主从遥操作机器人系统的附加反馈力补偿方法

• 作者: 从敬德 贠今天
• 来源期刊: 天津工业大学学报
• 学科: 工学
• 关键词: 主从遥操作 机器人系统 反馈力 附加力补偿 摩擦力模型 参数辨识 最小二乘法
• 年，卷（期）: 2018,（1）
• 所属期刊栏目: 机械设计与制造
• 页码范围: 74-82
• 页数: 9页
• 分类号: TP242.3
• 字数: 5770字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1671-024x.2018.01.013

摘要

针对主从遥操作系统在临床微创外科手术应用过程中,主操作手的动力学特性会产生附加反馈力,从而影响操作者感知从操作手与环境交互作用的真实反馈力信息,进一步影响操作者做出正确的力控制行为,降低手术的精度、质量和安全性这一问题,提出了一种基于主操作手的附加力补偿方法,使操作者可以精准感知从操作手端的反馈力.首先,研究分析微创手术机器人系统的动力学特性,揭示主手动力学特性对力觉感知的影响规律,其次针对遥操作机器人系统的主手PHANToM建立计及关节摩擦力的动力学模型,并采用最小二乘法对模型进行参数辨识和参数验证.在此基础上,提出了具体的附加反馈力补偿策略.最后,采用精确位置监督控制,通过遥操作实验平台,对附加反馈力补偿方法进行对比实验分析.结果表明:经过附加反馈力补偿之后,主操作手X、Y、Z 3个方向上的反馈力精度较未补偿之前分别提升3.9%、5.0%和2.1%,说明该附加反馈力补偿方法可有效地减轻主操作手的惯性力、重力和关节摩擦力对操作者感知从手端反馈力的影响.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	贠今天	天津工业大学机械工程学院	30	212	5.0	14.0
5	从敬德	天津工业大学机械工程学院	2	2	1.0	1.0