基于力反饋的血管介入遙操作手術(shù)機器人運動控制
發(fā)布時間：2021-03-19 13:04
目前,血管介入手術(shù)日益普遍,對介入診療的要求也越來越高。在血管介入手術(shù)中,醫(yī)生需要長時間工作在X射線環(huán)境中,而X射線會給醫(yī)生帶來例如DNA損傷、白細胞計數(shù)減少等損傷。為了減少高危手術(shù)環(huán)境對醫(yī)生的傷害,需要開發(fā)一種可以代替醫(yī)生完成血管介入手術(shù)的遠程遙控機器人系統(tǒng),在此機器人系統(tǒng)中,精確的運動控制和系統(tǒng)力反饋是滿足臨床要求和提高手術(shù)質(zhì)量非常關(guān)鍵的技術(shù)基礎(chǔ)。本文首先簡述了整個機器人系統(tǒng)的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計和主從控制方法。機器人系統(tǒng)基于STM32處理器構(gòu)建了多站點通訊系統(tǒng),基于CAN總線協(xié)議,設(shè)計了主從控制的遙操作構(gòu)架。主端為醫(yī)生操作平臺,集成了多種操作方式和手術(shù)信息反饋方式。從端為手術(shù)動作執(zhí)行平臺,由多機械手組成,每只機械手都可以完成直線運動、旋轉(zhuǎn)運動和夾持運動,充分滿足了實際手術(shù)要求。隨后,本文著重介紹了系統(tǒng)從端夾持機械手的運動控制方法。從端機械夾持手依據(jù)仿生學設(shè)計,模擬醫(yī)生實際操作的手術(shù)動作。在夾持機械手的運動控制方法上,設(shè)計了無刷直流電機的控制方案、步進電機控制方案,以及復合運動控制方案。其中無刷電機的控制分為速度PID控制和位置PID控制,并且詳細介紹了運動學模型和PID控制模型。文中電機...
【文章來源】：上海交通大學上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：79 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
達芬奇機器人主控平臺Fig.1-1MastercontrolplatformofDaVinciSystem
圖 1-2 達芬奇機器人操作機械手Fig.1-2 Manipulator of Da Vinci System 年，Intuitive 公司公布了第四代 Da Vinci 機器人[8]，并同時宣i 單孔手術(shù)機器人進入臨床，如圖 1-3。目前 Da Vinci 機器人廣、泌尿科、心血管外科、胸外科、五官科等。Da Vinci 機器人代器人的最高水平，并且在不斷更新和進步。它包括三大核心技術(shù)械手腕部、高清的立體成像技術(shù)、醫(yī)生操作平臺的交互設(shè)計。
圖 1-2 達芬奇機器人操作機械手Fig.1-2 Manipulator of Da Vinci System4 年，Intuitive 公司公布了第四代 Da Vinci 機器人[8]，并同時i 單孔手術(shù)機器人進入臨床，如圖 1-3。目前 Da Vinci 機器人、泌尿科、心血管外科、胸外科、五官科等。Da Vinci 機器人器人的最高水平，并且在不斷更新和進步。它包括三大核心技械手腕部、高清的立體成像技術(shù)、醫(yī)生操作平臺的交互設(shè)計。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于CAN總線的汽車電子換擋控制模塊的設(shè)計[J]. 秦嘉誠,陳炳林. 儀表技術(shù). 2017(02)
[2]微創(chuàng)血管介入手術(shù)機器人的主從交互控制方法與實現(xiàn)[J]. 奉振球,侯增廣,邊桂彬,謝曉亮,周小虎. 自動化學報. 2016(05)
[3]VxWorks多任務(wù)網(wǎng)絡(luò)實時處理軟件設(shè)計[J]. 余偉. 通信技術(shù). 2012(12)
[4]μC/OS-Ⅱ內(nèi)核任務(wù)調(diào)度模塊的擴展[J]. 尹作為,郭兵,沈艷. 計算機應(yīng)用. 2011(10)
[5]顯微外科手術(shù)機器人——“妙手”系統(tǒng)的研究[J]. 王樹新,丁杰男,贠今天,李群智,韓保平. 機器人. 2006(02)
[6]醫(yī)療機器人研究的最新進展[J]. 李旭,李光,樂艷飛,汪樂,胡又佳. 機器人技術(shù)與應(yīng)用. 2003(04)
