脊柱微创手术机器人运动控制系统的设计

设计了一套医疗机器人系统用于辅助脊柱微创外科手术操作。详细论述了这款5自由度脊柱微创手术导航机器人运动控制系统的设计与实现。提出了具有创新性的步进电机细分驱动模式,将电机定子电流从方波形状转变成为了正弦波形状,消除了步进电机的步间振荡现象。利用传感机构实现了对机器人末端工具的位姿反馈,并以此构成了对机器人末端工具的闭环控制。通过CAN实现了数字信号处理器之间的网络互联。最后对该系统进行实验,结果验证了控制系统具有良好的可靠性和稳定性。

数字孪生技术在建筑工程中的应用研究综述

为促进数字孪生技术在提升建筑工程建造水平中的应用,本文以文献统计分析、计量学分析、文献内容分析等为主要研究手段,对国内外数字孪生技术在建筑工程领域的学术研究论文进行梳理总结。结果表明,数字孪生技术在设计阶段的应用覆盖了规划设计、概念设计、初步设计、深化设计与模拟仿真等方面;在施工阶段主要集中于施工过程监管、质量、安全控制和人材机管理等方面;在运维阶段主要集中在设备设施管理、维修管理、运维监控、能耗监控和结构安全监测等领域。但当前现有多数工作仍然只停留在模型展示、数据可视化等数字孪生初级使用阶段。未来针对面向建筑工程的数字孪生信息模型、数字孪生平台以及数字孪生技术与建筑工程管理模式融合的研究将成为新的热点。

利用端口流量分析解决物理网络拓扑发现问题

论文提出了一种新颖的算法来解决以太网物理拓扑发现中发现集线器和哑交换机问题,该方法以从SNMP MIB中得到的地址转发表为基础,对于不支持SNMP的设备,利用端口流量分析确定网络拓扑,经过试验证明,该方法简单有效。

基于MEMS的可穿戴无线体域网设计与实现

针对高精度低成本可穿戴式人体动作捕捉,采用MEMS微惯性传感单元(IMU)设计实现无线体域网系统。系统由六轴微惯性单元MPU^5050、三轴地磁仪AK8975、微处理器及射频模块CC2530构成。首先,详细讨论系统硬件构架和基于Z-Stack的软件构架,然后通过上位机Matlab用户程序进行数据采集与实验验证。实验结果表明,与其他微惯性传感器系统相比,本设计采用高集成度的芯片和无线通信方式,在减小硬件体积的同时能够获得较高精度的数据(角度传感器零漂<1.5°),对实现可穿戴无线惯性测量有着积极的作用。

沉浸式微机电系统三维仿真及可视化

设计实现了基于Voxel体积图形学和沉浸式三维立体显示的MEMS工艺仿真系统。利用三维数学形态学膨胀/腐蚀操作对MEMS加工工艺进行三维数值模拟;利用体绘制技术实现模拟结果的三维重建;采用三维立体显示技术将三维重建结果投射到Sony HMZ T3头盔上。此外,为了方便用户在模拟出的大规模三维体数据中进行实时浏览和交互操作,还设计实现了基于微惯性测量单元(IMU)的头部跟踪传感器,进而实现了三维场景头部直接控制。

空间布局仿真虚拟现实系统的设计与实现

设计实现了一套面向空间仿真的虚拟现实开发平台,以简化面向武器装备与阵地设计应用程序的开发。介绍空间仿真平台系统的总体设计结构;通过分析空间仿真平台的特点,探索不同地形生成算法,设计实现了适用于空间仿真平台的实时地形生成子系统;针对空间仿真平台中三维空间布局问题,设计实现了基于K-d树最近邻搜索算法的欧式空间最小距离实时测量子系统;设计了基于数据库的装备模型动态加载子系统,用于创建由多种车辆运输工具、测试设备、工厂等实体模型组成的三维场景。仿真结果表明:本仿真系统在动态布局、实时测量以及三维可视化方面具有很好的应用前景。

航天器舱段自动对接研究进展及关键技术分析

传统的航天器舱段装配采用刚性工装定位、手工制孔连接,通过人眼对对接面进行视觉反馈,劳动强度大,效率低,装配周期较长。针对这一问题,从航天器舱段自动对接的国内外研究现状入手,在阐述自动对接系统原理的基础上,对位姿检测技术、运动执行机构、计算机控制技术等关键技术进行了分析,分析结果表明:高精度位姿检测系统是实现自动对接的基础,非接触式位姿测量更适于航天器舱段的实时定位测量,计算机视觉成本较低,具有较强的适应性;具有多自由度调整功能的运动执行机构正解容易,更适合于在有手自结合或手自联调系统中的应用;计算机控制系统是联接位姿检测系统和运动执行机构的枢纽,根据位姿检测系统的数据对运动执行机构进行姿态及位置调整,实现航天器舱段的高精度对接。

模块化辊道贮存系统设计与实现

针对大质量细长产品的长期贮存问题,设计了一套模块化辊道贮存系统,该系统由产品贮存辊道底座组件、动力移载辊道、传动系统、限位机构及自动移载动力对接机构等组成。提高了细长产品的贮存密度,且能实现产品的自动水平移载,提高了移载效率和安全性。该方式产品贮存过程中无需起重机进行吊转操作,压缩了人工操作空间,产品贮存间距由原来米级缩至厘米级,产品贮存数量提升2倍以上。该方式采用自动化设备,提高了贮存的自动化和智能化程度。