Study on Force Modeling, Identification, and Control of Robot Therapy System

本研究的主要目的是能够实现穿刺力建模，完成力控制系统的设计，从而实现医学手术过程中手术机器人的从手力觉控制，即当主手医生输入特定力函数，从手直流电机能够输出相应的力函数。本研究搭建了力建模与控制实验平台，并完成了力分析与建模、影响因素分析以及力控制实验。 首先，对穿刺针穿刺过程的作用原理进行简要的分析，对穿刺过程中穿刺针的受力情况做出理论上的分析与推导，对实验建模过程中需要用到的解析模型进行选择与确定，对穿刺力建模过程中需要用到的假定与前提做出设定。 其次，介绍了机器人辅助穿刺实验环境的搭建与设计过程，对穿刺平台的硬件系统做出设计，利用直流电机与线性位移平台作为穿刺过程的执行机构，利用直流...The main purpose of the study is to achieve the insertion force modeling, the completion of the force control system design, in order to control the slaver of the surgical robot during the medical operation. That is when the master enters one force function, the slaver can output the corresponding one. This study builds force modeling and sets up a control experiment platform, and completes the fo...学位：工学硕士院系专业：公共卫生学院_转化医学学号：3262014115059

基于LabVIEW的力觉检测系统

研究了手术过程中穿刺针与生物组织的相互作用力,对穿刺力进行了建模,搭建了生物软组织的力觉检测系统,检测系统由软、硬件2部分组成。其中,硬件平台采用了德国生产的高精度位移平台为穿刺针提供动力,利用压阻式力传感器进行力信号检测,并通过数据采集卡实时收集力信号。软件平台利用Lab VIEW编程控制电机的运动和数据采集。利用平台进行了针穿刺实验,并利用MATLAB对实验数据进行了处理和分析,得出了穿刺力—位移曲线及其与影响因素的关系。国家自然科学基金资助项目(61403320,61403322