一、一种基于操纵杆控制微操作系统三维运动的方法（论文文献综述）
闫勇敢[1]（2021）在《血管介入手术机器人力位感知与人机协同策略研究》文中指出血管介入手术机器人的发展极大改善了传统介入手术中存在的弊端,降低了医生的身体负担和辐射风险。但是现有的血管介入手术机器人存在医生远程手术信息获取不完整、智能化程度较低以及人机协作程度低等问题,对医生使用介入手术机器人的手术效果造成较大影响。本论文针对以上三个关键问题展开研究,主要进行了以下3方面工作:（1）设计并搭建主从式血管介入手术机器人系统,综合评价机器人系统各项指标,实现术中力位信息实时采集及主从远程操作。基于仿生学原理,分析医生手指捏合机理,设计了一种柔性可逐渐施力的从端导丝夹持机构,并构建捏合力闭环,实现机器人对导丝的柔性精准力觉夹持。基于力矩平衡原理,设计导丝递送力测量机构,增强微弱力感知能力。基于无线传输技术设计并搭建主从式无线遥操作控制系统,通过主从人机双向力闭环控制算法,构建医生遥操作力觉临场感,并通过多种术中交互传感器及可视化界面实现医生对于远程机器人多项实时信息的感知。（2）通过采集导丝在血管体模中递送时的力位信息,基于Softmax机器学习算法进行模型训练,将得到的机器学习模型应用到实时手术实验系统中,实现介入手术过程中导丝递送状态的实时预测,辅助远程操作的医生进行手术操作与调整手术方案,提高利用介入手术机器人进行手术的安全性能。实验结果表明所设计的导丝递送状态判别模型置信度高,满足血管介入手术要求。（3）通过深度分析实际医生手术操作场景及手术动作含义,基于导丝递送状态判别模型实时评估操作者以及机器人表现情况,建立人机信任度评估模型,实现对当前人机协同程度实时、稳定评估。以医生手术决策为主体,机器人决策为辅助,提出一种主从协同映射模型,构建起人机协同操作手术机器人系统。实验结果表明,基于人机信任度的主从协同映射模型可以对主从映射比例进行实时动态调整,实现了自适应不同手术情况的三种主从操作模式,提高了血管介入手术的安全性及效率,改善手术效果。
李立建[2]（2020）在《柔顺并联多维力传感器机理建模与应变解析研究》文中研究表明多维力传感器作为获取空间力和力矩信息的重要载体,在航空航天、国防军事、生物工程和汽车工业等关键领域扮演着重要角色,是智能装备和智能机器人实现与外界环境交互力感知的核心元件之一,有着广泛的应用前景。国内外许多学者对多维力传感器展开了深入研究,且有较多的产品面世,然而系统化的多维力传感器设计和分析方法较为缺乏,成为制约传感器发展的主要障碍。本论文通过将柔顺机构、并联机构和多维测力技术相结合,着重研究柔顺并联多维力传感器的构型设计、机理建模、应变解析和优化设计等问题。为避免多维力传感器设计的盲目性和面向实际测力需求,对基本的力测量单元、柔性铰链和柔顺力测量支链等的类型及特点进行了系统梳理和总结,对基于并联机构构型演化的柔顺并联多维力传感器设计流程进行了阐述,并给出了构型设计实例,进而使传感器的设计和研制过程更具有针对性和更为高效便捷。受多柔性段串联组合设计启发,设计出了大量的混合型柔性铰链,并提出了一种可快速公式化柔度和精度方程的柔性铰链通用解析模型。利用该模型,仅通过基段柔度和简单的矩阵操作便易于评价柔性铰链的转动能力和转动精度。对可实现二维转动的双轴椭圆弧柔性铰链进行了设计,并推导了其闭式柔度公式,该公式适用于20种不同的柔性铰链类型。所提出的柔性铰链分段建模思想和组合设计方法可为新型柔性铰链的设计与分析提供有力的支持。从柔顺并联机构的刚度分析入手,建立了柔顺并联多维力传感器基本柔性单元终端作用载荷与待测外部载荷间的解析关系。通过与力测量单元应变-力映射关系相结合,导出了可精确表征应变点处输出应变与多维感知力/力矩间关系的解析模型,解决了复杂弹性体结构的应变解析难题,为传感器快速设计和评价提供了可定量描述的工具。对一种新型柔顺并联4-PSU六维力传感器弹性体结构进行了设计,推导得到了其应变柔度矩阵元素的解析表达式,并利用非线性遗传优化算法获得了面向测力任务需求的最优传感器性能和最佳参数组合。将多维测力技术和柔顺并联机构相结合,分别建立了可表征柔顺并联机构和集成多维力感知柔顺并联机构驱动力、外部载荷和力测量单元间数学关系的准静态模型,为提高系统的运动精度和可操作性能提供了理论支持。对一种新型集成二维力感知平面两自由度微动平台进行了设计,完成了其桥式位移放大机构和平台位移放大比的分析建模和性能验证,以及传感器的布片组桥和应变解析,从理论和设计实践上验证了所提出的建模和分析方法的可行性与有效性。
