基于DSP+FPGA的旋转平台自抗扰控制方法

旋转平台在低速运转过程中易产生非线性摩擦,由于非线性因素的影响,传统PID算法的控制效果远不能满足超精密运动平台定位精度高、响应快速等要求。因此,设计了基于DSP+FPGA的旋转平台自抗扰控制算法(active disturbance rejection control,ADRC),利用扩张状态观测器(extend states observer,ESO)对系统内外部未知扰动进行实时估计并予以补偿,提升系统响应速度,增强鲁棒性与抗干扰能力。最后,通过正弦扫描实验进行验证,PID对正弦输入信号无法及时响应,超调明显;ADRC响应迅速,稳态误差波动小。相比PID,ADRC最大跟踪误差降低79.5%,跟踪误差平均值降低65.4%。

高空带电作业旋转平台设计研究

在高空带电作业时,往往要对电杆顶部电气设备进行维护。为应对斗臂车等电力作业设备难以进入10kV配电线路检修维护现场的问题,设计了一种高空带电作业平台,该作业平台整体重量轻,适用于我国10kV配电线路作业环境,可绕电杆进行320°旋转,同时可上下升降,可有效加快高空带电作业效率,确保作业安全。

旋转平台假体在全膝关节置换术中的应用效果观察

观察分析全膝关节置换术中应用旋转平台假体的临床效果。方法 选择2020年8月-2022年7月收诊、需行全膝关节置换术的57例患者,均予以旋转平台假体进行手术,对比手术前后的膝功能改善情况。结果 ①57例术后切口均为一期愈合,未发生严重并发症,6个月随访显示未见脱位等不良预后;②HSS评分显示,与治疗前相比,治疗后患者的功能、肌力、活动度、疼痛、稳定与屈曲异常评分结果均有明显改善,t=25.920,35.074,30.772,4.393,26.792,19.662,P<0.05;③治疗后患者的膝关节屈曲活动度、伸直活动度以及SF-36评分为(113.83±4.57)°、(2.18±0.73)°、(81.33±6.51)分,均较治疗前有明显改善,t =24.123,60.749,12.214,P<0.05。结论 临床上在开展全膝关节置换术治疗时,应用旋转平台假体有利于膝关节功能改善和痛感缓解,对患者的生活质量改善有积极意义。

改良高屈旋转平台假体试模安装方式在膝关节双间室置换术中的应用效果

目的探讨改良高屈旋转平台假体试模安装方式在膝关节双间室置换术中的应用效果。方法选择2021年1月至2022年4月鹤壁市人民医院收治的需行膝关节双间室置换术治疗的重度膝关节骨性关节炎患者20例(26膝)为研究对象。根据高屈旋转平台假体试模安放方式将患者分为对照组(10膝)和观察组(16膝)。对照组患者采用常规的高屈旋转平台假体试模安装方式(依次安放胫骨侧试模、股骨侧试模,最后安放衬垫试模),观察组患者采用改良高屈旋转平台假体试模安装方式(在患者屈膝60°~90°时,将股骨试模、衬垫及胫骨试模组合匹配好,一起置入膝关节截骨槽中)。记录2组患者的术中出血量和手术时间。分别于术前、术后2周及术后18个月,采用美国纽约特种外科医院(HSS)评分系统评估患者的膝关节功能,使用量角器测量患者膝关节活动度(ROM)。结果观察组患者术中出血量显著少于对照组,手术时间显著短于对照组(P<0.05)。2组患者术前HSS评分、膝关节ROM比较差异无统计学意义(P>0.05)。术后2周及术后18个月,观察组患者HSS评分、膝关节ROM显著高于对照组(P<0.05)。结论与常规高屈旋转平台假体试模安装方式比较,重度膝关节骨性关节炎患者行初次膝关节双间室置换术中采用改良高屈旋转平台假体试模安装方式能有效提升手术效率,减少术中出血量,改善膝关节功能,增加膝关节ROM。

用于磁脉冲头维修的可双向自锁旋转平台设计

针对用磁脉冲振打器解决冬季港口火车的冻煤卸车时,磁脉冲振打器拆装维修耗时费力的问题,设计一种可双向自锁的维修旋转平台。该平台包括工作头和柜体2个部分,通过工作头的旋转,实现磁脉冲头任何一侧的拆装维修,并通过改变自锁方向,可以满足维修时拆、装螺栓以及转动弹簧时的操作需求,提升磁脉冲振打器的维修效率。

