臨床中,傳統(tǒng)的脊柱手術(shù)多采用開(kāi)放式,對(duì)患者帶來(lái)極大的痛苦且恢復(fù)時(shí)間較長(zhǎng)。為了減輕患者痛苦,基于放射影像的脊柱微創(chuàng)手術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。微創(chuàng)手術(shù)為患者帶來(lái)福音的同時(shí),也對(duì)醫(yī)生提出了更高的要求,增加了手術(shù)的風(fēng)險(xiǎn)。將機(jī)器人應(yīng)用于脊柱手術(shù)可以發(fā)揮機(jī)器人精度高、穩(wěn)定可靠、不易疲勞的優(yōu)勢(shì),是未來(lái)的發(fā)展方向。機(jī)器人向著智能化發(fā)展,然而現(xiàn)階段的機(jī)器人尚未具備自主完成復(fù)雜任務(wù)的能力。人機(jī)協(xié)作作為另一發(fā)展方向,在充分發(fā)揮機(jī)器人長(zhǎng)處、提高效率方面有著舉足輕重的地位。具有力反饋功能的主從式機(jī)器人具有良好的人機(jī)交互性能,結(jié)合傳感技術(shù)還能實(shí)現(xiàn)預(yù)警和自動(dòng)停止功能。若將上述優(yōu)勢(shì)應(yīng)用于臨床,則可以大大減輕醫(yī)生的負(fù)擔(dān),降低手術(shù)的風(fēng)險(xiǎn)。機(jī)械系統(tǒng)精度是實(shí)現(xiàn)主從運(yùn)動(dòng)跟隨和主手力反饋的基礎(chǔ)和前提。文章首先以提高精度為目的,針對(duì)課題組自行研制的脊柱手術(shù)機(jī)器人,分析了主手及從端機(jī)器人的定位誤差,建立誤差模型并進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。借助粒子群算法,對(duì)誤差模型中的未知量進(jìn)行辨識(shí),并對(duì)誤差辨識(shí)算法的有效性進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。為實(shí)現(xiàn)主從運(yùn)動(dòng)跟隨,采用了一種基于雅可比映射的增量式控制方法,據(jù)此建立主從映射機(jī)制,分別求得了主手和從端機(jī)器人的雅可比矩陣。對(duì)于該映射... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：84 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 脊柱手術(shù)機(jī)器人研究現(xiàn)狀
        1.2.2 機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)標(biāo)定研究現(xiàn)狀
        1.2.3 主從運(yùn)動(dòng)控制研究現(xiàn)狀
        1.2.4 主從力反饋控制研究現(xiàn)狀
    1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析
    1.4 主要研究?jī)?nèi)容
第2章 脊柱手術(shù)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)標(biāo)定
    2.1 引言
    2.2 機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)誤差分析
    2.3 脊柱手術(shù)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)誤差模型建立
        2.3.1 主手運(yùn)動(dòng)學(xué)誤差模型建立
        2.3.2 從端機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)誤差模型建立
    2.4 脊柱手術(shù)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)誤差模型仿真驗(yàn)證
        2.4.1 主手運(yùn)動(dòng)學(xué)誤差模型仿真驗(yàn)證
        2.4.2 從端機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)誤差模型仿真驗(yàn)證
    2.5 基于粒子群算法的桿件參數(shù)辨識(shí)
    2.6 脊柱手術(shù)機(jī)器人機(jī)構(gòu)誤差參數(shù)辨識(shí)仿真實(shí)驗(yàn)
        2.6.1 主手誤差參數(shù)辨識(shí)仿真
        2.6.2 從端機(jī)器人誤差參數(shù)辨識(shí)仿真
    2.7 本章小結(jié)
第3章 脊柱手術(shù)機(jī)器人主從運(yùn)動(dòng)控制研究
    3.1 引言
    3.2 機(jī)器人主從運(yùn)動(dòng)控制基本原理
    3.3 基于雅可比映射的增量控制方法
    3.4 脊柱手術(shù)機(jī)器人雅可比矩陣
        3.4.1 主手雅可比矩陣
        3.4.2 從端機(jī)器人雅可比矩陣
    3.5 誤差前饋補(bǔ)償策略與仿真驗(yàn)證
        3.5.1 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的誤差前饋補(bǔ)償策略
        3.5.2 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的誤差前饋補(bǔ)償策略仿真驗(yàn)證
    3.6 主從跟隨誤差反饋消除與仿真驗(yàn)證
    3.7 本章小結(jié)
第4章 主手動(dòng)力學(xué)分析及其力反饋控制
    4.1 引言
    4.2 主手動(dòng)力學(xué)建模
        4.2.1 主手動(dòng)力學(xué)模型簡(jiǎn)化
        4.2.2 主手動(dòng)力學(xué)虛功原理法建模
    4.3 主手動(dòng)力學(xué)模型仿真驗(yàn)證與分析
    4.4 基于模型的主手重力補(bǔ)償與力反饋實(shí)現(xiàn)
    4.5 基于阻抗模型的力反饋控制方法
    4.6 模糊變參數(shù)阻抗控制
        4.6.1 阻抗參數(shù)模糊推理規(guī)則
        4.6.2 基于模糊推理的阻抗參數(shù)在線調(diào)整
        4.6.3 模糊變參數(shù)阻抗控制仿真驗(yàn)證
    4.7 本章小結(jié)
第5章 脊柱手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    5.1 引言
    5.2 脊柱手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建
        5.2.1 脊柱手術(shù)機(jī)器人硬件系統(tǒng)搭建
        5.2.2 脊柱手術(shù)機(jī)器人軟件系統(tǒng)搭建與用戶界面設(shè)計(jì)
    5.3 脊柱手術(shù)機(jī)器人機(jī)構(gòu)誤差參數(shù)辨識(shí)實(shí)驗(yàn)
        5.3.1 主手誤差參數(shù)辨識(shí)實(shí)驗(yàn)
        5.3.2 從端機(jī)器人誤差參數(shù)辨識(shí)實(shí)驗(yàn)
    5.4 脊柱手術(shù)機(jī)器人主從運(yùn)動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)
    5.5 主手重力補(bǔ)償與主從力反饋實(shí)驗(yàn)
        5.5.1 主手重力補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)
        5.5.2 主從力反饋實(shí)驗(yàn)
    5.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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