| 摘要 | 第1-7页 |
| Abstract | 第7-13页 |
| 第1章 绪论 | 第13-31页 |
| ·引言 | 第13-14页 |
| ·医疗外科手术机器人研究现状与发展 | 第14-15页 |
| ·医疗外科手术机器人的分类 | 第15-21页 |
| ·脑神经外科手术机器人 | 第15-17页 |
| ·眼部外科手术机器人 | 第17页 |
| ·骨科手术机器人 | 第17-19页 |
| ·放射外科手术机器人 | 第19-21页 |
| ·微创外科手术机器人的研究现状 | 第21-28页 |
| ·国外微创手术机器人的研究状况 | 第21-25页 |
| ·国内微创手术机器人的研究现状 | 第25-28页 |
| ·课题研究的背景与意义 | 第28-29页 |
| ·本文的主要研究内容 | 第29-31页 |
| 第2章 腹腔镜微创手术机器人系统总体架构分析 | 第31-47页 |
| ·引言 | 第31页 |
| ·微创外科手术与腹腔镜外科手术介绍 | 第31-34页 |
| ·微创外科手术的特点与先进性 | 第31-32页 |
| ·腹腔镜手术发展史 | 第32-33页 |
| ·腹腔镜手术设备与过程简述 | 第33-34页 |
| ·腔镜手术的局限性及其解决途径 | 第34-37页 |
| ·腹腔镜手术的局限性 | 第34-35页 |
| ·机器人技术应用于腔镜手术的优势 | 第35-37页 |
| ·腹腔镜微创手术机器人的应用前景与社会效益 | 第37-38页 |
| ·腹腔镜微创手术机器人控制系统需要解决的问题 | 第38-40页 |
| ·机器人本体机构的运动灵活性与系统的安全性设计 | 第39页 |
| ·主从“异构”带来的空间映射模型与定位技术 | 第39-40页 |
| ·虚拟力反馈仿真训练技术 | 第40页 |
| ·腹腔镜微创手术机器人系统总体构成 | 第40-43页 |
| ·主操作手及其控制系统 | 第41页 |
| ·从操作手及其控制系统 | 第41页 |
| ·双目内窥镜三维视觉系统 | 第41-42页 |
| ·力信息感知系统 | 第42页 |
| ·虚拟仿真训练系统 | 第42-43页 |
| ·腹腔镜微创手术机器人系统工作原理分析 | 第43-45页 |
| ·机器人系统工作原理 | 第43-44页 |
| ·控制系统方案选型分析 | 第44-45页 |
| ·腹腔镜微创手术机器人控制系统应用的技术基础 | 第45-46页 |
| 本章小结 | 第46-47页 |
| 第3章 腹腔镜微创手术机器人体系结构分析 | 第47-68页 |
| ·引言 | 第47页 |
| ·腹腔镜微创手术机器人系统工作模式分析 | 第47-50页 |
| ·机器人的工作模式 | 第47-48页 |
| ·“异构”的主从控制方式带来的问题 | 第48-49页 |
| ·机器人运动学分析方法 | 第49-50页 |
| ·腹腔镜微创手术机器人基本构成 | 第50-53页 |
| ·从操作手系统需求与设计 | 第50-53页 |
| ·主操作手系统需求与设计 | 第53页 |
| ·腹腔镜微创手术机器人系统主操作手运动学分析 | 第53-57页 |
| ·主操作手系统正运动学分析 | 第53-56页 |
| ·主操作手系统逆运动学分析 | 第56-57页 |
| ·腹腔镜微创手术机器人系统从操作手运动学分析 | 第57-65页 |
| ·从操作手系统被动支架正运动学分析 | 第57-60页 |
| ·从操作手系统主动环节正运动学分析 | 第60-61页 |
| ·从操作手系统主动环节逆运动学分析 | 第61-65页 |
| ·腹腔镜微创手术机器人系统主从对应关系及计算量分析 | 第65-67页 |
| ·主从对应关系分析 | 第65-66页 |
| ·主从映射计算量分析 | 第66-67页 |
| 本章小结 | 第67-68页 |
| 第4章 腹腔镜微创手术机器人控制系统硬件设计 | 第68-97页 |
| ·引言 | 第68页 |
| ·腹腔镜微创手术机器人控制系统需求分析 | 第68-70页 |
| ·机器人控制系统功能结构 | 第68-69页 |
