基于双耳麦克风实现机器人骨铣削状态自动控制

为了提升骨铣削手术机器人的手术质量,要求机器人对于手术中的铣削状态(主要包括铣削深度和铣削角度)能够实时感知并控制。针对此问题,本文提出一种利用双耳麦克风系统来辅助完成铣削状态控制的方法。首先对铣削状态与声信号的关系进行建模,之后完成铣削深度与铣削角度的标定实验获得所提模型的相关系数,最后利用PD控制器结合所建立的模型函数来实时分析并控制机器人的铣削状态。实验结果表明,铣削期望深度为0.5 mm时,加入角度控制相较于未加角度控制的实验效果在铣削深度与期望值偏差的方面提升了7.0%,铣削稳定性方面提升了34.1%。并且证明在期望深度为0.8 mm的极端情况下引入角度控制同样有着提升铣削效果的积极作用。经过实验验证所提方法能够有效的提升骨铣削手术机器人的工作质量。

微结构光学零件的大气等离子体数控加工

为了实现对微结构光学零件无表面损伤和亚表面损伤的高效加工,建立了大气等离子体数控加工系统。研究了该系统的平台设计、大气等离子体加工工艺特性及其数控加工过程。首先,根据大气等离子体加工的原理及要求介绍了该数控加工系统的组成。然后,以He/SF6/O2加工熔融石英为例,采用针状电极等离子体矩对系统加工工艺的可控性以及多参数工艺特性进行了探索,并根据工艺实验结果拟合出该加工条件下的去除函数。最后,介绍了整个大气等离子体数控加工的实现过程。实验结果表明:利用该系统可以在平面融石英材料上加工出幅值为150nm、波长为6mm的正弦网格结构,由此验证了该数控加工系统的可行性,实现了对复杂面型光学零件表面的确定性加工。

机器人辅助椎板切除的骨铣削状态感知与运动控制

本文旨在提高机器人辅助椎板切除时的骨铣削操作安全性.首先,提出一种基于激光信号和线性自抗扰控制器的铣削深度监测与控制方法,辨识了机器人的位置控制传递函数,并通过分析椎板的铣削力、受迫振动和铣削过程,给出基于骨铣削声信号的铣削进给速度优化原理.然后使用基于带通滤波器和普罗尼算法的声信号处理方法,用于手术动力装置主轴旋转频率改变时,准确提取声信号中的主轴频率及其整倍数谐波的幅度值,并使用声信号谐波幅度偏差和偏差的微分作为输入的模糊控制器来优化机器人的铣削进给速度.最后,基于机器人辅助椎板切除实验装置在仿椎板人造骨块进行铣削深度控制实验和铣削进给速度优化实验,并在猪颈椎骨上进行椎板自动逐层铣削实验.结果表明,铣削深度控制方法的控制精度为0.1 mm,进给速度优化方法可有效适应骨密度和铣削深度等参数变化.所提方法可用于提高机器人辅助椎板切除过程中的铣削精度和安全性.

基于声信号的骨科机器人椎板铣削深度控制

为了实时监测和控制骨科机器人的椎板铣削深度,首先基于铣刀几何结构和椎板受迫振动方程,对椎板铣削过程进行建模与分析,提出了一种基于声信号的铣削深度监测方法。然后给出了基于快速傅里叶变换的骨铣削声信号处理方法,用于在手术动力装置主轴旋转频率改变时,准确提取声信号中的主轴频率及其整倍数谐波的幅度值。谐波幅度作为反馈信号,基于带死区的比例微分控制器修正机器人的规划轴向进给速度来控制铣削深度。最后,基于三自由度笛卡尔机器人系统对人造骨块进行了铣削测试实验和铣削深度控制实验。实验结果表明,基于铣削声信号谐波幅度能够在0~1.2 mm的铣削深度安全测量范围内以0.1 mm的分辨率监测铣削深度,从而有效地控制骨面形变和位移时的椎板铣削深度。所提方法可以提高骨科机器人的椎板铣削操作精度和安全性。

PTFE台阶板加工质量改善探讨

聚四氟乙烯(PTFE)因其材料本身之固有特性,在诸多加工工序面临技术瓶颈,尤其在"纯PTFE多层结构+台阶槽工艺"设计时表现尤为明显。主要针对PTFE台阶板在流程设计和层压控制技术方面进行了研究探讨,并通过同步蚀刻快速压合+控深铣槽揭盖工艺,有效解决了PTFE层压结合力差和台阶焊盘压合变形等业界常见的技术难题,极大提升了生产品质和效率。

半挠性印制电路板盲槽反控深揭盖工艺研究

结合半挠性印制电路板的常规制作方法的优缺点,以铳槽揭盖法工艺为基础,导入盲槽反控深的方式,通过全流程制作实验板评估盲槽控深揭盖工艺应用于半挠性印制电路板的生产制作可行性,并对产品进行可靠性测试。