5自由度脊柱微创手术机器人系统设计与实现

"这篇论文研究了多重粗糙集模型在医疗机器人系统中的应用，特别是针对5自由度脊柱微创手术导航机器人的设计与实现。论文提出了一种创新的步进电机细分驱动模式，改进了电机控制，提升了系统的精度和稳定性。通过传感机构实现位姿反馈，构建了机器人末端工具的闭环控制系统，并利用CAN总线实现处理器间的通信。实验结果证明了该系统的可靠性和稳定性。" 这篇论文深入探讨了医疗机器人技术，特别是在脊柱微创手术中的应用。作者设计了一个5自由度的脊柱微创手术导航机器人系统，旨在辅助医生进行精确的手术操作。在控制系统设计上，论文提出了一种步进电机细分驱动模式，这是对传统步进电机控制技术的创新。通过改变电机定子电流的形状，将方波转换为正弦波，从而减少了步进电机运行时的步间振荡现象，提高了运动控制的精度。 论文还强调了传感器在机器人系统中的重要性。这些传感器能够实时监测并反馈机器人末端工具的位置和姿态，使得控制系统能够根据实际情况进行动态调整，形成一个闭环控制回路。这种闭环控制是确保手术精度的关键，因为它允许系统及时纠正任何潜在的误差。 为了实现处理器间的高效通信，论文采用了CAN（Controller Area Network）总线技术。CAN总线是一种数字通信协议，特别适用于嵌入式系统，如机器人控制中的多个处理器之间。通过CAN网络，系统可以快速传递数据，确保整个系统的协调运行。 在实际测试中，该医疗机器人系统表现出良好的稳定性和可靠性。实验结果验证了这一创新设计的有效性，表明它有潜力在脊柱微创手术中提供准确、安全的辅助操作。论文的这部分内容不仅展示了理论研究，还结合了实际应用，为医疗机器人领域提供了有价值的参考。 这篇论文研究了多重粗糙集模型如何应用于提升医疗机器人的控制性能，尤其是在脊柱微创手术中。提出的步进电机细分驱动模式、闭环控制系统以及CAN总线通信策略，共同构成了一个高效、精确的手术导航系统，有望改善手术的精准度和安全性。