脊柱手術(shù)機(jī)器人設(shè)計(jì)分析及控制系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步,機(jī)器人的控制越來越精確,實(shí)現(xiàn)的功能越來越多。機(jī)器人不再只是用在工業(yè)領(lǐng)域,越來越多的機(jī)器人設(shè)計(jì)用于外科手術(shù)。本文設(shè)計(jì)了一個(gè)脊柱手術(shù)中輔助醫(yī)生的5自由度脊柱機(jī)器人。
　　首先通過分析機(jī)器人需要的工作空間,提出機(jī)器人的機(jī)械臂方案。通過分析脊柱手術(shù)的特點(diǎn),采用主被動(dòng)控制模式進(jìn)行控制。根據(jù)硬件系統(tǒng)特點(diǎn)設(shè)計(jì)主被動(dòng)控制模式的程序流程。
　　然后確定機(jī)構(gòu)方案,采用D-H法進(jìn)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析。用迭代法求解運(yùn)動(dòng)

2、學(xué)逆解,并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證迭代法求解的運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解收斂。分析機(jī)器人實(shí)際工作空間,然后設(shè)計(jì)機(jī)器人可視化仿真,并設(shè)計(jì)機(jī)器人輔助下的手術(shù)流程。
　　接著設(shè)計(jì)基于 CISST的多任務(wù)控制系統(tǒng),該手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)被分成10個(gè)模塊,每一個(gè)模塊都采用統(tǒng)一的通信協(xié)議和其它模塊進(jìn)行交互,通過數(shù)據(jù)處理模塊分析,處理所有模塊的數(shù)據(jù),將各個(gè)模塊有機(jī)結(jié)合起來,提高了控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)效率,減少了設(shè)計(jì)時(shí)間。
　　最后,重點(diǎn)分析了運(yùn)動(dòng)控制模塊和軌跡規(guī)劃模塊。研究了