ARM微控制器在医疗机器人主从夹持控制中的应用
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更新于2024-09-05
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"基于ARM微控制器的医疗机器人主从夹持控制系统设计与实现"
本文主要探讨了基于ARM微控制器的医疗机器人主从夹持控制系统的构建,该系统在医疗机器人技术中具有重要的应用价值。作者邱波、王树新和李群智来自天津大学机械工程系,他们利用ARM微控制器,结合实验室研发的关节式主操作手和从操作手的手指系统,设计了一套主从遥操作夹持控制系统。
系统的核心是采用AT91RM9200 ARM微控制器,该控制器与外围硬件设备的电路设计紧密相连,并且在搭载的LINUX操作系统上开发了相应的硬件驱动程序,确保了系统的高效运行。实验结果显示,该系统能够精准地控制缝合针的夹持操作,这对于显微外科手术尤其关键。
主从式遥操作机器人在各种领域都有广泛应用,特别是在医疗领域,如实验室开发的“妙手”医疗机器人,它采用主从模式进行微血管缝合的动物实验。系统由主手、控制系统、从手和图像系统组成,医生通过主手和控制系统驱动从手执行手术动作,如夹持缝合针。
主从夹持控制是医疗机器人系统中的关键功能,通过主手的开合机构控制从手的夹持装置,实现手术过程中的精细操作。由于手术对实时性和控制复杂性的高要求,选择具有强大处理能力和丰富资源的ARM芯片作为主控芯片更为合适。ARM芯片在工业控制和移动计算领域已广泛应用,其性能和稳定性使得它成为医疗机器人控制的理想选择。
系统设计中,主手是一个六自由度的关节式结构,包括位置调整机构、姿态调整机构和前端开合机构,总共拥有七个转动自由度。前端开合机构允许精确控制从手手指的开合,模拟医生的操作动作,以实现精准的夹持和释放。
本文详细介绍了基于ARM微控制器的医疗机器人主从夹持控制系统的设计和实现,强调了ARM芯片在满足实时性和控制复杂性需求方面的优势,并通过实验验证了系统的有效性和可靠性。这一研究成果为医疗机器人技术的进步提供了有力的支持,有望在未来进一步提升手术的精确度和安全性。
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