手術(shù)機(jī)器人機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)和醫(yī)療水平不斷發(fā)展，越來(lái)越多的疾病能夠通過(guò)外科手術(shù)來(lái)治療，這些手術(shù)相對(duì)于以前，都更加復(fù)雜，面對(duì)如此精度高，步驟繁雜的外科手術(shù)，人類(lèi)發(fā)明了外科手術(shù)機(jī)器人。外科手術(shù)機(jī)器人可以實(shí)現(xiàn)對(duì)外科微創(chuàng)手術(shù)更加精確的控制，對(duì)于人類(lèi)科技和醫(yī)療水平的發(fā)展具有重要的意義，也具有非常廣闊的市場(chǎng)前景。
　　本課題主要涉及手術(shù)機(jī)器人機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的相關(guān)內(nèi)容，對(duì)機(jī)械臂控制方法，機(jī)械臂關(guān)節(jié)的驅(qū)動(dòng)電路，機(jī)械臂空間運(yùn)動(dòng)路徑規(guī)劃，手術(shù)機(jī)器人人機(jī)交互系統(tǒng)等內(nèi)容

2、進(jìn)行相關(guān)的設(shè)計(jì)和研究。該機(jī)器人系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)為一個(gè)具有六自由度的關(guān)節(jié)型機(jī)械臂。
　　在相關(guān)運(yùn)動(dòng)控制方法方面將現(xiàn)代控制理論和機(jī)械臂空間路徑規(guī)劃結(jié)合起來(lái)，提出一種新的算法，建立了一組多關(guān)節(jié)機(jī)械臂非線(xiàn)性定位方程組，提出一種基于非線(xiàn)性大范圍漸近穩(wěn)定的求解方法，既簡(jiǎn)化運(yùn)算,又有利于物理實(shí)現(xiàn)，為機(jī)械臂高速、準(zhǔn)確運(yùn)動(dòng)提供基礎(chǔ)，該算法在求解機(jī)械臂空間運(yùn)動(dòng)非線(xiàn)性方程方面，能夠達(dá)到收斂速度快和精度高的效果，實(shí)驗(yàn)表明該算法適用多關(guān)節(jié)的移動(dòng)機(jī)械臂的非線(xiàn)性定

3、位方程的求解,有較高的求解精度和收斂速度。另外基于大范圍機(jī)械臂空間移動(dòng)采用模糊控制和自整定PID控制PWM脈寬調(diào)速相結(jié)合的方式，在向遠(yuǎn)距離目標(biāo)移動(dòng)的過(guò)程中優(yōu)先進(jìn)行方向和位置的模糊定位并快速啟動(dòng)，接近目標(biāo)點(diǎn)的位置再按照運(yùn)動(dòng)方程求解的定位坐標(biāo)進(jìn)行精確校正，模擬人類(lèi)手臂的行動(dòng)方式，收斂速度快，位移精度高。
　　基于手術(shù)機(jī)器人實(shí)際運(yùn)用考慮，加入Kinect手勢(shì)動(dòng)作識(shí)別，并且將人體手臂的動(dòng)作用機(jī)械臂進(jìn)行比例還原，優(yōu)化機(jī)械臂動(dòng)作，提高動(dòng)作精度