摘要：针对目前颌面外科手术前缺少必要的规划和模拟,临床手术操作对医生经验依赖程度较高的现状,将数字化设计和制造技术与医学工程相结合,构建针对复杂颌面外科手术的手术方案设计体系。集成基于CT的三维模型重建、镜像修复模型设计、手术辅助工具设计、模型快速成形制造等工程技术,实现基于虚拟模型的手术方案设计及基于实物模型的模型外科手术模拟,制订理想的手术方案,并通过辅助工具保证方案在临床手术中得到精确实施。22例手术方案临床成功应用表明,应用基于数字化设计与制造技术的手术方案设计系统,手术质量和效率都得到了提高。

摘要：针对无线传感器网络(WSN)各节点之间时间同步误差引起的钢结构损伤检测不同步,且洪泛时间同步算法(FTSP)容错性差的问题,设计了一种时间同步精度高、容错能力强的无线传感器网络时间同步算法。在FTSP算法的基础上,对线性回归表内的同步偏差进行参数估计,利用置信区间剔除异常时间同步数据。建立时钟漂移率数据表,动态解算加权系数,实现时钟漂移率的加权平均,从而拟合有效数据,提高时间同步算法的稳定性和容错性。仿真与实验表明,改进的时间同步算法较FTSP算法具有更好的容错能力,实现了无线传感器网络的高精度时间同步,完全满足钢结构损伤检测的要求。

摘要：并联机器人的刚度与静力学分析,对于机构力学性能研究具有重要的理论价值和意义.本文围绕杆支撑、绳牵引和钢带传动3种结构形式,详细阐述了国内外并联机构刚度和静力学分析的研究现状.着重从有限元、解析模型和性能分析3方面分析了杆支撑并联机构的刚度研究进展.讨论了有关绳牵引并联机构中绳拉力、动载荷频率、绳牵引预紧力与刚度、静力学之间关系的研究成果.根据钢带并联机器人结构的特殊性,对钢带并联机构的刚度与静力学分析中可能遇到的失稳与振动问题进行了探讨.最后,对并联机器人技术发展情况进行总结与展望,指出随着刚度分析与静力学分析的不断深入,并联机器人的力学理论将会日趋成熟和完善,为并联机器人机构优化设计提供更深入、系统的理论依据.

摘要：传统特征向量提取算法得到的特征向量无法识别手指不同角度动作,将幅值立方法引入特征向量的提取算法之中,并对立方计算后信号的特征量进行降数量级处理。实验表明,提出的特征向量提取算法对表面肌电信号微小特征差异的零偏差识别率达到75%,且大偏差保持在5%以下。设计的基于BP神经网络的手指运动模式分类器,能有效地提高手指运动形式的正确识别率。

摘要：设计了一种滚轮式双向压扭联轴器,以球型滚轮代替滚动轴承,既简化了压扭联轴器的加工,也减小了摩擦阻力;可实现比例电磁铁直线运动和阀芯旋转运动的转换,同时放大阀芯旋转扭矩,并将其与双向比例电磁铁和2D方向阀共轴联接,组成一种压力高、流量大、结构简单的位置反馈型2D电液比例方向阀。进而建立了该阀的数学模型,应用Matlab软件对阀的特性进行了仿真分析。实验结果表明:滚轮型压扭联轴器具有良好的输入输出特性,颤振补偿下空载滞环可达1.0%;系统压力为21 MPa时,包括电磁铁滞环在内,该阀流量滞环小于5%,且线性度和重复特性良好;对应-3 d B、-90°的频宽约为12 Hz;阀的阶跃响应上升时间约为0.45 s,无超调量。