旋转平台点云数据的配准方法

提出一种旋转平台点云数据的配准方法。该方法首先利用3片以上不同角度的位于圆柱面上的点云数据标定出旋转平台中心轴的位置,从而获取扫描设备和旋转平台之间的相对关系。然后根据旋转平台的角度关系计算出多片点云之间的旋转矩阵,最后将任意角度获取的点云配准到统一的坐标系下。该方法不需要多片点云之间具有公共特征关系,也不需粘贴和提取标志点,仅利用旋转平台转动的角度构建旋转矩阵实现自动配准。利用C++语言实现该方法。试验证明,该方法算法稳定,效率较高,拼接精度与ICP配准方法和标志点配准方法的精度相当,自动化程度高,实现成本较低,可配合多种激光扫描仪或结构光扫描仪使用。

非共振型压电电机驱动的大行程精密定位旋转平台的建模和实验

针对目前光波导封装使用的精密定位平台行程小,结构与控制系统复杂的问题,提出了非共振型压电电机驱动的大行程精密旋转定位平台。该平台通过压电电机的连续作动和步进作动两种工作模式来满足大行程和高精度要求。首先对该精密旋转定位平台进行动力学建模,确定了系统运动方程。然后,分析其作动机理,研究影响旋转平台转速的不同因素。最后,实验研究该精密旋转定位平台的速度、步距、分辨率与负载特性,确定平台连续作动与步进作动的驱动方式。实验结果表明,在直流偏置为60V,峰峰电压为120V,频率为180 Hz的正弦波电压激励下,该精密旋转定位平台最大转速可达47 963.2μrad/s,分辨率和最大负载分别为3μrad和60g。与现有的大行程精密定位旋转平台相比,设计的平台具有行程大,精度高,结构简单,稳定可控,且装配调试方便,易于批量化生产等优势。

高屈曲旋转平台型假体全膝关节置换的近期随访:膝关节活动度及功能评价

背景:人工全膝关节置换技术在临床上已经成熟。LPS-Flex Mobile Bearing System(Zimmer,USA)人工膝假体为旋转平台高屈曲型膝关节假体,由于国内临床应用时间较短,该假体的临床应用优越性目前尚未见报道。目的:探讨应用LPS-Flex Mobile Bearing System人工膝假体(Zimmer,USA)行全膝关节置换的近期疗效,以置换后膝关节活动度及功能评价人工假体与宿主的生物相容性。方法:回顾性分析2012年2月至2014年3月苏州大学附属第一医院收治的以Zimmer LPS-Flex Mobile Bearing System人工膝假体(高屈曲旋转平台型膝关节假体)行全膝关节置换的患者37例(42膝),男9例(10膝),女28例(32膝);年龄47-78岁,平均63.7岁。采用骨水泥固定,不进行髌骨置换。观察置换后并发症,比较置换前、置换后膝关节活动度,并根据纽约特种外科医院膝关节评分评估膝关节功能恢复情况。结果与结论:共34例(38膝)获得随访,随访时间6-28个月。膝关节活动度从置换前平均88.5°改善到置换后平均124.2°;置换前纽约特种外科医院膝关节评分平均为52.5分,置换后平均为91.1分,均有显著提高(P<0.01)。根据纽约特种外科医院膝关节评分系统评定疗效:优20例,良16例,中2例,优良率达95%。各种并发症的发生率低。提示高屈曲旋转平台型假体人工全膝关节置换的近期临床效果满意,该假体在设计上更具优势,更加接近膝关节生理结构,但长期效果还需进一步观察。

