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基于PMAC的前列腺活检机器人控制系统研究

作　者: 刘军
导　师: 张永德
学　校: 哈尔滨理工大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 前列腺活检机器人运动控制 PMAC编程机器人语言
分类号: TP242
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

机器人技术的长足发展，使机器人的应用已经触及工业、农业、救援等。而医用机器人的研究也已经成为世界各国机器人研究的热门课题。为此，本课题针对前列腺活检技术，设计并研制了前列腺活检机器人的运动控制系统。该系统具有操作简便、运动精确、成本低的特点，可以极大的减轻医生的工作负担，明显提高前列腺癌的检出率。本文主要研究内容如下：首先，本文构建了前列腺活检机器人的硬件结构。详细设计了各个组件的结构和功能，同时选择了本系统的核心硬件——PMAC运动控制卡，并研究了它的基本特性和参数，探究了PMAC运动控制卡的控制原理。而后选择了电机驱动和限位开关，完成了前列腺活检机器人的整体硬件结构搭建。其次，在机器人本体的基础上，本文研制了前列腺活检机器人的运动控制系统。通过分析前列腺活检技术的基本过程，开发了具有各自特点的主控界面。自主编写的人机主控界面包括系统初始化与设备连接测试，“示教”、“规划操作”和“手动操作”三种控制方式，并详细研究了软件的数据存储方式、多线程和定时模式。再次，本文完成了PMAC运动控制卡与计算机的通讯方式，实现了人机界面通过PMAC对机器人的实时和离线控制。在设计过程中，为了体现系统的开放性和通用性，应用模块化的编程思想，从PMAC与上位机的通讯方式出发，分别编写了在PMAC运动控制卡中的系统初始化、电机复位控制及自动控制和手动控制的控制代码，完成了通过运动控制器对前列腺活检机器人的运动操作。最后，进行了的前列腺活检机器人硬件、软件系统的实验研究。通过实验，验证了控制系统的稳定性与精确性。同时统计了实验数据并进行误差分析。通过对机器人不同方式的控制，验证了机器人控制系统的可靠性与正确性。

基于PMAC的前列腺活检机器人控制系统研究

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