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运用中空超声电机的血管介入手术机器人系统
被引量:
4
1
作者
郑炬炬
孙志峻
+3 位作者
闫鹤
杨建林
郭语
钱丰
《振动.测试与诊断》
EI
CSCD
北大核心
2021年第5期976-983,1037,1038,共10页
传统的血管介入手术需要医生在X射线下协同操控导丝、导管进行,不可避免的遭受X射线的辐射,而目前的血管介入机器人系统不能在一套装置上操控导丝和导管,限制了其使用范围。为了能在同一装置上操控导丝和导管,研制了基于中空超声电机的...
传统的血管介入手术需要医生在X射线下协同操控导丝、导管进行,不可避免的遭受X射线的辐射,而目前的血管介入机器人系统不能在一套装置上操控导丝和导管,限制了其使用范围。为了能在同一装置上操控导丝和导管,研制了基于中空超声电机的新型血管介入手术主从控制机器人系统,实现了在同一套装置中协同操控导丝、导管。根据中空超声电机的中空结构以及低速大扭矩的特点,设计出一种可协同操控导丝和导管的关键机构——中空旋转机构,并根据医生操控导丝和导管的习惯,设计出线性驱动机构。精选了比例-积分-微分控制器(proportion-integral-derivative,简称PID)控制算法并对该系统进行了主从跟随累计误差、滞后时间、最小操控分辨等实验。实验结果显示,系统作旋转运动和直线运动的主从跟随累计误差分别小于0.2°,0.4 mm,最小操控分辨率分别小于0.2°,0.4 mm,滞后时间小于300 ms,满足了临床基本要求。
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关键词
血管介入手术
主从控制机器人
中空
超声
电机
导丝
导管
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职称材料
中空型超声电机定子的有效机电耦合系数分析
2
作者
汪红星
刘军
+1 位作者
朱华
潘政阳
《振动.测试与诊断》
EI
CSCD
北大核心
2022年第6期1212-1219,1250,共9页
为了提高中空型超声电机的输出效率,对电机定子的有效机电耦合系数进行了研究分析。首先,利用等效电路法分析了电机定子的压电阻抗特性,确定了有效机电耦合系数的计算方法;其次,通过ANSYS软件对电机定子的压电阻抗特性进行了有限元仿真...
为了提高中空型超声电机的输出效率,对电机定子的有效机电耦合系数进行了研究分析。首先,利用等效电路法分析了电机定子的压电阻抗特性,确定了有效机电耦合系数的计算方法;其次,通过ANSYS软件对电机定子的压电阻抗特性进行了有限元仿真,分析了定子的振动模态、金属弹性体和压电陶瓷的结构尺寸对有效机电耦合系数的影响;然后,根据仿真结果设计制作了4个不同的定子,并利用阻抗分析仪对4个定子进行了测试,实测值与仿真值进行对比,相对误差均小于10%,获得的阻抗特性曲线和仿真结果相吻合;最后,将4个定子装配成样机,并搭建了电机性能测试平台进行实验测试,4个样机均获得了较好的输出性能。实验结果表明,提高定子的有效机电耦合系数能获得较低的功耗,进而提高电机的输出效率,具有较高的工程应用价值。
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关键词
中空
超声
电机
压电阻抗特性
有限元分析
有效机电耦合系数
输出性能
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职称材料
一种滚转控制装置在高超声速风洞中的应用
被引量:
3
3
作者
刘刚
白本奇
冯明
《兵工自动化》
2013年第6期4-6,30,共4页
为了在高超声速风洞试验中实现自动变滚转角度,提出一种滚转控制装置的设计方法。对自动变滚转角的必要性进行分析,采用内置中空式力矩伺服电机直接驱动模型转动,对电机性能特征进行测试分析,针对装置的抗电磁干扰措施和性能拓展情况,...
