面向虛擬手術(shù)的力反饋技術(shù)研究.pdf

1、作為多學(xué)科交叉領(lǐng)域的虛擬手術(shù)引起了人們的關(guān)注。用于力覺再現(xiàn)的力反饋技術(shù)是虛擬手術(shù)中非常重要的一部分。將虛擬手術(shù)系統(tǒng)與力反饋設(shè)備連接，操作者可以獲得更為真實的沉浸感。虛擬手術(shù)系統(tǒng)可降低醫(yī)生的訓(xùn)練成本，有效提高手術(shù)熟練度和準(zhǔn)確度。
　　本文詳細介紹了力反饋系統(tǒng)原理與構(gòu)成，設(shè)計并研制了虛擬手術(shù)裝置，將力矩電機和新型智能材料磁流變液應(yīng)用到系統(tǒng)中，虛擬手術(shù)裝置的電機長期處于堵轉(zhuǎn)狀態(tài)，力矩電機可工作在這種嚴格條件下，后者力矩和電流之間呈近似線

2、性關(guān)系，通過控制電流達到控制力矩的效果。兩者模擬虛擬手術(shù)虛擬組織的主動力和被動力。在系統(tǒng)調(diào)試中，本文對這兩種電機分別進行了試驗，力矩電機采用PWM控制，通過向力矩電機發(fā)送占空比達到調(diào)節(jié)電壓的目的。對磁流變液進行PI控制，根據(jù)實驗測得的數(shù)據(jù)對磁流變液進行建模，將建立的模型應(yīng)用到MATLAB仿真中，指導(dǎo)實際控制實驗。本文根據(jù)應(yīng)用較為廣泛的彈簧一振子模型，對兩種電機進行了測試，得到了較為滿意的實驗效果。
　　本文對力反饋交互系統(tǒng)控制器進