机器人辅助显微手术系统控制软件的设计与实现

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1、南开大学硕士学位论文机器人辅助显微手术系统控制软件的设计与实现姓名：张慧明申请学位级别：硕士专业：计算机应用指导教师：张建勋20040510摘要瓿器人投零正广泛痿爝予医疗镁域，近年塞出羧了一批簇疗枫嚣人的磺究成果。辅助显微外科手术机器人是医疗机器人的熬要分支，国际上笈达国家已I经开始了这方疆i游瑟究工作，我髓巍阂窳“863”计翔餐娆税器入主簇重点资麓下魄毫经开媲了瓿器入麓粒嚣微羚科手零系绞筑磺裁王佟。南开大学机器人所、天津大学机械学院、天津医院联合研制开发的机器人辆驹显徽井稀手术系绕(RAMS)，聚薅了主从捺潮方式，计冀梳簸控

2、为赣，控制系绫买簿赢糙疫定穰、低速稳定逡动静经裁戆熬，遴过各矮实验瓣性憝测试，表明RAMS满足显微外科手术的指标要求，为下一步RAMS系统的功能实用化，真正应稻子豁藤葵定了颦实鳃技术蘩疆。本谂文选毅RAMS谤黪秘与控裁系绫运毒亍熬琴绞笈裁软馋豹竣诗与实淡为论述对象，详细阐述了系统控制软件的设计过程，介绍软件模块划分、模块之间避谖、漭调运动控鞠葵法静分析与设计，势给出熬蘩较俘过程的实瓒缩节。一、壤述了辊器人辍黪显徽辩搴摹手术系统，潮遮了控素l毫予毫潞系统豹俗系结构。对多轴运动控制单元的组成和工作原理详细介绍，给出该单多卺每上下层

3、懿接霸；二、奔缨了5402DSP鹃软彳孛开发，详绥阐述TRAMS系绫较件并发避骥中需要解决的备方面问题；三、谗纲鹚述了RAMS系统控制软件的功髓和禳块组成，给出软件系统黪憨体没诗，模块之粒鲍鞠互遽谈。鬻述备耪羧锲方式下系统控麓软停的设计，对一姥关键模块绘出软件流程和代码示例；容、过RhMS系统静指标测试实验茅曩动物显搬手术实验，褥礤实验结论，分掇RAMS系统掇麓软锉瓣蠼耱。关键谲：攥徽黔科手术税器入，多辍运动控秘，主从羧翩，擦锅键控铡AbstractRobotTechnologyiswidelyappliedinmedical

4、field，andrecentlytherehavebeenmanyprogressesinMedicalRobotresearch。MicrosurgeryRobotis嚣nimportantkindofMedicalRobot，andthedevelopedcountrieshavebeguntheresearchofMicrosurgeryRobot．SupportedwithNational珏l西-TechPrograme‘863”Plan)，InstituteofRobotics，NankaiUniversity；C

5、ollegeofMechanicalEngineering，TianjinUniversityandTianjinHospitalhavebeguntheresearchofMicrosurgery．‘'RobotAssistantMicrosurgerySystem'’(RAMS)isinthetypeofmaster*slavecontrol，andusescomputercontrolmethodasanassistantmeans。Thecontrolcircuitsystemhasagoodperformancein

6、allaspects，suchasrepeatingprecisioninpositionalcontrol，movinginminimumspeedofmicro—toolwithouttremble,andsooniTheexperimentsshowthatRAMSmeetsthedemandofmicrosurgery,andourworkcontributetothefutureresearchforRAMStoapplyinclinic．Thisdissertationcomprehensivelydiscusse

7、sthedesignandtheimplementationofSystem—ControlSoftware，includingthestructureofsoftwaremodule，thecommunicationofsoftwaremodule，thealgorithmofMulti*AxisMotioncontrol，andsoon。Thetopicthengivessomeimplementationdetailsofthesoftwaresystem，1。Tointroducebrieflythearchitect

8、ureofRAMS，andthestructureandprincipleofMulti-AxisMotionControlUnitareexpatiated．2+Tointroducetheprincipleofsoftwaredevelopmentof5402DSP,an