收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

核磁兼容气动针刺手术机器人控制系统设计

郑鹏  
【摘要】:本文以核磁共振成像导航前列腺针刺手术机器人控制系统为研究对象,开发了机器人控制系统,并对机器人驱动气缸的位移伺服控制进行了研究。主要包括控制系统硬件选择与软件设计、气缸位移伺服系统数学模型建立及模糊滑模控制器的设计等方面内容。通过系统仿真对控制器稳定性进行了研究,并结合软组织针刺实验对控制系统及控制器性能进行了实验验证。主要工作及成果概括为以下几个方面: 首先,针对核磁兼容性要求,总结了核磁兼容机器人控制系统的设计难点及方法,并确定了将控制器置于核磁室外的方案。对控制系统控制硬件进行选择,设计相应软件系统。对气动系统进行设计,完成了气动回路设计及气动元件的选择。最后根据确定方案搭建了具有较长气管及信号传输线的控制系统。 其次,确定了PWM驱动开关阀控气缸位移伺服控制系统方案,采用平均化方法建立了包括气缸活塞系统、气缸腔内流体系统、开关阀及长气管的系统数学模型,并基于该模型设计了带有边界层厚度参数的模糊滑模控制器。 最后,建立系统仿真模型,对控制器性能进行了仿真研究,得出了模糊滑模控制器对气管长度、负载等参数变化具有较强稳定性及模糊控制器具有较好的消振结果的结论。并通过气缸位移伺服控制实验和软组织针刺实验,对控制系统的性能进行了验证。 本文研究成果具有较高的理论意义及应用价值,在核磁共振成像导航手术机器人控制系统设计及具有长气管的气缸位移伺服系统研究与应用中具有一定的探索意义,并为后期核磁环境中的系统实验打下了良好基础。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 刘攀;蔡惠林;;基于S7-200PLC的ABU参赛机器人控制系统设计[J];机械工程师;2005年12期
2 ;MPC05在点胶机器人中的应用[J];伺服控制;2007年05期
3 刘辉;时国平;;回转窑窑衬清理机器人控制系统[J];轻工机械;2009年01期
4 卢飞跃;刘志锋;;基于AT89S52单片机的迎宾机器人设计[J];机电工程技术;2010年03期
5 周景雷;;Riccati方程在机器人控制系统中的应用[J];科技信息;2009年03期
6 徐达;郝琢;李华;;弹药自动装填机器人控制系统开发平台设计[J];计算机测量与控制;2011年04期
7 秦菱昌;“机器人学入门”学习指导书[J];煤矿机械;1987年04期
8 金杰,杨建国,李蓓智,周虎;一种螺旋行走方式管内机器人控制系统[J];机械与电子;2005年10期
9 郑剑飞;冯勇;杨旭强;;基于SERCOS总线的机器人分布式控制系统[J];伺服控制;2007年01期
10 刘爱华;房立金;王洪光;张纹霖;;一种FPGA的嵌入式可重构机器人控制系统[J];小型微型计算机系统;2009年03期
11 孙汉旭;刘大亮;贾庆轩;张延恒;;基于容错策略的球形机器人控制系统[J];机械工程学报;2010年11期
12 尹朝庆;;机器人控制系统的体系结构[J];交通与计算机;1991年02期
13 胡建元;黄心汉;;采用神经元的机器人位置控制[J];计算技术与自动化;1993年03期
14 胡鹏;方康玲;刘晓玉;;基于PMAC的开放式机器人控制系统[J];微计算机信息;2006年11期
15 朱清智;阎保定;王纪;孙立功;;基于SOPC的工业机器人控制系统[J];自动化技术与应用;2007年11期
16 李陆雨;刘俊杰;方明;;基于TMS320F2812的机器人控制系统[J];湖北工业大学学报;2009年02期
17 朱群峰;黄磊;罗庆跃;;移动机器人运动轨迹控制系统[J];信息化纵横;2009年14期
18 刘涛;周伦;;驱鼠机器人的控制系统的研制[J];机床与液压;2009年08期
19 黄仁祥;严学高;龚厚红;;工业机器人主从式计算机控制系统[J];制造业自动化;1989年04期
20 黄时聪,郑同海,王刚,李晓奇,李芳;平面关节型装配机器人的计算机控制[J];天津大学学报;1991年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 郭玉娟;牟培源;周宁新;白媛媛;刘爽;马敏涛;梁婷婷;;腹腔镜超声引导机器人辅助腹腔腹膜后巨大转移癌射频消融术[A];中国超声医学工程学会第八届全国腹部超声学术会议论文汇编[C];2010年
2 姚元庆;;机器人妇科手术[A];第四届全国不孕症暨保留生育功能微创手术研讨会论文集[C];2010年
3 黄立男;陈宏伟;叶晓勤;季林红;谢雁鸣;;变换式经皮电刺激在机器人辅助上肢运动康复的应用[A];第七届全国康复医学工程与康复工程学术研讨会论文集[C];2010年
4 翟宇毅;罗焕新;;一种水面清洁机器人控制系统的设计[A];2011年机械电子学学术会议论文集[C];2011年
