由于科技在不斷的進(jìn)步,社會(huì)對(duì)包括醫(yī)療領(lǐng)域在內(nèi)的各個(gè)領(lǐng)域都提出了越來(lái)越高的要求。為了提高脊柱外科微創(chuàng)手術(shù)的成功率,提高脊柱微創(chuàng)手術(shù)機(jī)械手的定位精度,本文主要對(duì)其控制策略和空間映射算法進(jìn)行了研究。首先,針對(duì)本課題所研究的脊柱微創(chuàng)手術(shù)機(jī)械手,分析了其運(yùn)動(dòng)學(xué)正逆解問(wèn)題。研究了手術(shù)機(jī)械手的主從控制策略,本文采用的控制策略是基于主手位置增量的主從控制與空間變比例控制相結(jié)合的策略,將主從端之間的實(shí)時(shí)位置差引入到反饋環(huán)節(jié)中以達(dá)到更好的主從跟隨效果,提高系統(tǒng)的控制精度。其次,分析了空間映射方法和基本原理的理論知識(shí),對(duì)基于矩陣奇異值分解(SVD)空間映射算法和基于無(wú)跡卡爾曼濾波(UKF)空間映射算法進(jìn)行了研究。最后,研究了脊柱微創(chuàng)手術(shù)機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)及其控制模式�；谏鲜龅难芯�,經(jīng)過(guò)MATLAB仿真實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了機(jī)械手正逆解的正確性;對(duì)照剖析了SVD空間映射算法和UKF空間映射算法,驗(yàn)證了SVD算法不能滿(mǎn)足系統(tǒng)要求,因此采取UKF空間映射算法,提高系統(tǒng)的定位精度。

【文章頁(yè)數(shù)】：55 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的和意義
    1.2 輔助手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 本文擬解決關(guān)鍵技術(shù)研究現(xiàn)狀調(diào)研
        1.3.1 主從控制策略
        1.3.2 主從空間映射
    1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)構(gòu)安排
第二章 脊柱微創(chuàng)手術(shù)機(jī)械手運(yùn)動(dòng)學(xué)分析及主從控制
    2.1 引言
    2.2 機(jī)械手的組成及技術(shù)指標(biāo)
    2.3 脊柱微創(chuàng)手術(shù)機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
        2.3.1 機(jī)械手運(yùn)動(dòng)學(xué)正解
        2.3.2 機(jī)械手運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解
    2.4 脊柱微創(chuàng)手術(shù)機(jī)械手中的主從控制策略
        2.4.1 基于絕對(duì)位置的主從控制策略
        2.4.2 基于主手位置增量式主從控制策略
        2.4.3 主從空間變比例控制策略
    2.5 本章小結(jié)
第三章 脊柱微創(chuàng)手術(shù)機(jī)械手空間映射算法
    3.1 引言
    3.2 空間映射的原理和過(guò)程
        3.2.1 空間映射基本原理
        3.2.2 空間映射的過(guò)程
    3.3 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的空間映射算法
    3.4 基于矩陣奇異值分解的空間映射算法
    3.5 基于無(wú)跡卡爾曼濾波的空間映射算法
        3.5.1 無(wú)跡卡爾曼濾波的理論概述
        3.5.2 基于UKF的空間映射算法
    3.6 本章小結(jié)
第四章 脊柱微創(chuàng)手術(shù)機(jī)械手運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)
    4.1 引言
    4.2 脊柱微創(chuàng)手術(shù)機(jī)械手總體方案
    4.3 脊柱微創(chuàng)手術(shù)機(jī)械手的硬件系統(tǒng)
        4.3.1 核心控制處理器
        4.3.2 執(zhí)行機(jī)構(gòu)
        4.3.3 傳感機(jī)構(gòu)
        4.3.4 機(jī)器人系統(tǒng)通訊
    4.4 脊柱微創(chuàng)手術(shù)機(jī)械手的控制模式
    4.5 本章小結(jié)
第五章 建模與仿真實(shí)驗(yàn)分析
    5.1 引言
    5.2 機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)建模及其正解驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)
    5.3 運(yùn)動(dòng)軌跡跟蹤仿真實(shí)驗(yàn)
    5.4 空間映射仿真實(shí)驗(yàn)
        5.4.1 空間映射算法無(wú)噪聲仿真實(shí)驗(yàn)
        5.4.2 空間映射算法加噪聲仿真實(shí)驗(yàn)
        5.4.3 誤差各向異性分布的空間映射算法仿真實(shí)驗(yàn)
    5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
致謝
參考文獻(xiàn)



本文編號(hào)：3857774