李聪浩[3]（2019）在《人机共融中操作者手眼特性及补偿方法研究》文中研究说明在精密的微操作过程中,操作者的人眼和人手需要极高的定位精度和操作精度,而微操作工具末端和微操作目标往往非常微小,使得人眼和人手在不断观察与操作的反复作业中容易疲劳,难以持久高效的高精度定位目标位置;人手在进行定位操作时,容易受到抖动、操作疲劳、熟练程度等影响,导致放置的位置坐标不准确,需要反复多次移动定位,降低了微操作的精度和效率,甚至造成任务失败。针对人眼和人手易疲劳、难以持久高精度定位等特性,设计了适用于微操作的人眼辅助定位与补偿系统和人手辅助定位与补偿系统,增强微操作系统的智能化辅助功能。论文将人眼视线定位辅助技术和机器学习预测技术引入到微操作系统中,同时研究了人眼辅助定位与补偿策略、人手辅助定位与补偿策略,减轻人眼和人手的操作负担,提高了微操作的精度和效率。论文主要包含以下几个方面:第一,基于实验的手眼特性数据的采集与分析;通过实验对人手在微操作中的直线运动、折线运动、弧线运动、定位操作等运动模式的数据进行采集并分析,根据人眼和人手易疲劳、难以持久高精度定位等特性,分别建立基于视线定位的人眼辅助定位与补偿系统、基于SVM预测模型的人手辅助定位与补偿系统。第二,使用VS2015、VS2017、OpenCV3.1.0进行人眼辅助定位与补偿系统的软件开发,使用Python和机器学习模块sklearn完成人手辅助定位与补偿系统。对人眼辅助定位与补偿系统的硬件方案和软件方案进行设计,结合系统标定实现了人眼视线定位功能。使用SVM构建了人手垂直方向和水平方向的定位误差预测模型,实现了人手辅助定位与补偿系统,并对模型的预测结果进行实验分析。第三,设计和实现了人眼辅助定位与补偿策略和人手辅助定位与补偿策略;对人眼定位的精度进行实验测试,通过人机交互、二次辅助定位、辅助定位框等方法实现了对人眼视线定位的辅助与补偿。通过SVM模型预测和添加图像测微标尺手动输入补偿误差值的方法实现了对人手定位误差的补偿。最后,搭建微操作实验平台,完成微操作系统的二次开发,进行了显微视觉标定实验,测量出像素距离和真实距离之间的测量比k;使用微操作平台进行了人眼和人手辅助定位与补偿实验,验证了结合人眼和人手辅助定位与补偿系统进行微操作作业的可行性和有效性。
张卓[4]（2018）在《电热驱动微夹持器的设计、制作及细胞操作实验》文中研究说明随着科技水平的进步,生物、医学等领域的科学研究和应用逐渐走向微观化和精准化。细胞微操作是推动这一趋势的关键技术,是人工受精、克隆、新药研制及基因工程的前提技术保障。目前,传统微吸管真空吸附的操作方式存在失败率高、灵活性和可重复性差、效率和精度低等问题,远不能满足相关领域科学研究和临床应用的发展需求。电热驱动微夹持器结构紧凑、可靠,控制简单,操作方式灵活多样,用电热驱动微夹持器机械夹持代替传统微吸管真空吸附的操作方式为解决上述问题提供了新思路,但当前研究尚处于静态层次的初级水平,在功能和性能上都无法满足细胞微操作的要求。本文以电热驱动微夹持器为研究对象,围绕静力学、动力学、设计、制作、测试、控制,及实验等方面,从理论到实验、软件到硬件开展了深入、系统的研究,有效提升了电热驱动微夹持器的性能。主要包括以下几个方面内容:（1）针对真空与空气两种环境,分别建立了V型和Z型电热驱动器的电-热和热-机多物理场耦合子模型,进而建立了V型和Z型电热驱动器统一的静力学模型,并对V型和Z型电热驱动器进行了详细分析与性能比较,为电热驱动器设计提供了依据。（2）建立了偏微分方程形式电热驱动器电-热场的动态模型。考虑轴向和横向振动的耦合,分别建立了V型和Z型电热驱动器的自由振动模型,求出了固有频率和模态。通过详细参数分析,发现了电热驱动器的动力学特性主要由电-热场决定,从而求出了电热驱动器的系统动态响应,揭示了电热驱动器的动力学特性。并进一步建立了常微分方程形式的电热驱动器动力学方程,为电热驱动微夹持器的控制奠定了基础。（3）设计并制作了多组电热驱动器,从静态响应、动态响应、氧化失效及失稳等方面开展了一系列测试与比较分析,改进了电热驱动器结构尺寸,提高了输出位移。利用拓扑优化方法,设计了一种柔顺微夹持机构,并制作了电热驱动微夹持器,实验测试表明,其输出位移可完全满足细胞操作需要。（4）根据动力学方程,建立了电热驱动器和电热驱动微夹持器的系统传递函数,并通过实验求得了综合材料参数,进而修正了传递函数模型。从而设计了P和PD控制器,通过数值仿真和实验,显着提高了电热驱动微夹持器的响应速度,并抑制了稳态振动。（5）搭建了一套细胞微操作系统,集成了机械臂、电动平台、电热驱动微夹持器、相机及显微镜等硬件,开发了操作软件,可实现图像实时显示、设备连接、手动操作、自动操作和反馈控制等功能。按照所规划的细胞微操作过程,首次实现了电热驱动机械夹持方式的斑马鱼卵细胞自动穿刺。
