摘要：柔顺控制是共融机器人研究的重点。针对级联式气动肌肉肘关节动力学模型,建立了以滑模位置控制为内环、触力导纳控制为外环的控制结构;设计了带干扰观测器的滑模控制器(SMCDO),证明SMCDO算法的收敛性;将环境等效为弹簧模型,设计了外环导纳控制器,并给出控制律。搭建实物测试平台,分别开展阈值力、力安全阈值测试以及碰撞测试,并分析了刚度系数对修正轨迹和接触力的影响。实验结果表明:关节柔顺性与刚度系数相关;SMCDO内环导纳控制精度优于无干扰观测器的滑模控制器内环导纳控制;所设计的控制算法稳定且有效。

摘要：肘关节的设计和控制是仿人手臂的研究重点。为了得到肘关节的模型,首先搭建测试平台对单根气动肌肉进行静态建模,再建立级联式肘关节的名义模型,采用最小二乘参数辨识得到模型的参数。基于Luenberger干扰观测器设计了滑模控制律。分别采用PID控制、滑模控制和基于干扰观测器的滑模控制对肘关节位置跟踪进行仿真和实验,在仿人手臂末端夹持半瓶矿泉水作为负载和外界不确定性干扰,测试3种控制算法的性能。仿真和实验结果表明,基于干扰观测器的滑模控制位置跟踪精度和鲁棒性均优于滑模控制和PID控制。

摘要：本文对５只猕猴膝和肘关节进行了生物力学特性实验，得出了猕猴整体膝关节和肘关节的载荷－变形关系曲线、极限载荷、刚度和破坏时吸收的能量等数据。这些结果为飞行员应急弹射高速气流吹袭下四肢防护系统的设计提供了科学依据。

摘要：目的评估关节后囊损伤愈合过程中不同阶段,肘关节内部软组织的力学行为。方法建立考虑肌肉主动行为的肘关节有限元模型,模拟肘关节在无损伤和关节后囊损伤后2、4、6、8周时屈曲运动,分析关节囊、尺骨软骨和韧带von Mises等效应力变化。结果无损伤以及损伤后2、4、6、8周时,关节囊在肘关节屈曲60°时应力分别为8.23、7.87、8.27、8.99、10.5 MPa。在肘关节屈曲30°时,与无损伤相比,损伤后2、4、6、8周时尺骨软骨应力分别为增加13.0%、28.3%、41.3%和45.7%。与损伤后2周相比,损伤后4周时桡侧副韧带在屈曲15°、30°、45°、60°、75°时应力分别减少12.5%、22.2%、13.6%、3.2%和10.6%。结论肘关节后囊损伤愈合过程中,骨与软组织生物力学特征变化显著。研究结果可为关节囊挛缩的预防和治疗以及康复辅具的开发提供理论依据。

摘要：为了提高农业自动化程度,改善农业机器人的通用性与适应性,提高农业机器人工作时的承载能力和利用率,该文提出一种基于二自由度正交球面并联机构的农业机器人新型肘关节。新型肘关节由2条支链组成,其动平台相对于机架具有2个转动自由度。新型肘关节与其它机器人的肘关节相比,具有良好的运动性能和较大的工作空间。对新型肘关节进行静力学性能分析,首先采用虚功原理的方法建立新型肘关节的静力学传递方程,该方法简化了肘关节的静力学计算过程;其次,利用矩阵理论中的范数知识,将力雅克比矩阵引入到静力学性能评价指标中,定义了肘关节的静力学力矩传递性能评价指标和力矩输入均衡性评价指标,分析了肘关节的静力学特性,并绘制了肘关节的静力学性能评价指标在工作空间内的性能图谱。分析结果表明,农业机器人新型肘关节的力矩传递性能指标和力矩输入均衡性能指标都呈对称分布,静力学力矩传递性能随着转角的增大而降低,在初始位置附近约50%的工作空间内具有良好的静力学特性和运动稳定性。该研究为农业机器人新型肘关节的优化设计提供参考。

摘要：针对当前肘关节控制肌群运动信息采集不足的问题,该文提出了一种基于聚偏氟乙烯(PVDF)传感器的肘关节控制肌群运动信息采集方法。论文阐述了PVDF的传感原理,设计并测试得到了传感器悬臂梁的最优结构,进行了传感器阵列及信号调理电路的设计。以徒手及负重10kg哑铃臂屈伸为实际测试内容,结果表明,该方法经济、可靠、实用,能够有效采集和监测运动时肘关节控制肌群的运动信息。

