腰椎神经微创机器人柔性进针控制技术设计

目的针对周围神经微创医疗机器人存在的手术前端毫米级柔性精准微创的关键问题,重点针对腰椎神经区位微创技术要求,突破毫米级柔性精准微创机器人的控制技术,实现高精度的毫米亚毫米尺度微创手术。采用一种协作机器人+毫米级线控机器人耦合的柔性变路径进针控制技术,主要包括柔性变路径进针机器人控制系统、多自由度微创医疗协作机器人与柔性变路径进针机器人耦合联动的关键控制技术,通过上位机发布指令至协作机器人和线控机器人的驱动电机,激发精准脉冲控制,实现了柔性进针的精准控制,实验验证了微创医疗机器人系统的多位姿适应性微创的灵活稳定精准控制。

变路径穿刺机器人的微控制器嵌入式控制设计

针对变路径微创医疗机器人手术前端柔性精准穿刺的关键技术问题,采用嵌入式控制方法,突破柔性精准微创穿刺机器人的控制技术;主要通过上位机运动参数交互控制指令设置、摇杆控制指令输出、微控制器的串口指令接收和DMA大数据快速采集,进行控制信号的A/D精准转换和平均值滤波处理,并通过驱动器的细分和数字脉冲信号控制实现机器人所用步进电机的速度曲线逼近工程技术需求的S型加减速曲线,完成穿刺变路径、进针和旋转的多自由度方位主从操作精准控制。