手術機器人機械臂運動控制系統(tǒng)的研究與實現(xiàn).pdf

1、隨著經(jīng)濟和醫(yī)療水平不斷發(fā)展，越來越多的疾病能夠通過外科手術來治療，這些手術相對于以前，都更加復雜，面對如此精度高，步驟繁雜的外科手術，人類發(fā)明了外科手術機器人。外科手術機器人可以實現(xiàn)對外科微創(chuàng)手術更加精確的控制，對于人類科技和醫(yī)療水平的發(fā)展具有重要的意義，也具有非常廣闊的市場前景。
　　本課題主要涉及手術機器人機械臂運動控制系統(tǒng)的相關內(nèi)容，對機械臂控制方法，機械臂關節(jié)的驅(qū)動電路，機械臂空間運動路徑規(guī)劃，手術機器人人機交互系統(tǒng)等內(nèi)容

2、進行相關的設計和研究。該機器人系統(tǒng)總體設計為一個具有六自由度的關節(jié)型機械臂。
　　在相關運動控制方法方面將現(xiàn)代控制理論和機械臂空間路徑規(guī)劃結(jié)合起來，提出一種新的算法，建立了一組多關節(jié)機械臂非線性定位方程組，提出一種基于非線性大范圍漸近穩(wěn)定的求解方法，既簡化運算,又有利于物理實現(xiàn)，為機械臂高速、準確運動提供基礎，該算法在求解機械臂空間運動非線性方程方面，能夠達到收斂速度快和精度高的效果，實驗表明該算法適用多關節(jié)的移動機械臂的非線性定

3、位方程的求解,有較高的求解精度和收斂速度。另外基于大范圍機械臂空間移動采用模糊控制和自整定PID控制PWM脈寬調(diào)速相結(jié)合的方式，在向遠距離目標移動的過程中優(yōu)先進行方向和位置的模糊定位并快速啟動，接近目標點的位置再按照運動方程求解的定位坐標進行精確校正，模擬人類手臂的行動方式，收斂速度快，位移精度高。
　　基于手術機器人實際運用考慮，加入Kinect手勢動作識別，并且將人體手臂的動作用機械臂進行比例還原，優(yōu)化機械臂動作，提高動作精度