二维旋转平台下的相机参数标定

针对可旋转相机的参数标定问题,提出了一种基于二维旋转平台的相机成像模型。首先,通过一对坐标系的变换与逆变换,将相机的旋转平移变换关系转换为二维旋转平台纯旋转关系;然后,借助旋转平台读数以及相机到旋转平台的固定变换关系,实现相机内参的精确标定以及任意位置间相机外参的相互转换;最后,利用标定出的相机与旋转平台间变换矩阵实现不同位置相机参数的转换。相比于传统固定相机的标定方法,本文提出的方法标定获得的相机内参具有更好的收敛性,而且能够标定出相机到旋转平台的变换矩阵,从而实现相机坐标系变换参数的精确计算。实验结果表明,在标定模板图像数量相同时,与常用的张氏标定法相比,本文提出的方法标定获得的相机内参具有更快的收敛速度。棋盘格角点重投影坐标与实际拍摄图像中棋盘格角点坐标相对比,平均误差约为0.12pixel,表明该方法具有较高精度。

旋转平台人工全膝关节系统在全膝关节置换术中的应用研究

目的探讨旋转平台人工膝关节置换术（TKA）的临床疗效。方法对21例患者（25膝）行TKA，采用正中切口髌旁内侧入路，对髌骨行去神经化和修复术，安装假体，膝关节均未进行髌骨置换。术后复查X线观察假体固定情况，采用美国膝关节学会评分（KSS评分）评定膝评分及膝功能评分，观察并发症（旋转平台脱位、翻修或感染）发生情况。结果本组随访时间25—37个月（平均28．2个月），X线显示假体均无松动、无髌骨脱位；膝评分为94分（82～98分），功能评分为94分（66—99分）；未出现并发症。结论旋转平台人工全膝关节系统用于TKA近期疗效确切，尤适于年轻、活动量大者；其长期疗效有待进一步观察。

高屈曲度固定平台和高屈曲度旋转平台膝关节假体置换后的早期步态比较

背景:高屈曲度固定平台膝关节假体与高屈曲度旋转平台膝关节假体设计机制不同,观点也各不相同。目的:通过对两种膝关节假体置换患者进行美国特种外科医院膝关节评分(HSS评分)及步态分析,比较两类假体置换患者的早期疗效。方法:随机选取人工膝关节置换患者34例,按照置换假体的不同分为高屈曲固定平台假体组和旋转平台假体组进行对比观察。结果与结论:两类不同设计假体在置换后12个月内在HSS评分及各步态参数差异无显著性意义。通过步态分析技术,能够更精确地对膝关节置换后参数进行比较,通过与临床评分结合,更全面地了解术后疗效。

旋转平台和固定平台假体进行全膝关节置换效果的系统评价

背景:目前学术界对旋转假体是否优于固定假体仍有争议。许多研究者认为旋转平台型假体优于固定平台型假体,但也有很多研究者认为两者疗效没有明显差异。目的:比较全膝关节置换中应用旋转或固定平台型假体的临床结果,评价两类假体的疗效差异。方法:检索Medline(1966-01/2009-11)、Embase(1980-01/2009-11)、Cochrane library(2009-11)、中国生物医学文献数据库(CBM,1990-01/2009-11)及相关参考文献,收集比较旋转和固定型假体全膝关节置换的随机对照试验,采用Cochrane的随机方法学评价文献质量,应用RevMan5.0.18进行Meta分析。结果与结论:纳入11个随机对照试验,共1427膝,旋转组694膝,固定组723膝。纳入研究的方法学偏倚均较低。术后疗效均较术前明显提高,组间比较的Meta分析结果显示,两组膝关节评分、关节活动度及假体脱位率、翻修率均未发现明显的统计学差异。4例假体脱位均发生在旋转组,脱位率约为1.8%(4/217)。结果显示,目前证据未能证明旋转平台假体优于固定平台假体,需要开展更多高质量的对照试验加以证实,但无论选择何种假体均有可能获得满意的临床效果。

