非均匀切口连续体机器人设计、建模及控制策略

目录

第1章 绪论

1.1. 课题背景及研究意义

1.2. 单孔腹腔镜手术机器人系统研究现状

1.2.1. 铰接关节构型

1.2.2. 柔性离散体构型

1.2.3. 柔性连续体构型

1.3. 单孔腔镜手术机器人系统关键技术综述

1.4. 本文主要研究内容

第2章 连续体机械臂的结构和机构设计

2.1. 引言

2.2. 连续体机械臂的整体设计方案

2.3. 持针钳组件结构和机构设计

2.4. 连续体组件结构和机构设计

2.5. 展开组件结构和机构设计

2.6. 轴转组件结构和机构设计

2.7. 进给组件结构和机构设计

2.8. 本章小结

第3章 柔性连续体运动学模型及结构优化

3.1. 引言

3.2. 基于CEIS 模型的运动学建模

3.2.1. 柔性梁的力学模型

3.2.2. 柔性连续体各段柔性梁末端负载求解

3.2.3. 柔性连续体末端位姿求解

3.3. 柔性连续体结构优化

3.3.1. 均匀切口式柔性连续体的结构优化

3.3.2. 非均匀切口式柔性连续体的结构优化

3.4. 基于等曲率假设的运动学建模

3.5. 运动学模型验证

3.5.1. 摩擦系数测量实验

3.5.2. 运动学模型精度验证实验

3.6. 本章小结

第4章 柔性连续体迟滞特性建模

4.1. 引言

4.2. 传统的Bouc-Wen模型简介

4.3. 柔性连续体的迟滞模型

4.3.1. 对传统Bouc-Wen模型的改进

4.3.2. 末端位置变量zP的迟滞模型

4.3.3. 末端位置变量yP的迟滞模型

4.3.4. 柔性连续体的迟滞模型

4.4. 迟滞模型的参数辨识

4.4.1. 末端位置变量zP的迟滞模型参数辨识

4.4.2. 末端位置变量yP的迟滞模型参数辨识

4.5. 实验验证

4.6. 本章小结

第5章 连续体机械臂样机搭建及关节运动实验验证

5.1. 引言

5.2. 连续体机械臂系统实验样机集成

5.2.1. 实验样机机械平台搭建

5.2.2. 实验样机控制平台搭建

5.3. 连续体机械臂系统各自由度运动实验验证

5.4. 设计指标验证

5.5. 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

声明

致谢