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达芬奇外科手术机器人阻抗控制的MATLAB仿真代码。

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简介:
该MATLAB阻抗控制代码旨在用于达芬奇研究套件患者侧操纵器(PSM)的阻抗控制。该软件包提供了MATLAB代码,展示了RBE501机器人动力学课程最终项目的实际完成情况。为了便于使用,此代码包被组织成三个独立的子包,每个子包都附带详细的自述文档。 目录结构包含三个文件夹:第一个文件夹,命名为“Impedance_Control_Code_R2012a”,其中包含与为daVinciPSM开发的阻抗控制模型相关的代码,该代码是在MATLABR2012a环境中构建的。第二个文件夹,“Impedance_Control_Code_R2015a”,则包含了与daVinciPSM开发的阻抗控制模型相关的代码;此代码在MATLABR2012a的基础上进行了测试和修改,以确保其兼容性与MATLABR2015a版本。最后,第三个文件夹,“Inverse_Kinematics_PSM_R2012a” 包含了用于达芬奇PSM的反向运动学算法实现。

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客服
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  • MATLAB- daVinci-Impedance-Control仿
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    本项目提供了一套用于达芬奇外科手术机器人的阻抗控制仿真代码,基于MATLAB平台开发。通过该代码可以进行详细的物理模型仿真和参数优化研究。 该软件包包含MATLAB代码,用于展示RBE501机器人动力学课程最终项目的完成工作。此代码包包括三个子包,每个都有自己的自述文件。 一共有三个文件夹:\Impedance_Control_Code_R2012a\\、\Impedance_Control_Code_R2015a\\和\Inverse_Kinematics_PSM_R2012a\。 第一个文件夹\Impedance_Control_Code_R2012a\包含为达芬奇PSM开发的阻抗控制模型相关的代码,这些代码是在MATLAB R2012a中创建的。第二个文件夹\Impedance_Control_Code_R2015a\同样包含了为达芬奇PSM设计的阻抗控制模型的相关代码,它们最初在MATLAB R2012a环境下开发,并经过测试和修改以兼容MATLAB R2015a版本。 第三个文件夹\Inverse_Kinematics_PSM_R2012a\则包含用于达芬奇PSM反向运动学的代码。
  • 系统
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    达芬奇外科手术机器人系统是一种高级微创手术辅助设备,通过精密机械臂和3D高清视野提供更精确、灵活的操作体验。 腹腔镜手术是一种外科手术,在手术过程中通过小切口将一个长柄器械插入患者体内需要动手术的目标部位。
  • 原文及译文
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    本文介绍了达芬奇手术机器人及其相关文献的翻译版本,探讨了该机器人在现代外科手术中的应用和影响。 机器人技术在我国各行各业中的研究与应用正在逐渐展开,而结合了信息技术和机器人技术的网络机器人技术在机械制造业中的研究和应用还处于起步阶段。
  • MATLAB械臂MATLAB仿
    优质
    本项目提供了一套基于MATLAB的机械臂阻抗控制系统仿真代码,旨在研究和验证不同参数设置下机械臂的动态响应与稳定性。 机械臂阻抗控制的MATLAB仿真代码。
  • MATLAB械臂PD与MATLAB仿
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    本资源提供了一套基于MATLAB的机械臂PD及阻抗控制仿真实现代码,旨在为机器人学研究者和工程师们进行算法验证与系统设计时提供便捷有效的工具支持。 MATLAB是由MathWorks公司开发的一款高性能数值计算与可视化软件,在工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理以及金融建模等领域有着广泛应用。它提供了一个交互式的环境,用户可以利用内置函数快速进行算法开发、数据可视化和数据分析等任务。 本次分享的文件名为“机械臂PD控制阻抗控制MATLAB仿真”,主要涉及机械臂控制系统的设计及仿真内容。PD(比例-微分)控制是一种常见的控制器策略,用于减少系统稳态误差并提高动态响应速度。通过调整比例与微分增益,可以有效提升系统的性能和稳定性。 相比之下,阻抗控制则更为先进,它不仅关注于运动轨迹的精确控制,还涉及对外界环境力矩作用下的适应性反应。在机械臂领域中,这种策略允许设备根据外部力量进行动态调节以实现更自然的操作交互。例如,在抓取物体或执行精细操作时,该技术能够使机械臂更好地适应不同形状和材质的对象,减少潜在的冲击与损伤。 文件中的源代码包含了一个关于PD控制及阻抗控制的MATLAB仿真模型。用户可以通过此工具对机械臂控制系统进行设计测试。这些程序可能涵盖了动力学建模、控制器参数设定以及仿真实验等多个方面。 利用此类模拟资源,研究人员和工程师可以无需实际硬件设备便能评估不同条件下系统的性能表现,从而节省成本并加快研发进度。同时,通过调整代码中的各项参数值,还可以探究不同的控制策略对机械臂效率的影响,并为优化设计方案提供理论依据与实验基础。 此外,在MATLAB环境下进行的仿真可以通过图形界面直观展示结果,包括运动轨迹、力矩反应曲线等关键信息。这些可视化效果有助于更好地理解工作原理和控制器性能表现,同时也能作为验证模型正确性的辅助手段或用于教学培训目的。 对于控制工程学、机器人技术以及机械设计等相关领域的工作者而言,这份MATLAB源代码是一个非常有价值的参考资料。它不仅能够帮助开发新的控制系统策略,并且促进了相关知识的传播与教育推广工作。
