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具有交互夹持力感觉的主从触感装置
  • ISSN号:0493-2137
  • 期刊名称:天津大学学报
  • 时间:0
  • 页码:644-650
  • 语言:中文
  • 分类:TP24[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
  • 作者机构:[1]天津大学机械工程学院,天津300072, [2]中国航天空气动力技术研究院,北京100074
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(50405018,50575162);教育部博士点基金资助项目(20030056030);天津市科技发展重点资助项目(04318421)
  • 相关项目:基于多体系统理论的机器人辅助微创手术缝合运动映射与互作用动力学行为研究
作者: 王树新|
中文摘要:

面向血管显微外科手术,研究开发了一套具有交互夹持力感觉的主从触感装置.提出了主操作手的基本设计原则,并应用可操作性基本原理与方法进行机构构型综合,设计了主操作手的夹持力感觉装置;建立了主操作手的多体动力学模型,对运动过程中各关节动态特性进行仿真验证;基于夹持力的数学模型,分析了手指系统在不同模式下夹持力与运动关系.对整套系统进行性能测试与动物实验研究.实验结果表明:主操作手基于可操作性原理的综合构型具有较好的动力学特性,适合医生操作;手指的夹持力与两弹簧的弹力差成正比;该装置能够实现主从操作下的交互夹持力感觉.

英文摘要:

A master-slave haptic device with gripping force feedback for the microsurgery of the blood vessel is presented. Firstly, the basic design principles for the master manipulator are proposed and the mechanism design, especially the design of the haptic device, is synthesized considering the principles and the theory of the manipulability. Secondly, a multibody dynamics model of the master is built to validate the dynamic characteristics of the joints through simulation. Correspondingly, the mathematical model of the gripping force for the finger system is built to analyze the gripping force and motion under different modes. Finally, the performance of the system is tested and an animal experiment is carried out. The results indicate that the master manipulator, a synthesized mechanism based on the principles of the manipulability, has preferable dynamic characteristics and is suitable for doctors to operate; the gripping force is proportional to the force difference between two springs in the finger; this haptic device can realize the interactive gripping force sensing under the master-slave manipulation.

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期刊信息
  • 《天津大学学报:自然科学与工程技术版》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:
  • 主办单位:天津大学
  • 主编:单平
  • 地址:天津市南开区
  • 邮编:300072
  • 邮箱:
  • 电话:022-27403448
  • 国际标准刊号:ISSN:0493-2137
  • 国内统一刊号:ISSN:12-1127/N
  • 邮发代号:6-27
  • 获奖情况:
  • 中国期刊方阵双效期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国数学评论(网络版),美国剑桥科学文摘,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:6410