王帅[5]（2015）在《微操作系统中微动平台的设计和自动聚焦技术的研究》文中进行了进一步梳理近年来,微操作系统被广泛地应用到微机电系统MEMS（Micro Electro Mechanical System）、微光电子机械系统MOEMS（Micro Opto Electro Mechanical System）和生物微机电系统Bio MEMS（Biological Micro Electro Mechanical System）等领域。微操作系统中采用自动聚焦技术可以获得微操作任务过程中清晰的焦平面图像,进而通过多自由度的微动平台可以实现微操作任务的高精度定位。本文针对微动平台进行设计并对自动聚焦技术进行研究和改进,具体内容如下:首先概述了对微操作系统进行研究的目的和意义,分析了微动平台和自动聚焦技术在微操作系统中的作用,回顾了微动平台和自动聚焦技术在国内外的研究现状,确定了本论文的研究内容和方向。对微操作系统的总体结构进行阐述,说明了微操作系统的特殊性,并对微操作系统的各个模块实现的功能和作用进行分析。并进行了微动平台的软硬件设计,其中运动控制卡核心为STM32芯片,通过运动控制卡控制四个驱动器驱动四个高精度步进电机实现高精度空间定位。在自动聚焦技术中的基础理论和方法方面,首先通过介绍光学成像原理说明模糊图像的成像原因,然后介绍自动聚焦技术的分类,通过对比各种方法,说明基于图像处理的自动聚焦技术的优势。在DFF自动聚焦技术中,对其关键问题进行研究和改进。介绍了DFF自动聚焦技术中的三大问题:聚焦评价函数、聚焦窗口选择方法和聚焦策略。对传统的SUSAN算法和DCT算法进行改进,使改进后的SUSAN算法不受光强变化的影响,并提高改进后的DCT算法在峰值附近的灵敏度,将这两种改进后的算法结合形成新的组合聚焦评价算法。第四节中提出一种动态聚焦窗口选择方法,该方法能根据图像信息,自适应调整聚焦窗口位置和大小,提高了灵活性和适用性。为了配合课题研究分析,使用VS2010和Open CV开发了相应的自动聚焦性能测试软件和微操作系统定位控制软件。最后,总结了本论文主要研究成果,并阐述下一步的研究方向和内容。
沙晓鹏[6]（2015）在《基于微操作系统的显微立体视觉伺服定位控制研究》文中提出在特征尺寸为微米和亚微米量级的物体上进行加持、吸附、抓取、转移、装配和注射等操作称为微操作。执行微操作的器械设备称为微操作系统或者微操作机器人。近年来,微操作系统被广泛地应用到微机电系统MEMS（Micro Electro Mechanical System）、微光电子机械系统MOEMS（Micro Opto Electro Mechanical System）和生物微机电系统Bio MEMS（Biological Micro Electro Mechanical System）等。将微操作机器人系统和显微视觉信息相结合形成的显微视觉伺服控制系统并使其具有与外部环境进行智能交互能力,是当今微操作机器人系统研究和发展的一个主要方向。目前对微操作系统的研究范围已经从理论研究发展到了应用设计。因此,微操作系统领域的未来发展热点之一是将其大规模的应用到工业生产上。为了实现这一目标,微操作系统自动化和智能化的水平和质量在发展过程中将起到关键的作用。本文围绕微操作系统的自动化问题进行了系统的整体规划,自行构建了一套完整的显微立体视觉伺服微定位控制系统。系统包括:末端执行器模块,运动控制模块和显微视觉模块,并在此基础上对微操作系统中显微立体视觉伺服的成像模型和系统的微定位控制进行了重点研究。针对显微视觉伺服系统中深度信息获取问题,本文基于显微视觉模块建立了G（Greenough）型和CMO（Common Main Objective）型两种结构下的体视显微镜SLM（Stereo Light Microscopy）的成像模型。