国家自然科学基金(61203358F0306)
- 作品数：6 被引量：32H指数：4
- 相关作者：于凌涛王正雨王岚王文杰隋立明更多>>
- 相关机构：哈尔滨工程大学上海空间电源研究所更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金黑龙江省自然科学基金中央高校基本科研业务费专项资金更多>>
- 相关领域：自动化与计算机技术更多>>
- 基于动态视觉引导的外科手术机器人器械臂运动方法被引量：4
- 2013年
- 为使医生能够根据手术机器人提供的腹腔镜视觉环境,进行符合视觉习惯的手术操作,通过深入研究微创腹腔手术机器人系统的持镜臂和器械臂运动学模型,以器械臂相对于持镜臂视觉坐标系的运动学反解为基础,建立一种基于3D动态视觉窗口引导的器械臂运动算法.最后使用Matlab软件Simulink和SimMechanics工具箱分别进行基于理论算法和机构模型的仿真实验,仿真结果显示运动算法的理论变化量和实际变化量均相等.通过多组数据说明了器械臂运动方法的正确性和可行性.
- 于凌涛王正雨于鹏王涛宋华建
- 关键词：外科手术机器人
- 手术微器械盲孔特征的腹腔镜视野自动调节方法被引量：1
- 2019年
- 在机器人辅助微创外科手术中,为了使机器人分担更多手术操作任务,提高其自主性,从而减少医生手术压力,提高手术效率,本文提出一种基于手术微器械类似盲孔特征的腹腔镜视野自动调节方法,可为医生提供最佳的手术视野。结合腹腔镜成像坐标系、相机坐标系及持镜臂各关节坐标系,采用D-H法推导出运动成像关系,通过机器视觉算法捕捉手术微器械类似盲孔特征,获取在图像坐标系中的大小和位置,结合上述运动成像关系和手术微器械的相对大小及位置,制定腹腔镜视野自动调节规则,在腹腔手术机器人样机上进行实验。实验证明了本方法能够完成腹腔镜视野的自动调节,验证了本方法的正确性和优越性。
- 于凌涛郑红杰
- 关键词：外科手术机器人机器视觉机器人运动学目标跟踪
- 跑步机上行走与平地行走膝关节运动差异性研究被引量：5
- 2015年
- 为了解人在跑步机上行走与在地面行走的差异性,基于多元信息融合算法,通过对20名健康男性青年在平地行走和跑步机上行走时膝关节转角及步态相位的数据对比分析,发现了二者之间的共性和差异性,并对曲线进行了模型分析,结果表明在跑步机上行走较在平地行走稳定性差,膝关节转角波动范围是平地上行走的2~3倍以上。为了保证跑步机上行走的平稳性,人主观上通过使摆动腿提前着地,减小摆动时间,从而增加双脚同时与跑台的接触时间来保持行走的平衡性和稳定性,摆动腿着地时刻的膝关节弯曲角度明显大于平地上行走。Gauss扩展函数只适合于对平地行走时膝关节的转角曲线进行模型分析,跑步机上行走时膝关节转角曲线可采用Fourier函数建立数学模型。以上结论在康复器械、宇航员训练和体育研究领域具有一定的应用价值。
- 赵凌燕黄守刚隋立明李金
- 关键词：相位跑步机步态
- 基于特征参数与双协作空间的腹腔微创手术机器人术前规划被引量：4
- 2017年
- 针对机器人辅助微创手术术前规划困难的问题,提出一种多目标术前规划优化算法,该算法在保证持械臂在腹腔内有足够的协作空间的基础上,尽可能地避免了运动干涉.首先建立人工气腹的数学模型,并基于病灶特征参数得到最优手术切口位置.其次,基于圆柱体包围盒,建立腹腔外协作空间指标,通过腹腔内协作空间与腹腔外协作空间的双协作空间评价指标,得到机械臂最优摆位角度.最后,结合给定的一组病灶参数阐述算法的实现流程,通过该算法得到了在该病灶参数下最优的手术切口位置和摆位角度.
- 杨景于凌涛王岚汤泽旭李艳辉
- 关键词：手术机器人特征参数碰撞检测
- 一类不满足Pieper准则的机器人逆运动学解析解获取方法被引量：19
- 2016年
- 当机器人构型不满足Pieper准则的时候,传统的运动学建模方法通常无法求出机器人逆运动学解析解.针对不满足Pieper准则的机器人构型,基于相邻关节轴换位前后正运动学结果不变的准则,提出一种全新的运动学建模方法——相邻关节轴建立顺序换位法,并给出了适用该方法的机器人构型条件.以一种不满足Pieper准则的微创腹腔手术机器人为例,应用该方法求解出其精确的解析解,并通过Matlab Simulink仿真验证了该方法的正确性.
- 于凌涛王文杰王正雨谷庆王岚
- 关键词：解析解逆运动学运动学建模
- 基于系统阻力变化的手术微器械夹持力检测被引量：1
- 2018年
- 针对手术机器人微器械的力检测问题,搭建了3自由度微器械的等效实验平台.基于柔索驱动微器械关节完整的动力学模型设计了驱动关节综合阻力模型,并根据实验结果进行了BP(反向传播)神经网络模型的数据拟合,给出综合阻力神经网络模型.最后根据驱动单元综合阻力的变化提出了一种夹持力估计策略,并通过连续加载和阶梯加载实验验证了夹持力检测方法的性能.实验结果显示,夹持力检测的最大绝对误差可以达到0.24N,在稳定阶段夹持力检测的精度可以达到90%左右.该方法可以成为实现手术机器人微器械力反馈的基础.
- 于凌涛王文杰
- 关键词：柔索驱动手术机器人
