腹腔微創(chuàng)手術機器人運動控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、機器人應用于腹腔微創(chuàng)外科手術中，可以提高手術質量，降低醫(yī)生勞動強度，減少病人痛苦。本文對七自由度腹腔微創(chuàng)手術機器人在手術中的各種基本運動進行分析求解，討論該冗余機器人的運動優(yōu)化問題，設計機器人運動控制系統(tǒng)硬件，并采用面向對象技術開發(fā)了系統(tǒng)控制軟件，最后針對微創(chuàng)手術應用環(huán)境對機器人進行實驗。
　　首先對具有冗余性的七自由度腹腔微創(chuàng)手術機器人進行運動學分析。采用D-H方法求出機器人的正運動學解析解；運用幾何法給出機器人逆運動學解析解；

2、給出末端執(zhí)行器姿態(tài)的歐拉角表示法及其與齊次變換矩陣之間的轉換表達式；最后用矢量積法求出機器人的雅可比矩陣。
　　其次將成熟的PID控制策略應用于機器人各關節(jié)的位置伺服控制中。在分析微創(chuàng)手術任務的基礎上將機器人的操作規(guī)劃為四種基本的機器人動作，并分別討論了實現(xiàn)各種動作的方法。在研究梯度投影法求解冗余度機器人運動學的基礎上，結合位姿分解方法給出了一種有效的冗余機器人運動學逆解求解方法，并應用該方法對機器人自運動、避免關節(jié)極限、躲避障礙