腹腔微创手术机器人远程控制与实验研究

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本文紧密围绕机器人辅助远程手术需求，以自主研制的“MicroHand S”手术机器人系统为对象，对Internet通讯方式下远程微创手术机器人系统设计与实现开展研究。
　　全文主要工作包括如下内容：
　　首先，结合主从式机器人系统的工作特点以及远程微创手术操作的实际需求，充分研究了机器人串、并联结构性能及分析方法、工业遥操作机器人控制策略，并分析比较了常用通讯方式优缺点，确立了串联式主、从操作手构型，以及主手通过Internet在直接控制策略下操纵从手的方案。
　　其次，本文根据系统原理方案和远程手术需求，对实验室现有主、从操作手进行构型分析与选择，采用D-H法对所选主、从操作手进行了正、逆运动学求解及工作空间分析，并建立了微创手术机器人系统主从映射模型。在此基础上，设计了远程微创手术机器人系统架构，并着重分析了主从通讯机制和图像反馈系统。
　　在充分研究远程控制方法基础上，设计了基于客户机/服务器模式及上、下位机控制思想的远程控制系统，并基于C++编程语言采用面向对象技术开发了系统控制软件及图形用户界面，实现了主从控制信号安全可靠的网络传输。在远程微创手术机器人结构布局和控制系统开发完成的基础上，完成了系统集成。
　　最后，基于所开发远程微创手术机器人系统，在天津大学和解放军北京第二炮兵总医院之间建立了远程示范环境，并通过主从通讯延时测试和图像反馈延时测试，分析了系统延时构成，通过远程套环实验验证了主从映射模型的正确性以及远程系统可操作性。

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作者
刘玉亮;
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作者单位

天津大学;

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授予单位天津大学;
学科机械工程
授予学位硕士
导师姓名王树新;
年度 2014
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类专用机器人;
关键词
腹腔微创手术; 机器人; 远程控制; 图像反馈;

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