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一种并联骨折手术机器人的安全运动控制方法
被引量：
3
1
作者
宋轶民
贾殿魁
+3 位作者
贺志远
连宾宾
孙涛
姚琦
《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第3期221-231,共11页
骨折手术机器人是实现精准微创骨折复位的优势方案.现有骨折复位手术器械存在效率低、精度差、缺乏复位安全策略等问题,难以保证安全高效的治疗.为解决上述问题,本文提出一种并联骨折手术机器人及基于全关节逆解算法的安全运动控制方法...
骨折手术机器人是实现精准微创骨折复位的优势方案.现有骨折复位手术器械存在效率低、精度差、缺乏复位安全策略等问题,难以保证安全高效的治疗.为解决上述问题,本文提出一种并联骨折手术机器人及基于全关节逆解算法的安全运动控制方法.首先,针对该并联机构开展全关节逆解分析.由骨折复位轨迹的离散轨迹点获取机器人末端的位姿,建立机器人机构的闭环矢量方程,以关节转角为未知量整理多元一次方程组,考虑关节间的运动约束通过两条运动链解析求解所有关节转角.其次,设计安全运动控制系统.上位机设置正常、预警及超限3种状态.在机器人运行过程中,由上位机读取复位轨迹离散点的位姿信息,通过全关节逆解模型计算出下一轨迹离散点对应的关节转角并判断运行状态,若超限则发送指令使机器人停止运动,并显示发生危险的关节位置.最后,开展安全运动仿真与实验研究.仿真表明全关节逆解模型可快速计算出全部关节的运动状态并准确进行安全判断.实验结果表明,骨折手术机器人运行过程中,控制系统可及时发现机器人临近危险状态并使机器人停止运动.本文提出的安全运动控制方法无需增设安全检测或保护装置,既保证了骨折手术机器人的轻质便携需求,又保证了安全高效精准的骨折复位治疗.
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关键词
骨折手术机器人
并联机构
全关节逆解
安全运动控制
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职称材料
基于多轴运动的液晶面板检测的安全控制设计
2
作者
李晓超
陈珂
+2 位作者
张春雷
杨飞飞
唐鑫
《组合机床与自动化加工技术》
北大核心
2015年第3期97-100,104,共5页
针对液晶面板检测的多轴运动过程,进行了系统防碰撞安全控制技术研究。首先分析了检测过程多轴运动模式,设计了系统运动控制流程;然后应用坐标变换理论,将多轴运动控制映射到设备统一参考坐标系中;结合检测过程自动、手动与MDI工况下的...
针对液晶面板检测的多轴运动过程,进行了系统防碰撞安全控制技术研究。首先分析了检测过程多轴运动模式,设计了系统运动控制流程;然后应用坐标变换理论,将多轴运动控制映射到设备统一参考坐标系中;结合检测过程自动、手动与MDI工况下的模式差异分析,提出了基于位置预判和干涉区域实时侦测的运动安全综合控制方法,并集成开发了液晶面板检测多轴运动控制系统;最后依据检测工艺进行了三种工况模式下的多轴运动测试,验证了系统防碰撞安全控制技术的可行性。
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关键词
液晶面板
运动
安全
控制
位置预判
干涉区域侦测
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职称材料
题名
一种并联骨折手术机器人的安全运动控制方法
被引量：
3
1
作者
宋轶民
贾殿魁
贺志远
连宾宾
孙涛
姚琦
机构
天津大学机构理论与装备设计教育部重点实验室
中国人民解放军总医院第一医学中心骨科
出处
《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第3期221-231,共11页
基金
国家重点研发计划资助项目(2018YFB1307805)
天津市科技计划资助项目(18PTLCSY00080,20201193).
文摘
骨折手术机器人是实现精准微创骨折复位的优势方案.现有骨折复位手术器械存在效率低、精度差、缺乏复位安全策略等问题,难以保证安全高效的治疗.为解决上述问题,本文提出一种并联骨折手术机器人及基于全关节逆解算法的安全运动控制方法.首先,针对该并联机构开展全关节逆解分析.由骨折复位轨迹的离散轨迹点获取机器人末端的位姿,建立机器人机构的闭环矢量方程,以关节转角为未知量整理多元一次方程组,考虑关节间的运动约束通过两条运动链解析求解所有关节转角.其次,设计安全运动控制系统.上位机设置正常、预警及超限3种状态.在机器人运行过程中,由上位机读取复位轨迹离散点的位姿信息,通过全关节逆解模型计算出下一轨迹离散点对应的关节转角并判断运行状态,若超限则发送指令使机器人停止运动,并显示发生危险的关节位置.最后,开展安全运动仿真与实验研究.仿真表明全关节逆解模型可快速计算出全部关节的运动状态并准确进行安全判断.实验结果表明,骨折手术机器人运行过程中,控制系统可及时发现机器人临近危险状态并使机器人停止运动.本文提出的安全运动控制方法无需增设安全检测或保护装置,既保证了骨折手术机器人的轻质便携需求,又保证了安全高效精准的骨折复位治疗.
关键词
骨折手术机器人
并联机构
全关节逆解
安全运动控制
Keywords
fracture surgical robot
parallel mechanism
inverse kinematics of all joints
safety motion control
分类号
TH122 [机械工程—机械设计及理论]
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职称材料
题名
基于多轴运动的液晶面板检测的安全控制设计
2
作者
李晓超
陈珂
张春雷
杨飞飞
唐鑫
机构
四川大学制造科学与工程学院
出处
《组合机床与自动化加工技术》
北大核心
2015年第3期97-100,104,共5页
基金
四川省科技支撑计划重点项目资助(2014GZ0016)
文摘
针对液晶面板检测的多轴运动过程,进行了系统防碰撞安全控制技术研究。首先分析了检测过程多轴运动模式,设计了系统运动控制流程;然后应用坐标变换理论,将多轴运动控制映射到设备统一参考坐标系中;结合检测过程自动、手动与MDI工况下的模式差异分析,提出了基于位置预判和干涉区域实时侦测的运动安全综合控制方法,并集成开发了液晶面板检测多轴运动控制系统;最后依据检测工艺进行了三种工况模式下的多轴运动测试,验证了系统防碰撞安全控制技术的可行性。
关键词
液晶面板
运动
安全
控制
位置预判
干涉区域侦测
Keywords
LCD panel
motion safety control
prejudging of position
detecting of interference region
分类号
TH165 [机械工程—机械制造及自动化]
TG59 [金属学及工艺—金属切削加工及机床]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
一种并联骨折手术机器人的安全运动控制方法
宋轶民
贾殿魁
贺志远
连宾宾
孙涛
姚琦
《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
3
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
基于多轴运动的液晶面板检测的安全控制设计
李晓超
陈珂
张春雷
杨飞飞
唐鑫
《组合机床与自动化加工技术》
北大核心
2015
0
在线阅读
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职称材料
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