摘要：介绍机器人构型组合概念,提出轮腿式月球车的构型组合设计方法。将轮腿式月球车移动机构抽象为轮腿、悬架和车体3类子构型,建立了月球车同构和异构组合设计可选构型方案的计算模型。以基于二级半转机构原理的轮腿式月球车为研究对象,对其移动机构进行了子构型分析,提出了4种轮腿子构型、4种悬架子构型和5种车体子构型。以四轮腿和六轮腿月球车为例,采用同构组合和异构组合设计方法,共得到206种轮腿式月球车移动机构设计方案。

摘要：根据半转机构原理,设计了一种新型的轮腿式月球探测车,其移动机构由车体支架、4个结构相同的轮腿及转向支架3部分构成。轮腿采用二级半转机构,由电机独立驱动和转向,通过2个串联的行星轮系来传递驱动力矩。并从路面适应性、转向灵活性、车身起伏度、地面几何通过性、抗侧倾能力和垂直越障能力等方面分析了该月球探测车的移动性能。分析表明,该探测车适合在高低起伏的月球表面环境行走。

摘要：针对特定工作条件下机器人位姿测量问题,研究和设计了一种简易的基于单目视觉的位姿测量系统,提出了一种精确的靶标检测算法与单目视觉测量方法相结合的方案,可实现机器人位姿的测量。首先,通过图像预处理和靶标检测算法提取靶标在图像中的坐标,其中图像预处理包括中值滤波、边缘检测和图像形态学膨胀等过程。然后进行测量模型的标定,用最小二乘法求解模型参数,利用建立的测量模型进行坐标系的转换,将所得靶标图像二维像素坐标转换成三维世界坐标,从而得到靶标在世界坐标系中的位姿。实验证明了该方法的准确性和有效性,满足测量要求。

摘要：[目的]探讨术前计划在脊柱微创手术机器人椎弓根螺钉钻孔中的应用价值,总结应用经验,优化系统的结构设计。[方法]实验牛脊骨标本16具,随机分为两组。术前对实验组牛脊骨标本(8具)拟进钉平面进行横断面CT扫描,测量左右椎弓根螺钉术前计划进钉角度、进钉点与棘突的间距,术中应用C型臂标定牛脊柱标本各个椎体与机械臂钻头的相对位置,应用脊柱微创手术机械人系统按照术前计划进行椎弓根螺钉置入前的钻孔操作。对照组牛脊骨标本(8具)术中直接在C型臂X线透视下应用脊柱微创手术机器人进行椎弓根螺钉的钻孔操作。记录系统连接平均建立时间,每个钻孔平均操作时间,透视次数及累计透视时间。术后行CT扫描,评估两组克氏针的位置情况。[结果]系统连接建立时间平均为(351.7±24.9)s。实验组与对照组每个钻孔操作平均时间为(89.5±6.1)s与(447.5±90.7)s,术中X线平均透视时间为(2.9±0.8)s和(11.5±3.8)s,平均透视累计时间为(2.9±1.0)s和(11.1±3.2)s。各指标差异均存在明显统计学意义(P=0.000,t=-11.143;P=0.000,t=-6.243;P=0.000,t=-7.002)。术后CT评估,实验组克氏针完全位于椎弓根内68枚,手术操作成功率达到85.0%。对照组克氏针完全位于椎弓根内63枚,手术操作成功率达到78.8%。两组准确率差异无明显统计学意义(x2=1.053,P=0.412)。[结论]通过术前计划,应用脊柱微创手术机器人系统进行椎弓根螺钉钻孔操作,手术时间、X线累计透视时间都明显缩短,术前计划在脊柱微创手术机器人椎弓根螺钉钻孔操作中具有重要的临床应用价值。目前脊柱微创手术机器人的研制仍然处于初级阶段,值得进行更加深入的研究完善。

摘要：目的利用逆向工程（RE）原理、快速成型（RP）和3D打印技术设计颈椎、胸椎椎弓根定位方法,将其应用于颈胸段椎管内肿瘤的治疗中,探讨可行性及有效性。方法男,70岁。以颈胸段（颈7~胸2）椎管内肿瘤收入院。取患者CT连续扫描数据集,应用三维重建软件建立颈椎、胸椎三维模型,利用RE原理寻找椎弓根的最佳进钉钉道。手术时利用建立的定位模板与椎体的后部结构相吻合,通过导航孔进行颈胸椎椎弓根的定位,置入椎弓根螺钉。螺钉置入后行椎管内肿瘤切除术。术后根据X线片和CT扫描结果评价椎弓根螺钉位置,并随访观察患者肌力恢复情况。结果导航模板准确性佳,适用于颈胸腰椎椎弓根螺钉的导航定位,手术时间明显缩短。术后1周行X线检查示：螺钉位置满意;右上肢麻木、疼痛明显缓解。术后3个月相关肌群肌力显著提高。结论颈胸段椎管内肿瘤治疗中利用RE原理、RP和3D打印技术设计颈椎、胸椎椎弓根定位方法,可大大缩短手术时间,提高手术安全性。

摘要：基于对农业大棚环境特点的分析,研究农业大棚控制系统的总体设计方案。为了减少环境的耦合、强时滞、非线性和不确定等因素的影响,运用模糊控制算法列出输出设备的控制规则,并设计出基于嵌入式系统的监测软件,从而达到调节温室环境的温湿度、二氧化碳浓度、光照强度等因子的目的,使农作物处于最佳或相对最佳的生长环境条件中。实验结果证明了整个方案的可行性和相关算法的有效性。