七自由度顱頜面手術(shù)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)優(yōu)化與協(xié)調(diào)控制.pdf

1、近年來，機(jī)器人技術(shù)在醫(yī)療手術(shù)中的應(yīng)用越來越受到重視。結(jié)合實(shí)時(shí)圖像導(dǎo)航，可以實(shí)現(xiàn)精確、微創(chuàng)手術(shù)操作，對減少病人痛苦、縮短治愈周期、完成高難度復(fù)雜手術(shù)都有重要意義。本文針對顱頜面骨科手術(shù)的操作特點(diǎn)和手術(shù)需求，設(shè)計(jì)了協(xié)調(diào)控制策略和相關(guān)機(jī)器人技術(shù)，主要包括：
　　首次提出針對顱頜面骨科手術(shù)操作的、多目標(biāo)聯(lián)合優(yōu)化的機(jī)器人定位與冗余度優(yōu)化策略。策略利用粒子群優(yōu)化技術(shù)，根據(jù)操作空間、手術(shù)動(dòng)作的建模，設(shè)計(jì)出計(jì)算簡單、可與傳統(tǒng)可操作度效果等同的關(guān)節(jié)

2、機(jī)器人運(yùn)動(dòng)靈活度指標(biāo)，取得了合理有效的優(yōu)化結(jié)果。
　　首次提出適合顱頜面骨科手術(shù)的協(xié)調(diào)控制策略。策略基于虛擬約束，將執(zhí)行器的運(yùn)動(dòng)空間分解為自由運(yùn)動(dòng)與受約束運(yùn)動(dòng)兩部分，實(shí)現(xiàn)了有效結(jié)合醫(yī)生主觀干預(yù)和機(jī)器人精準(zhǔn)執(zhí)行的手術(shù)操作。
　　設(shè)計(jì)了機(jī)器人系統(tǒng)與遙操作系統(tǒng)之間的實(shí)時(shí)通信平臺。平臺基于定時(shí)觸發(fā)的同步網(wǎng)絡(luò)通信，可實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)指令、力信號的實(shí)時(shí)交互。
　　設(shè)計(jì)了執(zhí)行精度、通信延遲、力反饋等方案可行性驗(yàn)證、性能測試的實(shí)驗(yàn)，分析了系統(tǒng)