六自由度医疗机械手控制方法研究

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1、＇■－？Ｉ永，學變ｔＳＴ：咒：巧±学位论文＊ＴＨＥＳＩＳＦ０民ＭＡＳＴＥ民ＳＤＥＧ民ＥＥ；；；＊，论文题目六自由度医疗机械手控制方法研究作者张硕学院中荷生物医学与信息工程学院专业生物医学工程指导教师王旭教授刘叶冰教授备注－二〇－五年六月日分类号密级ＵＤＣ学位论文六自由度医疗机械手控制方法研究作者姓名：张硕指导教师：王旭教授东北大学中荷生物医学与信息工程学院刘叶冰教授西东控制集团（沈阳）有限公司申请学位级别；硕±学科类别：工程

2、学科专业名称：生物医学工程论文提交日期：２０１５年５月论文答辩日期；２０１５年６月学位授予日期；２０１５年７月答辩委员会主席：李刚评阅人：杜玉远、黄志钢东北大学２０１５年６月ＡＴｈｅｓｉｓｉｎＢｉｏｍｅｄｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＥｌｅｃｔｒｏｅｎｃｅｈａｌｏｒａｍＦｕｎｃｔｉｏｎｐｇＢａｓｅｄｏｎＥｍｏｔｉｏｎＰｅｒｃｅ村ｏｎｐＢＺｈａｎＳｈｕｏｙｇＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒ：ＰｒｏｆｅｓｓｏｒＷａｎｇＸｕＰｒｏｆｅｓｓｏｒＬｉｕＹｅｂｉｎｇ

3、ＮｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＪｕｎｅ２０１５独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加Ｗ标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：２。／日期：峰的学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的

4、复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：一半年□一年□年半□两年□＾市学位论文作者签名；乘导师签名：。＇５／以＆；＾６签字曰期：卑寻签字曰期：诚弓－－Ｉ东北大学硕壬学位论文摘要六自由度医疗机械手控制方法硏究摘要作为人工智能控制和生物医学工程的交叉领域，医疗机械手有着广阔的前景和长足１的发展。在１＾科技为主导的２世纪，人体仿生技术高速发展，人类对生物体也有更为全面的认识，所Ｗ人

5、类挖掘和拓展出了更多的智能机械手的用途和领域。可Ｗ在医生的一些限定时间的手术，做可Ｗ作为人类的假肢，改变传统假肢的局限性。所Ｗ监控下；对人类来说，人工智能机械手的出现是医疗发展的福音。本文所研究的机械手，在机器人运动学分析和智能假肢运动学为理论支持下，对机械手的伸展范围进行了计算，计算出机械手的各个节点所承受最大；并且用静力学理论力矩。通过建立模型，通过机器人的正逆运动学，在微分法的理论支，推导雅克比矩阵持下，对机械手的误差分析。实验用ＭＡＴＬＡＢ对机械手进行空间建模，并且用ＭＡＴＬＡＢ对各个关节的移动和旋转变量进行运

6、算求解，对运动学建模和正逆运动学仿真分析，根据机械手的结构将性，用ＭＡＴＬＡＢ进行建模仿真，把逆运动学问题与六自由度机械手的运动学仿真有机的结合起来，实现了部分预期的功能。并且用民ｏｂｏｔｉｃｓＴｏｏ化０Ｘ验证了计算结果，此方法计算量小而且实现了预期效果。本文研巧的机械手的控制部分，是基于ＴＩ公司的ＴＭＳ３２０Ｆ２８１２为中央数字处理器的控制板，实现机械手的六个自由度的转向和抓取功能。利用ＴＭＳ３２０Ｆ２８１２中事件处理器的ＥＶＡ和ＥＶＢ单元，在ＣＣＳ３．３的编程环境下，使处理器产生可脉宽调制的ＰＷＭ波形，供给驱动电路。

7、巧机的驱动电路，采用ＬＭ３１７稳压模块对机械手驼机进行稳压驱动，保证给各个关节驼机提供稳定的电压和电流，保证机械手的稳定运行。机械手系统运行时，能机驱一动部分是为整个化械手提供动力的部分，ＴＭＳ３２０Ｆ２８１２控制板是机械手核也控制部分，在舱机驱动环节调试过程中，，所Ｗ两部分在整个设计的过程中，是同样重要的存一在些问题有待解决，在机械手运行的过程中会发生电压供给不足，诸如输出电压不稳。的现象，这方面的缺陷对于驼机的运行的损害比较大，会影响巧机的使用寿命关键词：医疗机械手数字信号处理空间建模运动学分析巧机；；；；－王王东

8、北欠学硕击学位论文ＡｂｓｔｒａｃｔＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＥｌｅｃｔｒｏｅｎｃｅｐｈａｌｏｇｒａｍＦ