摘要：背景:制约桡骨近端骨折治疗及内固定物、假体设计和改进的一个重要因素是该部位的解剖学形态。目的:测量桡骨近端19项解剖学指标,为桡骨近端骨折内固定物的合理放置及桡骨头正确切除、假体的设计和改进提供参考依据。设计、时间及地点:重复测量,对比观察实验,于2007-12/2008-04在江苏省南通大学附属医院创伤研究室完成。材料:成人30对防腐尸体上肢标本,男、女各15对。方法:对上述标本解剖并取出尺桡骨,利用精度0.01mm的游标卡尺、分规、量角器对桡骨近端数项解剖学指标进行测量。主要观察指标:①桡骨近端相关角度:桡骨颈干角、桡骨头环状关节面和尺骨桡骨切迹在前臂中立位时接触弧、前臂最大旋前位时接触弧度、前臂最大旋后位时接触弧度、非接触弧度;②桡骨近端相关高度、长度、横径、矢状径等:桡骨近端长度、环状关节面内侧、外侧、前侧及后侧高度、桡骨头凹最大深度、桡骨近端外侧弧长度、外侧弧的最大垂直高度、桡骨转子上缘桡骨颈横径、桡骨转子上缘-桡骨头近端距离、桡骨转子中部-桡骨头近端距离、桡骨头横径、桡骨头矢状径、桡骨头凹直径。结果:男、女在桡骨近端相关角度方面测量值的差异无统计学意义(P>0.05);而在桡骨近端相关高度、长度、横径、矢状径等方面男性测量值大于女性(P<0.05)。结论:桡骨近端骨折在行内固定或桡骨头切除、假体置换时,需遵循桡骨近端各项解剖参数;因男性桡骨近端的解剖参数略大于女性,设计时应根据不同性别做成各种型号的假体。

摘要：通过建立肘关节三维有限元模型,研究内侧副韧带维持肘关节稳定性的作用。本文基于正常人体肘关节计算机断层扫描(CT)图像数据,运用逆向工程方法建立肘关节三维几何模型。在有限元前处理软件中根据解剖学结构直接构建韧带和关节面软骨,并为模型赋予材料及接触。通过将处于中立0°位的肘关节仿真与试验数据对比,验证了模型的有效性。继而计算肘关节中立位分别屈曲15、30、45、60、75、90、105、120、135°时内侧副韧带的应力大小及分布。结果表明肘关节在不同屈曲角度受力时,内侧副韧带前束承受的应力最大,后束次之,斜束承受的应力最小,数值趋于0。由此可以推断,肘关节内侧副韧带在维持肘关节稳定方面,前束起主导作用,后束起辅助作用,斜束起的作用最小。本研究可为由内侧副韧带损伤所引起的肘关节不稳定的临床治疗提供理论依据。

摘要：目的完成一种定位肘关节旋转中心的导向器的理论设计及实物工具制作。方法通过检索2004年1月至2014年12月期间中国知网收录的3篇有关肱骨远端解剖测量的中文文献获得肘关节肱骨远端解剖学测量数据，结合相关参考文献进行理论研究，使用UCNX8．0软件进行导向器结构的理论设计，然后通过3D打印技术采用玻璃纤维材料制作肘关节导向器的实物工具；对于实物工具进行质量控制；招募5名健康青年志愿者通过模拟术中定位进行导向器定位精度研究。结果实物工具消毒前、后长、宽、高均为129、116、215mm，无改变，且无肉眼可见形变；5名健康志愿者均获得满意透视图像，所需要的透视次数6～11次，平均8．2次；完成定位所需要总时间为442～554s，平均489．2s。结论新型肘关节旋转中心导向器设计合理、肘关节旋转中心定位精度高，玻璃纤维材料可以用于新型肘关节旋转中心导向实物工具制作。

摘要：目的·评价定制型限制性全肘关节假体治疗肘关节难治性破坏性病变的术后早期临床疗效，分析手术技术要点。方法·2009年12月—2015年6月，利用定制型限制性肘关节假体行全肘关节置换术治疗难治性肘关节破坏性病变8例（组织细胞肉瘤伴病理性骨折、恶性周围神经鞘瘤、骨巨细胞瘤、纤维结构不良、纤维结构不良继发动脉瘤样骨囊肿、绒毛结节性滑膜炎、慢性滑膜炎、血友病性关节病伴病理性骨折各1例）。术前Mayo肘关节功能评分：〈60分6例，60～74分1例，75～89分1例。手术采取肘关节后侧入口，所有患者术中安装假体后肘关节伸屈达到正常，术中尺神经前置，术后2周开始伸屈功能锻炼。术后评估临床疗效及影像学变化。结果·术后即刻影像学评估：未发生假体柄穿出尺骨，骨水泥合适，假体稳定性良好，无感染发生，无血管损伤，无桡神经损伤。1例术后早期尺神经感觉麻木，2周后好转，合并术后肘关节活动不稳定。平均随访时间为21.6个月；随访Mayo肘关节功能评分：60～74分1例，75～89分2例，〉90分5例；影像学评估：假体均在位，无松动表现，无假体断裂。患者主观满意度高。结论·定制型限制性肘关节假体置换术是治疗肘关节难治性破坏性病变的一种可靠的方法。手术要点是保护尺桡神经、完整切除病变和尺骨侧假体设计。假体安装植入技术是避免并发症的关键点之一。