摘要：在即刻种植中,良好的种植体初期稳定性是种植成功的关键。牙周炎、外伤以及拔牙时可能导致患者牙槽骨受到破坏出现的骨壁缺损,以及种植体与牙槽窝之间的过盈量,对种植体的初期稳定性均会造成影响。针对临床上种植体周围不同的骨壁缺损程度建立一种新的分类模型,并基于该分类模型,借助有限元分析软件ABAQUS,模拟在不同的过盈量、骨壁缺损程度下面向即刻种植的拟自然牙种植体的初期稳定性。将种植体种植到模拟骨块上,通过种植体稳定性测量仪测量出种植体稳定系数(ISQ),评价种植体的初期稳定性,进行实验比较分析。结果发现:随着过盈量的增加,初期稳定性升高;随着骨缺损程度的增加,初期稳定性下降。在三壁骨缺损下,当种植体与种植窝之间无过盈量时,其ISQ值均小于40;而当过盈量为0.2 mm时,其ISQ值均大于50。这说明,种植体与种植窝之间是否有过盈量,对种植体初期稳定性的影响非常大。当种植体周围是一壁骨缺损时,其ISQ值基本都小于40,此时应增大过盈量来增加种植体的初期稳定性。针对不同程度的骨壁缺损,种植体在设计时所需的过盈量是不同的,这为之后面向即刻种植的个性化拟自然牙种植体的设计提供一定的理论参考。

摘要：针对产品性能设计中的多性能优化冲突问题,提出了一种基于可拓变换的产品性能冲突传导协调方法。利用可拓设计方法量化产品性能需求及形式化建模描述,构建多性能检索机制,确定待优化性能;在此基础上给出触发性能及其与产品结构量化映射机理,输出触发性能满足方案;结合传导协调方法,建立产品性能之间的动态传导关系,形成产品性能设计创新方案。最后以大型螺杆空压机为例,验证了该方法的可行性及有效性。

摘要：为降低长江三角洲温室冬季供暖能耗,提出一种采用温室运行热负荷预测技术进行开放式温室地表水源热泵供暖系统(surface water-source heathump system,SWSHPS)的供暖设计方法。结合温室的工程运行实际和各种环境因素,建立了温室热平衡预测模型。并采用MATLAB/SIMULINK模块进行了8种温室环境条件下的能量数值模拟,计算了温室不同覆盖材料和保温幕状态的能耗,当室外空气温度为0℃时,纳米掺锑二氧化锡涂膜玻璃温室比普通浮法玻璃温室可减少能耗23%,夜间开启保温幕比收拢可减少能耗22%。最后进行了温室冬季供暖试验,试验结果表明:室内空气温度垂直分布较均匀,能够满足设计要求,1月份系统平均制热性能系数(coefficient of performance,COP)值为2.3。基于热平衡预测模型设计的温室地表水水源热泵供暖系统是可行的。

摘要：针对车辆路径问题的特点,提出应用化学优化算法解决带容量限制的车辆路径问题。首先构建包括顾客与配送中心的整数序列分子,然后借鉴遗传算法的交叉、变异方法设计分子的撞墙、分解、碰撞反应,采用局部优化方法设计其合成反应,通过上述4种反应改变分子结构获得解的改善;提出采用动态变化方法控制关键参数α,β的取值来提高求解效率,平衡局部搜索与全局搜索的关系。通过实验仿真,将求解结果与BKS标准库进行对比,结果显示所提算法在多个案例中获得的最优解与标准库最优解的误差比例不超过5%,与大规模邻域搜索算法比较表明,该算法在运算时间上具有一定优势,是解决该问题的一种有效算法。

摘要：随着机器人应用向智能工厂、助老助残服务、医疗、教育娱乐等领域不断扩展,机器人的柔顺性和主动适应性设计需求越来越受到研究人员的关注。本文综述了机器人柔顺关节的机构原理,包含了弹性元件被动柔顺关节、气动主动柔顺关节、磁场力柔顺关节和智能材料柔顺关节。进一步分析了当前机器人柔顺关节研究中存在的结构、建模与控制、动力供给等方面的问题。最后指出机器人柔顺关节的研究趋势主要表现在驱动与结构创新、数学建模与控制、多学科交叉与合作研发等方面。