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可满足微创手术灵活工作空间的混联机器人研究

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四川大学学报（工程科学版） 2011年第4期43卷 236-240页

作者：罗华徐建柱姚林陈章平刁燕四川大学制造科学与工程学院四川成都610065 上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

针对微创手术对机器人提出的高灵活性要求,设计出一种具有混联结构的微创外科手术机器人,并通过灵活工作空间分析进行结构优化,为合理布置手术切口及规划手术路径,利用末端手术工具服务球和服务区进行工作空间灵活性分析,通过数值解得... 详细信息

针对微创手术对机器人提出的高灵活性要求,设计出一种具有混联结构的微创外科手术机器人,并通过灵活工作空间分析进行结构优化,为合理布置手术切口及规划手术路径,利用末端手术工具服务球和服务区进行工作空间灵活性分析,通过数值解得到混联机器人工作空间内任意点的灵活度,并绘制出工作空间水平截面灵活性分布图,为手术切口位置和工具杆末端运动路径提供工作数据;再以工作空间水平截面灵活度大于0.85的灵活点数目作为评价指标,定量分析了姿态机构腕关节转角范围及手术工具杆长度对灵活性的影响,为微创外科混联机器人的结构优化提供了计算依据。仿真对比和优化后的实物实际运动结果均证明了该混联机器人可满足微创手术的灵活性要求。

关键词：微创外科机器人运动学灵活工作空间混联结构

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微创外科机器人灵活工作空间分析

北京航空航天大学学报 2007年第2期33卷 188-191页

作者：刘达王田苗北京航空航天大学机械工程及自动化学院北京100083

微创手术给外科机器人提出了较高的灵活性要求,但是机器人很难具有完全灵活的工作空间.首先提出象限分割的方法,即把手术工作空间分割为8个象限,确定微创外科机器人所需灵活工作空间只需要为手术工作空间的1/8.然后,给出微创外科机器人... 详细信息

微创手术给外科机器人提出了较高的灵活性要求,但是机器人很难具有完全灵活的工作空间.首先提出象限分割的方法,即把手术工作空间分割为8个象限,确定微创外科机器人所需灵活工作空间只需要为手术工作空间的1/8.然后,给出微创外科机器人灵活工作空间与工作空间之间的解析关系,从而确定机器人的运动学参数.在此基础上,对自行设计的微创外科机器人结构进行了运动学参数优化设计.这种方法有效降低了微创外科机器人的灵活性要求,解决了机器人结构尺寸与灵活性之间的矛盾.

关键词：微创外科机器人灵活性灵活工作空间微创手术

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微创手术机器人灵活工作空间的分析与优化

机械制造 2016年第6期54卷 23-25页

作者：王汉飞刁燕罗华王强四川大学制造科学与工程学院成都610065

以冗余八自由度微创手术机器人为研究对象,通过对手术机器人构型,采用D-H法和坐标变换相结合的方法,建立构件固连坐标系对机器人进行正运动学分析,利用蒙特卡罗法方法生成手术机器人的工作空间,满足了机器人的工作要求。以雅克比矩阵条... 详细信息

以冗余八自由度微创手术机器人为研究对象,通过对手术机器人构型,采用D-H法和坐标变换相结合的方法,建立构件固连坐标系对机器人进行正运动学分析,利用蒙特卡罗法方法生成手术机器人的工作空间,满足了机器人的工作要求。以雅克比矩阵条件数的倒数为理论基础,通过MATLAB编制程序,求出微创手术机器人工作空间任意一点的灵活度,用图形仿真出工作空间任一点的灵活度分布以及灵活工作空间,为手术切口位置的布置及手术路径的规划提供了可靠数据。利用全局性能指标GCI作为优化指标,建立了优化目标函数,通过遗传算法进行优化计算,得出影响机构灵活工作空间的最优机构参数,满足了机器人灵活性的要求。

关键词：微创手术机器人蒙特卡罗法雅克比矩阵灵活工作空间全局性能指标遗传算法

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平面并联机械手灵活工作空间及其空洞分析

平面并联机械手灵活工作空间及其空洞分析

基于虚拟工作空间约束的AUVMS协调运动规划

第十二届全国机构学学术研讨会

作者：蓝兆辉苏民伟福州大学机械系

借助辅助机构,给出了平面并联机械手灵活工作空间的简明确定方法,并分析了灵活工作空间中出现空洞的尺寸条件。

关键词：并联机械手灵活工作空间空洞

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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机械工程学报 2020年第12期56卷 249-264页

作者：于福杰陈原李庆中山东大学(威海)机电与信息工程学院威海264209

为避免自治型水下机器人-机械手系统(Autonomous underwater vehicle-manipulator system,AUVMS)的机械臂完全伸展引起振动冲击,提出一种基于虚拟工作空间约束的AUVMS协调运动规划方法。利用机械臂灵活工作空间的子集组成的虚拟工作空... 详细信息

