基于力反馈的血管介入遥操作手术机器人运动控制
发布时间：2021-03-19 13:04
目前,血管介入手术日益普遍,对介入诊疗的要求也越来越高。在血管介入手术中,医生需要长时间工作在X射线环境中,而X射线会给医生带来例如DNA损伤、白细胞计数减少等损伤。为了减少高危手术环境对医生的伤害,需要开发一种可以代替医生完成血管介入手术的远程遥控机器人系统,在此机器人系统中,精确的运动控制和系统力反馈是满足临床要求和提高手术质量非常关键的技术基础。本文首先简述了整个机器人系统的机械结构设计和主从控制方法。机器人系统基于STM32处理器构建了多站点通讯系统,基于CAN总线协议,设计了主从控制的遥操作构架。主端为医生操作平台,集成了多种操作方式和手术信息反馈方式。从端为手术动作执行平台,由多机械手组成,每只机械手都可以完成直线运动、旋转运动和夹持运动,充分满足了实际手术要求。随后,本文着重介绍了系统从端夹持机械手的运动控制方法。从端机械夹持手依据仿生学设计,模拟医生实际操作的手术动作。在夹持机械手的运动控制方法上,设计了无刷直流电机的控制方案、步进电机控制方案,以及复合运动控制方案。其中无刷电机的控制分为速度PID控制和位置PID控制,并且详细介绍了运动学模型和PID控制模型。文中电机...
【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
达芬奇机器人主控平台Fig.1-1MastercontrolplatformofDaVinciSystem
图 1-2 达芬奇机器人操作机械手Fig.1-2 Manipulator of Da Vinci System 年，Intuitive 公司公布了第四代 Da Vinci 机器人[8]，并同时宣i 单孔手术机器人进入临床，如图 1-3。目前 Da Vinci 机器人广、泌尿科、心血管外科、胸外科、五官科等。Da Vinci 机器人代器人的最高水平，并且在不断更新和进步。它包括三大核心技术械手腕部、高清的立体成像技术、医生操作平台的交互设计。
图 1-2 达芬奇机器人操作机械手Fig.1-2 Manipulator of Da Vinci System4 年，Intuitive 公司公布了第四代 Da Vinci 机器人[8]，并同时i 单孔手术机器人进入临床，如图 1-3。目前 Da Vinci 机器人、泌尿科、心血管外科、胸外科、五官科等。Da Vinci 机器人器人的最高水平，并且在不断更新和进步。它包括三大核心技械手腕部、高清的立体成像技术、医生操作平台的交互设计。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于CAN总线的汽车电子换挡控制模块的设计[J]. 秦嘉诚,陈炳林. 仪表技术. 2017(02)
[2]微创血管介入手术机器人的主从交互控制方法与实现[J]. 奉振球,侯增广,边桂彬,谢晓亮,周小虎. 自动化学报. 2016(05)
[3]VxWorks多任务网络实时处理软件设计[J]. 余伟. 通信技术. 2012(12)
[4]μC/OS-Ⅱ内核任务调度模块的扩展[J]. 尹作为,郭兵,沈艳. 计算机应用. 2011(10)
[5]显微外科手术机器人——“妙手”系统的研究[J]. 王树新,丁杰男,贠今天,李群智,韩保平. 机器人. 2006(02)
[6]医疗机器人研究的最新进展[J]. 李旭,李光,乐艳飞,汪乐,胡又佳. 机器人技术与应用. 2003(04)
[7]RTLinux的原理及其实时程序开发[J]. 郭晋峰. 微型机与应用. 2001(04)
[8]肿瘤及病毒性疾病的生物治疗[J]. 邢梦龙. 药学进展. 1991(01)
硕士论文
[1]基于智能网联汽车的CAN总线攻击与防御检测技术研究[D]. 杨宏.天津理工大学 2017
[2]导管导丝介入手术机器人系统的研究[D]. 李雪.哈尔滨工业大学 2011
[3]CAN总线控制器的接口IP核设计与实现[D]. 胡小国.东北师范大学 2011
[4]基于μC/OS-Ⅱ的无人机飞行控制软件设计与开发[D]. 潘小亮.南京航空航天大学 2011
本文编号：3089616
【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
达芬奇机器人主控平台Fig.1-1MastercontrolplatformofDaVinciSystem
图 1-2 达芬奇机器人操作机械手Fig.1-2 Manipulator of Da Vinci System 年，Intuitive 公司公布了第四代 Da Vinci 机器人[8]，并同时宣i 单孔手术机器人进入临床，如图 1-3。目前 Da Vinci 机器人广、泌尿科、心血管外科、胸外科、五官科等。Da Vinci 机器人代器人的最高水平，并且在不断更新和进步。它包括三大核心技术械手腕部、高清的立体成像技术、医生操作平台的交互设计。
图 1-2 达芬奇机器人操作机械手Fig.1-2 Manipulator of Da Vinci System4 年，Intuitive 公司公布了第四代 Da Vinci 机器人[8]，并同时i 单孔手术机器人进入临床，如图 1-3。目前 Da Vinci 机器人、泌尿科、心血管外科、胸外科、五官科等。Da Vinci 机器人器人的最高水平，并且在不断更新和进步。它包括三大核心技械手腕部、高清的立体成像技术、医生操作平台的交互设计。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于CAN总线的汽车电子换挡控制模块的设计[J]. 秦嘉诚,陈炳林. 仪表技术. 2017(02)
[2]微创血管介入手术机器人的主从交互控制方法与实现[J]. 奉振球,侯增广,边桂彬,谢晓亮,周小虎. 自动化学报. 2016(05)
[3]VxWorks多任务网络实时处理软件设计[J]. 余伟. 通信技术. 2012(12)
[4]μC/OS-Ⅱ内核任务调度模块的扩展[J]. 尹作为,郭兵,沈艳. 计算机应用. 2011(10)
[5]显微外科手术机器人——“妙手”系统的研究[J]. 王树新,丁杰男,贠今天,李群智,韩保平. 机器人. 2006(02)
[6]医疗机器人研究的最新进展[J]. 李旭,李光,乐艳飞,汪乐,胡又佳. 机器人技术与应用. 2003(04)
[7]RTLinux的原理及其实时程序开发[J]. 郭晋峰. 微型机与应用. 2001(04)
[8]肿瘤及病毒性疾病的生物治疗[J]. 邢梦龙. 药学进展. 1991(01)
硕士论文
[1]基于智能网联汽车的CAN总线攻击与防御检测技术研究[D]. 杨宏.天津理工大学 2017
[2]导管导丝介入手术机器人系统的研究[D]. 李雪.哈尔滨工业大学 2011
[3]CAN总线控制器的接口IP核设计与实现[D]. 胡小国.东北师范大学 2011
[4]基于μC/OS-Ⅱ的无人机飞行控制软件设计与开发[D]. 潘小亮.南京航空航天大学 2011
本文编号：3089616
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/zidonghuakongzhilunwen/3089616.html