采用这两种视觉模型可以直接从3D场景中获取物体的视觉信息,避免了微操作系统实时测量或在线估计目标物体未知点的深度,提高了系统的控制性能。在微动机器人运动学的基础上建立了基于图像的视觉伺服控制器,并对微操作闭环系统的稳定性进行了分析。针对显微立体视觉伺服控制系统中稳定性分析复杂的问题,本文建立了基于Hamilton理论的微定位控制算法。通过分解微动机器人的质量矩阵,进行了微操作系统动力学方程的模型变换。进而将显微立体视觉伺服控制系统实现为一类广义Hamilton系统。设计了显微视觉伺服控制器,使得微操作机器人闭环系统渐近稳定。针对传统的基于图像的视觉伺服方法多采用物体的几何特征如点、线、区域面积等作为特征值进行视觉伺服控制时需要图像处理过程中特征值的提取、匹配和跟踪等问题,本文基于Phong照明模式和光流法提出了显微立体视觉系统的微定位方法。此方法是以整幅图像的像素亮度信息作为特征值进行微操作系统的视觉反馈,进而设计了基于亮度的直接伺服控制器,采用此方法避免了图像处理过程中的特征值提取、匹配和跟踪步骤。
乔豫川[7]（2012）在《智能清洗机器人的遥操作系统研究》文中研究指明冷凝器管口污垢智能清洗机器人能够有效解决冷凝器管口清洗时发电厂需要停机的问题，对于发电厂、核电站、化工厂等大型企业实现节能减排目标具有重要意义。针对冷凝器室内环境复杂、清洗机器人难以自主完成清洗任务的问题，本文深入研究了智能清洗机器人的遥操作系统，主要工作如下：（1）设计了使用操纵杆进行力反馈控制智能清洗机器人的遥操作体系结构，详细介绍了各个模块的功能。该结构分为遥操作控制台端和智能清洗机器人端，它们之间通过无线局域网进行通信。遥操作系统的软件架构采用客户机/服务器模式（C/S模式），其中遥操作控制台作为客户端，清洗机器人作为服务器端。同时分析了清洗机器人遥操作系统的主要任务，将其各项任务分配到清洗机器人端和遥操作控制台端，实现了清洗机器人与遥操作控制台之间的计算能力和网络负载的平衡。（2）设计了遥操作控制台端的硬件架构和软件系统，包括遥操作控制台的人机交互界面设计和操纵杆力反馈控制器的软硬件设计。设计了智能清洗机器人的本体机械结构、机电控制系统、通信控制程序和图像处理程序，在机电控制系统中由工控机进行数据处理和运动控制。（3）针对清洗机器人的遥操作系统的时延特性，提出了遥操作系统的滑模变结构阻抗控制方法。设计了操纵杆的阻抗控制器和机械臂的滑模控制器，重点分析了滑模控制系统的稳定性和透明性。仿真实验结果表明滑模变结构阻抗控制方法能够减小遥操作系统的时延对系统稳定性和透明性的影响。（4）通过智能清洗机器人遥操作系统的实验，初步证明了遥操作清洗机器人具备良好的移动能力、机械臂旋转定位能力和管口定位能力。论文的研究成果有效的解决了智能清洗机器人遥操作系统的系统设计和控制问题，实现了对冷凝器管的在线高压水射清洗，保障了大型电厂冷凝器的高效安全运转。
韩江义[8]（2010）在《带力觉反馈的主从式遥微操作系统研制与实验研究》文中研究表明遥微操作技术是宏观遥控机器人技术在微操作领域的扩展应用,带力觉反馈的遥微操作不仅使得操作者直接参与微操作的控制,而且可实时感受微操作状态,有利于提高微操作的灵巧性、安全性和效率,是目前实现复杂微操作的主要手段,在微机电系统装配、生物工程操作以及微创手术等领域具有广阔的应用前景。本文在国家自然科学基金项目“智能微机电系统视觉/力觉/位移混合检测与控制技术”（项目批准号:50275078）的资助下,结合微操作/微装配的应用需求,开展了带力反馈的主从式遥微操作技术研究和系统平台研制,包括主手手控器的优化设计技术,带微力传感的微操作器的研制技术,遥微操作控制技术及实验验证等。论文的主要工作及创新点如下:1)对微操作器的微力传感技术进行了研究,设计研制出两种带力传感的微操作器——微夹持器和探针式微操作器,并对其微力传感性能进行了实验和分析;2)对基于Delta机构的并联微操作手控器优化设计技术开展研究。首先针对带力反馈的微操作手控器的性能需求,提出了并联机构力传递能力的概念和表征方法,以Delta机构为例分析了力传递能力在工作空间的分布;以此为基础,提出了考虑力传递能力稳定性、运动性能和空间体积等多因素的手控器性能优化目标函数,对手控器进行了运动学分析、奇异分析和多目标优化设计;此外,还提出了一种手控器位置精度标定误差补偿方法,显着提高了其输出精度;3)研究了带力反馈的遥微操作系统的控制技术。首先,以带力传感的微夹持器为基础,设计了一个具有单自由度的力觉反馈的遥微夹持操作试验平台,实现了微夹持操作的力觉反馈,并通过试验分析主手和从手之间的位置跟踪、反馈力跟踪和时滞特性;其次,针对多自由度的力觉反馈遥微操作的控制要求,研究了遥微操作的临场感技术、系统的动力模型、控制方案及其实现技术;4)基于系统设计方案,研制了四自由度和三自由度的带力觉反馈的主从式遥微操作系统,并开展了手控器的重力补偿、力觉反馈遥微操作等一系列试验,验证了该力觉反馈遥微操作系统的有效性,同时也体现了依据该系统进行微操作的灵巧性。