高屈曲后稳定型旋转平台假体和标准假体在全膝关节置换术后的早期疗效比较

目的比较旋转平台高屈曲假体（Depuy,RPF）与旋转平台标准假体（Depuy,RP）在全膝关节置换术（total knee arthroplasty,TKA）后早期临床效果的差异。方法对2013年1月至2014年12月期间在北京大学第一医院因膝关节骨关节病行全膝关节置换术并使用RP或RPF假体的患者进行随访。比较使用两种假体的患者术后膝关节活动度（range of motion,ROM）、美国特种外科医院（the hospital special surgery,HSS）评分、主动高屈曲动作的能力和髌骨摩擦音的发生率;影像学检查测量术后髌骨倾斜角及Insall-Salvati比值。结果共计随访患者48例（55膝）,其中使用RP假体15例（18膝）,RPF假体33例（37膝）,平均随访时间18.7个月（7~31个月）。术后膝关节ROM：RP组（124.17±12.04）°,RPF组（121.41±14.06）°;HSS评分：RP组（94.00±4.61）分,RPF组（92.59±4.44）分,差异均无统计学意义（P〉0.05）。能够完成蹲起等高屈曲动作的比率：RP组44.4%,RPF组37.8%（P=0.64）;髌骨摩擦音发生率：RP组5.56%,RPF组16.22%（P=0.27）,两组之间差异均无统计学意义。影像学结果显示,术后RPF组InsallSalvati比值（1.022±0.087）显著低于RP组（1.077±0.082）,差异存在统计学意义（P=0.03）;术后两组间髌骨倾斜角RPF组（3.70±1.72）°,RP组（3.67±1.40）°,差异无统计学意义（P=0.96）。结论在TKA术中使用RP及RPF假体的患者,术后短期随访膝关节疼痛及功能均有显著改善。高屈曲旋转平台假体相对于标准假体并未显现出在术后关节最大屈曲度、HSS评分和高屈曲活动能力方面的显著优势。同时,高屈曲假体组术后髌骨摩擦音发生率有高于标准假体组的趋势,但该差异无统计学意义。

基于加速度计的旋转平台角加速度检测方法

角加速度是衡量转台动态性能的重要技术指标。以加速度计标定方法为理论依据,分析了利用加速度计对转台进行角加速度测量的可行性,并予以具体实现,解决了在特定条件下对角加速度测量的需要。

旋转平台后交叉韧带保留型与替代型人工膝关节置换术短期疗效比较

背景:目前,国内外文献对后交叉韧带替代型旋转平台应用的报道较多,且其疗效良好。而后交叉韧带保留型旋转平台的临床、运动学研究均较少。目的:比较人工膝关节置换术中使用旋转平台后交叉韧带保留型假体和旋转平台后交叉韧带替代型假体的短期疗效。方法:回顾分析2011年6月至2013年1月我科两位高年资医师进行的人工膝关节置换术的病例资料。其中使用旋转平台后交叉韧带保留型假体,并最终纳入研究的患者80例(106膝);使用旋转平台后交叉韧带替代型假体并纳入研究的78例(108膝)。两组患者均于术后3个月、6个月、1年、1年半、2年、3年进行随访。记录患者膝关节HSS评分、膝关节活动度,以及衬垫脱位等并发症。影像学检查假体移位、松动征象及骨溶解、假体周围放射性透亮线。结果:平均随访时间2.2年。两组患者末次随访时膝关节HSS评分和膝关节活动度均较术前明显改善,但组间无显著统计学差异(P>0.05)。所有患者均未发生衬垫脱位。X线检查未发现假体移位、松动及骨溶解,两组患者各有3例膝关节出现局限于1区的不超过1 mm的放射性透亮线。结论:人工膝关节置换术使用旋转平台时,无论对后交叉韧带进行保留还是替代,均能获得良好的术后效果,两者短期临床及影像学结果无差异。保留后交叉韧带时,常需要对后交叉韧带进行平衡。

旋转平台型假体在全膝关节置换术中的临床应用

目的：探讨旋转平台型假体Gemini MK Ⅱ在全膝关节置换术中的临床应用及早期疗效。方法2010年8月~2013年7月采用旋转平台型膝关节假体Gemini MK Ⅱ对87例（106膝）病变膝关节行人工全膝关节表面置换术。患者年龄52~81岁，平均65.3岁，采用HSS膝关节评分系统和X线检查对临床效果进行评价。结果本组患者平均随访时间为24.2个月（7~40个月）。术后患者膝关节疼痛明显缓解或消失，关节功能得到改善。 X线检查未发现有骨溶解、假体松动或旋转衬垫脱位等并发症。 HSS评分由术前（51.5±9.7）分提高到术后（87.3±6.4）分，差异有统计学意义（P〈0.01）。结论旋转平台型膝关节假体Gemini MKⅡ用于全膝关节置换术短期临床效果令人满意，其长期效果还需要进一步观察。

