基于六維力傳感器的機(jī)器人控制方法研究

基于六維力傳感器的機(jī)器人控制方法研究

摘    要

隨著社會的發(fā)展，醫(yī)療科技手段也得到了長足的進(jìn)步，應(yīng)用于骨科手術(shù)的手術(shù)機(jī)器人也得得到越來越多的關(guān)注。手術(shù)機(jī)器人輔助醫(yī)生完成手術(shù)符合當(dāng)今醫(yī)學(xué)的發(fā)展趨勢，并有著十分廣闊的前景。本文主要研究手術(shù)機(jī)器人的控制方法。

本文首先介紹了當(dāng)今社會對骨科手術(shù)機(jī)器人有著迫切的需求，并且回顧了骨科機(jī)器人的研究現(xiàn)狀以及機(jī)器人控制方法的研究現(xiàn)狀。

其次本文介紹了六維力傳感器的工作原理，并對六維力傳感器進(jìn)行了標(biāo)定實(shí)驗，實(shí)驗結(jié)果表明六維力傳感器對于手柄上受力的采集是在誤差允許范圍內(nèi)。

再次，分別介紹了基于六維力傳感器的力示教控制與力反饋控制，主要包括力示教控制的原理、運(yùn)動意圖的識別、力示教控制的實(shí)現(xiàn)、力反饋控制的原理等。

最后，對完成的控制方法進(jìn)行了學(xué)習(xí)曲線的測定，以評價控制效果。實(shí)驗結(jié)果表明力示教控制方法具有更高的效率、更容易學(xué)習(xí)并且更容易被操作者接受。

關(guān)鍵詞：六維傳感器，力示教控制，力反饋控制，學(xué)習(xí)曲線

Abstract

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目       錄

1  緒論1

1.1 課題背景及目的1

1.1.1 課題背景1

1.1.2 研究意義2

1.2 國內(nèi)外研究狀況2

1.2.1 手術(shù)機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀2

1.2.2 機(jī)器人控制方法的研究現(xiàn)狀4

1.3 課題研究方法5

1.4 論文構(gòu)成及研究內(nèi)容6

2  六維力傳感器的標(biāo)定7

2.1 六維力傳感器工作原理7

2.2 六維力傳感器的標(biāo)定8

3  基于六維力傳感器的力示教控制11

3.1 力示教控制的基本原理11

3.2 運(yùn)動意圖的分析與識別11

3.3 力示教控制的實(shí)現(xiàn)13

4  基于六維力傳感器的力反饋控制15

4.1 力反饋控制器15

4.2 力反饋控制的原理16

5  控制效果的評價18

5.1 學(xué)習(xí)曲線概述18

5.2 實(shí)驗方案設(shè)計18

5.3 實(shí)驗結(jié)果及分析19

結(jié)論23

致謝24

參考文獻(xiàn)25