救援后送機(jī)器人對(duì)人體的作用力分析和新型執(zhí)行機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)與運(yùn)動(dòng)綜合.pdf

1、本文以城市、叢林等地域軍事行動(dòng)和大型公共場(chǎng)所生化恐怖襲擊、爆炸等突發(fā)公共衛(wèi)生事件中對(duì)傷員實(shí)施救援所面臨的衛(wèi)勤保障難題為背景,研究救援后送機(jī)器人對(duì)人體的作用分析和新型執(zhí)行機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)與運(yùn)動(dòng)綜合方法。全文取得了如下創(chuàng)造性成果:
　　(1)以分形理論為工具,研究了利用CT掃描影像準(zhǔn)確建立人體脊柱有限元模型的快速建模方法。提出了一種考慮像素鄰域特征的最佳閾值求解方法,該方法彌補(bǔ)了二維Otsu法在Mimics中的應(yīng)用局限以及軟件自身在分割閾值選

2、取上的不足且建立的脊柱幾何模型為灰度值模型,便于使用密度-CT數(shù)的彈性模量模型對(duì)骨組織材料進(jìn)行非線性賦值,提高有限元模型的分析精度。
　　(2)運(yùn)用接觸分析理論,研究了人體脊柱有限元分析中關(guān)節(jié)接觸面的處理與求解方法。較好地實(shí)現(xiàn)了關(guān)節(jié)互不侵入、關(guān)節(jié)接觸力法向量只能是壓力、關(guān)節(jié)切向量與摩擦系數(shù)密切相關(guān)等特征的仿真模擬。通過(guò)對(duì)典型救援工況下的人體脊柱受力的分析,揭示了人體脊柱各組成部分在不同操作條件下的應(yīng)力變化規(guī)律和影響因素并提出了執(zhí)行

3、機(jī)構(gòu)綜合需注意的幾個(gè)問(wèn)題。
　　(3)突破現(xiàn)有執(zhí)行機(jī)構(gòu)對(duì)人體的作用方式,從人體零自由度實(shí)現(xiàn)條件出發(fā),提出了一種以滑動(dòng)擔(dān)架為基礎(chǔ)機(jī)構(gòu),以6-DOF操作臂為附加機(jī)構(gòu)的新型執(zhí)行機(jī)構(gòu)構(gòu)想。以自由度性質(zhì)分析為基礎(chǔ),以速度雅可比行列式中不含折斷點(diǎn)參數(shù)為評(píng)價(jià)指標(biāo),提出一種通用運(yùn)動(dòng)自由度解耦折疊操作臂構(gòu)型與優(yōu)選方法。
　　(4)運(yùn)用旋量理論研究了6-DOF操作臂位置正、逆解的解析求解法與雙臂主從映射關(guān)系,提出了一種能直接映射操作臂末端運(yùn)動(dòng)空