一种用于眼内手术的混联机构设计与运动学分析

为利用机器人实现眼内手术操作所需的远程运动中心(Remote center of motion,RCM)运动模式,提出了一种新型六自由度混联机构(RP+PPRRP/PPRR).首先受U副结构形式的启发,利用两组RPPRP平面五杆机构单元重构出PPRRP/PPRR并联构型.根据螺旋理论计算该机构的自由度,并分析自由度性质...     

眼科手术器械操作黏弹性组织的导纳控制方法

基于广义Maxwell黏弹性模型建立手术器械与眼组织之间的黏弹性接触模型,并通过力松弛实验对接触模型的参数进行辨识.进而在此基础上提出一种导纳控制方法,通过控制手术器械的位移实现对接触力的控制.该方法将传统的导纳控制器替换为比例-积分(PI)控制器,从而将黏弹性接触模型中的理想微分环节替换为1阶微分环节.替换后,在低频段,尤其是频率趋近于0时的幅频响应可得到提升并保持稳定,从而避免幅频响应过低导致的接触力衰减.通过对离体猪眼球进行力控制实验验证了该控制方法的有效性.实验结果表明,阶跃力平均误差约为4.6％,响应时间约为2.5 s,无明显超调,并可实现一定频率的正弦力输出.阶跃力输出精度可以满足机器人辅助眼科手术的要求.     

一种新型物料装填机器人的设计与轨迹优化

为提高车辆等载具内的物料装填效率,设计一种车内受限空间中使用的圆柱物料装填机器人,并对机器人的关节轨迹进行优化。在考虑圆柱物料输送要求和车内空间限制的基础上,提出物料装填机器人总体设计方案,给出机器人工作时的关节运动流程。建立机器人运动学模型,对机器人的工作空间进行分析。使用分段高阶多项式函数拟合机器人关节运动轨迹,采取插值时间变量代替系数变量的简化求解方法和粒子群算法优化关节轨迹。研究结果表明,该物料装填机器人工作空间可覆盖车内空间且满足车内空间限制,优化后的关节轨迹可平稳快速地完成物料装填作业。