| ·主/从操作手控制信号分析 | 第69-70页 |
| ·机器人系统性能指标要求 | 第70页 |
| ·腹腔镜微创手术机器人控制系统硬件结构设计说明 | 第70-72页 |
| ·腹腔镜微创手术机器人控制系统的硬件设计 | 第72-80页 |
| ·控制系统组成模块及其功能 | 第72-73页 |
| ·以高速DSP为核心的控制器硬件平台结构设计 | 第73-76页 |
| ·模拟信号量输入输出电路的设计 | 第76-77页 |
| ·数字信号量输入输出电路的设计 | 第77-79页 |
| ·控制系统主要器件电平匹配分析 | 第79-80页 |
| ·腹腔镜微创手术机器人控制系统FPGA/CPLD逻辑功能设计 | 第80-93页 |
| ·FPGA/CPLD设计功能与优点 | 第81页 |
| ·FPGA/CPLD开发工具与设计方法 | 第81-84页 |
| ·FPGA内部功能逻辑结构 | 第84页 |
| ·外部存储器设备EMIF总线接口设计 | 第84-86页 |
| ·相对码盘功能设计 | 第86-88页 |
| ·直流电机驱动信号设计 | 第88-90页 |
| ·模拟数字转换器AD7859接口设计 | 第90-91页 |
| ·多路HPI接口逻辑设计 | 第91-93页 |
| ·腹腔镜微创手术机器人控制系统的PCB设计实现 | 第93-96页 |
| ·印刷电路板(PCB)设计工具的选择 | 第93页 |
| ·高速PCB板设计 | 第93-95页 |
| ·系统电源的设计 | 第95-96页 |
| 本章小结 | 第96-97页 |
| 第5章 腹腔镜微创手术机器人控制系统软件设计 | 第97-112页 |
| ·引言 | 第97-98页 |
| ·腹腔镜微创手术机器人控制系统软件开发工具 | 第98-101页 |
| ·高速DSP器件的软件开发工具 | 第98-99页 |
| ·浮点运算内核与软件的流水线 | 第99-100页 |
| ·高速DSP处理器软件开发流程 | 第100-101页 |
| ·以高速DSP为核心的控制系统软件结构 | 第101-103页 |
| ·基于设备驱动模型的软件结构 | 第101-103页 |
| ·腹腔镜微创手术机器人控制系统软件组成 | 第103-105页 |
| ·主控制器软件组成 | 第103-104页 |
| ·主/从操作手控制器软件组成 | 第104-105页 |
| ·腹腔镜微创手术机器人控制系统软件主要流程及其分析 | 第105-108页 |
| ·主控制器控制软件主要工作流程分析 | 第105-106页 |
| ·主/从操作手控制器软件主要工作流程分析 | 第106-108页 |
| ·“异构”的腹腔镜微创手术机器人系统主从映射算法 | 第108-111页 |
| ·主从映射算法结构 | 第108-109页 |
| ·关节速度限制算法 | 第109-110页 |
| ·内窥镜图像下的系统标定 | 第110-111页 |
| 本章小结 | 第111-112页 |
| 第6章 仿真与实验研究 | 第112-124页 |
| ·引言 | 第112页 |
| ·机器人系统实验台介绍 | 第112-115页 |
| ·控制系统硬件平台 | 第113-115页 |
| ·控制系统软件联合调试方法 | 第115页 |
| ·机器人控制系统性能测试实验 | 第115-122页 |
| ·算法正确性测试实验 | 第116-119页 |
| ·系统实时性测试实验 | 第119-122页 |
| ·腹腔镜微创手术机器人系统主从操作实验 | 第122-123页 |
| ·主从操作模式下的随动实验 | 第122页 |
| ·主从操作模式下的缝合实验 | 第122-123页 |
| 本章小结 | 第123-124页 |
| 第7章 总结与展望 | 第124-126页 |
| ·论文总结 | 第124-125页 |
| ·工作展望 | 第125-126页 |
| 参考文献 | 第126-134页 |
| 致谢 | 第134-135页 |
| 个人简历和攻读博士学位期间发表的论文 | 第135-136页 |
