| 摘要 | 第1-5页 |
| ABSTRACT | 第5-7页 |
| 目录 | 第7-11页 |
| 第一章 绪论 | 第11-33页 |
| ·概述 | 第11页 |
| ·微创外科手术 | 第11-12页 |
| ·机器人辅助的微创外科 | 第12-18页 |
| ·商业化手术机器人系统 | 第12-14页 |
| ·实验室研究的手术机器人系统 | 第14-18页 |
| ·微创手术中的力检测和力反馈 | 第18-26页 |
| ·具有传感器的力检测和力反馈 | 第18-25页 |
| ·无传感器的力检测策略 | 第25-26页 |
| ·力估计 | 第25-26页 |
| ·传感器替代 | 第26页 |
| ·虚拟装置 | 第26页 |
| ·需要解决的主要问题 | 第26-30页 |
| ·机构描述和运动学分析 | 第26-27页 |
| ·动力学建模 | 第27-28页 |
| ·动力学参数辨识 | 第28-29页 |
| ·离线辨识 | 第28-29页 |
| ·在线辨识 | 第29页 |
| ·主从双边遥操作控制 | 第29-30页 |
| ·具有运动缩放的直觉运动控制 | 第29-30页 |
| ·双边运动和力反馈控制 | 第30页 |
| ·本文主要研究内容 | 第30-33页 |
| 第二章 MicroHand A 系统及其运动学分析 | 第33-59页 |
| ·引言 | 第33页 |
| ·MicroHand A 系统 | 第33-39页 |
| ·设计要求 | 第33-34页 |
| ·系统样机 | 第34-39页 |
| ·主操作臂 | 第35-36页 |
| ·从操作臂 | 第36-38页 |
| ·图像系统 | 第38-39页 |
| ·控制系统 | 第39页 |
| ·丝传动运动学和静力分析 | 第39-44页 |
| ·假设条件 | 第39-40页 |
| ·结构描述 | 第40页 |
| ·基本方程 | 第40-42页 |
| ·基本回路方程 | 第40-41页 |
| ·共轴条件 | 第41页 |
| ·传动线 | 第41-42页 |
| ·关节空间和驱动空间之间的变换关系 | 第42-43页 |
| ·静力分析 | 第43-44页 |
| ·运动学正解 | 第44-49页 |
| ·机器人运动学的指数积公式 | 第44-45页 |
| ·主操作臂运动学正解 | 第45-47页 |
| ·从操作臂被动部分运动学正解 | 第47-48页 |
| ·从操作臂中主动环节运动学正解 | 第48-49页 |
| ·从操作臂中主动环节运动学逆解 | 第49-54页 |
| ·雅克比矩阵 | 第54-58页 |
| ·主操作臂的雅克比矩阵 | 第55-56页 |
| ·从操作臂中主动环节的雅克比矩阵 | 第56-58页 |
| ·本章小结 | 第58-59页 |
| 第三章 动力学建模和基于模型的力检测原理 | 第59-73页 |
| ·引言 | 第59页 |
| ·开环链机器人动力学模型 | 第59-62页 |
| ·丝传动的机器人动力学模型 | 第62-63页 |
| ·开环链机器人动力学模型 | 第62页 |
| ·关节空间和丝位移空间的映射关系 | 第62页 |
| ·电机转子动力学模型 | 第62-63页 |
| ·完整系统动力学模型 | 第63页 |
| ·摩擦模型 | 第63-69页 |
| ·静摩擦模型 | 第64-65页 |
| ·动摩擦模型 | 第65-69页 |
| ·Dahl 模型 | 第65-66页 |
| ·“鬃毛”模型 | 第66-67页 |
| ·集成模型 | 第67页 |
| ·Lugre 模型 | 第67-69页 |
| ·基于模型的力检测原理 | 第69-71页 |
| ·齿轮传动下的力检测原理 | 第69-71页 |
| ·丝传动下的力检测原理 | 第71页 |
| ·本章小结 | 第71-73页 |
| 第四章 MicroHand A 动力学建模及其参数辨识 | 第73-93页 |
| ·引言 | 第73页 |
| ·Microhand A 主动环节动力学模型 | 第73-81页 |
| ·开环链动力学模型 | 第73-79页 |
| ·计及丝传动和摩擦的主动环节动力学模型 | 第79-81页 |
| ·动力学参数线性化 | 第81-84页 |
| ·动力学参数辨识 | 第84-91页 |
| ·辨识方法 | 第84-85页 |
| ·实验辨识 | 第85-91页 |
| ·实验平台 | 第85-86页 |
| ·动力学参数辨识和力矩估计 | 第86-91页 |
| ·本章小结 | 第91-93页 |
| 第五章 主从双边运动和力控制 | 第93-111页 |
| ·引言 | 第93页 |
| ·MicroHand A 控制系统硬件结构 | 第93-95页 |
| ·人机交互接口 | 第93-94页 |
| ·高级控制器 | 第94-95页 |
| ·低级控制器 | 第95页 |
| ·MicroHand A 系统控制算法 | 第95-97页 |
| ·具有缩放功能的直觉运动控制算法 | 第95-97页 |
| ·开合算法 | 第97页 |
| ·MicroHand A 系统主从控制结构 | 第97-98页 |
| ·运动和力反馈控制 | 第98-109页 |
| ·主从遥操作系统的混合二端口网络描述 | 第98-99页 |
| ·通用遥操作双边控制结构 | 第99-100页 |
| ·直接估计力反馈 | 第100-101页 |
| ·稳定性分析 | 第101-106页 |
| ·莱威林绝对稳定性准则 | 第101-102页 |
| ·直接估计力反馈稳定性分析 | 第102-106页 |
| ·直接估计力反馈透明性分析 | 第106-109页 |
| ·本章小结 | 第109-111页 |
| 第六章 实验研究 | 第111-125页 |
| ·引言 | 第111页 |
| ·基于模型的力检测精度测试实验 | 第111-114页 |
| ·不同实验任务下的力检测实验 | 第114-120页 |
| ·打结任务实验 | 第114-117页 |
| ·缝合任务实验 | 第117-120页 |
| ·主从遥操作位置跟踪实验 | 第120-123页 |
| ·本章小结 | 第123-125页 |
| 第七章 全文总结 | 第125-129页 |
| ·结论 | 第125-127页 |
| ·工作展望 | 第127-129页 |
| 参考文献 | 第129-143页 |
| 发表论文和参加科研情况说明 | 第143-145页 |
| 致谢 | 第145页 |