腹腔微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、微創(chuàng)外科手術(shù)具有創(chuàng)傷小、可減輕患者痛苦、術(shù)后恢復(fù)快、醫(yī)療成本低等諸多優(yōu)點(diǎn)，因此在外科手術(shù)領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用并迅速發(fā)展。而機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，提高了微創(chuàng)外科手術(shù)質(zhì)量，降低了醫(yī)生勞動(dòng)強(qiáng)度。所以，微創(chuàng)外科手術(shù)機(jī)器人的應(yīng)用得到了極大的重視，并已成為醫(yī)療機(jī)器人領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。
　　結(jié)合國(guó)家“863”計(jì)劃資助項(xiàng)目“腹腔微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)研究”，本文對(duì)腹腔微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人的控制系統(tǒng)進(jìn)行研究和構(gòu)建，根據(jù)機(jī)器人各部分的控制要求，設(shè)計(jì)控制電路板，搭

2、建電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制模塊等。最后將各控制模塊進(jìn)行連接和集成，實(shí)現(xiàn)控制要求。
　　本文對(duì)腹腔手術(shù)機(jī)器人的從手機(jī)械臂進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析和求解。建立 D-H坐標(biāo)系，求解機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)正解；采用幾何法求解運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解，并求解機(jī)器人的雅可比矩陣。
　　從硬件和軟件兩方面來(lái)完成控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。硬件方面，設(shè)計(jì)繼電器、制動(dòng)器的控制電路、集成布線電路板和單片機(jī)串口通訊模塊，完成電機(jī)與驅(qū)動(dòng)器的連接。軟件方面，編寫單片機(jī)串口通訊程序、PC機(jī)串口通訊類和PLC控