【摘要】：近年來,醫(yī)療事故愈發(fā)頻繁,醫(yī)患矛盾成愈演愈烈之勢(shì)。而醫(yī)療事故中因手術(shù)醫(yī)生失誤而造成的外科手術(shù)事故占其中很大的比例。對(duì)于手術(shù)醫(yī)生的培養(yǎng)與訓(xùn)練越來越受到重視,而傳統(tǒng)的手術(shù)培訓(xùn)有諸多限制性因素,造成其并不能滿足實(shí)際需求,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展有望解決傳統(tǒng)手術(shù)培訓(xùn)方式的不足,從技術(shù)上帶來革命性的進(jìn)步�；诹Ψ答伒奶摂M手術(shù)系統(tǒng)則能使操作者有更強(qiáng)的交互性,是對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中觸覺這一特征的探索。本文以基于力反饋的虛擬手術(shù)系統(tǒng)的硬件平臺(tái)展開研究。 論文按照從理論到應(yīng)用,從設(shè)計(jì)到實(shí)現(xiàn)的技術(shù)路線,在虛擬手術(shù)系統(tǒng)的整體框架下,對(duì)虛擬力覺和多自由度力反饋機(jī)械臂及相應(yīng)的控制系統(tǒng)進(jìn)行研究,并結(jié)合二自由度力反饋實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和六自由度力反饋虛擬手術(shù)硬件平臺(tái)的設(shè)計(jì)、加工和裝配調(diào)試過程中的經(jīng)驗(yàn),對(duì)力反饋硬件平臺(tái)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行深入研究。 本文探索基于力反饋的虛擬手術(shù)硬件平臺(tái)的搭建,分別從力反饋機(jī)械臂的設(shè)計(jì)與分析仿真、下位機(jī)傳感和控制的設(shè)計(jì)、上位機(jī)通信以及虛擬手術(shù)環(huán)境軟件平臺(tái)四個(gè)方向進(jìn)行研究。重點(diǎn)研究了力反饋機(jī)械臂的設(shè)計(jì)和控制系統(tǒng)。機(jī)械臂的設(shè)計(jì)結(jié)合虛擬力覺和虛擬手術(shù)的實(shí)際需求,為了試驗(yàn)驗(yàn)證虛擬力覺開發(fā)了二自由度實(shí)驗(yàn)平臺(tái),并結(jié)合虛擬手術(shù)實(shí)際需求開發(fā)了六自由度力反饋虛擬手術(shù)平臺(tái),對(duì)六自由度力反饋機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了分析,研發(fā)了其配套的控制系統(tǒng)。同時(shí)對(duì)下位機(jī)控制系統(tǒng)和上位機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行了研究,并對(duì)虛擬手術(shù)軟件平臺(tái)進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析。
[Abstract]:In recent years, medical accidents have become more frequent and the contradiction between doctors and patients has become more and more intense. And the surgical accident caused by surgeons' errors in medical accidents is a large proportion. The training and training of surgeons are being paid more and more attention, and there are many restrictive factors in the traditional operation training, which can not satisfy the reality. The development of virtual reality technology is expected to solve the shortcomings of traditional surgical training methods and bring revolutionary advances in technology. The virtual operating system based on force feedback can make the operator more interactive. It is a probe into the feature of tactile in virtual reality technology. This paper is based on the virtual surgery system based on the feedback of force. Research on hardware platform.
According to the technical route from the theory to the application, from the design to the realization, the virtual force feedback manipulator and the corresponding control system are studied under the framework of the virtual operation system, and the design, processing and processing of the two DOF feedback experiment platform and the virtual operation hardware platform of the six DOF feedback force feedback are combined. In the process of assembly and debugging, the key technologies of force feedback hardware platform are deeply studied.
This paper explores the construction of virtual operation hardware platform based on force feedback. It studies the design and analysis and Simulation of the force feedback manipulator, the design of the sensing and control of the lower computer, the communication of the upper computer and the software platform of the virtual operation environment. The design and control system of the force back feed manipulator are focused on. The design of the manipulator is studied. Considering the actual requirements of virtual force perception and virtual surgery, the two degree of freedom experimental platform was developed to test and verify the virtual force sense, and the virtual operation platform of six DOF force feedback was developed in combination with the actual requirement of virtual surgery. The kinematics and dynamics of the six DOF feedback manipulator were analyzed and its matching control was developed. At the same time, the lower computer control system and upper computer system are studied, and the virtual surgery software platform is briefly analyzed.
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TP273;TH77

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本文編號(hào)：2168927