3D机器人系统锥形束计算机断层成像在颈椎成像中的应用价值

目的:通过与常规X线摄影和CT进行比较,探讨Siemens双悬吊3D机器人系统(Multitom RAX)锥形束计算机断层成像(CBCT)在颈椎检查中的临床应用价值。方法:回顾性将在本院骨科就诊且因疑似颈椎疾病而分别行正侧位X线摄影(A组)、颈椎CT(B组)或3D RAX CBCT(C组)检查的60例患者纳入本研究。基于3组图像,测量每例患者颈椎解剖学参数,包括枕颈角(OC_(2)A)、第1胸椎倾斜角(T_(1)SA)、C_(2)与C_(7)矢状面轴向距离(cSVA)及颈椎前凸角(CL),并采用4级评分法评估图像质量。计算各组的辐射剂量,包括容积剂量指数(CTDI)、剂量长度乘积(DLP)和剂量面积乘积(DAP)。对3组的各项解剖学参数的测量结果、图像质量及辐射剂量指标进行比较。结果:A、C两组的OC_(2)A、CL及cSVA分别为18.29°±6.73°、10.52°±12.53°、(26.77±10.33)mm及18.14°±7.23°、10.54°±11.08°、(27.07±9.26)mm,两组间差异均无统计学意义(P>0.05);B组的OC_(2)A、CL及cSVA分别为14.78°±6.98°、3.32°±13.70°和(21.92±8.85)mm,与A、C两组间的差异均有统计学意义(P<0.05)。三组之间图像质量主观评分(A组:2.5±0.65、B组:3.72±0.45、C组:3.52±0.62)的差异有统计学意义(P<0.05)。C组的剂量长度乘积(DLP)较B组降低了54.6%,较A组DAP增大了86.9%,差异均有统计学意义(P<0.001)。结论:颈椎检查时,采用3D机器人系统CBCT较常规X线能提供质量更高的图像且相比CT有更精准的站立位测量数据及更低的辐射剂量,能为临床提供更精准、更有价值的测量参数。

斜面3D打印并联机器人的设计与分析

提出了一种新型的3RP-3RPR五自由度并联机器人,基于这种并联机构设计了一种具有多角度的快速反应3D打印并联机器人。首先基于螺旋理论分析机构的运动学特征,得出了机构的自由度并进行了验证;然后对并联机器人进行运动学分析,得出了机构的运动学正解和反解,再通过ADAMS软件对打印机构的运动进行仿真分析,得到了该打印机构的动平台运动曲线,结果表明该机构可以实现5个自由度的运动,且运动期间不会发生干涉;最后基于分层搜索法将运动学反解代入MATLAB软件得到了机构的位置和姿态空间,计算结果表明由于该机构结构的特殊性,工作空间较大,形状规则且无空洞。分析表明:此打印机器人可以在水平倾角较大的地方进行打印工作,该研究为机构的设计和此后的优化提供了理论依据。

3D雷达扫描机器人在水泥筒库测量中的应用

本文分析了水泥筒库传统量库法误差大的原因,提出一种改进传统量库法的方法,明显降低盘存误差。并介绍了3D雷达扫描机器人测量系统应用于水泥筒库库存盘点,精确度更高。

骨科机器人3D模式下骶髂关节脱位闭合复位内固定术的临床疗效

目的:探讨骨科机器人3D模式辅助下行骶髂关节脱位闭合复位内固定术的临床应用效果,并总结手术配合经验与技巧。方法:回顾性分析2019年1月至2021年1月在广西医科大学第一附属医院创伤骨病外科接受骶髂关节脱位闭合复位内固定手术的56例患者的临床资料,根据手术方式不同分为骨科机器人3D模式手术治疗组(机器人组,25例)和传统手术治疗组(传统组,31例)。对比分析两组患者的手术时间、术中出血量、术中置钉数、重置钉数、钻孔次数、X射线曝光次数、术中Braden评分、术后Matta评分、术后患者离床时间、恢复正常行走时间、患者满意度等。归纳分析术前准备、术中配合、术后机器护理等护理配合要点,总结并探讨最优化的手术配合流程。结果:机器人组的手术时间、术中出血量、重置钉数、术中钻孔次数和术中X射线曝光次数均短于或低于传统组(均P<0.05),术中Braden评分和满意度评分高于传统组(P<0.001),但两组术中置钉数、术后离床时间、患者恢复正常行走时间、术后Matta评分比较差异无统计学意义(均P>0.05)。结论:骨科机器人3D模式适用于骶髂关节脱位闭合复位内固定术,精准性高,可以提高手术效率。

