微创手术机器人运动控制器的设计与实现.pdf

高蕊犬淫硕士学位论文微创手术机器人运动控制器的设计与实现南开大学研究生院二。一一年五月中图分类号:学校代码:公开密级:
南开大学学位论文使用授权书南开大学研究生学位论文作者信息根据《南开大学关于研究生学位论文收藏和利用管理办法》,我校的博士、硕士学位获得者均须向南开大学提交本人的学位论文纸质本及相应电子版。本人完全了解南开大学有关研究生学位论文收藏和利用的管理规定。南开大学拥有在《著作权法》规定范围内的学位论文使用权,即:换竦谜弑匦氚垂娑ㄌ峤谎宦畚包括纸质印刷本及电子版?梢圆捎糜坝⑺跤』蚱渌粗剖侄伪4嫜芯可宦畚模并编入《南开大学博硕士学位论文全文数据库》;=萄Ш涂蒲心康模?梢越üǹ的学位论文作为资料在图书馆等场所提供校内师生阅读,在校园网上提供论文目录检索、文摘以及论文全文浏览、下载等免费信息服务;萁逃坑泄毓娑ǎ峡4笱蚪逃指定单位提交公开的学位论文;宦畚淖髡呤谌ㄑO蛑泄萍夹畔⒀芯克椭泄术期刊馀电子出版社提交规定范围的学位论文及其电子版并收入相应学位论文数据库,通过其相关网站对外进行信息服务。同时本人保留在其他媒体发表论文的权利。非公开学位论文,保密期限内不向外提交和提供服务,解密后提交和服务同公开论文。论文电子版提交至校图书馆网站:://..:本人的学位论文是在南开大学学习期间创作完成的作品,并已通过论文答辩;提交的学位论文电子版与纸质本论文的内容一致,如因不同造成不良后果由本人自负。本人同意遵守上述规定。本授权书签署一式两份,由研究生院和图书馆留存。作者暨授权人签字:垂援论文题目微创手术机器人运动控制器的设计与实现王挺学号年月日论文类别博士口硕士专业学位口高校教师口同等学力硕士口院/系/所信息技术科学学院专业控制理论与控制工程產畐甤通信地址时:天津市南开大学卫津路号是否批准为非公开论文注:本授权书适用我校授予的所有博士、硕士的学位论文。由作者填写皇搅椒签字后交校图书馆,非公开学位论文须附《南开大学研究生申请非公开学位论文审批表》。姓名答辩日期学历硕士√联系电话备注:否
非公开学位论文标注说明王拯所论标学位论文作者签名:年月日根据南开大学有关规定,非公开学位论文须经指导教师同意、作者本人申请和相关部门批准方能标注。未经批准的均为公开学位论文,公开学位论文本说明为空白。论文题目申请密级口限制年口秘密口机密保密期限年月日至审批表编号批准日期南开大学学位评定委员会办公室盖章行不日限制★最长辏缮儆年秘密★年畛年,可少于机密★年畛辏缮儆
摘要机器人应用于腹腔微创外科手术,可以提高手术质量,降低医生劳动强度,减少病人痛苦。本文密切结合医疗机器人的研究需求,在国家苹项目“腹腔微创外科手术机器人系统研究淖手拢衔O低车耐瓿闪宋创外科手术机器人运动控制器的系统设计和部分驱动程序设计和实现,并利用现有实验平台完成了控制器的设计验证,和性能评价,实验结果表明该控制器基本完成机器人的控制要求,运行可靠,初步达到设计要求。论文取得如下成果:疾煳⒋词质趸魅说氖导室G螅诔浞址治龅鼻吧桃翟硕刂破饔湃点的基础上,针对机器人本体主从操作手“异构奶氐闵杓屏嘶的嵌入式硬件系统平台。针对高速砥鞯娜怼⒂布试和的高速并行处理能力,合理分配功能模块的实现方式,完成系统需求,并留有一定的扩展空间。疚耐ü栽硕刂破鱊的逻辑电路设计完成了所必须的底层运动控制功能的实现。通过模块化设计,运用和共同完成电机控制模块和限位,抱闸等开关信号模块,并在实现系统联调中进行了改进。疚耐瓿闪嗽硕刂破鱊的部分驱动程序设计。本文设计了一套固件仿真调试方法,提高固件烧写的稳定性;结合软硬件资源开发了模数转换芯片的驱动;利用咚傩藕糯砟芰ν瓿闪酥魇中藕攀凳比ザ端法;最后还研究了如何优化驱动程序,提高程序的运行速度,减小代码空间,并给出了优化结果。疚幕雇瓿闪嘶魅嗽硕刂破鱊的系统实验。本文通过机器人的主从跟随运动来验证和评价硕刂葡低车男阅埽⒗孟钟械娜吊车实验平台,完成了空间三维曲线的跟踪,还设计并验证了基于总线的主从控制器远传实验。关键词:微创外科手术,腹腔镜机器人,主从操作,嵌入式控制系统
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第二章机器人运动控制器总体设计⋯⋯⋯⋯.⋯⋯⋯.第三章运动控制器硬件设计⋯....⋯⋯⋯.⋯.......第三节本论文主要研究内容及论文结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.第一节控制器关键技术综述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..第二节运动控制器总体设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.第一节运动控制器硬件设计流程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯第二节运动控制器硬件设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..硕刂破髟谖⒋词质跸低持械牡匚弧.⒋?榛旨肮δ堋缏飞杓啤电路设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..ㄑ兜缏