單孔腹腔鏡手術(shù)機器人系統(tǒng)的控制與實現(xiàn).pdf_第1頁
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文檔簡介

1、單孔腹腔鏡手術(shù)相比于傳統(tǒng)多孔腹腔鏡手術(shù),對病人創(chuàng)傷更小,術(shù)后并發(fā)癥發(fā)病率更低,恢復更迅速,能夠達到更好的手術(shù)效果,因而也更具有研究價值,因此在近十年之間引起了學術(shù)界的廣泛關(guān)注。單孔腹腔鏡手術(shù)機器人系統(tǒng)的出現(xiàn)為外科醫(yī)生提供了一種直觀的單孔腹腔鏡手術(shù)操作模式,降低了醫(yī)生在單孔腹腔鏡手術(shù)過程中使用人工器械執(zhí)行手術(shù)任務的難度。
  本碩士論文基于一項單孔腹腔鏡手術(shù)機器人系統(tǒng)的開發(fā)項目。所述的手術(shù)機器人系統(tǒng)能在收攏狀態(tài)下形成一個直徑為12m

2、m的圓柱體狀腹腔鏡,通過12mm內(nèi)徑的鞘套從病人腹部切口進入腹腔,然后外展立體視覺系統(tǒng)提供視覺引導,并伸出雙支基于柔性連續(xù)體機構(gòu)的手術(shù)機械臂以進行手術(shù)操作。
  在簡要介紹了該單孔腹腔鏡手術(shù)機器人系統(tǒng)的整體設計后,本論文突出介紹了本手術(shù)機器人系統(tǒng)所使用的柔性機械臂及其驅(qū)動實現(xiàn)方法,著重描述了其基于雙連續(xù)體機構(gòu)的結(jié)構(gòu)特性。在對該手術(shù)機械臂進行的運動學建模中,包括了定義運動坐標系、推導單節(jié)連續(xù)體機構(gòu)的運動學和推導整支機械臂的運動學模型

3、。不僅如此,本論文還比較了采用不同構(gòu)型的連續(xù)體機械臂的運動學和剛度特性,為將來不同設計場合下使用不同機械臂結(jié)構(gòu)提供了設計參考。
  本論文還介紹了本手術(shù)機器人控制系統(tǒng)的設計和遙操作的實現(xiàn)。搭載基于xPC Target實時控制系統(tǒng)的工控機,配合模擬量輸出板卡和計數(shù)板卡,實現(xiàn)了對整個機器人系統(tǒng)18個伺服電機的實時閉環(huán)控制。手術(shù)機械臂可以通過兩種軌跡規(guī)劃方式,完成在關(guān)節(jié)空間或者任務空間的受控運動。
  本研究后續(xù)進行了立體視覺模塊

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