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前列腺针刺机器人的动力学建模与仿真研究

作者:王富刚,时运来,张军,等 日期:2020-01-15/span> 浏览:124 查看PDF文档

前列腺针刺机器人的动力学建模与仿真研究*
王富刚,时运来*,张军,付少蕾,吴文博
(南京航空航天大学 机械结构力学及控制国家重点实验室,江苏 南京 210016)
摘要:针对六自由度前列腺针刺机器人动力学问题,以设计加工的一款新型串联前列腺针刺机器人为对象,对前列腺针刺手术机器人的穿刺过程进行了研究。首次采用了RCM调姿和针刺单位作动的定义,在把单位作动等效成挠动的情况下,建立了机器人等效动力学模型;用拉格朗日方法求得了机器人动力学方程,并利用ADAMS和Matlab软件进行了动力学仿真分析与方程验证,得到了针尖点的运动曲线和各关节的动力学特性曲线。研究结果表明:机器人各关节动力学方程解析曲线与仿真曲线相关系数分别对应为0.4、0.75、0.50、0.74和0.74,吻合程度良好;并以此为基础,对机器人的动力元件进行了选型与校核。
关键词:前列腺针刺机器人;远程运动中心;等效动力学模型;拉格朗日方法

中图分类号:TP122;TP242                文献标识码:A                      文章编号:1001-4551(2019)12-1314-06


本文引用格式:
王富刚,时运来,张军,等.前列腺针刺机器人的动力学建模与仿真研究[J].机电工程,2019,36(12):1314-1319.
WANG Fugang, SHI Yunlai, ZHANG Jun, et al. Dynamics modeling and simulation of prostate needleinsertion robot[J].Journal of Mechanical & Electrical Engineering, 2019,36(12):1314-1319.
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