骨修复材料高效精密锯冲系统与关键加工技术研究

来源 :杭州电子科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yuantao22222
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着骨缺损再生医疗技术的提升,骨移植修复已经成为仅次于输血的需求量最大的移植物。其中,骨修复材料单价是相同质量下黄金价格的2.4倍,被业内人士称为“骨黄金”。基于天然骨的仿生骨修复是最新的骨科医疗技术,其中,猪股骨是仿生骨修复材料的主要来源,但是尚未有一套完整和科学的猪股骨切削加工技术与加工设备,因此本文研究的猪股骨切削加工技术与加工设备给骨科医生和骨损伤患者带来了新的希望。本文主要针对骨修复材料(骨颗粒)制备效率低、自动化水平不高、骨颗粒精度低、安全性差等问题。同时为响应“十四五”规划中四个面向的面向人民生命健康,完成骨修复材料(骨颗粒)锯冲系统研制。以及通过试验研究分析加工参数对皮质骨锯切性能的影响,得到了骨颗粒的最优加工参数。本文主要工作有:(1)分析了研制骨修复材料(骨颗粒)高效精密锯冲系统的研制背景、意义和现状,并对国内外的骨锯切、冲压和自动化技术进行了分析,最后阐明本篇论文的研究内容。(2)提出骨颗粒的制备工艺流程,针对骨片锯切、骨片送料、骨颗粒冲孔落料的动作需求,完成对应的结构设计,并将整体机构装配完毕。(3)根据结构设计方案以及执行顺序,完成了控制系统的硬件和软件设计。硬件设计主要包括:五大硬件的选型、输入输出口的分配、电气设计原理图;软件设计主要包括各执行机构的运动控制程序以及人机交互界面。(4)为了研究骨颗粒高效精密锯-冲加工技术,设计了皮质骨锯切试验方案,并使用遗传算法对低骨损伤的多目标进行参数优化,试验结果表明,温度最低值为35.5℃(齿距8.46mm,进给速度35mm/s),最高温度73.8℃(齿距4.20mm,进给速度5mm/s),当进给速度为20mm/s时出现骨表面粗糙度的转折点,计算得到最优的骨锯切加工参数是齿间距8.46mm,进给速度33-35mm/s。(5)将最优的锯切工艺参数和多孔冲压落料工艺结合,得到了骨颗粒高效精密锯-冲加工技术的测试结果,并将该测试结果与人工制备的骨颗粒进行了对比分析,结果表明锯冲系统制备的骨颗粒与人工制备的骨颗粒在直径误差上降低了60%,在厚度误差上降低了92.5%,在效率上提升了78.2%。
其他文献
学位
学位
学位
步态特征是指人类运动时下肢的运动特征参数,主要与时间空间相关。通过客观量化的方式将人体下肢的步态状况表示出来,用于分析被测者是否存在潜在的疾病或评估患者下肢康复情况。但是现有的步态采集系统因为体积大,需要特定环境与空间的设置,要求患者必须在医院中才能进行检测,存在成本高、效率低的缺点。因此本文设计了一种低成本的可穿戴式步态测量分析系统,使用该设备可以有效降低采集成本,简化采集工作。主要研究工作如下
学位
学位
学位
近年来,作为二维纳米材料中的一员,二硒化钼因其特殊的晶体结构和优异的热力学性能,而广泛应用于光催化、能量储存、固体润滑、微电子和光电领域,同时还在材料改性,制备新型功能材料方面具有极大的应用和发展。随着科技的发展,人们对于医疗水平提高的迫切希望,发展更高效更安全的生物纳米材料具有重要意义。分子动力模拟是一种借助计算机软件,根据实际理论的指导而进行的一种虚拟实验,并且与实验所获得的结果往往拥有非常高
热解炭是一种类陶瓷的硬脆性材料,因其具有出色的化学稳定性以及良好的生物相容性等特点,在生物医学领域常用作人工机械心脏瓣膜的涂层材料。植入人体的人工机械心脏瓣膜工作于复杂的生理环境当中,且瓣片表面热解炭涂层长期承受血流的循环冲击作用,涂层表面可能会因空化气蚀等原因的影响出现微小裂纹缺陷。随着时间的推移,这些微小裂纹可能会扩展形成宏观裂纹,甚至导致瓣片发生断裂,致使人工机械心脏瓣膜可靠性降低甚至完全失
上肢功能障碍是大部分功能障碍患者都面临的问题,由于传统康复治疗无法对患者的运动神经产生足够的刺激,越来越多的研究者开始关注脑机接口神经康复领域。基于运动想象的虚拟现实上肢康复系统,利用感官刺激可以达到神经康复训练的效果,成为了当前热门的研究方向。但是目前虚拟现实系统的开发周期长、构建成本高,且运动想象信号解码中最经典的共空间模式(Common Spatial Pattern,CSP)算法,由于受试