为了在高超声速风洞试验中实现自动变滚转角度,提出一种滚转控制装置的设计方法。对自动变滚转角的必要性进行分析,采用内置中空式力矩伺服电机直接驱动模型转动,对电机性能特征进行测试分析,针对装置的抗电磁干扰措施和性能拓展情况,在风洞试验环境下进行验证。试验结果表明:该装置的应用能拓展试验能力,提高试验效率,降低试验成本,具有较高的应用价值。
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关键词
高超声速风洞
滚转控制装置
中空电机
自动变角度
风洞应用
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职称材料
基于滑模变结构控制的液压伺服系统超低速轨迹跟踪
被引量:
13
4
作者
苗中华
王旭永
+1 位作者
刘成良
陶建峰
《上海交通大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2008年第7期1182-1186,共5页
为了实现液压伺服系统大摩擦力矩下的超低速轨迹精确跟踪,分析了系统中存在的非线性摩擦特性及摩擦模型.针对中空液压电机液压伺服系统,设计了基于趋近率的滑模变结构控制器,进行了阀控中空液压电机伺服系统实验研究.结果表明:滑模变结...
为了实现液压伺服系统大摩擦力矩下的超低速轨迹精确跟踪,分析了系统中存在的非线性摩擦特性及摩擦模型.针对中空液压电机液压伺服系统,设计了基于趋近率的滑模变结构控制器,进行了阀控中空液压电机伺服系统实验研究.结果表明:滑模变结构控制方案较PD控制策略具有更好的动、静态特性以及对参数变化和外界干扰的鲁棒性,实现超低速下的大摩擦力矩补偿.
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关键词
摩擦补偿
滑模变结构控制
中空
液压
电机
轨迹跟踪
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职称材料
题名
运用中空超声电机的血管介入手术机器人系统
被引量:
4
1
作者
郑炬炬
孙志峻
闫鹤
杨建林
郭语
钱丰
机构
南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室
金陵科技学院机电工程学院
出处
《振动.测试与诊断》
EI
CSCD
北大核心
2021年第5期976-983,1037,1038,共10页
基金
国家自然科学基金资助项目(51775274)
江苏省自然科学基金资助项目(BK20170119)
南京航空航天大学研究生创新基地(实验室)开放基金资助项目(kfjj20180103)。
文摘
传统的血管介入手术需要医生在X射线下协同操控导丝、导管进行,不可避免的遭受X射线的辐射,而目前的血管介入机器人系统不能在一套装置上操控导丝和导管,限制了其使用范围。为了能在同一装置上操控导丝和导管,研制了基于中空超声电机的新型血管介入手术主从控制机器人系统,实现了在同一套装置中协同操控导丝、导管。根据中空超声电机的中空结构以及低速大扭矩的特点,设计出一种可协同操控导丝和导管的关键机构——中空旋转机构,并根据医生操控导丝和导管的习惯,设计出线性驱动机构。精选了比例-积分-微分控制器(proportion-integral-derivative,简称PID)控制算法并对该系统进行了主从跟随累计误差、滞后时间、最小操控分辨等实验。实验结果显示,系统作旋转运动和直线运动的主从跟随累计误差分别小于0.2°,0.4 mm,最小操控分辨率分别小于0.2°,0.4 mm,滞后时间小于300 ms,满足了临床基本要求。
关键词
血管介入手术
主从控制机器人
中空
超声
电机
导丝
导管
Keywords
vascular interventional surgery
master-slave controlled robot
hollow ultrasonic motor
guidewires
catheters
分类号
TH789 [机械工程—精密仪器及机械]
TP242.3 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
中空型超声电机定子的有效机电耦合系数分析
2
作者
汪红星
刘军
朱华
潘政阳
机构
南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室
出处
《振动.测试与诊断》
EI
CSCD
北大核心
2022年第6期1212-1219,1250,共9页
基金
国家基础研究发展计划(“九七三”计划)资助项目(2015CB057501)
江苏高校优势学科建设工程资助项目。
文摘
