腹腔镜微创手术机器人通讯与人机接口的设计与实现

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1、中图分类号：UDC：学校代码：10055密级：公开尚媳犬淫硕士学位论文腹腔镜微创手术机器人通讯与人机接El的设计与实现DesignationandImplementationofcommunicationandhuman-machineinterfacefortheLaparoscopicMinimallyInvasiveSurgeryRobot南开大学研究生院二。一一年南开大学学位论文使用授权书《南开大学关于研究生学位论文收藏和利用管理办法》，我校的博士、硕士学位须向南开大学提交本人的学位论文纸质本及相应电子版。完全了解南开大学有关研究生学位论文收藏和利用的管理规定。南开大

2、学拥有在法》规定范围内的学位论文使用权，即：(1)学位获得者必须按规定提交学位括纸质印刷本及电子版)，学校可以采用影印、缩印或其他复制手段保存研究生，并编入《南开大学博硕士学位论文全文数据库》；(2)为教学和科研目的，将公开的学位论文作为资料在图书馆等场所提供校内师生阅读，在校园网上提供论文目录检索、文摘以及论文全文浏览、下载等免费信息服务；(3)根据教育部有关规定，南开大学向教育部指定单位提交公开的学位论文；(4)学位论文作者授权学校向中国科技信息研究所和中国学术期刊(光盘)电子出版社提交规定范围的学位论文及其电子版并收入相应学位论文数据库，通过其相关网站对外进行信息服务。

3、同时本人保留在其他媒体发表论文的权利。‘非公开学位论文，保密期限内不向外提交和提供服务，解密后提交和服务同公开论文。论文电子版提交至校图书馆网站：http：／／202．113．20．161：8001／index．htm。本人承诺：本人的学位论文是在南开大学学习期间创作完成的作品，并已通过论文答辩；提交的学位论文电子版与纸质本论文的内容一致，如因不同造成不良后果由本人自负。本人同意遵守上述规定。本授权书签署一式两份，由研究生院和图书馆留存。作者暨授权人签字：割奎2011年5月10日南开大学研究生学位论文作者信息论文题目腹腔镜微创手术机器人通讯与人机接口的设计与实现姓名刘冬学号2

4、120080302答辩日期2011年5月26日论文类别博士口学历硕士√硕士专业学位口高校教师口同等学力硕士口院／系／所信息技术科学学院。专业控制理论与控制工程联系电话13920709140Emailliudon919850130@gmail．corn通信地址(邮编)：天津市南开区卫津路94号南开大学伯苓楼机器人所(300071)备注：是否批准为非公开论文否注：本授权书适用我校授予的所有博士、硕士的学位论文。由作者填写(一式两份)签字后交校图书馆，非公开学位论文须附《南开大学研究生申请非公开学位论文审批表》。㈣5㈣0肼7㈣2㈣0㈣2删Y南开大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所

5、呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的研究成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：割圣2011年5月10日非公开学位论文标注说明根据南开大学有关规定，非公开学位论文须经指导教师同意、作者本人申请和相关部门批准方能标注。未经批准的均为公开学位论文，公开学位论文本说明为空白。论文题目口限制(≤2年)口秘密(≤10年)口机密(≤20申请密级年)保密期限20年

6、月日至20年月日审批表编号批准日期20年月日’限制★2年(最长2年，可少于2年)秘密★lO年(最长5年，可少于5年)机密★20年(最长lO年，可少于10年)摘要近年来，主从式微创手术机器人成为微创手术机器人领域的一个重要研究方向，它令医生的操作更加精确和方便，同时，也对机器人控制系统各个部分之间的通讯性能和人机交互性能的要求越来越高。本文结合课题组自行研制的微创手术机器人，对机器人控制系统中各部分之间的通讯和人机接口的设计与实现展开研究。主要工作包括以下内容：1、研究实现了多个运动控制器之间联接通讯的设计方案，利用DSP的HPI接口技术与FPGA技术相结合，实现了多控制器之间

7、数据通讯的结构框架，包括通讯控制器的硬件模块、软件模块的实现，并对控制器间通讯实验的结果进行了分析。2、研究实现了控制器与上位机的通讯设计方案，详细描述了基于FPGA技术实现的串行通讯控制器，和基于DSP的McBSP接口技术实现的通讯控制器两种实现方案，并对两种方案的实验结果进行了比较分析，详细描述了基于MSComm控件的上位机串口通讯软件的实现。3、研究实现了微创手术机器人从操作臂关节位置信息采集系统的设计方案，利用数据采集卡对从操作臂关节位置信息的数据采集、处理，设计了数据处理结果的人机显示界面，为