[7]RTLinux的原理及其實時程序開發(fā)[J]. 郭晉峰. 微型機與應(yīng)用. 2001(04)
[8]腫瘤及病毒性疾病的生物治療[J]. 邢夢龍. 藥學進展. 1991(01)
碩士論文
[1]基于智能網(wǎng)聯(lián)汽車的CAN總線攻擊與防御檢測技術(shù)研究[D]. 楊宏.天津理工大學 2017
[2]導管導絲介入手術(shù)機器人系統(tǒng)的研究[D]. 李雪.哈爾濱工業(yè)大學 2011
[3]CAN總線控制器的接口IP核設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 胡小國.東北師范大學 2011
[4]基于μC/OS-Ⅱ的無人機飛行控制軟件設(shè)計與開發(fā)[D]. 潘小亮.南京航空航天大學 2011
本文編號：3089616
【文章來源】：上海交通大學上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：79 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
達芬奇機器人主控平臺Fig.1-1MastercontrolplatformofDaVinciSystem
圖 1-2 達芬奇機器人操作機械手Fig.1-2 Manipulator of Da Vinci System 年，Intuitive 公司公布了第四代 Da Vinci 機器人[8]，并同時宣i 單孔手術(shù)機器人進入臨床，如圖 1-3。目前 Da Vinci 機器人廣、泌尿科、心血管外科、胸外科、五官科等。Da Vinci 機器人代器人的最高水平，并且在不斷更新和進步。它包括三大核心技術(shù)械手腕部、高清的立體成像技術(shù)、醫(yī)生操作平臺的交互設(shè)計。
圖 1-2 達芬奇機器人操作機械手Fig.1-2 Manipulator of Da Vinci System4 年，Intuitive 公司公布了第四代 Da Vinci 機器人[8]，并同時i 單孔手術(shù)機器人進入臨床，如圖 1-3。目前 Da Vinci 機器人、泌尿科、心血管外科、胸外科、五官科等。Da Vinci 機器人器人的最高水平，并且在不斷更新和進步。它包括三大核心技械手腕部、高清的立體成像技術(shù)、醫(yī)生操作平臺的交互設(shè)計。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于CAN總線的汽車電子換擋控制模塊的設(shè)計[J]. 秦嘉誠,陳炳林. 儀表技術(shù). 2017(02)
[2]微創(chuàng)血管介入手術(shù)機器人的主從交互控制方法與實現(xiàn)[J]. 奉振球,侯增廣,邊桂彬,謝曉亮,周小虎. 自動化學報. 2016(05)
[3]VxWorks多任務(wù)網(wǎng)絡(luò)實時處理軟件設(shè)計[J]. 余偉. 通信技術(shù). 2012(12)
[4]μC/OS-Ⅱ內(nèi)核任務(wù)調(diào)度模塊的擴展[J]. 尹作為,郭兵,沈艷. 計算機應(yīng)用. 2011(10)
[5]顯微外科手術(shù)機器人——“妙手”系統(tǒng)的研究[J]. 王樹新,丁杰男,贠今天,李群智,韓保平. 機器人. 2006(02)
[6]醫(yī)療機器人研究的最新進展[J]. 李旭,李光,樂艷飛,汪樂,胡又佳. 機器人技術(shù)與應(yīng)用. 2003(04)
[7]RTLinux的原理及其實時程序開發(fā)[J]. 郭晉峰. 微型機與應(yīng)用. 2001(04)
[8]腫瘤及病毒性疾病的生物治療[J]. 邢夢龍. 藥學進展. 1991(01)
碩士論文
[1]基于智能網(wǎng)聯(lián)汽車的CAN總線攻擊與防御檢測技術(shù)研究[D]. 楊宏.天津理工大學 2017
[2]導管導絲介入手術(shù)機器人系統(tǒng)的研究[D]. 李雪.哈爾濱工業(yè)大學 2011
[3]CAN總線控制器的接口IP核設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 胡小國.東北師范大學 2011
[4]基于μC/OS-Ⅱ的無人機飛行控制軟件設(shè)計與開發(fā)[D]. 潘小亮.南京航空航天大學 2011
本文編號：3089616
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