  • 基于Matlab械臂仿
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    本研究利用MATLAB平台进行机械臂阻抗控制的仿真分析,通过构建数学模型和算法实现对机械臂运动特性的精确模拟与优化。 这段资料包含了多自由度机械臂阻抗控制的Matlab代码,欢迎下载后与他人一起讨论。
  • Xi常见问题与解决办法.pdf
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    本PDF文件详尽介绍了达芬奇Xi手术机器人操作中可能遇到的各种问题及相应的解决方案,旨在帮助医疗工作者提高使用效率和安全性。 ### 达芬奇Xi手术机器人常见故障及处理 #### 一、转换至开放性手术或即时进入患者体内 在特定情况下,例如遇到不可预见的技术问题或其他紧急情况时,可能需要将手术从微创模式转变为开放性手术,或者需要立即对患者进行直接干预。以下是针对这种情况的详细处理步骤: 1. **从患者身上移除器械** - **自动释放器械夹钳**:尽量通过医生控制台来完成器械的释放。 - **手动释放器械夹钳**: - 寻找器械释放套件,该套件包含了用于手动释放夹钳的工具。 - 按下紧急停止按钮以确保安全。 - 使用扳手进行释放。将扳手平直的一端插入器械壳体上的夹钳释放安全套中,并逆时针转动以打开夹钳。 - 通过内窥镜或直接观察确认组织已经完全松开。 - 挤压器械壳体上的释放按钮,从患者身上移除器械。 - **故障恢复或重启系统**:在触摸屏上执行故障恢复操作,并根据需要重新启动系统。 2. **从患者体内取出内窥镜**: 小心地将内窥镜从患者体内抽出,确保不会造成额外伤害。 3. **分离套管与臂部连接**: 按照标准程序断开器械与患者的接触部分。 4. **移走各手术机器人臂**:确保所有机械臂远离患者身体,避免进一步干扰手术进程。 5. **移动手推车**:如果需要,将手推车安全地移到适当位置。若电动马达不工作,则使用手动操作功能: - 打开手推车底部的盖板。 - 将控制杆移至手动模式,并由两人协作进行移动。 #### 二、意外移动 当机器人臂制动器过载时,可能会发生意外移动,这可能是由于对患者施加过大压力或手术机器人的组件与其他物体碰撞导致。这类事件可能导致患者受伤或其他安全事故的发生。 - **处理方法**:一旦检测到异常情况,相关组件的LED指示灯会变为琥珀色,并在屏幕上显示警告信息。此时需要按下相应臂上的通道离合按钮以清除错误并减少对患者的任何不必要的力。 #### 三、系统电源问题 当达芬奇Xi手术机器人或其组成部分(如医生控制台、患者手推车等)遇到电源故障时,可能会导致无法正常运行。原因可能包括连接不良或组件过热等问题。 - **排查步骤**: - 检查交流电源连接:确保所有电线已正确插入且开关开启。 - 确认紧急断电按钮未被误触碰,并在需要时重置该按钮。 - 核实光纤电缆连接是否牢固,以保证患者手推车、医生控制台和核心设备之间的蓝色光纤电缆无松动或损坏。 - **硬关闭及重启系统**: 如果上述步骤未能解决问题,则可以尝试以下操作:关闭所有交流电源开关,按下紧急断电按钮,并等待一段时间后再依次开启电源。 通过以上详细的处理流程,能够有效解决达芬奇Xi手术机器人在手术过程中可能遇到的各种常见故障,从而确保患者安全和手术效率。
  • 基于MATLAB系统建模与仿研究
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    本研究利用MATLAB平台深入探讨了机器人阻抗控制系统的建模及仿真技术,旨在优化机械臂与环境交互时的表现。通过精确模拟和分析,为提高机器人的适应性和灵活性提供了理论依据和技术支持。 MATLAB(矩阵实验室的缩写)是一种高性能数值计算和可视化软件,在机器人领域尤其是阻抗控制的研究与应用方面发挥重要作用。阻抗控制作为一种机器人控制策略,主要涉及机器人的力和位置调控,目标是使机器人末端执行器对外部力量产生预期响应。在该策略下,机器人被视作一个与环境互动的机械系统,其控制目的是确保安全有效的物理交互。 利用MATLAB进行阻抗控制的研究开发包括几个关键步骤:首先是对控制系统建模,这涉及对机器人的动力学分析,包含各关节运动学和动力学方程。研究者需根据机器人结构建立数学模型,并应用牛顿定律、拉格朗日方程或哈密顿原理等物理原则。 完成模型构建后进入仿真分析阶段,在MATLAB中使用Simulink模块对阻抗控制系统进行模拟,通过设计不同环境及施加各种力矩来测试机器人的响应。这不仅能验证模型的正确性和控制策略的有效性,还能节约实验成本并允许在虚拟环境中安全地测试异常情况。 此外,MATLAB提供机器人工具箱等资源,帮助研究人员快速建模、仿真和分析。该工具箱包含用于表示机器人模型、逆运动学求解及轨迹规划等功能与对象,有助于设计复杂的阻抗控制算法,并对其效果进行评估。 实际应用中,阻抗控制技术广泛应用于工业机器人、服务机器人以及医疗领域等。例如,在工业装配过程中使用此技术确保以适当力度和速度接触部件;在微创手术中帮助医生实现对组织的精细操作。 相关研究材料可能包括论文、报告及案例分析等形式文档,并辅之以图像或图表资料来解释展示研究成果,编程代码则可用于实际仿真测试或者数据处理。MATLAB不仅提供强大的建模与仿真平台,还通过各种工具箱简化复杂算法开发过程。借助MATLAB,研究人员能更高效地设计、测试并优化阻抗控制策略,推动机器人技术的发展。