【摘 要】
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腹腔镜微创手术机器人的运用前景巨大,相比传统微创手术,具有很大优势。微创手术机器人能够克服传统微创手术的视角小,器械灵活性低,帮助医生能够更好的操作微创手术,实现对
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腹腔镜微创手术机器人的运用前景巨大,相比传统微创手术,具有很大优势。微创手术机器人能够克服传统微创手术的视角小,器械灵活性低,帮助医生能够更好的操作微创手术,实现对手术器械的精准操作,同时有利于患者减少创口、缩短恢复时间。本文设计腹腔镜微创手术机器人的硬件和软件控制系统,提出多电机的同步控制方案,并提出相应的控制算法。主要研究了下面内容:(1)对腹腔镜微创手术机器人的系统框架进行设计,根据手术机器人的功能需求,设计手术机器人系统的硬件方案,采用ROS和RTM联合控制系统架构,实现手术机器人的软件控制系统方案,在实现机器人控制的情况下,满足手术机器人的安全管理和操作要求。(2)微创手术机器人具有4条机械臂,因此控制系统需要同时控制20多个电机。采用两层CAN总线控制方案,并设计CAN总线通信协议,提高通信效率同时,实现不同机械臂的电机同步运动。(3)为实现手术机器人的主从控制,分析单机械臂的运动学,计算手术器械末端与内窥镜末端之间的坐标系关系。(4)针对微创手术机器人的实物,进行机械臂的控制测试,主从遥操作控制的测试,验证手术机器人的控制系统工作正常,具有较好的性能,能够满足微创手术机器人要求。
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