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EI CSTPCD 北大核心
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摘要:当机器人构型不满足Pieper准则的时候,传统的运动学建模方法通常无法求出机器人逆运动学解析解。针对不满足Pieper准则的机器人构型,基于相邻关节轴换位前后正运动学结果不变的准则,提出一种全新的运动学建模方法——相邻关节轴建立顺序换位法,并给出了适用该方法的机器人构型条件。以一种不满足Pieper准则的微创腹腔手术机器人为例,应用该方法求解出其精确的解析解,并通过Matlab Simulink仿真验证了该方法的正确性。...
[专利] 发明专利 CN201610811069.1
摘要:本发明涉及一种基于智能手环的运动规范性识别方法。本发明包括:建立在进行健身运动时,三轴加速度和健身者身高、体重与各关节运动状态参数之间的数学模型;针对不同人群,不同健身运动,提出建立运动状态参数标准库的方案。本发明所提供的基于智能手环的运动规范性识别方法及运动方案,能够对健身者健身时的动作标准程度进行检验,当动作不规范时能够提醒健身者对不规范动作进行矫正。另外,本发明所提供的装置能具体到哪条手臂的哪个关节动作不规范,便于健身者快速矫正。
[专利] 实用新型 CN201620407304.4
摘要:本实用新型提供一种多功能生物离体软组织参数测量平台,主要由实验辅助平台和实验测量平台组成。本实用新型可以对软组织进行四种不同的实验:单轴压缩实验(压头缓慢下压到一定位置);应力松弛实验(压头快速下压到一定位置保持一段时间);蠕变实验(钢丝绳悬吊砝码);软组织穿刺实验。本机构采用螺纹副带动钢丝绳传动的方式实现软组织样本的微小应变。本实用新型有效地解决了软组织测量中仅能依靠材料实验机以及测量参数单一的问题,有一定的推广价值。
[专利] 发明专利 CN201610297842.7
摘要:本发明提供一种多功能生物离体软组织参数测量平台,主要由实验辅助平台和实验测量平台组成。本发明可以对软组织进行四种不同的实验:单轴压缩实验(压头缓慢下压到一定位置);应力松弛实验(压头快速下压到一定位置保持一段时间);蠕变实验(钢丝绳悬吊砝码);软组织穿刺实验。本机构采用螺纹副带动钢丝绳传动的方式实现软组织样本的微小应变。本发明有效地解决了软组织测量中仅能依靠材料实验机以及测量参数单一的问题,有一定的推广价值。
[专利] 发明专利 CN201610265282.7
摘要:本发明提供一种基于智能手环的泳姿识别方法和基于智能手环的运动方案,能够识别自由泳、蛙泳、仰泳、蝶泳四种常见泳姿。以贝叶斯分类算法为基础,根据不同种类的泳姿,智能手环检测出的物理量,建立了一种泳姿识别的方法,并结合手环检测到的运动时间,脉搏跳速等物理量,提出了一套包括体能评估在内的运动方案。本发明能够满足人们对健康运动的高标准要求。
[专利] 发明专利 CN201510727264.1
摘要:本发明提供一种三维测力传感器和应用三维测力传感器的手术微器械指尖,包括微器械指尖夹持部分、三维测力传感器部分、微器械指尖转动关节部分,三维测力传感器处于中间与其余两部分相连,达到较高的集成度。三维测力传感器由两个相同等截面E型梁呈空间垂直构成,除中间公共梁外,与微器械指尖夹持部分相连的两个梁,水平的四个面上粘贴四个应变片组成一个全桥电路测量x轴向外力,竖直四个侧面上的应变片组成另外一个全桥电路测量z轴向外力;与微器械指尖转动关节相连的两个梁的竖直四个表面粘贴的应变片组成一个全桥电路测量y轴向外力,本发明集成度高,结构简单,空间利用率高,维间耦合小,更适合外科手术的应用。
[专利] 实用新型 CN201520858722.0
摘要:本实用新型提供一种三维测力传感器和应用三维测力传感器的手术微器械指尖,包括微器械指尖夹持部分、三维测力传感器部分、微器械指尖转动关节部分,三维测力传感器处于中间与其余两部分相连,达到较高的集成度。三维测力传感器由两个相同等截面E型梁呈空间垂直构成,除中间公共梁外,与微器械指尖夹持部分相连的两个梁,水平的四个面上粘贴四个应变片组成一个全桥电路测量x轴向外力,竖直四个侧面上的应变片组成另外一个全桥电路测量z轴向外力;与微器械指尖转动关节相连的两个梁的竖直四个表面粘贴的应变片组成一个全桥电路测量y轴向外力,本实用新型集成度高,结构简单,空间利用率高,维间耦合小,更适合外科手术的应用。
[专利] 实用新型 CN201520828222.2
摘要:本实用新型的目的在于提供一种可用于手术微器械三维力标定的实验台,包括安装平台、驱动机构、传动机构、连杆机构及检测机构,驱动机构主要由直线步进电机及固定零件构成,直线步进电机与电机固定架联接;传动机构包括两个相同的圆柱直线导轨,两个圆柱直线导轨通过导轨横梁进行联接,圆柱导轨通过螺栓安装在导轨支撑台上;连杆机构主要指手术微器械,该手术微器械主要微器械推杆、微器械导管、导管连接件、两片具有力检测功能的手指钳、手指钳转动连接件及手指钳转动销轴。本实用新型通过外载荷施加在具有力检测功能的手术微器械的手指钳末端实现力标定实验,同时可实现不同角度力标定、静态标定及动态标定。