为避免自治型水下机器人-机械手系统(Autonomous underwater vehicle-manipulator system,AUVMS)的机械臂完全伸展引起振动冲击,提出一种基于虚拟工作空间约束的AUVMS协调运动规划方法。利用机械臂灵活工作空间的子集组成的虚拟工作空间对机械臂的运动范围进行约束,通过软关节角运动范围处理运载器和机械臂之间的运动干涉,采用基于凸包射线检测算法判断机械手末端与虚拟工作空间之间的位置关系;推导AUVMS不同自运动状态所对应的运载器命令速度,实现虚拟工作空间内机械臂尽可能少的移动目标。仿真与试验结果表明,基于虚拟工作空间约束的AUVMS协调运动规划方法解决了机械臂出现完全伸展的问题,其轨迹跟踪精度相比加权最小范数法有着明显提高,位置误差保持在±0.04m内,姿态误差保持在±3°内。

关键词：水下机器人-机械手系统协调控制灵活工作空间运动约束干涉

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新型三坐标并联动力头工作空间分析

机械设计 2010年第11期27卷 65-68页

作者：赵学满李永刚天津大学机械工程学院天津300072 天津职业技术师范大学机械学院天津300222

工作空间是并联构型装备性能评价的一项重要指标。基于逆运动学模型,给出新型三坐标并联动力头A3头的可达工作空间和灵活工作空间的定义,并根据工程实际限制,列出了杆长、关节转角、电主轴干涉和奇异性等约束条件,进而利用数值搜索法确... 详细信息

工作空间是并联构型装备性能评价的一项重要指标。基于逆运动学模型,给出新型三坐标并联动力头A3头的可达工作空间和灵活工作空间的定义,并根据工程实际限制,列出了杆长、关节转角、电主轴干涉和奇异性等约束条件,进而利用数值搜索法确定出满足约束条件的工作空间和灵活工作空间的边界,为动力头的详细结构设计提供了理论依据。

关键词：并联动力头可达工作空间灵活工作空间工程约束

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3自由度RPS并联机构的工作空间分析

湖南大学学报（自然科学版） 2003年第1期30卷 58-61页

作者：周兵毛泰祥杨汝清上海交通大学机器人研究所上海200030

给出了不同机构工作空间的概念.定义了由灵活特性,即雅可比矩阵的条件数决定的灵活工作空间,作为可达工作空间的子空间,并且分析了RPS型并联机构的灵活工作空间.给出了当坐标参数变化时,不同的工作空间的变化图.

关键词： 3自由度并联机构灵活工作空间

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神经外科手术机器人灵活性分析

北京航空航天大学学报 2004年第4期30卷 312-315页

作者：邢宏光王利红张玉茹北京航空航天大学机械工程及自动化学院北京100083 郑州航空工业管理学院机电工程系郑州450015

开发了用于神经外科手术的五自由度机器人BH60 0 .从神经外科立体定向手术的需求出发 ,分析了该机器人的灵活性 .用服务球和服务区概念给出了五自由度机器人工作空间任意点的灵活度定义 ,提出了工作空间灵活性的分析方法 .通过数值计算... 详细信息

开发了用于神经外科手术的五自由度机器人BH60 0 .从神经外科立体定向手术的需求出发 ,分析了该机器人的灵活性 .用服务球和服务区概念给出了五自由度机器人工作空间任意点的灵活度定义 ,提出了工作空间灵活性的分析方法 .通过数值计算和图形显示给出了工作空间的灵活度分布 ,采用机器人物理样机进行实验 ,对分析结果进行了验证 .掌握灵活度的空间分布 ,可以为手术路径规划提供可靠的依据 .

关键词：机器人运动学医疗机器人系统灵活工作空间

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一种新型变形移动机器人腿部机构灵活性分析

机械设计与研究 2010年第6期26卷 37-40页

作者：宋孟军张明路河北工业大学机械工程学院天津300130

机器人的灵活性是机器人运动学中比较重要的一个性能;本文利用几何构图法和数值分析方法对一种可变形多足移动机器人腿部机构的灵活性进行了分析研究;研究证明了可变形多足移动机器人腿部机构在平面内的灵活度;并通过计算空间自由度,对... 详细信息

机器人的灵活性是机器人运动学中比较重要的一个性能;本文利用几何构图法和数值分析方法对一种可变形多足移动机器人腿部机构的灵活性进行了分析研究;研究证明了可变形多足移动机器人腿部机构在平面内的灵活度;并通过计算空间自由度,对可变形移动机器人腿部机构在空间内的灵活性进行了初步研究;通过解算几何关系,给出仿真结果;最后依据灵活性分析结果对腿部机构的工作性能和逆解存在状况进行了分析研究。

关键词：移动机器人空间自由度灵活度灵活工作空间运动学运动学逆解