摘要:在机器创新发展中，机构与机器人学发挥着举足轻重的作用。随着人类生产生活方式的变革性发展，机构学未来将主要研究和构建行为机构学理论体系，机器人领域则将通过多学科交叉，着重构建和发展共融机器人理论、技术和工程应用体系，为提升国家高端装备设计水平和技术自主可控做出贡献。

摘要:3D 打印技术在航天、军工、机器人等领域应用广泛，但也存在诸多问题，如阶梯效应所带来的叠层误差、2.5D 制造原理导致的打印零件各向异性、支撑结构的打印及后处理导致的耗时和耗能等问题。针对上述不足，该文提出一种回转式曲面分层 3D 打印方法，对多自由度回转式 3D 打印设备的设计方法进行研究，通过构型综合和尺度综合确定了打印机构型及结构参数，提出了曲面打印路径规划方法。通过联合仿真与样机实验，验证了 3D 打印设备构型综合与尺度设计的有效性，为打印装备创新设计、曲面打印过程规划策略及相关实验研究提供了新思路。

摘要:着陆器是深空软着陆探测的核心装备，但现有着陆器不具备行走移位功能，一次发射任务探测范围有限。针对上述问题，该文研究了一种集着陆和行走移位功能于一体的腿式移动着陆器，建立腿式移动着陆器单腿的完整运动学模型，并阐述其工作模式。针对星体表面的复杂环境，提出一种周期步态和自由步态的规划方法，解决了稳定判据、落足点评价函数和足端轨迹规划等问题。此外，该文还通过仿真实验，验证了该方法的可行性和稳定性。

摘要:协作型机器人被广泛应用于自动化和物料搬运。为承载有效载荷并实现精确运动，协作型机器人需要具备足够的刚性。此外，为满足人机交互的安全性，协作型机器人还需要具备足够的灵活性，变刚度机器人则同时满足了安全性与刚性的要求。该文首先介绍了变刚度机器人的相关研究和几种基于机械结构的可变刚度方法，并对其工作原理进行分类；然后根据刚度范围、刚度比和响应时间等标准，对现有方法进行定量比较，简单总结各种方法的优缺点，并介绍了相关变刚度机构在协作型机械臂和抓手中的应用。

摘要:基于患者颅骨 CT 数据进行个性化设计、制造的 3D 打印钛合金个性化颅骨修复体，可完美匹配颅骨个性化缺损，并进行有效修复，但以往相关研究很少关注颅骨修复产品的抗冲击性能。因此，基于电子束熔融技术，该文设计制造了一种新型多孔结构颅骨修复体，并利用落球冲击装置对 3D 打印钛合金个性化颅骨修复体和数字成型三维塑形钛网进行抗冲击性能试验，对比研究两种产品的抗冲击性能，评价冲击变形对颅内脑组织的影响。实验结果显示，3D 打印钛合金个性化颅骨修复体组在冲击过程中平均最大变形为 0.7 mm，远小于数字成型三维塑形钛网的平均最大变形 5.9 mm。对比研究表明，3D 打印钛合金个性化颅骨修复体具有更好的抗冲击性能，还可有效修复颅骨缺损、保护颅内脑组织。

摘要:由于测量简便，脉搏波被广泛用于替代心电计算心率和心率变异性，但其准确性颇受争议。该文探讨了年龄对利用脉搏波估计心率和心率变异性准确性的影响，实验招募了 100 名年龄广泛分布在 20～71 岁的健康者，同步采集静息脉搏波和心电图，利用脉搏波相邻峰值点的时间间隔序列，计算受试者的瞬时心率和心率变异性，并将其与利用心电相邻两个 R 波峰值点计算的心率/心率变异性(金标准)进行对比，计算利用脉搏波估计心率和心率变异性的误差。实验结果表明，心率估计误差在 40 岁以下的年轻人中较小(标准差在 0.3 搏/min 左右)，在 40 岁以上的中老年人中较大(标准差在 0.7 搏/min 左右)，时域的心率变异性参数的规律类似。因此，即使在静息条件下，利用脉搏波峰值点计算老年人的心率/心率变异性也要谨慎对待。

摘要:步进式电极是神经科学电生理记录的重要工具。传统电极支架的主要功能是电极丝支撑以及机械驱动电极丝的微推进。在慢性记录过程中，电极的位置可以推进到更深的脑组织中，从而记录更多的神经元放电活动。但传统电极支架制作和组装需要多个步骤和部件，组装过程烦琐困难、结构集成度低，且无法保证支撑板结构之间相互平行，增加了实验误差。该文提出一种可实现集成度高、结构稳定、组装容易的新型电极构架。与传统电极支架相比，新设计的电极支架具有更少的组件，且一体化的支架设计减少了不同支架之间的误差，有助于实验条件的统一。受力分析表明，该文提出的新电极具有优良的抗形变特性，且新电极比传统电极重量更小，可减轻实验小鼠头部负载压力。通过手术在小鼠大脑中植入电极，实验结果表明一体化记录电极可获得高质量的神经信号。因此，该文提出了一种新的电极设计思路，该思路有助于提高实验效率，并可应用于多种小动物在体电生理实验。

摘要:针对等离子体电弧 3D 打印成形钛合金表面精度低、组织性能难以调控的技术难题，该文利用控制变量法，研究了工艺参数对堆积金属的尺寸参数与形状参数的影响规律，并通过优化得到最适宜的堆积工艺参数。堆积得到的 Ti-6Al-4V 构件可分为 3 个区域：顶层区域主要由粗大的 αGB 和 αM 构成；中间层区域的 αM 长宽比明显减小，出现少量片层状组织(α colony)；底层区域主要由相对均匀的网篮状 α＋β 组成。通过实验测试，等离子体电弧 3D 打印得到的钛合金构件的尺寸误差小于 2%，拉伸强度为 1 150 MPa，构件的成形精度和力学性能均满足使用要求。