手術機器人力反饋操作裝置及算法研究.pdf

1、近年來，主從微創(chuàng)手術機器人得到越來越廣泛的研究與認可，不僅可以減少病人的創(chuàng)傷和術后恢復時間，還可以為醫(yī)生提供更加安全舒適的操作環(huán)境，提高醫(yī)生操作的精確度。具有力反饋的主從微創(chuàng)外科手術機器人更是當前手術機器人研究的熱點，也是當前國內外研究的難點。力反饋主手的設計及性能對整個機器人系統(tǒng)至關重要，合理的控制算法是力反饋功能實現的關鍵組成部分。因此針對主從微創(chuàng)手術的力反饋主手的設計及控制策略的研究是非常必要的。
　　本文論述總結了當前主從

2、手術機器人、力反饋主手及相關控制策略的研究情況，并對課題組設計的力反饋操作裝置機械結構、功能部件的選擇、運動學、系統(tǒng)整體布局等進行了介紹，在此基礎上進行控制結構與控制方法的選擇與設計。具體研究內容如下:
　　首先介紹當下主從式微創(chuàng)手術機器人、力反饋主手的研究現狀、發(fā)展動態(tài)以及力反饋控制技術綜述，通過這些介紹可以了解主從手術機器人及力反饋操作裝置的結構、原理、控制方法等方面內容，明確主操作手力反饋控制中應該注意的問題。
　　其

3、次，介紹課題組設計的脊柱微創(chuàng)手術機器人系統(tǒng)構成及力反饋操作裝置的機械結構、技術指標、驅動傳動裝置、力傳感器的選取等方面內容。
　　再次，對常見力反饋控制結構進行了介紹，并對可以選擇的控制結構進行了透明性分析，選擇適合本文力反饋主手的控制結構，之后在兩種控制結構的基礎上分別設計主手力反饋控制方法。
　　最后，進行了六維力/力矩傳感器簡單的性能檢測實驗和機械臂牽引控制的實驗設計。力傳感器性能檢測實驗包括濾波、零點波動、沖擊力等部