基于虚拟力反馈的7-DOF仿人臂逆运动学求解方法

提出一种新型障碍空间描述法。利用其构成的虚拟力场对仿人臂产生的扭矩及关节优化 ,实时选择一个冗余关节并求等效虚拟扭矩 ,以其构成力反馈控制该冗余关节。将 6自由度逆运动学解法用于仿人臂其余 6个关节。仿真试验结果表明 ,这种新型逆运动学解法具有理想的避障效果 ,同时简化了逆动力学的求解 。

基于多体理论的虚拟血管缝合分析

针对传统主从式医疗机器人在客观条件限制的情况下很难实现主从手之间的实时力反馈的问题,提出了通过虚拟现实技术实现虚拟力反馈以替代真实力反馈的方法．以“妙手”系统为研究对象,在建立显微外科手术血管缝合过程中缝合线力学模型的基础上,根据多体系统动力学理论,对由人、互感装置和虚拟环境组成的广义多体系统进行了动力学分析,由凯恩方程建立了该系统的动力学方程．通过主手的仿真数据与从手缝合过程检测数据对比分析可知,主手和从手有相同的运动特性．证明借助虚拟环境的力反馈作用,操作者通过主手可以真实地感受到从手的运动特性．

具有虚拟力觉导引功能的机器人网络遥操作系统

为实现机器人网络遥操作系统中从端机器人和被抓取目标接触前的力觉感知效果,提出了具有虚拟力觉导引功能的机器人网络遥操作系统控制方法.利用单目视觉技术获得末端执行器相对于被抓取目标的位姿信息,并将此信息转换为操作者相对敏感的力反馈信息,引导操作者为远端机器人系统提供合适的控制命令,控制机器人达到期望的位姿.利用手腕相机和人工目标搭建了演示实验系统,并分别进行了机器人位置和姿态遥操作控制实验.实验结果表明,机器人遥操作系统的可操作性和操作效率有了明显提高.

血管介入手术机器人的关键技术分析

机器人辅助微创外科手术技术是近年来医疗机器人领域的研究热点之一,在分析血管介入手术过程的基础上,提出血管介入手术机器人的关键技术,并就系统的图像导航、机械结构、磁导航技术、系统安全技术、基于虚拟力反馈的手术模拟与培训等关键技术进行深入分析。