脊柱微创主从式手术机器人阻抗控制系统研制

发布时间：2018-05-20 22:03

  本文选题：脊柱微创手术 + 力反馈　； 参考：《机器人》2017年03期

【摘要】：针对面向脊柱微创手术的机器人系统,提出了适用于双系统的阻抗控制策略,开展了相关的理论分析和实验验证研究.首先通过运动学计算得出末端执行器到关节角的关系,然后通过阻抗关系模型推导得出力与位置之间的转化公式,最后通过位置控制计算每个关节角的实际位置.本文解决了力和位置控制难以协调这一关键问题,提高了脊柱微创手术机器人力和位置控制的精确性,保证了主手和从手之间位置和力的一致性,使得从手的状态在主手得以精准复现.在手术层面上,系统将医生从长期的繁重操作中解救出来,提升了脊柱微创手术的操作精度和最终效果.
[Abstract]:An impedance control strategy for the robot system for spine minimally invasive surgery is proposed, and the related theoretical analysis and experimental verification are carried out. The relationship between the end actuator and the joint angle is obtained by kinematic calculation, then the transformation formula between the force and the position is derived by the impedance relation model. Finally, the actual position of each joint angle is calculated by the position control. This paper solves the key problem that force and position control are difficult to coordinate, improves the accuracy of force and position control of minimally invasive spinal surgery robot, and ensures the consistency of position and force between master hand and slave hand. Allows the state of the slave hand to be accurately reproduced in the master hand. At the level of surgery, the system saves doctors from long term heavy operation, and improves the precision and final effect of minimally invasive spinal surgery.
【作者单位】： 中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室;中国科学院大学;
【基金】：国家自然科学基金(61333019)
【分类号】：TP242

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本文编号：1916406