冯石柱[9]（2008）在《六自由度并联液压伺服机械手的力觉双向伺服控制》文中指出主-从遥操作机器人系统能代替人完成危险场合、极限环境的作业任务,力反馈技术可以大大地提高其作业精度和工作效率。因此,进行力反馈主-从遥操作机器人系统控制理论的研究具有非常重要的理论和现实意义。本文结合国家自然科学基金项目（50475011）“遥操纵6自由度液压并联机械手的力觉双向伺服控制”及教育部优秀青年教师资助计划项目“遥操纵工程机器人的新型力觉双向伺服控制”,在国内首次系统地研究了6自由度（简称6-DOF）并联液压伺服遥操纵机械手的力觉双向伺服控制问题。本文提出一种新型液压伺服力反馈双向伺服控制策略,它在理论上突破了传统的“从动机械手总是跟随操纵杆运动”的主-从双向伺服控制的思维定式,其被动式力反馈方法可以有效解决国际上现有液压伺服力反馈双向伺服控制方法所存在的“从动机械手接触到刚性较大物体时反馈力冲击过大”及“主-从控制的随动性差”等问题。推导了逆混合参数矩阵理想透明度条件,结合二端口网络理论,对新型力反馈双向伺服控制策略的稳定性和透明度进行了研究。揭示了遥操作系统稳定性和透明度与系统硬件结构参数的定性和定量关系,证明了新型力反馈双向伺服控制策略的可行性。搭建了6-DOF并联液压伺服遥操纵机械手力反馈双向伺服控制系统试验台架并进行了力反馈性能试验。结果表明,新型液压伺服力反馈双向伺服控制策略具有一定的位置跟踪精度和力反馈精度,解决了国际上现有控制策略存在的反馈力冲击过大的问题,具有较好的随动性。所搭建的6-DOF并联液压伺服力反馈双向伺服控制系统具有响应速度快、刚度大、操纵方便、稳定性较好的特点。在资源开发、排险救灾、社会服务和军事、航天等领域具有广泛的应用前景。
田桂中[10]（2008）在《自动化细胞注射中微操作与微注射技术及实验研究》文中指出细胞注射技术在生物、医疗等领域中扮演越来越重要的角色,但其手工或半自动化操作方式,存在实验效率低、注射量控制难等不足。研究一种自动化程度高、微注射量精确可控的细胞注射技术已成为细胞工程和机械工程的重要课题。微流体数字化技术是南京理工大学微系统研究室发明的、拥有自主知识产权的重要研究成果,该技术为建立与信息化、能量传输及固体运动数字化有同等意义的物质传输数字化开辟了道路,对微流体系统的研究和技术进步有重要意义。本论文以微流体数字化技术为起点,研究自动化细胞注射中微操作与微注射技术。从操作机理、实现方法与装置、验证实验等方面,研究了自动化细胞注射的系统结构和自动补给、位姿调节、数字化进退针、数字化微注射这四项关键技术,取得以下成果:提出了“多操作手分立式”细胞注射系统结构,简化了单操作手的任务和操作方式,降低了图像处理、伺服控制等单元的性能要求,增强了微小工件位置和姿态调节能力,为研制自动化细胞注射系统奠定基础。研制了微流体数字化技术驱动的细胞自动补给仪样机,适合于不同尺寸细胞的定点输送,具有自动计数、自动分离和实时可控等特征。提出了基于流场流动和机械运动耦合控制的细胞位姿调节技术。以细胞培养液为控制介质,分析了细胞位姿调节技术操作机理;建立了被操作细胞工程化模型和淹没射流控制模型;以吸持针为末端执行器,发明了细胞位姿调节用单细胞微操作装置。实现了三维位置坐标和三自由度姿态信息的精确控制。提出了前后端双支撑结构的冲击式微进给驱动原理,建立了该驱动原理的动力学模型,消除了传统惯性式微进给机构质心前后移动引起的横向摆动,进给步长和运动方向实时可调,运行稳定可靠,行程不受限制。研制了具有数字化进退针和数字化微注射双重功能的微注射仪,测试了其进给和喷射性能。具有进给精度高、瞬时速度快、过程实时可控等特征,精度可达纳米量级,刺膜实验效率达149枚/h;实现了注射时间节拍化、微注射量规整化,且脉冲序列人为可控,微注射分辨率达飞升量级。以小鼠卵母细胞为实验对象,进行了自动化细胞注射验证实验研究,实验效率达12枚/h。结果表明:基于细胞自动补给、位姿调节、数字化进退针和数字化微注射这四项特征操作的自动化细胞注射是可行的,“多操作手分立式”系统结构提高了细胞注射自动化程度。
