微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人從手控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人是醫(yī)療機(jī)器人的一個(gè)重要研究領(lǐng)域。微創(chuàng)機(jī)器人手術(shù)可以減輕病患的痛苦和縮短手術(shù)恢復(fù)時(shí)間，同時(shí)又極大地提高了手術(shù)安全性和可靠性。隨著手術(shù)精度的不斷提高，微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人的應(yīng)用范圍越來越廣。該文結(jié)合多自由度微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人的特點(diǎn)，對從操作手的控制系統(tǒng)展開研究。論文的重要工作包括以下內(nèi)容：
　　 1、該文分析了主從式機(jī)器人的工作模式，在對機(jī)器人本體進(jìn)行剖析的基礎(chǔ)上，總結(jié)了機(jī)器人對控制系統(tǒng)的需求，包括輸入輸出接口需求、通訊能力需求

2、、運(yùn)算能力需求、實(shí)時(shí)性以及安全性需求。
　　 2、在需求分析的基礎(chǔ)上，該文設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了基于DSP(Digital Signal Processor數(shù)字信號(hào)處理器)+FPGA(Field Programmable Gate Array，現(xiàn)場可編程門陣列)的嵌入式實(shí)時(shí)硬件系統(tǒng)平臺(tái)。論文對硬件系統(tǒng)分模塊進(jìn)行了功能說明，給出了設(shè)計(jì)原理和設(shè)計(jì)特點(diǎn)。
　　 3、論文結(jié)合硬件系統(tǒng)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了控制系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)，詳細(xì)介紹了軟件各層次的功

3、能和實(shí)現(xiàn)原理，并給出了軟件的主要流程。根據(jù)機(jī)器人工作特性的需求，機(jī)械臂的驅(qū)動(dòng)電機(jī)選擇了PID控制算法，并對控制算法的理論設(shè)計(jì)、工程實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了詳細(xì)說明。在此基礎(chǔ)上，系統(tǒng)軟件還對機(jī)器人的安全性能進(jìn)行了改進(jìn)。
　　 在機(jī)器人系統(tǒng)的全部研究工作完成后，課題組設(shè)計(jì)了一系列手術(shù)模擬實(shí)驗(yàn)，對機(jī)器人整體的各項(xiàng)性能指標(biāo)、設(shè)計(jì)功能進(jìn)行驗(yàn)證。該文所研究的各項(xiàng)工作也經(jīng)過了各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證，試驗(yàn)結(jié)果表明：該文所設(shè)計(jì)的從操作手控制系統(tǒng)的硬件和軟件具有較好的模