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基于运动控制器的微创手术系统设计与实现

张葛

摘要: 目的:为了降低医生劳动强度、减少患者痛苦和提高手术质量,研究并开发微创外科手术机器人运动控制器系统.方法:以DSP+FPGA的嵌入式硬件系统平台为基础,合理利用高速DSP处理器的软硬件资源和FPGA的高速并行处理能力,合理分配系统各个功能模块,在控制板卡槽中预留一定的扩展空间.结果:解决了机器人主体主从操作手异构的问题,机械手定位精度小于1 mm,控制频率为1 kHz,控制算法执行时间不超过0.5 ms.结论:该系统降低了医学射线对医师的危害,抑制了医师手抖对手术的影响,降低了整个手术对于医生经验的依赖程度,具有较高的实时性及运算精度,并且在商业板卡比较成熟的基础上进行了再次扩展,通过硬件来实现运动控制器的功能,扩展了其应用范围.

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