微创手术机器人的力/位解耦协同智能控制  

Decoupled and Coordinated Intelligent Force-position Control for Minimally Invasive Surgical Robot

作　　者：郭崇滨[1,2] 郝矿荣[1,2] 丁永生[1,2] 

机构地区：[1]东华大学信息科学与技术学院,上海201620 [2]数字化纺织服装技术教育部工程研究中心,上海201620

出　　处：《机器人》2013年第1期73-80,共8页Robot

基　　金：国家自然科学基金重点资助项目(61134009);国家自然科学基金资助项目(60975059;60775052);国家ITER计划国内配套研究项目(2010GB108004);教育部高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(20090075110002);上海市优秀学术带头人计划资助项目(11XD1400100);上海领军人才专项资金资助项目;上海市科学技术委员会重点基础研究项目(11JC1400200;10JC1400200);上海市科学技术委员会技术标准专项项目(10DZ0506500)

摘　　要：为解决目前市场上可利用的微创手术机器人都不包含重要的触觉(力)反馈机制的问题,根据人体内部双边解耦协同的生理调控机制,结合微创手术机器人的控制特性,开发了一种新颖的力/位解耦协同控制策略,并设计相应的智能控制系统.通过4个3自由度触觉操纵器装置,对提出的智能控制系统性能进行了真实的实验验证.实验结果表明,提出的控制系统能够实现力/位信号的解耦与协同控制.操作者能够获得准确的力反馈信号,确保机器人和谐、平稳地完成任务.In order to solve the problem that current commercially available minimally surgical robots do not include significant haptic（force） feedback mechanism,a novel decoupled and coordinated force-position control strategy with corresponding intelligent control system design is proposed based on bilateral decoupled and coordinated bio-regulation mechanism in human body,in which control features of minimally surgical robots are considered.Actual experiments are carried out with four 3-DOF（degree of freedom） haptic manipulators to illustrate the performance of the proposed intelligent controller system.The results indicate that the proposed control system can achieve decoupled and coordinated force-position control.The operator can get accurate force feedback to guarantee robot performing task harmoniously and stably.

关 键 词：微创手术 达芬奇机器人 解耦控制 协同控制 力 位控制 模糊控制器 

分 类 号：TP24[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]