基于旋量理论微创手术机器人逆解子问题求解

摘要

针对微创手术机器人手术器械的三个轴线不交汇于一点的问题,提出了一种新的移动-旋转-旋转(PRR)类型的Paden-Kahan子问题求解手术器械的关节逆解.采用旋量理论和消元理论求解主动关节的逆解,该PRR子问题描述为一个点绕空间垂直的两个轴线旋转,再沿直线方向移动至指定位置.子问题中三个关节轴线空间垂直,本研究给出了该子问题逆运动学的求解方法.以主动关节轴线汇交于一点、手术器械关节轴线空间垂直的华鹊III微创手术机器人为实验平台,通过任意给定运动量的实例计算,验证了该子问题的运动学逆解方法的有效性,满足高精度的主从控制要求.