| 可运动解耦的连续体单孔手术机器人设计与控制 |
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| 引用本文： | 周圆圆, 王振兴, 王重阳, 黎定佳, 张诚, 郭伟, 张忠涛, 刘浩. 可运动解耦的连续体单孔手术机器人设计与控制[J]. 机器人, 2021, 43(4): 424-432. DOI: 10.13973/j.cnki.robot.200550 |
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| 作者姓名： | 周圆圆 王振兴 王重阳 黎定佳 张诚 郭伟 张忠涛 刘浩 |
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| 作者单位： | 1. 中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室, 辽宁 沈阳 110016 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金（61873257）;深圳市人工智能与机器人研究院开放项目（AC01202005005）;“兴辽英才计划”青年拔尖人才项目（39XLYC1807078） |
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| 摘 要： | 提出一种可拓扑解耦的连续体单孔手术机器人,通过设计中间联动连续体段可以实现多段驱动间的解耦,并且机器人的末端姿态仅取决于远端形变段,实现了位姿分离．基于该运动解耦构形,设计了一种基于空间十字交叉曲面盘的连续体骨架结构来实现具有6自由度的多段连续体机器人,建立了机器人的正运动学,并给出了逆运动学的直接求解法．最后进行了机器人驱动解耦与轨迹跟踪控制实验,经过测试,机器人解耦运动的平均角度误差为2.39o,在20 mm/s的速度及无负载条件下轨迹跟踪误差为1.46 mm．实验表明机器人具有较好的驱动空间解耦能力,并能够基于逆运动学直接求解法实现机器人稳定的运动控制．
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| 关 键 词： | 连续体机器人 单孔手术 运动解耦 稳定控制 |
| 收稿时间： | 2020-12-16 |
| 修稿时间： | 2021-03-17 |
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