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基于Multibody的穿刺手术机器人设计与仿真
1
作者 邹宇鹏 张际平 +3 位作者 郑杰仁 张宗源 顾学斌 李万哲 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2024年第1期97-101,共5页
微创穿刺手术是诊断和治疗肿瘤的重要手段。结合穿刺手术核磁兼容性和穿刺定位精度要求,提出一款2R3T并联柔索驱动核磁兼容穿刺定位手术机器人,可提高穿刺精度,缩短手术时间。设计穿刺手术机器人总体结构,完成正逆运动学分析和轨迹规划... 微创穿刺手术是诊断和治疗肿瘤的重要手段。结合穿刺手术核磁兼容性和穿刺定位精度要求,提出一款2R3T并联柔索驱动核磁兼容穿刺定位手术机器人,可提高穿刺精度,缩短手术时间。设计穿刺手术机器人总体结构,完成正逆运动学分析和轨迹规划,借助Multibody构建机器人各模块,建立机器人运动学模型;联合运动学模型与Multibody虚拟样机模型进行仿真。仿真结果表明,运动学模型具有准确性和设计的合理性。Multibody建模仿真过程对机器人运动学和动力学仿真实验教学具有重要意义。 展开更多
关键词 微创穿刺手术 穿刺手术机器人 建模仿真
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主从同构穿刺手术机器人遥操作控制策略研究 被引量：1
2
作者 张忠林 熊璟 张东文 《集成技术》 2014年第4期81-87,共7页
文章在分析了穿刺机器人系统功能需求的基础上,搭建了主从遥操作系统的半实物仿真平台。基于等效微分变换的思想,提出雅克比矩阵(Jacobian Matrix)方法和比例微分(Proportional-Derivative,PD)控制律的联合控制方法。通过设计数字滤波... 文章在分析了穿刺机器人系统功能需求的基础上,搭建了主从遥操作系统的半实物仿真平台。基于等效微分变换的思想,提出雅克比矩阵(Jacobian Matrix)方法和比例微分(Proportional-Derivative,PD)控制律的联合控制方法。通过设计数字滤波器来消除外科医生的手部低频抖动对穿刺手术机器人精度的影响。实验结果表明从机器人末端执行器在笛卡尔空间坐标下能够精确快速安全地跟随主机器人末端执行器的位置变化,并且主机器人端的手部抖动能够被消除。 展开更多
关键词 穿刺手术机器人 主从控制 雅克比矩阵 PD控制算法 抖动消除
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用于机器人辅助穿刺手术进针策略研究的猪肝进针力建模 被引量：7
3
作者 孙银山 吴冬梅 +1 位作者 杜志江 孙立宁 《高技术通讯》 CAS CSCD 北大核心 2011年第9期948-953,共6页
为研究机器人辅助肝脏穿刺手术中的进针策略以确保手术安全，基于实验数据建立了猪肝的进针力模型。方法如下：在2个新鲜离体猪肝3个不同区域内共采集了18条进针力曲线数据，根据针尖位置及进针力特征将力曲线划分为“被膜刺破前”、“... 为研究机器人辅助肝脏穿刺手术中的进针策略以确保手术安全，基于实验数据建立了猪肝的进针力模型。方法如下：在2个新鲜离体猪肝3个不同区域内共采集了18条进针力曲线数据，根据针尖位置及进针力特征将力曲线划分为“被膜刺破前”、“进入肝脏前”和“进入肝脏后”3个阶段，然后采用已有的力模型分别进行每一阶段的进针力建模，通过对比各阶段的建模效果，确定最优的各阶段进针力模型，最后组合成完整的进针力模型。最终的进针力模型比较表明，相同个体不同区域的力模型差异较小，可以用一个力模型来表示该个体进针力特征，不同个体的进针力特征能否用一个力模型表示还需进一步验证。猪肝进针力模型的建立，可为实现机器人辅助人体肝脏穿刺手术中的进针控制和手术安全提供重要依据。 展开更多
关键词 机器人辅助穿刺手术 进针力 力建模 软组织形变 进针机器人
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机器人辅助经皮穿刺手术系统发展概况 被引量：7
4
作者 杜志江 修雯雯 《中国医疗器械杂志》 CAS 2007年第5期362-366,共5页
介绍一种经皮穿刺手术辅助机器人系统。文中详细说明了系统的构成,各子系统的功能,可采用的类型,发展趋势,还举例说明了国际上较有代表性的几套机器人以及它们的特点和临床效果。探讨了机器人辅助经皮穿刺手术系统中具有发展前景的技术... 介绍一种经皮穿刺手术辅助机器人系统。文中详细说明了系统的构成,各子系统的功能,可采用的类型,发展趋势,还举例说明了国际上较有代表性的几套机器人以及它们的特点和临床效果。探讨了机器人辅助经皮穿刺手术系统中具有发展前景的技术方向。 展开更多
关键词 微创手术 医疗机器人 机器人辅助经皮穿刺手术系统
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具有主动约束的医疗机器人系统的主从控制
5
作者 张忠林 陈以 黄小波 《电子技术应用》 北大核心 2014年第8期72-75,共4页
在分析了穿刺手术机器人系统功能需求的基础上,搭建了主从遥操作系统的半实物仿真平台。在主从控制的基础上,提出一个利用虚拟夹具VF(Virtual Fixture)算法结合Proxy的方法的主动约束控制策略。实验结果表明,系统能够在给定运动约束的... 在分析了穿刺手术机器人系统功能需求的基础上,搭建了主从遥操作系统的半实物仿真平台。在主从控制的基础上,提出一个利用虚拟夹具VF(Virtual Fixture)算法结合Proxy的方法的主动约束控制策略。实验结果表明,系统能够在给定运动约束的情况下完成相应的主从控制。 展开更多
关键词 穿刺手术机器人 主从控制 虚拟夹具 PROXY
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基于肝脏力模型的机器人辅助进针策略 被引量：9
6
作者 孙银山 吴冬梅 +1 位作者 杜志江 孙立宁 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2011年第1期66-70,共5页
针对机器人辅助穿刺手术中软组织形变引起的安全性和准确性问题,基于猪肝进针力模型,在分析猪肝组织结构和力学特性的基础上提出了机器人辅助进针策略.它主要包括两点:一是在穿刺针进入肝脏瞬间,机器人自动停止进针,待软组织松弛片刻后... 针对机器人辅助穿刺手术中软组织形变引起的安全性和准确性问题,基于猪肝进针力模型,在分析猪肝组织结构和力学特性的基础上提出了机器人辅助进针策略.它主要包括两点:一是在穿刺针进入肝脏瞬间,机器人自动停止进针,待软组织松弛片刻后,再以减半速度继续进针,以尽可能减小软组织形变对穿刺精度的影响,提高手术准确性.二是在穿刺针进入肝脏后,如果进针力超出猪肝力模型中的"临界线",机器人立即停止进针,待排除异常后再继续进针,以防进针过程中发生意外,提高手术安全性.实验结果验证了本文进针策略的有效性. 展开更多
关键词 机器人辅助经皮穿刺手术 进针策略 进针力模型 软组织形变 进针机器人
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