【摘 要】
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微创手术机器人是近年来新兴起的一种辅助医生完成一些高精度的、创伤比较小的手术机器人,它具有许多传统手术没有的优点,例如术后恢复快、反应灵敏、具有多方视野等,所以微创手术机器人在未来临床手术的领域具有广阔的发展空间。但是这种手术机器人要求其具有比其他领域机器人更高的精度,以此来保障手术的安全性。其中,从端手术机械臂的振动是影响机械臂安全性的重要因素,对手术机械臂的末端振动进行抑制对其具有重要的意义,
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微创手术机器人是近年来新兴起的一种辅助医生完成一些高精度的、创伤比较小的手术机器人,它具有许多传统手术没有的优点,例如术后恢复快、反应灵敏、具有多方视野等,所以微创手术机器人在未来临床手术的领域具有广阔的发展空间。但是这种手术机器人要求其具有比其他领域机器人更高的精度,以此来保障手术的安全性。其中,从端手术机械臂的振动是影响机械臂安全性的重要因素,对手术机械臂的末端振动进行抑制对其具有重要的意义,也是影响微创手术机器人发展的重要因素。针对微创手术机器人的从端机械臂,一种好的轨迹规划方法能够有效抑制机械臂的残余振动。本文分析了两种常用的手术机械臂轨迹规划插值函数,在此基础上研究了不含偶数项的傅里叶级数对轨迹规划时末端振动的影响,并且利用烟花算法进行傅里叶级数待定系数的迭代计算,该方法能够有效的抑制手术机器人的从端机械臂的残余振动,最后通过手术机器人实验平台验证其抑制残余振动的效果。对输入的信号进行轨迹规划以后,机械臂由于其材料的柔性、谐波减速器的存在等因素依然会产生残余的振动。为了抑制其残余振动,对从端机械臂进行了动力学分析和振动模态分析。为了得到整个工作空间上的振动参数,利用BP神经网络对实验测得的振动参数进行处理。在此基础上提出了一种含有单个负脉冲的输入整形器,该整形器能够保持较低的时间延迟的同时还能有效抑制机械臂的末端的残余振动,最后在手术机器人实验平台上对其进行了实验验证。
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