腹腔镜微创手术机器人运动系统研究

来源 :南开大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:BBQChris
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
腹腔镜微创手术机器人在医疗领域的广泛应用,拓展了医生的手术能力,提高了手术的质量,减少了患者痛苦。鉴于腹腔镜微创手术机器人的诸多优势,针对此类机器人系统的开发已经成为世界各大科研机构和高等院校研究工作的热点问题。本文结合项目组自行研制的腹腔镜微创手术机器人系统,对机器人运动系统展开研究。主要工作包括以下内容:   1、结合所研制的机器人系统的特点与操作要求,在主操作手和从操作手运动学模型基础上,对运动学模型进行了仿真分析,设计了基于运动学模型实现异构结构达到同构结构实际控制效果的主从异构映射算法;并针对机器人系统主从操作的特点,定性分析了主从操作中存在的误差,设计了减小误差的方法。   2、针对腹腔镜持镜臂(图像臂)在手术中的辅助运动特性,结合项目的实际需要,建立了图像臂的运动学模型;同时针对图像臂的运动特点,提出了基于切入点的运动控制算法,并进行了一系列MATLAB仿真分析和临床实验研究;进一步完成了主操作手对图像臂运动控制算法。   3、设计了运动坐标系和图像坐标系实时空间映射算法,解决了由于医生手术操作和通过腹腔镜观察到图像运动不一致的问题;进而在实验中验证了映射算法的正确性。   4、结合主从操作的特点,完成了主从操作重复定位精度测量实验。在试验中对采集到的空间坐标序列,应用最小二乘法对数据进行分析;并系统地介绍了手术机器人针对实验对象(猪)的胆囊切除和缝合手术。   以上工作是项目组研制的腹腔镜微创手术机器人系统的一部分,这部分功能在机器人系统的手术过程中体现出来,并通过各种实验分析得到了验证。  
其他文献
原油特性检验是进行原油管道输送前必不可少的组成部分,其检测结果的好坏直接影响到整个输送的成败。随着目前对检测结果精确性要求不断增加,实现原油实验过程的自动化势在必行
无线传感器网络是近年来迅速发展和普遍重视的新型网络技术,综合了传感器、嵌入式计算、网络通信、分布式信息处理等技术,具有自组织、自适应、以数据为中心等特点。无线传感
针对仿人机器人乒乓球对弈作业设计轨迹规划算法,必须根据机器人作业任务的特性,在诸多方法中选择最适合作业需求,并且性能最优的规划方法。有时候也要根据轨迹规划的要求,对现有
随着社会的不断发展,社会服务意识的不断提高,公共事业收费实现网络化、智能化已经成为一种必然趋势。自动化技术的发展推动了智能小区付费系统规范化、自动化和收费网络化的
计算机视觉技术的突飞猛进带动了整个智能视频监控产业链的快速发展,由此孕育的巨大商机激发越来越多的企业及研究机构投入到该行业的前沿技术研发中来。在这样背景下,基于图
无线Mesh网络是由无线Mesh路由器和Mesh客户端自组织成的一种新型无线网络。无线Mesh网络自组织、高容量、高冗余的特点使其得到广泛的研究和应用。目前无线Mesh网络上的路由
随着科学技术的迅猛发展,移动机器人的应用范围也日益扩大,遍及工业、农业、国防、宇宙空间、海洋开发、医疗康复等各个领域。其中,导航技术是移动机器人的核心技术,也是移动机器
深海采矿车工作于6000米深海底极其复杂的环境当中,海底稀软底质和海浪等各种扰动的存在,给深海采矿车的控制带来了极大的影响。位于深海采矿车前端的水射流采输装置担负着对
动力定位系统可以使船舶在海上保持一定的位置和方向,具有不受水深的限制、投入和撤离迅速等优点,对于许多进行海上作业的船舶来说,动力定位系统都是必要的支持系统。由于动
永磁同步电动机具有高转矩惯量比、高功率因数以及高效率等优秀特性,在高性能电气传动控制系统中得到了越来越多的应用。直接转矩控制是一种高性能的电动机控制方法,具有控制结