ARM驱动的六自由度静脉穿刺机器人系统设计与实现

本文主要探讨了一种基于ARM架构的六自由度扎针机器人控制系统的设计。针对临床医疗中的静脉输液难题，该系统通过采用先进的机械结构，实现了机器人在三维空间内的精确操作，特别关注了针头的六个自由度控制，包括三个直线移动关节（X、Y、Z轴）和两个旋转关节（绕Y、Z轴），以及一个推动针头的移动关节。核心处理器选择STM32F429IGT6作为ARM芯片，这是一款高效且功能强大的微控制器，用于处理复杂的控制算法。 在硬件设计方面，系统包含了处理器与电机驱动电路，确保了运动部件的精准控制；模拟量采集电路负责实时监控机器人的状态；通信接口电路提供了与外部设备的数据交换；开关量采集电路则用于处理传感器输入，确保系统的反应灵敏度；主处理器电源电路保证了系统的稳定运行；最后，系统软件流程设计着重于实时控制算法的编写，包括双目红外视觉系统的血管识别、临床专家系统的决策支持以及力/位置混合控制策略，旨在提高扎针的成功率和工作效率。 设计目标是打造一个易于实现、成本效益高的解决方案，以改善我国医疗环境中扎针操作的繁琐和低效。由于发达国家的机器人技术在临床医疗中已有广泛应用，而我国在这方面仍处于发展阶段，因此这种基于ARM的扎针机器人控制系统对于推动我国医疗机器人技术进步，特别是针灸治疗领域的自动化，具有重要的实践意义和战略价值。 作者彭丽霞，一位在智能机器人领域具有深厚研究背景的硕士研究生和副教授，她的工作有助于填补国内在这方面的技术空白，并为提升护理人员的工作效率和患者体验提供了新的科技支撑。整个系统的设计和验证结果表明，该控制系统的实用性与临床应用前景广阔。