摘要：为了在虚拟手术仿真中获得快速、准确的力触觉形变效果,提出一种基于导纳控制的力触觉形变模型.基于该模型,采用PHANTOM OMNI力触觉交互设备,以3DS MAX 2013,Microsoft Visual C++2012,Open GL函数库为基础搭建了实时柔性体力触觉再现系统,实现了虚拟双手对心脏双点的拉拽交互操作.感知实验和交互效率的结果表明,所提出的模型简单有效,形变效果逼真、视觉反馈流畅、力触觉反馈平稳,操作者对虚拟环境的感知和交互准确可靠,能够满足虚拟手术仿真系统的要求.

摘要：背景:国内对康复机器人的研究起步比较晚,辅助型康复机器人的研究相对较多,而康复训练机器人的研究相对较少,医工跨学科的结合有待加强,国内的康复器械远远不能满足市场对智能化、人机工程化的康复机器人的需求。目的:针对国内康复专家少而患者较多这一问题,将遥操作机器人技术与康复医疗器械相结合,以期研制一种基于力反馈的组合式远程康复训练机器人系统。方法:充分考虑到患者的安全性,采用磁流变阻尼器加上直流电机的模式,设计了一种组合式机械臂,将遥操作机器人技术应用于肢体残障者的康复训练,使患者可以根据康复治疗师的远程设定进行康复锻炼,并将虚拟现实技术与康复训练相结合,把枯燥的康复训练变成轻松有趣的游戏。结果及结论:该系统的服务对象是上肢有运动障碍的患者,通过对机械臂的拆卸和组合,可给患者提供康复需要的不同训练模式和治疗方案;运用计算机网络技术可使患者根据康复医师的远程设定进行康复训练;身临其境的虚拟现实技术显著提高了康复训练的积极性与效果。实验结果表明,所研制的远程康复训练机器人系统具有良好的适用性和安全性。

摘要：设计了一种基于混合视线一脑机接口与共享控制的人一机器人交互系统,以使得用户可通过视线和意念对机器人末端在2维空间进行连续的运动控制,并在避障和趋近目标的任务中获得机器智能的辅助.首先,按照用户运动意念的强度对机器人末端的运动速度大小进行等比例连续调节,以提高用户对机器人的控制感以及完成任务的参与性.然后,提出了机器人末端运动方向的一种共享控制策略,动态地融合基于视线追踪技术所得到的用户方向控制指令以及由机器人避障和趋近目标的行为设定所得到的机器人系统方向控制指令,自适应地调整机器人系统对用户的辅助力度,以减轻用户脑力负荷,提高任务完成成功率.最后,针对搭建的基于混合视线-脑机接口和共享控制的人-机器人交互平台,通过实验验证了所提系统的有效性.

摘要：提出了一种小型化的具有实时触觉反馈作用的人机接口装置的设计方法,以控制弹性梁的有效变形长度为核心,保证了触觉再现的实时性和准确性,从而可以在操作者指端大范围再现虚拟对象或远程对象的刚度。介绍了该小型化人机触觉再现接口装置的硬件设计和软件设计。该实时触觉再现接口具有尺寸小、刚度再现范围大,可方便与鼠标相结合等特点,可广泛应用于遥操作机器人和虚拟现实领域。

摘要：针对目前国内还未见雨量计校准仪器,现有雨量计校准方法都是人工手动完成,校准过程复杂繁琐,且人为误差较大等问题,设计了一种智能化雨量计的校准系统,分析了液位测量原理和流量控制步骤,详细介绍了系统在基于目标流量负反馈基础上的雨量模拟、控制过程以及故障监测。采用TMS320F2812作为控制器,给出了软硬件设计思想和可靠的雨流量控制的关键技术。该系统具有体积小便于携带、界面友好、便于实时自动校准、稳定性高、成本低廉和易于维护等优点。

摘要：平衡功能障碍存在于大多数偏瘫患者中。平衡仪可以对人体的平衡机能进行定量、客观的评定,有效地协助医生对患者的平衡能力进行诊断。本文设计了一种集平衡测试与康复训练为一体的具有USB接口的平衡仪。论文对该系统的测量原理和设计、软件的具体实现进行了详细地介绍。测试实验结果表明:该系统运行稳定、具有良好的平衡测试及分析能力,同时采用基于虚拟现实技术的康复游戏进行康复训练,界面友好生动,激励患者训练的积极性。

摘要：针对中风病人康复训练,设计了一种具有力反馈功能的方向盘,该方向盘是中风病人虚拟驾驶康复训练系统的关键设备。主要介绍了力反馈方向盘的工作原理和该力反馈康复训练方向盘的硬件设计,通过C8051F320的USB接口采集方向盘上面的光电编码器的位置信息和扭矩传感器的力矩信息,并通过USB接口控制电机输出力反馈,帮助病人进行康复训练,该力反馈康复训练方向盘具有良好的社会前景。

摘要：针对空间站舱外任务需要研究人员通过遥操作控制平台对空间站机械臂遥操作来完成,而空间站机械臂研制成本高,无法实现现场调试,直接投入使用风险性高,系统安全性与可靠性无法保障的缺陷与不足,设计了一种面向空间站机械臂的遥操作力反馈训练的仿真控制系统。重点阐述了该系统的工作原理以及系统硬件和软件设计思路。该系统的力反馈手柄具有3个自由度,充分模拟操作空间;力反馈手柄末端位置信息和力反馈信息,由微控制器STM32系列单片机与PC实现数据传输。实验结果验证了该系统面向空间站虚拟机械臂的力反馈控制仿真功能、系统硬件和软件的可靠性,为空间站机械臂的虚拟仿真提供了一种可行方案。

摘要：针对已在网运行的碳纤维复合芯软铝(ACCC)导线探伤检测难的问题,设计了一种基于数字X射线成像(DR)的探伤巡检机器人。针对探伤机器人特种任务的安全可靠性的需求,设计了一种冗余控制系统,对控制器模块、通信模块与电源模块进行功能上的冗余设计。为提高机器人探伤的效率,设计了一种并行调度的自动探伤系统。设计一种射线探伤系统,通过清晰度在线判定方法,减小成像系统运动对清晰度的影响,提高成像质量。通过实物实验证明:机器人系统稳定,探伤效率高,满足实际应用需求。

摘要：提出并设计了一种新的电刺激试验仪器,该仪器由4个并行的通路组成,4个通路可实现单路循环或4路循环工作.在工作的同时,可实现脉冲刺激信号电平值、训练时间间隔及训练次数的设定和切换.该仪器刺激信号由微控制器的DA输出驱动功率放大器来实现.由于DA输出的灵活性,仪器可通过更新仪器固件来产生任意形式的电刺激信号.因此,该仪器能通过适当更新仪器固件来满足不同的应用场合,特别适用于电刺激参数需要探索的科学研究场合.