陈章平
- 作品数：10 被引量：32H指数：3
- 供职机构：四川大学制造科学与工程学院更多>>
- 发文基金：四川省科技厅科技支撑计划项目四川省科技支撑计划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机械工程医药卫生更多>>
- 基于计算力矩的微创手术机器人控制被引量：2
- 2011年
- 针对微创手术机器人通常采用的独立PD控制或基于重力补偿的PD控制,都必须预先设定好相应的PD常数,不能随刀具所受有效外载荷而进行自适应调节,从而影响了机器人的定位精度的问题。提出了一种基于计算力矩的控制模型,在拉格朗日动力学模型基础上引进控制量使机器人系统线性化,并且将静力学分析结果作为反馈信号,完成外载荷作用下的轨迹精确控制。在Matlab软件中建立机器人物理模型及控制模型,仿真比较了重力补偿PD控制与基于计算力矩控制所得刀具末端的位置偏差,证实了该模型具有良好的自适应能力。仿真结果也表明该方法的定位精度能够达到0.4 mm以上。
- 刁燕陈章平罗华吴应东
- 关键词：手术机器人自适应控制计算力矩
- 一种新型混联手术机器人的运动学分析被引量：11
- 2010年
- 根据手术机器人手术操作空间和运动特性要求,提出一种具有冗余8自由度的新型混联手术机器人结构。该混联结构由SCARA(PRR)串联机构和一个2自由度并联转动机构相结合而成。通过建立机器人正向、逆向运动学数学模型,解决了该机器人逆运动学解析解的问题,得到了运动学特征方程;运用蒙特卡洛法求解出机器人的工作空间云点区域分布,得到了由随机点构成的手术工作空间。理论分析和实际仿真结果表明该机器人结构具有良好的运动特性,并满足实际手术动作的工作空间要求,为手术机器人的详细结构设计提供了可靠的理论依据。
- 刁燕陈章平姚林臧纪元罗华
- 关键词：手术机器人运动学分析
- 一种二自由度球关节
- 本发明公开了一种二自由度球关节，其特点是该球关节由支撑部分、驱动部分、运动复合部分和输出部分构成；支撑部分由轴承支架(4)、导轨支架(6)和防转架(19)通过螺钉与底板(2)连接构成；驱动部分由电机一(1)、电机二(23...
- 罗华刁燕陈章平傅波高山
- 一种二自由度球关节
- 本发明公开了一种二自由度球关节，其特点是该球关节由支撑部分、驱动部分、运动复合部分和输出部分构成；支撑部分由轴承支架(4)、导轨支架(6)和防转架(19)通过螺钉与底板(2)连接构成；驱动部分由电机一(1)、电机二(23...
- 罗华刁燕陈章平傅波高山
- 文献传递
- 微创手术机器人的工作空间分析被引量：10
- 2010年
- 手术杆末端的可达工作空间直接影响到手术区域的规划。基于正运动学分析,得到手术杆末端位置与各关节变量的函数关系,运用蒙特卡罗法求解末端位置集合,并在Matlab中绘制工作空间云点图;采用二维曲线生成曲面的方法分析工作空间边界,利用重积分原理求解其体积;最后运用几何代数相结合的方法对工作空间进行了仿真。为该机器人进行实际的微创手术奠定了基础。
- 陈章平刁燕姚林罗华
- 关键词：手术机器人蒙特卡罗法
- 可满足微创手术灵活工作空间的混联机器人研究被引量：2
- 2011年
- 针对微创手术对机器人提出的高灵活性要求,设计出一种具有混联结构的微创外科手术机器人,并通过灵活工作空间分析进行结构优化,为合理布置手术切口及规划手术路径,利用末端手术工具服务球和服务区进行工作空间灵活性分析,通过数值解得到混联机器人工作空间内任意点的灵活度,并绘制出工作空间水平截面灵活性分布图,为手术切口位置和工具杆末端运动路径提供工作数据;再以工作空间水平截面灵活度大于0.85的灵活点数目作为评价指标,定量分析了姿态机构腕关节转角范围及手术工具杆长度对灵活性的影响,为微创外科混联机器人的结构优化提供了计算依据。仿真对比和优化后的实物实际运动结果均证明了该混联机器人可满足微创手术的灵活性要求。
- 罗华徐建柱姚林陈章平刁燕
- 关键词：微创外科机器人运动学灵活工作空间
- 基于MEMS的微创手术机器人位姿检测及精细控制被引量：1
- 2011年
- 针对微创手术提出的高精度和高实时性要求,采用基于光电传感器和微机械陀螺的双重闭环控制模式,实现微创手术机器人的位姿检测与精细控制。编码器、光栅尺所检测的各关节实时位移,输入到运动控制卡中,构成第一层反馈环节;基于微机械陀螺检测的角速度信息,利用基于二次插值构造的数字积分方法,在DSP中进行积分得到角位移,供上位机调用,构成第二层反馈环节。试验验证该双闭环检测控制模式能有效弥补电机运转偏差和各杆件加工误差;构造的数字积分方法在满足实时性要求的前提下,具有很高的精度,最大偏差不超过0.0172°;可以很好的保证微创手术机器人的微小动作要求。
- 王运飞陈章平罗华
- 关键词：手术机器人陀螺仪编码器
- 混联机器人结构设计及优化被引量：6
- 2011年
- 针对传统开放手术病人创伤大、微创手术医生易疲劳等现状,设计出一种基于混联结构的微创手术机器人。为满足微创手术的各种复杂动作,该机器人采用冗余8自由度结构提高其灵活性;结合球关节结构紧凑特点,所设计机器人采用串并联相结合的混联结构提高自身刚度,满足微创手术机器人高精度、小尺寸要求。依据所设计结构,在Matlab软件中对机器人的运动学、灵活工作空间等求解及仿真,论证了结构设计的合理性。
- 胡德成刁燕陈章平
- 关键词：微创手术机器人
- 某新型微创手术机器人运动控制系统的研发
- 2011年
- 以微创手术机器人运动控制系统的研发过程作为重点内容,从手术规划、机器人构型和控制系统等方面对某大学正在研制的某新型微创手术机器人进行了介绍,并就机器人控制策略的选择、如何建立微创手术机器人数学控制模型、控制系统硬件的组建以及软件的开发过程都做了详细描述。采用了混联结构和基于计算力矩的控制策略的新型微创手术机器人,可实现点位控制和轨迹跟踪两种不同控制方式,能够在医生的操控下,完成一些简单的微创手术动作。
- 吉次自古刁燕陈章平
- 关键词：微创手术机器人控制策略运动控制系统
- 冗余度微创手术机器人的速度加速度分析被引量：2
- 2011年
- 为满足微创手术对机器人提出的高平稳性要求,机器人的速度加速度应平滑无突变。考虑球关节结构紧凑的特点,设计出具有冗余自由度的微创手术机器人。根据速度雅克比矩阵进行机器人的正速度分析;基于权重分配原理,运用Lagrange乘子法实现具有冗余自由度机器人的逆速度分析,找到手术工具末端速度与各关节速度的函数关系;通过对速度求导得到各关节的加速度。在Matlab软件中建立机器人物理模型,将速度加速度理论分析结果用以驱动机器人实现运动。仿真结果验证了该机器人能满足高平稳性要求,也证明了微创手术机器人具有很高的轨迹跟踪精度。
- 陈章平刁燕罗华徐建柱
- 关键词：雅克比矩阵LAGRANGE乘子法手术机器人
