| 摘要 | 第5-7页 |
| ABSTRACT | 第7-8页 |
| 第一章 绪论 | 第12-27页 |
| 1.1 虚拟现实技术简介 | 第12-13页 |
| 1.2 力反馈装置简介 | 第13-15页 |
| 1.2.1 力反馈装置在虚拟设计和虚拟制造、装配中的意义 | 第14页 |
| 1.2.2 力反馈装置在遥操作中的意义 | 第14-15页 |
| 1.2.3 力反馈装置在模拟训练中的意义 | 第15页 |
| 1.3 虚拟手术技术研究 | 第15-20页 |
| 1.3.1 虚拟手术及力反馈技术的研究意义 | 第16-17页 |
| 1.3.2 虚拟外科手术系统构成 | 第17-19页 |
| 1.3.3 虚拟手术技术难点 | 第19-20页 |
| 1.4 国内外研究现状 | 第20-26页 |
| 1.4.1 国外的研究现状 | 第20-24页 |
| 1.4.2 国内的研究现状 | 第24-26页 |
| 1.5 本文的研究内容及组织结构 | 第26-27页 |
| 第二章 控制原理及理论概述 | 第27-37页 |
| 2.1 基本控制原则 | 第27-32页 |
| 2.1.1 位置控制和力控制 | 第28-30页 |
| 2.1.2 柔顺控制 | 第30页 |
| 2.1.3 分解控制 | 第30-32页 |
| 2.2 运动学及力学分析 | 第32-37页 |
| 2.2.1 机器人位置与姿态的描述 | 第32-35页 |
| 2.2.2 机器人力学问题 | 第35-37页 |
| 第三章 虚拟手术器械设计 | 第37-58页 |
| 3.1 虚拟手术装置的总体结构 | 第37-43页 |
| 3.1.1 力反馈手术装置的组成部件 | 第39-42页 |
| 3.1.2 装置结构和功能概述 | 第42-43页 |
| 3.2 力反馈手术器械机构设计 | 第43-54页 |
| 3.2.1 机械结构设计 | 第43-46页 |
| 3.2.2 执行元件的选取 | 第46-51页 |
| 3.2.3 控制驱动电路选择及功能 | 第51-54页 |
| 3.3 力检测装置的设计 | 第54-58页 |
| 3.3.1 力传感器的选择 | 第54-55页 |
| 3.3.2 力检测装置的制作 | 第55-57页 |
| 3.3.3 实验建立堵转状况下的力矩模型 | 第57-58页 |
| 第四章 力反馈控制程序设计 | 第58-69页 |
| 4.1 开发环境和工具 | 第58-59页 |
| 4.2 软件系统的整体架构 | 第59-60页 |
| 4.3 驱动控制程序设计 | 第60-65页 |
| 4.3.1 图形界面的设计 | 第61-62页 |
| 4.3.2 驱动卡控制程序 | 第62-65页 |
| 4.3.3 控制程序与虚拟现实环境的连接 | 第65页 |
| 4.4 力检测装置的驱动程序设计及校准 | 第65-69页 |
| 4.4.1 力检测装置的驱动程序 | 第65-66页 |
| 4.4.2 力反馈信号的滤波 | 第66-67页 |
| 4.4.3 拉力传感器的实验校准 | 第67-69页 |
| 第五章 实验分析及研究结果 | 第69-82页 |
| 5.1 伺服频率理论分析 | 第69-71页 |
| 5.2 实验内容及主要方法 | 第71-81页 |
| 5.2.1 实验装置 | 第71-72页 |
| 5.2.2 实验原理 | 第72-74页 |
| 5.2.3 实验步骤 | 第74-78页 |
| 5.2.4 实验结果 | 第78-81页 |
| 5.3 后续实验展望 | 第81-82页 |
| 第六章 虚实信息传递 | 第82-92页 |
| 6.1 虚拟场景建立技术 | 第82-87页 |
| 6.1.1 虚拟物体建模 | 第82-85页 |
| 6.1.2 虚拟手术的力学变形算法 | 第85-87页 |
| 6.2 虚拟手术中的碰撞检测 | 第87-88页 |
| 6.3 人机交互接口及实验效果 | 第88-92页 |
| 第七章 结论与展望 | 第92-94页 |
| 7.1 全文总结 | 第92-93页 |
| 7.2 展望 | 第93-94页 |
| 参考文献 | 第94-98页 |
| 致谢 | 第98-99页 |
| 硕士期间参与的课题、发表的学术文章及专利 | 第99页 |