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探究扭矩基于LabVIEW脊柱三维运动试验机制约系统研制

收藏本文 2024-03-01 点赞:17711 浏览:73401 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:脊柱三维运动的探讨对正确了解与评估脊柱的损伤及对脊柱的植入物手术等有重要的临床指导作用。由于脊柱运动是三维空间六个自由度的耦合运动,模拟在体脊柱三维运动有着很大的挑战。目前国内外很多实验室都研制了款式各异的脊柱三维运动试验机,尚没有统一的标准和规范。脊柱三维运动试验机经历了以二维到三维,以手动制约到自动制约的进展历程。近年来,随着脊柱外科学的进展,涌现出越来越多的脊柱运动测量策略与工具。根据脊柱的运动特性、生理特点及探讨目的,选择符合脊柱运动规律的的脊柱三维运动试验机是非常必要的。本论文旨在南方医科大学南方医院脊柱和脊髓损伤探讨实验室现有的脊柱三维运动试验机的制约及检测装置等硬件基础上,基于LabVIEW研制了一套脊柱三维运动试验机制约系统,用来产生脊柱的前屈、后伸、侧弯、侧旋运动,实现脊柱六个自由度的运动特点,达到准确和便利的测量目的。本论文介绍了脊柱三维运动试验机装置的工作原理及运用范围;设计了基于阿尔泰采集卡、扭矩传感器及力川伺服电机为基础的脊柱三维运动试验机装置,基于LabVIEW开发平台研制了脊柱三维运动装置制约系统;解决了三维运动试验机的扭矩制约及角速率制约,并设置了制约系统的安全范围,达到脊柱三维运动试验机的利用目的。实验结果表明:基于LabVIEW的脊柱三维运动试验机制约系统具有采样速率快,扭矩制约准确,利用方便,界面简洁,具有可靠性高和易于维护等优点。关键词:生物力学论文脊柱论文三维运动论文LabVIEW论文扭矩传感器论文

    摘要5-6

    Abstract6-8

    目录8-10

    第一章 绪论10-25

    1.1 引言10

    1.2 脊柱解剖结构与运动特性10-13

    1.2.1 脊柱的解剖结构10-12

    1.2.2 脊柱的运动特性12-13

    1.3 脊柱三维运动试验机的加载方式13-16

    1.4 脊柱三维运动加载装置介绍16-23

    1.4.1 基于滑轮系统的加载装置16-18

    1.4.2 基于关节臂的加载装置18-19

    1.4.3 基于MTS机加载装置19-20

    1.4.4 基于机器人的加载装置20

    1.4.5 本论文的脊柱三维运动的加载装置20-23

    1.5 现有策略的总结23-24

    1.6 本论文主要的探讨内容24-25

    第二章 系统的需求浅析25-33

    2.1 系统的设计思想25

    2.2 脊柱三维运动制约与检测装置介绍25-31

    2.2.1 力川伺服电机25-27

    2.2.2 扭矩传感器27-28

    2.2.3 阿尔泰数据采集卡28-31

    2.3 开发软件LABVIEW介绍31-32

    2.4 本章小结32-33

    第三章 系统模块程序设计与实现33-42

    3.1 数据采集模块的设计33-35

    3.2 数据处理模块的设计35-36

    3.3 数据存储模块的设计36-39

    3.4 数据显示模块的设计39-40

    3.5 制约系统安全性设计40-41

    3.6 本章小结41-42

    第四章 系统界面模块设计与实现42-50

    4.1 界面需求42

    4.2 界面程序模块与实现42-49

    4.2.1 界面模块的实现42-48

    4.2.2 系统界面的实现48-49

    4.3 本章小结49-50

    第五章 制约系统的实现与测试50-66

    5.1 制约系统的实现50

    5.2 系统的测试50-65

    5.2.1 实验标本制作50-51

    5.2.2 实验测试内容51

    5.2.3 测试结果讨论51-65

    5.3 本章小结65-66

    总结与展望66-68

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