3D打印并联机器人实验平台的设计

以基于4-RPR冗余并联机构的3D打印机器人为研究对象,首先,确定了3D打印机器人并联机构的具体尺寸,对机架进行结构设计,利用Solidworks建立机器人平台的三维模型。其次,将模型导入Adams进行运动学和动力学仿真分析,得出该机构的位移、速度和加速度变化曲线,根据仿真结果,得出关键点受力数据,对电动推杆进行选型。最后,利用Ansys Workbench对机器人实验平台的主要连接件进行有限元仿真,对其进行应力应变分析,保证机器人工作的安全性及稳定性。

机器人臂辅助3D-高清全胸腔镜用于直径>5cm肺癌的体会

全胸腔镜（completely video-assisted thoracoscopic surgery，c-VATS）下肺叶切除术治疗非小细胞肺癌（ non-small cell lung cancer，NSCLC）已为胸外科医师所接受［1］；肿瘤直径5.0 cm 以下是 c-VATS 的最佳适应证［2］。我科应用 AESCULAP Einstein-Vision 智能机器人臂辅助3D-内窥镜系统（BRAUN）完成14例c-VATS 下直径≥5.0 cm 肺癌根治术，效果满意。现报道如下。

机器人3D打印技术在公园建造中的应用——深圳宝安3D打印公园打印建设介绍

智能建造逐渐成为数字时代城市建筑与环境建设的新途径,其中机器人打印建造技术是跨学科集成性智能建造产业技术,以深圳宝安3D打印公园项目的建设为例,提出城市公园打印建设的新模式并总结其优势。

双输出3D打印解耦并联机器人的设计与分析

提出一种新型1PRRR/3PRRRR四自由度3T1R并联机构。基于这种并联机构,设计一种具有两个输出的3D打印并联机器人。该机器人机构对称布置的运动支链共用驱动,具有两个运动完全一致的末端执行器。分析这种新型并联机构的自由度,运动学反解,雅可比矩阵,耦合性及奇异性,有利于优化选择3D打印机器人机构的结构参数。最后对3D打印机器人机构进行运动学仿真试验。结果表明,该机构动平台具有较大的转动角度,3D打印机器人能够在倾斜角较大的平面上打印,为进一步实现设计的3D打印机器人的控制提供依据。

多输出3D打印冗余并联机器人的设计与分析

设计了一种新型多输出3D打印机器人,该机器人机构以Delta并联机构为主构型,以Stewart并联机构为辅助构型,在末端执行器上布置多个打印头,实现多输出。根据建立的运动学模型,分析了该机器人机构的运动学反解,得到速度雅可比矩阵,解得各驱动关节的速度和加速度。给定动平台的运动轨迹,仿真分析了机构的运动协调性,并对机构的灵巧性与静刚度进行了分析。

3D虚拟机器人课堂即时生成问题的应对策略

机器人教学以中小学综合实践活动课的方式出现,由于信息技术课有了机器人教学内容的加入,既可以避免了以前编程的枯燥和乏味,也使学生在体会编程乐趣的同时,还给了学生一片发挥创造能力的空间。但现实学校并没有足够的资源让学生接触到真实的机器人,我们作为信息技术教师只能给学生展示虚拟机器人教学。主是利用电脑模拟搭建和模拟场景以及进行机器人程序编写和改进,有利于学生素质的提高。愿望往往是美好的,现实很实在,在实际课堂教学中遇到许多问题,如教师备课设计在实际课堂教学中产生的矛盾;课堂认知过程中与学生认知水平的矛盾;课堂教学的预期性与学生的达成率的矛盾。分析当前自我课堂教学设计方面存在的问题,同时提出解决建议和方案仅限参考。