二、一种基于操纵杆控制微操作系统三维运动的方法（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、一种基于操纵杆控制微操作系统三维运动的方法（论文提纲范文）
（1）血管介入手术机器人力位感知与人机协同策略研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景及意义 |
| 1.2 血管介入手术机器人 |
| 1.3 血管介入手术机器人国内外研究现状 |
| 1.3.1 国外血管介入手术机器人研究现状 |
| 1.3.2 国内介入式机器人研究现状 |
| 1.4 现有研究存在的关键问题 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第2章 主从式心血管介入手术机器人系统设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 血管介入手术机器人具体设计要求与参数确定 |
| 2.2.1 从端递送机构设计要求 |
| 2.2.2 从端递送机构设计指标 |
| 2.2.3 主端操作机构设计要求 |
| 2.2.4 主端操作机构设计指标 |
| 2.2.5 主从端机构设计参数汇总 |
| 2.3 从端结构设计 |
| 2.3.1 从端推进机构设计 |
| 2.3.2 从端旋捻机构设计 |
| 2.3.3 从端夹持机构设计 |
| 2.4 主端操作结构设计 |
| 2.5 主从机器人样机系统搭建及主要参数 |
| 2.5.1 主端机器人样机搭建及参数 |
| 2.5.2 从端机器人样机搭建及参数 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 主从式介入手术机器人性能评价实验 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 主从端控制系统设计与搭建 |
| 3.3 从端动力学模型及控制系统仿真 |
| 3.3.1 从端推进运动动力学模型及控制系统仿真 |
| 3.3.2 从端旋捻运动动力学模型及控制系统仿真 |
| 3.4 机器人各项性能评价 |
| 3.4.1 从端机器人轴向推进力检测性能评价 |
| 3.4.2 主从操作下主从推进位移跟随特性评价实验 |
| 3.4.3 主从操作下主从旋捻角度跟随特性评价实验 |
| 3.4.4 主从操作下主端推送力与从端导丝递送力反馈性能评价实验 |
| 3.4.5 主从操作下血管体模内定点推进误差评价实验 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于Softmax学习算法的导丝递送状态判别 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于Softmax回归的导丝递送状态判别模型建立 |
| 4.3 机器学习数据集采集 |
| 4.4 导丝递送状态判别模型评估与分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 基于人机信任度的人机协同策略研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于导丝递送状态判别模型的主从动态映射模型 |
| 5.2.1 医生操作表现评估模型 |
| 5.2.2 机器人表现评估模型 |
| 5.2.3 人机信任度评估模型 |
| 5.2.4 主从协同映射模型 |
| 5.3 基于人机信任度的人机协同手术控制策略 |
| 5.4 人机协同手术实验 |
| 5.5 人机协同手术实验结果分析 |
| 5.6 小结 |
| 结论 |
| 附录 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间承担的科研项目与主要成果 |
| 致谢 |