为了提高中空型超声电机的输出效率,对电机定子的有效机电耦合系数进行了研究分析。首先,利用等效电路法分析了电机定子的压电阻抗特性,确定了有效机电耦合系数的计算方法;其次,通过ANSYS软件对电机定子的压电阻抗特性进行了有限元仿真,分析了定子的振动模态、金属弹性体和压电陶瓷的结构尺寸对有效机电耦合系数的影响;然后,根据仿真结果设计制作了4个不同的定子,并利用阻抗分析仪对4个定子进行了测试,实测值与仿真值进行对比,相对误差均小于10%,获得的阻抗特性曲线和仿真结果相吻合;最后,将4个定子装配成样机,并搭建了电机性能测试平台进行实验测试,4个样机均获得了较好的输出性能。实验结果表明,提高定子的有效机电耦合系数能获得较低的功耗,进而提高电机的输出效率,具有较高的工程应用价值。
关键词
中空
超声
电机
压电阻抗特性
有限元分析
有效机电耦合系数
输出性能
Keywords
hollow ultrasonic motor
impedance characteristic
finite element analysis
effective electromechani⁃cal coupling coefficient
output performance
分类号
TH113.2 [机械工程—机械设计及理论]
TM359.4 [电气工程—电机]
下载PDF
职称材料
题名
一种滚转控制装置在高超声速风洞中的应用
被引量:
3
3
作者
刘刚
白本奇
冯明
机构
中国空气动力研究与发展中心高速所
北京科技大学机械工程学院
出处
《兵工自动化》
2013年第6期4-6,30,共4页
文摘
为了在高超声速风洞试验中实现自动变滚转角度,提出一种滚转控制装置的设计方法。对自动变滚转角的必要性进行分析,采用内置中空式力矩伺服电机直接驱动模型转动,对电机性能特征进行测试分析,针对装置的抗电磁干扰措施和性能拓展情况,在风洞试验环境下进行验证。试验结果表明:该装置的应用能拓展试验能力,提高试验效率,降低试验成本,具有较高的应用价值。
关键词
高超声速风洞
滚转控制装置
中空电机
自动变角度
风洞应用
Keywords
hypersonic wind tunnel
rolling control device
mid-empty motor
automatic variable-angle
wind tunnel application
分类号
TJ86 [兵器科学与技术—武器系统与运用工程]
下载PDF
职称材料
题名
基于滑模变结构控制的液压伺服系统超低速轨迹跟踪
被引量:
13
4
作者
苗中华
王旭永
刘成良
陶建峰
机构
上海交通大学机械与动力工程学院
出处
《上海交通大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2008年第7期1182-1186,共5页
基金
国家高技术研究发展计划(863)项目(2006AA04Z432)
文摘
为了实现液压伺服系统大摩擦力矩下的超低速轨迹精确跟踪,分析了系统中存在的非线性摩擦特性及摩擦模型.针对中空液压电机液压伺服系统,设计了基于趋近率的滑模变结构控制器,进行了阀控中空液压电机伺服系统实验研究.结果表明:滑模变结构控制方案较PD控制策略具有更好的动、静态特性以及对参数变化和外界干扰的鲁棒性,实现超低速下的大摩擦力矩补偿.
关键词
摩擦补偿
滑模变结构控制
中空
液压
电机
轨迹跟踪
Keywords
friction compensation: sliding mode variable structure control (SMVSC)
hollow hydraulic motor
trajectory tracking
分类号
TP137 [自动化与计算机技术—控制理论与控制工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
运用中空超声电机的血管介入手术机器人系统
郑炬炬
孙志峻
闫鹤
杨建林
郭语
钱丰
《振动.测试与诊断》
EI
CSCD
北大核心
2021
4
下载PDF
职称材料
2
中空型超声电机定子的有效机电耦合系数分析
汪红星
刘军
朱华
潘政阳
《振动.测试与诊断》
EI
CSCD
北大核心
2022
0
下载PDF
职称材料
3
一种滚转控制装置在高超声速风洞中的应用
刘刚
白本奇
冯明
《兵工自动化》
2013
3
下载PDF
职称材料
4
基于滑模变结构控制的液压伺服系统超低速轨迹跟踪
苗中华
王旭永
刘成良
陶建峰
《上海交通大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2008
13
下载PDF
职称材料
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