多输出3D打印并联机器人的设计分析与实验

提出一类新的四自由度并联机构,设计一种共用驱动的3D打印机器人,这种3D打印机器人一次可以打印两个或多个相同的产品。分析四自由度并联机构的运动学,工作空间,雅可比矩阵,奇异位形,得到用于设计3D打印机器人最优结构;给定动平台的运动轨迹,仿真分析驱动关节与动平台的实时位置关系;利用并联机构的控制特性,对设计的样机进行试验分析。结果表明,由于这种四自由度并联机构的特性,3D打印机器人控制简单,可以在倾斜表面上进行打印,在特定的条件下打印的物体具有更高的表面精度。

骨科手术机器人3D模式下辅助经皮固定骶髂螺钉的学习曲线

目的:探讨骨科手术机器人3D模式下辅助经皮固定骶髂螺钉的学习曲线。方法:回顾性分析2021年3月至2022年3月在乐清市人民医院应用天玑II骨科手术机器人在3D模式下辅助行经皮骶髂螺钉治疗骨盆后环骨折31例患者的临床资料。将31例患者根据手术日期按时间顺序进行编号,分为前、中、后期3组,将完成的第1至第10例设为前期组,第11至第20例设为中期组,第21至第31例为后期组,对3组患者的手术时间、术中出血量、并发症及骶髂螺钉位置等资料进行统计分析。结果:所有患者术后均未发生骨科手术机器人相关并发症。机器人辅助下骶髂螺钉置入的平均手术时间随手术病例数增加而显著减少,其中前期组与中、后期平均手术时间的变化差异有统计学意义(P<0.05),中期组和后期组的平均手术时间差异无统计学意义(P=0.278)。结论:天玑II骨科手术机器人辅助经皮固定骶髂螺钉的学习曲线前期较为陡峭,开展10例后可趋于平稳。骨科手术机器人3D模式下辅助治疗骨盆后环骨折是一种安全准确的方法,可提高手术精度,缩短手术时间。

机器人课程进入信息技术课堂的实践与研究——以3D仿真虚拟机器人应用教学为例

智能机器人进入校园,不仅充实了信息技术课程内容,全面体现其应有的丰富内涵,而且让人们对这类教育产生一种新的认识。智能机器人课程的开设,为学生开展研究性学习、综合性创新等活动提供了有效载体,是一项有利于教学相长的艺术性实践课题,应当引起高度重视和认真对待。

IRobotQ3D虚拟机器人在初中创客教育中的应用策略

IRobotQ3D虚拟机器人在初中创客教育领域潜藏着巨大的教育价值。本文主要通过分析IRobotQ3D虚拟机器人具有的特性,阐述IRobotQ3D虚拟机器人在初中创客课堂开展的优势与意义,并提出了它在初中创客课堂中实施和应用的研究策略,旨在为广大初中教师利用IRobotQ3D虚拟机器人开展创客教育和综合实践活动提供一些参考。

智能机器人三叉神经3D导航下经圆孔治疗三叉神经痛第Ⅱ支临床研究

目的探讨智能机器人三叉神经3D导航下经圆孔治疗三叉神经痛第Ⅱ支临床研究。方法选择2014年1~12月在我院治疗的三叉神经痛患者278例的临床资料为研究对象。在智能机器人三叉神经3D导航下行射频治疗。观察患者临床疗效。结果 278例患者均顺利完成手术。圆孔穿刺时患者穿刺操作后与操作前比较,平均动脉压显著升高,心率也显著升高,差异有统计学意义（P〈0.01）;热凝损毁时,在不同的温度下,操作后与操作前比较,患者平均动脉压均显著升高,心率也均显著升高,差异有统计学意义（P〈0.01）。术后不同时间点疼痛缓解程度分布比较差异无统计学意义（P〉0.05）。术后3个月及术后7个月,患者生活质量各方面受干扰程度得分均显著低于术前,差异有统计学意义（P〈0.01）;食欲、与人交往、生活兴趣等方面术后7个月得分较术后3个月更低,差异有统计学意义（P〈0.05）。不同时间点疼痛NRS评分比较差异有统计学意义（P〈0.01）;术后7d、3个月、7个月评分显著低于术前,差异有统计学意义（P〈0.01）。结论智能机器人三叉神经3D导航下经圆孔治疗三叉神经痛第Ⅱ支定位准确,疗效确切,值得临床推广。

