主从微创手术机器人控制设计

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在医疗科技手段日新月异的今天,手术机器人在各种手术中起到越来越大的作用,而含力反馈功能的手术机器人正是当下手术机器人的研究热点,也是现阶段国内外研究遇到的难点之一。本文主要研究含力反馈功能的主从手术机器人的控制研究及其他相关问题。本文首先介绍了当下国内外对微创手术机器人主手和从手的研究概况,通过对这些机器人的介绍,可以了解主从手的基本原理。并介绍了整个课题的研究内容和方法。其次,本文介绍了主手和从手的机械结构,机械设计原理和机器人关节运动限制等机械设计情况,通过实验,验证了机械结构的运动空间及关节转角。并介绍了控制系统及驱动系统所使用的驱动电机及电机驱动器,并介绍控制硬件结构的原理。再次,分别介绍了主从手术机器人主手和从手的通信机制基于RS232-CAN通信网络的串口通信,控制算法及主从手的运动信息和应力信息的采集。并介绍了力反馈机制和主从手运动机制的基本原理,并设计实验对其进行验证,并介绍了两种控制系统的相关原理图。同时,分别验证了主手和从手的控制精度及控制稳定性。最后,介绍了主从手术机器人控制系统的软件设计原理和通信模块实现原理。并介绍了整个软件的人机界面的具体设计。
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