固定平台与旋转平台假体全膝关节置换术的早期疗效比较

目的 评价固定平台和旋转平台假体在人工全膝关节表面置换术中应用及早期临床疗效.方法 2005年1月至2009年1月,38 例49膝行初次人工全膝关节置换术（total knee arthroplasty,TKA）,男13 例19膝,女25 例30膝;年龄42～78 岁,平均年龄（62.47±9.64） 岁;骨关节炎24 例28膝,类风湿性关节炎11 例18膝,创伤性关节炎3 例3膝;膝内翻畸形29膝,外翻畸形12膝;所有患者均采用膝前正中切口内侧髌旁入路,均未进行髌骨置换,其中采用固定平台假体置换26膝,采用旋转平台假体置换23膝.结果 除1 例骨关节炎患者失访,其余37 例48膝均获得随访,随访时间为36～72个月,平均为47.73个月.所有病例术后无伤口感染、下肢深静脉血栓形成、假体松动、假体周围骨折和腓总神经损伤等并发症.除1 例旋转平台假体在术后1年出现假体脱位,其余均获得满意效果.两组术后HSS评分、膝关节活动度的比较差异均无统计学意义（t=0.619,P＞0.05和t=1.044,P＞0.05）.结论 固定平台假体和旋转平台假体TKA术后的早期临床疗效相近,长期疗效有待进一步观察.

全膝关节置换术中旋转平台型与固定平台型假体治疗膝关节病的疗效比较

目的比较全膝关节置换(TKA)术中采用旋转平台型假体与固定平台型假体治疗膝关节病的疗效。方法将90例行TKA的膝关节病患者分成两组,观察组(45例)采用旋转平台型假体,对照组(45例)采用后稳定固定平台型假体。比较两组患者的疗效。结果两组患者术后1、6、12个月的膝关节评分、膝关节屈曲度、关节活动度都明显高于术前,差异均有统计学意义(P<0.05);两组术后各时段的各项指标评分比较差异均无统计学意义(P>0.05)。治疗总有效率观察组为97.78%,高于对照组的93.33%,但差异无统计学意义(P>0.05)。并发症发生率两组比较差异无统计学意义(P>0.05)。结论 TKA术中应用旋转平台型假体与固定平台型假体治疗膝关节病均能获得很好的疗效,而前者疗效更好。

高屈曲与旋转平台假体术后膝关节屈曲度的比较研究

目的:对比PFC-RPF高屈曲度假体与传统PFC-RP旋转平台假体全膝关节置换术(TKA)后近期关节屈曲度的差异。方法:232例(346膝)行PFC-RPF和PFC-RP假体置换术的膝骨关节炎患者,随机分为10组,包括采用PFC-RPF的AⅠf/BⅠf/AⅡf/CⅡf/DⅡf组和采用PFC-RP的AⅠ/BⅠ/AⅡ/CⅡ/DⅡ组。摄取过屈及过伸位X片,分别测量胫股角,进行比较。结果:行单膝置换的AⅠf/AⅠ和BⅠf/BⅠ组间有显著性差异(P<0.05);双膝同时置换的AⅡf/AⅡ,CⅡf/CⅡ和DⅡf/DⅡ组间无显著性差异。结论:TKA术后2年内,单膝置换采用PFC-RPF者屈曲度优于PFC-RP,双膝同时置换时屈曲度差别不明显。

应用旋转平台高屈曲型假体行人工全膝置换的早期疗效观察

全膝关节置换术（total knee arthroplasty．TKA）的目的是缓解疼痛和恢复膝关节功能。由于以前的常规人工膝．其设计屈曲度为120°左右．所以它不能适应屈曲大于120°的动作。有研究证明，对全膝置换术病人而言．活动能力是他们最关心的问题，但活动中功能的受限却又普遍存在。于是便出现了多种高屈曲型人工膝关节假体。使TKA术后患者能够获得最大关节活动度。旋转平台高屈曲假体增加了模拟半月板的装置．从而使膝关节的功能重建更趋合理。本文报告我科行旋转平台高屈曲型人工全膝置换34例（51膝），早期随访临床疗效满意。