（2）柔顺并联多维力传感器机理建模与应变解析研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 引言 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 多维力传感器国外研究现状 |
| 1.3 多维力传感器国内研究现状 |
| 1.4 十字梁结构多维力传感器国内外研究现状 |
| 1.5 并联结构多维力传感器国内外研究现状 |
| 1.6 柔顺并联多维力传感器国内外研究现状 |
| 1.7 课题的提出及意义 |
| 1.8 论文的研究内容 |
| 2 柔顺并联多维力传感器的构型设计 |
| 2.1 多维力传感器检测原理 |
| 2.1.1 应变测量原理和组桥方案 |
| 2.1.2 多维力传感器维间耦合的定量描述 |
| 2.1.3 多维力传感器解耦算法 |
| 2.2 基本力测量单元的结构设计 |
| 2.2.1 单维力测量单元设计 |
| 2.2.2 二维力测量单元设计 |
| 2.2.3 三维力测量单元设计 |
| 2.3 基本的柔性单元及力测量支链形式 |
| 2.3.1 柔性单元的种类及特点 |
| 2.3.2 力测量支链形式 |
| 2.4 柔顺并联多维力传感器的分类与构型设计 |
| 2.4.1 柔顺并联多维力传感器的分类 |
| 2.4.2 构型设计流程 |
| 2.4.3 构型设计实例 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 柔顺机构用柔性铰链的组合设计及柔度建模 |
| 3.1 柔性铰链的组合设计流程 |
| 3.2 柔性铰链的组合设计与柔度建模 |
| 3.2.1 柔性铰链的组合设计 |
| 3.2.2 柔性铰链的通用柔度模型 |
| 3.3 双轴椭圆弧柔性铰链的设计与柔度建模 |
| 3.3.1 双轴椭圆弧柔性铰链的设计 |
| 3.3.2 双轴椭圆弧柔性铰链的柔度建模 |
| 3.4 柔性铰链柔度方程解析推导 |
| 3.4.1 圆锥曲线型柔性段柔度公式解析推导 |
| 3.4.2 双轴椭圆弧柔性段柔度公式解析推导 |
| 3.5 有限元验证和数值仿真 |
| 3.5.1 解析柔度模型 |
| 3.5.2 路径定义 |
| 3.5.3 有限元分析和验证 |
| 3.5.4 数值仿真 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 柔顺并联多维力传感器应变解析与优化设计 |
| 4.1 多维力传感器静态性能评价指标 |
| 4.1.1 多维力传感器的数学模型 |
| 4.1.2 基于条件数的传感器静态性能评价指标 |
| 4.2 柔顺并联多维力传感器的应变解析模型 |
| 4.2.1 等矩形截面直梁应变解析 |
| 4.2.2 柔顺串联多维力传感器应变解析 |
| 4.2.3 柔顺并联多维力传感器应变解析 |
| 4.3 新型六维力传感器设计与应变解析 |
| 4.3.1 传感器弹性体结构设计 |
| 4.3.2 柔顺并联4-PSU弹性体结构特点 |
| 4.3.3 柔顺PSU支链刚度建模 |
| 4.3.4 整体刚度建模及力映射解析 |
| 4.3.5 传感器布片及组桥 |
| 4.3.6 应变柔度矩阵解析 |
| 4.4 新型六维力传感器优化设计 |
| 4.5 新型六维力传感器静动态性能仿真 |
| 4.6 新型六维力传感器虚拟静态性能分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 集成多维力感知柔顺并联机构机理建模与分析 |
| 5.1 柔顺并联机构的准静态模型 |
| 5.1.1 柔性铰链柔度变换和刚度位移变换 |
| 5.1.2 柔顺串联支链 |
| 5.1.3 柔顺并联机构 |
| 5.2 多维力感知柔顺并联机构类型及准静态模型 |
| 5.2.1 所有支链均含力测量和驱动单元类型 |
| 5.2.2 力测量被动支链与主动支链分离类型 |
| 5.2.3 力测量单元与主被动支链混合类型 |
| 5.2.4 柔顺并联机构与多维力传感器串联类型 |
| 5.3 平面柔顺并联机构的准静态模型 |
| 5.3.1 平面柔顺串联支链 |
| 5.3.2 平面柔顺并联机构 |
| 5.4 集成多维力感知平面柔顺并联机构的设计与分析 |
| 5.4.1 二维力感知柔顺并联机构的设计 |
| 5.4.2 柔顺PRR支链刚度建模 |