3D仿真机器人软件在《算法与程序设计》教学中的应用探索

初中信息技术课程中《算法与程序设计》是教学重点与难点,其教学设计与探索受到了广大信息技术教育专家及一线教师的重视。在重新审视《算法与程序设计》教学内容的基础上,基于教学实践,提出利用3D仿真机器人软件优化《算法与程序设计》教学效果的思路与具体做法,并反思其中值得进一步探讨的问题与对策。

基于EthernetKRL实时通讯的库卡机械臂在线建筑3D打印控制研究与应用

建筑行业的工业化、智能化程度远落后于制造业等其他行业。建筑领域劳动力短缺、成本增加等问题与机器人技术高速发展相契合,建筑业的智能转型升级是推动建筑业持续健康发展的必然趋势。本文根据建筑3D打印的特殊性,设计了一种新型的行走式建筑3D打印机器人,发挥移动机械臂的移动性和灵活性等优势,覆盖普通民用住宅的打印范围。通过库卡的Ethernet KRL实时通讯协议,可实现机器人控制系统与上位机的数据通信;本文设计开发了一套在线控制及3D打印运动仿真软件,解决了传统机械臂示教编程的缺点,实现机械臂3D打印程序的自动规划、安全避障、运动仿真和在线运动控制。本文重点研究了基于Ethernet KRL实时通讯的机器人在线打印程序控制、墙体打印过程中可能涉及到的两侧墙体障碍点提前避障及运动仿真验证,以及基于运动学原理对建筑3D打印过程中六轴机械臂可能会经过的奇异点算法规避和运动仿真验证,避免机器人在打印过程中发生意外碰撞和奇异点停机的情况,确保墙体打印过程的完整性。

以国际联合工作营为平台的机器人数字建构教学探索——2019 DAMlab机器人建构工作营

DAMlab以自发组织的模式,将分布于国内外的研究人员及从业建筑师组成远程研究网络,在数字设计、数字建构与智能建造等方面开展研究与教学探索,并以国际联合工作营和论坛作为平台进行研究成果和实践案例分享。联合工作营以教研结合为目标,在探索适用于数字建构及智能建造的新型教学模式的同时,也能够将已有的研究进行转化或进一步提升。第四届国际联合数字工作营于2019年4月在青岛理工大学举办,DAMlab以机器人建构为主题,进行了机器人陶土打印、机器人木构以及机器人空间3D打印的教学与探索。

腹腔镜和达芬奇机器人系统在胃肠外科中的应用

1990年,腹腔镜技术首次应用于胃肠外科;2002年,达芬奇机器人手术系统开始在胃肠外科领域崭露头角。纵观微创技术发展的20多年历程,外科医师已从盲目追求技术改革逐渐发展至规范应用和客观评价,并不断向技术更新、标准完善和疗效肯定的高标准迈进。此外,外科医师在看到腹腔镜和达芬奇机器人手术系统创伤小、术中出血少、术后恢复快等优势的同时,也在不断思考它们在应用和推广方面难以避免的劣势。3D腹腔镜的问世为微创外科带来了新的革命,其不仅同时具有腹腔镜和机器人手术系统的技术特点,而且在推广和学习曲线方面也占据明显优势。因此,我们相信3D腹腔镜技术的应用前景将更为广阔。

基于遗传算法的双足足球机器人路径规划

轮式机器人路径规划已有很多解决方案,但应用到双足机器人有很大局限性。为解决双足足球机器人路径规划问题,运用遗传算法,采用新的评价函数,增加平滑因子,保证双足机器人运动的稳定性、高效性和平滑性。采用模拟退火算法改进遗传算法的群体选择方法,保证遗传算法早期的物种多样性差异性和晚期竞争的激烈性。通过仿真足球平台实验,证明其合理性。