| 摘要 | 第6-7页 |
| abstract | 第7-8页 |
| 第1章 绪论 | 第12-24页 |
| 1.1 课题的研究目的及意义 | 第12页 |
| 1.2 外科手术机器人国内外研究状况 | 第12-21页 |
| 1.2.1 外科手术系统国外研究状况 | 第12-19页 |
| 1.2.2 外科手术系统国内研究状况 | 第19-21页 |
| 1.3 外科手术机器人运动控制系统的发展现状 | 第21-22页 |
| 1.3.1 机器人控制器的选择 | 第21-22页 |
| 1.3.2 机器人运动控制策略 | 第22页 |
| 1.4 论文的主要研究内容 | 第22-24页 |
| 第2章 微创腹腔手术持镜臂系统简介及硬件搭建 | 第24-38页 |
| 2.1 引言 | 第24页 |
| 2.2 微创腹腔手术持镜臂系统的机械结构简介及电器元件选择 | 第24-29页 |
| 2.2.1 8自由度持镜臂 | 第24-29页 |
| 2.2.2 3自由度微操作器械机构 | 第29页 |
| 2.3 基于工控机的持镜臂控制系统的硬件搭建 | 第29-34页 |
| 2.3.1 整体通讯方式 | 第30页 |
| 2.3.2 硬件控制系统结构 | 第30-31页 |
| 2.3.3 硬件控制系统的实现 | 第31-34页 |
| 2.4 控制柜的制作 | 第34-37页 |
| 2.5 本章小结 | 第37-38页 |
| 第3章 持镜臂运动学分析及轨迹规划 | 第38-56页 |
| 3.1 引言 | 第38页 |
| 3.2 基于旋量法的持镜臂机构正运动学建模 | 第38-44页 |
| 3.2.1 基于旋量理论进行运动学建模的基础 | 第38-40页 |
| 3.2.2 持镜臂机构正运动学方程的建立与求解 | 第40-44页 |
| 3.3 持镜臂机构逆运动学建模 | 第44-47页 |
| 3.4 运动学模型的仿真验证 | 第47-50页 |
| 3.4.1 持镜臂机构运动学正解模型仿真分析 | 第47-49页 |
| 3.4.2 持镜臂机构运动学逆解模型仿真分析 | 第49-50页 |
| 3.5 持镜臂的轨迹规划 | 第50-55页 |
| 3.5.1 笛卡尔空间轨迹规划 | 第51-53页 |
| 3.5.2 关节空间轨迹规划 | 第53-55页 |
| 3.6 本章小结 | 第55-56页 |
| 第4章 持镜臂控制系统软件设计 | 第56-72页 |
| 4.1 引言 | 第56页 |
| 4.2 驱动器及电机参数的配置 | 第56-59页 |
| 4.2.1 CAN网络参数配置 | 第56-57页 |
| 4.2.2 电机与反馈参数设置 | 第57页 |
| 4.2.3 数字输入配置 | 第57页 |
| 4.2.4 回零配置 | 第57-58页 |
| 4.2.5 控制环路配置 | 第58-59页 |
| 4.3 软件开发环境 | 第59-60页 |
| 4.3.1 虚拟仪器开发平台LabVIEW | 第59页 |
| 4.3.2 CMO组件 | 第59-60页 |
| 4.3.3 CAN卡驱动和数据采集卡的LabVIEW驱动 | 第60页 |
| 4.4 持镜臂控制系统软件设计 | 第60-71页 |
| 4.4.1 控制系统软件的总体设计 | 第60-61页 |
| 4.4.2 人机交互界面设计 | 第61-62页 |
| 4.4.3 光电开关信号采集模块的设计 | 第62-64页 |
| 4.4.4 被动旋转关节编码器数据采集模块设计 | 第64-65页 |
| 4.4.5 多关节联动控制模块的设计 | 第65-69页 |
| 4.4.6 末端旋转关节运动控制模块的设计 | 第69-71页 |
| 4.5 本章小结 | 第71-72页 |
| 第5章 微创腹腔手术持镜臂的实验研究 | 第72-85页 |
| 5.1 引言 | 第72页 |
| 5.2 实验平台搭建及初步调试 | 第72-73页 |
| 5.3 被动旋转关节实验 | 第73-75页 |
| 5.3.1 被动旋转关节运动范围测试 | 第73-74页 |
| 5.3.2 持镜臂术前摆位实验 | 第74-75页 |
| 5.4 主动关节实验 | 第75-82页 |
| 5.4.1 单关节运动实验 | 第75-80页 |
| 5.4.2 多关节联动实验 | 第80-82页 |
| 5.5 不动点验证实验 | 第82-83页 |
| 5.6 本章小结 | 第83-85页 |
| 结论 | 第85-86页 |
| 参考文献 | 第86-91页 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果表 | 第91-92页 |
| 致谢 | 第92页 |