[硕士论文] 谷庆
机械工程 哈尔滨工程大学 2017(学位年度)
摘要:随着机器人技术的不断发展和医疗科学的持续进步,各式各样的手术机器人正在被提出并在手术操作中得到应用。机器人辅助外科手术具有术时创伤小、可靠性高、术后恢复快等优点。但目前外科手术机器人的持镜臂与器械臂系统通常是分别独立设计,费时费力,为此本文面向实验室在研的微创腹腔镜手术机器人,设计一款通用性好、操作简单、易于执行的微创腹腔手术持镜臂控制系统。
  针对持镜臂的结构及功能应用,为各关节选择合适的电器元件,并根据手术机器人系统的要求选择 CAN总线通讯,设计基于“工控机+驱动器”上下位机结合的硬件控制系统方案,选择合适的控制硬件;同时为实验操作方便及保护硬件,搭建持镜臂系统控制柜。
  根据持镜臂的构型特点,基于旋量法建立运动学坐标系,推导正、逆运动学模型,通过SimMechanics和Simulink模块分别搭建持镜臂机构模型和运动学模型,对比末端输出结果和输入、输出误差,验证运动学模型的正确性。为使持镜臂能够按预期轨迹平稳运动,对持镜臂末端运动在笛卡尔空间进行直线和圆弧插值轨迹规划,对各联动主动关节运动在关节空间进行五次多项式插值轨迹规划,并通过使用 Matlab软件进行仿真实验验证。
  针对持镜臂软件控制系统的功能要求,使用 CME2软件对驱动器和电机参数进行配置,为伺服系统功能的实现及后续程序编写做前期准备;安装调用 CMO组件, CAN卡驱动和各数据采集卡的 LabVIEW驱动,搭建控制系统软件的开发环境;在LabVIEW开发环境下编写程序,设计人机交互界面,实现持镜臂系统数据采集功能和关节运动控制。
  结合手术中对持镜臂系统的要求,搭建并调试持镜臂系统实验平台;测量被动旋转关节的运动范围,验证了持镜臂术前摆位能力;测量各主动关节的运动范围和运动补偿前后的正、反向误差,得知反向误差是机构的主要误差来源且经过运动补偿后的运动误差能够满足要求;通过使用 Matlab软件对比两种运动方法的理论轨迹,验证了选择PVT模式进行多关节联动控制的合理性,对比采用PVT模式进行多关节联动控制的实际末端轨迹与理想末端轨迹,验证了软件程序的可行性及持镜臂末端位置控制的准确度;对于持镜臂机构不动点是否真实存在进行了实验验证。
[专利] 发明专利 CN201510696739.5
摘要:本发明的目的在于提供一种可用于手术微器械三维力标定的实验台,包括安装平台、驱动机构、传动机构、连杆机构及检测机构,驱动机构主要由直线步进电机及固定零件构成,直线步进电机与电机固定架联接;传动机构包括两个相同的圆柱直线导轨,两个圆柱直线导轨通过导轨横梁进行联接,圆柱导轨通过螺栓安装在导轨支撑台上;连杆机构主要指手术微器械,该手术微器械主要微器械推杆、微器械导管、导管连接件、两片具有力检测功能的手指钳、手指钳转动连接件及手指钳转动销轴。本发明通过外载荷施加在具有力检测功能的手术微器械的手指钳末端实现力标定实验,同时可实现不同角度力标定、静态标定及动态标定。
[专利] 发明专利 CN201510032865.0
摘要:本发明提供的是一种坐卧式下肢康复装置,主要由膝关节康复机构、踝关节康复机构、胯关节康复机构、上身位置调节机构、可移动的床架组成。本发明以可移动的床架为基体,四个主要机构分别负责病患各关节的运动:膝关节康复机构负责完成膝关节和胯关节的伸缩达到屈膝的运动;胯关节康复机构负责完成胯关节旋外运动;踝关节康复机构负责完成踝关节的跖屈和背屈、内翻和外翻、内收和外敛三个自由度的运动;上身位置调节机构负责完成患者上身不同姿势调整的运动。本机构在可动部位采用伺服电机驱动。本发明不但有效地实现了病患单侧下肢六个自由度上的运动,并且实现了左、右腿同时独立进行康复训练的功能,有一定的推广价值。
[专利] 实用新型 CN201520045349.7
摘要:本实用新型提供的是一种坐卧式下肢康复装置,主要由膝关节康复机构、踝关节康复机构、胯关节康复机构、上身位置调节机构、可移动的床架组成。本实用新型以可移动的床架为基体,四个主要机构分别负责病患各关节的运动:膝关节康复机构负责完成膝关节和胯关节的伸缩达到屈膝的运动;胯关节康复机构负责完成胯关节旋外运动;踝关节康复机构负责完成踝关节的跖屈和背屈、内翻和外翻、内收和外敛三个自由度的运动;上身位置调节机构负责完成患者上身不同姿势调整的运动。本机构在可动部位采用伺服电机驱动。本实用新型不但有效地实现了病患单侧下肢六个自由度上的运动,并且实现了左、右腿同时独立进行康复训练的功能,有一定的推广价值。
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