery,NOTES)具有恢复快、创伤小、疼痛轻等优点,在临床应用潜力巨大。为适应人体复杂腔道环境,NOTES中常采用长器械臂为手术工具提供通路及支撑。现有的器械臂往往尺寸较大且刚度低,不能满足NOTES的要求。提出一种可折展、变刚度的器械臂,采用编织结构作为骨架实现径向折展,同时借助包覆在编织结构交叉点处的热熔胶实现刚度调节。建立了器械臂的数学模型,得到了柔态和刚态下的刚度解析表达式。试验结果表明,通过加热及冷却热熔胶,器械臂可以实现刚柔两态转化,其刚度比接近20,并且转换时间小于30 s,同时可以实现约2倍的径向展开比。

摘要：为研究悬臂式挡土墙在不同墙后填料下的应力以及位移情况,对某悬臂式挡土墙建立有限元模型进行分析,得到其在砂土和粘土两种墙后填土的工况下的应力位移云图,根据有限元分析结果可以得到墙后填料使用砂土效果要弱于粘土,越靠近挡土墙顶端两者应力位移值相差幅度越大的结论.所得到的结论可以为边坡支护工程的设计以及研究提供相关的依据.