灵活的控制和轨迹规划医疗双臂手术机器人的医疗机器人
Yanchun Xie1, Xue Zhao2, Yang Jiang3
1Department of Orthopedics, General Hospital of Northern Theater Command, Shenyang, China.
Frontiers in neurorobotics
|September 25, 2024
概括
本研究介绍了双臂手术机器人的先进控制和轨迹规划,通过创新的碰撞检测来确保安全. 开发的系统提高了复杂的医疗任务的精度.
科学领域:
- 机器人技术 机器人技术 机器人技术
- 医疗工程 医疗工程
- 控制系统 控制系统
背景情况:
- 手术机器人需要精确的控制和安全的操作.
- 现有的系统在轨道规划和碰撞检测方面可能缺乏灵活性.
- 尽量减少机械复杂性和成本对于广泛采用至关重要.
研究的目的:
- 为医疗双臂手术机器人引入灵活的控制和轨迹规划.
- 实施有效的碰撞检测,以提高安全性和精度.
- 通过消除传感器来降低机械复杂性和成本.
主要方法:
- 使用德纳维特-哈顿伯格 (DH) 方法进行动力学分析.
- 开发了一种多层感知神经网络,用于实时前向动力学问题 (FKP) 解决.
- 实现了一个非统一的理性B-Splines (NURBS) 插值器,用于灵活的轨迹规划.
- 设计了一个通用的动量观察器用于外部碰撞检测.
主要成果:
- 验证了动力学解决方案和轨迹规划的有效性.
- 证明动量扭矩观察器可以显著降低系统超速.
- 证实了该系统能够执行精确和安全的外科手术任务的能力.
- 消除了对外部传感器的需求,减少了复杂性和成本.
结论:
- 提出的方法允许灵活控制和安全的轨迹规划为双臂手术机器人.
- 集成的碰撞检测系统提高了运行安全性和精度.
- 该系统为先进的手术机器人提供了成本效益和机械简化的解决方案.
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