| 摘要 | 第4-6页 |
| ABSTRACT | 第6-7页 |
| 第1章 绪论 | 第10-19页 |
| 1.1 课题背景及研究意义 | 第10-11页 |
| 1.2 人机协同交互方法医疗机器人研究现状 | 第11-16页 |
| 1.2.1 人机协同控制研究现状 | 第11-13页 |
| 1.2.2 虚拟夹具（Virtual Fixture）技术的研究现状 | 第13-16页 |
| 1.3 国内外研究现状综述 | 第16-17页 |
| 1.4 本文主要研究内容 | 第17-19页 |
| 第2章 机器人系统建模 | 第19-30页 |
| 2.1 引言 | 第19页 |
| 2.2 机器人运动学基础 | 第19-24页 |
| 2.2.1 DH参数建模 | 第19-20页 |
| 2.2.2 运动学求解 | 第20-22页 |
| 2.2.3 雅克比矩阵求解与速度变换 | 第22-24页 |
| 2.3 工作空间及奇异性分析 | 第24-28页 |
| 2.3.1 工作空间分析 | 第25-26页 |
| 2.3.2 奇异性分析 | 第26-28页 |
| 2.4 运动学仿真分析 | 第28-29页 |
| 2.5 本章小结 | 第29-30页 |
| 第3章 人机器人协同交互方法研究 | 第30-44页 |
| 3.1 引言 | 第30页 |
| 3.2 人机协同交互基本原理 | 第30-31页 |
| 3.3 基于导纳控制的人机协同控制方法研究 | 第31-32页 |
| 3.3.1 导纳控制的基本原理 | 第31-32页 |
| 3.3.2 导纳增益参数研究 | 第32页 |
| 3.4 基于虚拟夹具的手术安全策略 | 第32-43页 |
| 3.4.1 引导型虚拟夹具设计 | 第33-42页 |
| 3.4.2 禁止型虚拟夹具设计 | 第42-43页 |
| 3.5 本章小结 | 第43-44页 |
| 第4章 机器人控制系统设计与实现 | 第44-58页 |
| 4.1 引言 | 第44页 |
| 4.2 控制系统整体方案设计 | 第44-46页 |
| 4.2.1 控制系统硬件体系结构及选型设计 | 第44-45页 |
| 4.2.2 软件系统设计方案 | 第45-46页 |
| 4.3 控制系统软件体系结构设计及实现 | 第46-52页 |
| 4.3.1 基于Twin CAT的控制器软件系统结构设计 | 第47-48页 |
| 4.3.2 底层运动控制功能开发及编程实现 | 第48-50页 |
| 4.3.3 机器人控制界面、运动学和交互算法实现 | 第50-52页 |
| 4.3.4 基于Twin CAT3的运动与驱动控制配置 | 第52页 |
| 4.4 机器人装配与调试 | 第52-53页 |
| 4.5 机器人标定与精度测量 | 第53-57页 |
| 4.5.1 基于MDH方法的机器人运动学标定 | 第54-56页 |
| 4.5.2 机器人重复定位精度测量 | 第56-57页 |
| 4.6 本章小结 | 第57-58页 |
| 第5章 骨科机器人人机协同交互方法验证实验 | 第58-75页 |
| 5.1 引言 | 第58页 |
| 5.2 实验平台搭建 | 第58-59页 |
| 5.3 引导型人机协同交互方法实验 | 第59-71页 |
| 5.3.1 平面轨迹跟踪与目标点定位实验 | 第59-64页 |
| 5.3.2 主动路径偏离避障实验 | 第64-66页 |
| 5.3.3 立体轨迹跟踪与目标点定位实验 | 第66-71页 |
| 5.4 禁止区域被动偏离实验 | 第71-72页 |
| 5.5 骨科模型模拟实验 | 第72-74页 |
| 5.6 本章小结 | 第74-75页 |
| 结论 | 第75-76页 |
| 参考文献 | 第76-81页 |
| 致谢 | 第81页 |
