力反饋型手術(shù)機(jī)器人操作臂建模及控制分析.pdf

1、本文著眼于提高機(jī)器人微創(chuàng)外科手術(shù)中的臨場(chǎng)感覺----力反饋功能，使微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人能更好的為醫(yī)生服務(wù)，為病人造福。借助于微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)提供的力臨場(chǎng)感覺，醫(yī)生可以真實(shí)地感覺到機(jī)器人與患者病灶部位的相互作用，從而完成精密復(fù)雜的手術(shù)。微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人以其力反饋的實(shí)現(xiàn)機(jī)理不同，可分為具有力傳感器的機(jī)器人和不具有力傳感器的機(jī)器人。
　　 本文針對(duì)以上兩種不同的機(jī)器人，對(duì)微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人進(jìn)行了建模、分析和控制。經(jīng)過分析建模，本文得出了機(jī)器人主

2、操作臂的笛卡爾空間和關(guān)節(jié)空間的映射關(guān)系，并對(duì)其進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，證明了理論模型的完備性。根據(jù)分析建模結(jié)果得出了機(jī)器人從操作臂末端的力在基坐標(biāo)系下的表示。在安裝了力傳感器的機(jī)器人系統(tǒng)中，對(duì)從操作臂進(jìn)行了力變換分析，應(yīng)用了駐力控制策略使得在手術(shù)過程中微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人給醫(yī)生帶來了更好的操作性能，更精確、真實(shí)的臨場(chǎng)力感覺;在未安裝力傳感器的機(jī)器人系統(tǒng)中，采取了基于軌跡跟蹤的雙邊控制方法作為從操作臂末端與環(huán)境之間作用的力估計(jì)方法，并研究了基于這種算法下