谈基于力反馈技术虚拟手术硬件平台和实现中心

摘要4-5

Abstract5-7

目录7-9

第1章 绪论9-19

1.1 选题背景9

1.2 本论文探讨的目的和作用9-10

1.2.1 虚拟手术的目的及作用9-10

1.2.2 力反馈装置在虚拟手术、虚拟设计中的作用10

1.3 当前国内外具有力反馈的虚拟手术平台探讨近况10-16

1.3.1 国外探讨近况10-15

1.3.2 国内探讨近况15-16

1.4 本论文的探讨内容及组织结构16-19

第2章 具有力反馈的虚拟手术器械的原理及构成19-32

2.1 虚拟力觉的原理19-21

2.2 硬件平台的原理及构成21-23

2.3 多自由度力反馈机械臂的结构设计23-31

2.3.1 二自由度力反馈器实验平台23-25

2.3.2 六自由度力反馈机械臂的设计25-31

2.4 本章小结31-32

第3章 六自由度机械臂运动学浅析32-44

3.1 机械臂的运动学建模概述32-37

3.1.1 基于闭环矢量法的系统运动学模型32-34

3.1.2 D-H法建立运动学模型34-37

3.2 机械臂正运动学模型37-42

3.3 机械臂逆运动学模型42-43

3.4 本章小结43-44

第4章 六自由度机械臂动力学浅析44-53

4.1 机械臂运动学浅析策略论述44-47

4.1.1 拉格朗日基本原理44-45

4.1.2 Kane法45-47

4.2 六自由度力反馈机械臂运动学计算策略47-48

4.3 基于ADAMS的机械臂运动仿真48-53

4.3.1 模型的建立与导入49-50

4.3.2 仿真浅析50-52

4.3.3 本章小结52-53

第5章 六自由度力反馈机械臂制约系统硬件设计53-67

5.1 下位机制约系统总体设计规划53-54

5.2 主要功能器件的选型及电路设计54-60

5.2.1 主制约器的选型和设计54-55

5.2.2 传感器的选型和设计55-60

5.3 电机的选型及驱动模块的设计60-64

5.3.1 电机的选型60-62

5.3.2 电机驱动模块的设计62-64

5.4 通信接口设计64-65

5.5 制约算法的选择65-66

5.6 本章小结66-67

第6章 虚拟手术软件系统67-76

6.1 上位机程序的设计67-71

6.1.1 虚拟手术的上位机67

6.1.2 上位机程序设计67-70

6.1.3 制约界面的显示与操作70-71

6.2 虚拟手术的系统71-75

6.2.1 几何建模和物理建模72-74

6.2.2 软组织形变模拟74-75

6.3 本章小结75-76

第7章 总结与展望76-78

7.1 探讨内容总结76-77

7.2 探讨展望77-78

致谢78-79