5 陈宏伟;季林红;黄立男;;基于机器人辅助患肢自主循迹训练控制方法的研究[A];第七届全国康复医学工程与康复工程学术研讨会论文集[C];2010年
6 赵奇;李彦涛;张立勋;;助餐机器人控制系统快速原型设计研究[A];第七届全国康复医学工程与康复工程学术研讨会论文集[C];2010年
7 吴景然;孙振国;项康泰;陈强;;水轮机叶片修焊机器人控制系统研究[A];第十六次全国焊接学术会议论文摘要集[C];2011年
8 史本康;Vincent P.Laudone;徐祗顺;;机器人辅助腹腔镜前列腺癌根治术860例报告[A];第十五届全国泌尿外科学术会议论文集[C];2008年
9 高江平;徐阿祥;陈光富;史立新;王威;董隽;卢锦山;朱捷;崔亮;张旭;;达芬奇机器人辅助腹腔镜手术在泌尿外科的应用[A];第十六届全国泌尿外科学术会议论文集[C];2009年
10 王成军;张东速;沈豫浙;;煤矿井下自主越障救援机器人特性分析[A];第五届全国煤炭工业生产一线青年技术创新文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 白殿春;下肢康复训练机器人控制策略与康复评价方法研究[D];沈阳工业大学;2011年
2 刘罡;多节履带式搜索机器人及其运动策略研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
3 李允旺;矿井救灾机器人行走机构研究[D];中国矿业大学;2010年
4 孙银山;基于三维超声图像的穿刺手术机器人辅助系统研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
5 赵子健;机器人辅助全膝关节置换手术系统的研究及其在临床前的应用[D];上海交通大学;2009年
6 董九志;带有主被动关节的辅助腹腔镜手术机器人研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
7 刘富强;行走辅助训练机器人研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
8 冯勇;仿土拨鼠矿难救灾机器人控制系统关键技术研究[D];中国科学技术大学;2012年
9 曾建军;排爆机器人遥操作性能研究[D];上海交通大学;2010年
10 申抒含;机器人辅助膝关节手术系统设计与术后评价算法研究[D];上海交通大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 侯继平;仿变形虫机器人控制系统设计[D];中国科学技术大学;2010年
2 余晓鑫;形状可变/多方位驱动救援机器人控制系统设计[D];华南理工大学;2010年
3 张威;多功能助行机器人控制系统设计与实验研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 张晓明;手术机器人控制系统及手动操纵装置的设计[D];上海交通大学;2011年
5 郑鹏;核磁兼容气动针刺手术机器人控制系统设计[D];天津大学;2012年
6 史小星;群体机器人编队协调行为的研究[D];兰州理工大学;2011年
7 谢琦;腹腔微创手术机器人主从控制研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
8 王楠;胶囊机器人转弯动力学特性研究[D];大连理工大学;2010年
9 余月;经皮肾镜穿刺机器人的模型及样机的设计制作[D];南昌大学;2010年
10 李传格;助行机器人辅助导航系统的设计[D];浙江大学;2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 顾泳 通讯员 陈冯;达芬奇机器人善用“柳叶刀”[N];解放日报;2010年
2 常丽君;美日专家带机器人展开沿岸检查[N];科技日报;2011年
3 王继荣刘泉;机器人辅助腹腔镜完成前列腺癌根治术[N];科技日报;2008年
4 姜微 秦嗣萃;我国首例机器人辅助冠状动脉搭桥术成功[N];中国医药报;2000年
5 本版编辑 齐攀 彭湛峰 张洁;医学领域的新新“人”类[N];医药经济报;2007年
6 ;如晨之阳必有中天之时[N];中国医药报;2003年
7 记者  赵宝玉;全国首例机器人辅助异地骨科手术在延安获成功[N];陕西日报;2006年
8 王继荣崔亮;机器人能做前列腺癌根治术[N];科技日报;2007年
9 马飞 记者 张哲浩;机器人辅助异地骨科手术获成功[N];科技日报;2006年
10 张安安 本报记者 张兴源 南卫东;北京——延安共享骨科专家资源[N];延安日报;2006年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978