微創(chuàng)手術機器人從手控系統(tǒng)的設計與實現(xiàn).pdf

1、微創(chuàng)手術機器人是醫(yī)療機器人的一個重要研究領域。微創(chuàng)機器人手術可以減輕病患的痛苦和縮短手術恢復時間，同時又極大地提高了手術安全性和可靠性。隨著手術精度的不斷提高，微創(chuàng)手術機器人的應用范圍越來越廣。該文結合多自由度微創(chuàng)手術機器人的特點，對從操作手的控制系統(tǒng)展開研究。論文的重要工作包括以下內(nèi)容：
　　 1、該文分析了主從式機器人的工作模式，在對機器人本體進行剖析的基礎上，總結了機器人對控制系統(tǒng)的需求，包括輸入輸出接口需求、通訊能力需求

2、、運算能力需求、實時性以及安全性需求。
　　 2、在需求分析的基礎上，該文設計實現(xiàn)了基于DSP(Digital Signal Processor數(shù)字信號處理器)+FPGA(Field Programmable Gate Array，現(xiàn)場可編程門陣列)的嵌入式實時硬件系統(tǒng)平臺。論文對硬件系統(tǒng)分模塊進行了功能說明，給出了設計原理和設計特點。
　　 3、論文結合硬件系統(tǒng)的特點，設計了控制系統(tǒng)的軟件結構，詳細介紹了軟件各層次的功

3、能和實現(xiàn)原理，并給出了軟件的主要流程。根據(jù)機器人工作特性的需求，機械臂的驅動電機選擇了PID控制算法，并對控制算法的理論設計、工程實現(xiàn)進行了詳細說明。在此基礎上，系統(tǒng)軟件還對機器人的安全性能進行了改進。
　　 在機器人系統(tǒng)的全部研究工作完成后，課題組設計了一系列手術模擬實驗，對機器人整體的各項性能指標、設計功能進行驗證。該文所研究的各項工作也經(jīng)過了各項實驗的驗證，試驗結果表明：該文所設計的從操作手控制系統(tǒng)的硬件和軟件具有較好的模