| 5.4.3 桥式位移放大机构解析建模 |
| 5.4.4 平面2-DOF微动平台主动支链解析建模 |
| 5.4.5 二维力感知解耦微动平台解析建模及力映射解析 |
| 5.4.6 传感器布片、组桥和应变解析 |
| 5.5 集成二维力感知平面微动平台模型验证 |
| 5.5.1 桥式位移放大机构模型验证 |
| 5.5.2 两自由度平面微动平台模型验证 |
| 5.5.3 平面二维力传感器应变解析模型验证 |
| 5.6 二维力感知解耦微动平台优化设计及静动态性能 |
| 5.6.1 优化设计 |
| 5.6.2 静动态性能 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（3）人机共融中操作者手眼特性及补偿方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 微操作系统的国内外研究现状 |
| 1.3 机器学习预测模型概述 |
| 1.4 视线跟踪技术的国内外研究现状 |
| 1.5 论文主要研究内容与结构 |
| 第2章 微操作中手眼协调操作的实验数据采集与特性分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 基于实验的手眼特性数据的获取与分析 |
| 2.2.1 实验数据采集系统及数据获取 |
| 2.2.2 实验数据分析 |
| 2.3 人眼和人手的辅助定位与补偿系统 |
| 2.4 人眼辅助定位与补偿系统的方案选择与设计 |
| 2.4.1 视线定位方案设计 |
| 2.4.2 人眼辅助定位与补偿系统的硬件方案设计 |
| 2.5 人手辅助定位与补偿系统的方案选择与研究 |
| 2.5.1 人手辅助定位与补偿系统的方案选择 |
| 2.5.2 支持向量机的介绍与研究 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 人眼和人手辅助定位与补偿系统设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 人眼辅助定位与补偿系统设计 |
| 3.3 人眼图像处理模块 |
| 3.4 系统标定模块 |
| 3.5 人眼辅助定位系统实现 |
| 3.6 人手辅助定位与补偿系统的实现 |
| 3.6.1 真空吸附式微夹钳定位误差数据的采集 |
| 3.6.2 支持向量机构建回归预测模型 |
| 3.7基于SVM预测模型的误差预测实验 |
| 3.8 本章小结 |
| 第4章 基于人机共融的人眼和人手辅助定位与补偿策略研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 微操作机器人系统 |
| 4.3 基于人机共融的人眼辅助定位与补偿策略 |
| 4.4人眼辅助定位与补偿实验 |
| 4.4.1人眼辅助定位误差实验 |
| 4.4.2人眼辅助定位与补偿实验 |
| 4.5 基于人机共融的人手辅助定位与补偿策略 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 基于人机共融的人眼和人手辅助定位与补偿实验 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 显微视觉系统的标定实验 |
| 5.3 人眼辅助定位与补偿实验 |
| 5.3.1 微操作系统 |
| 5.3.2 微夹钳与显微视觉系统 |
| 5.3.3 人眼辅助定位与补偿方法实验 |
| 5.4人手辅助定位与补偿实验 |
| 5.5 人眼和人手辅助定位与补偿实验结果分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 研究创新点与特色 |
| 6.3 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录A 作者研究生期间发表学术论文情况 |
| 附录B 作者研究生期间参与的科研项目 |
（4）电热驱动微夹持器的设计、制作及细胞操作实验（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状综述 |
| 1.2.1 细胞微操作 |
| 1.2.2 机械微夹持器 |
| 1.2.3 电热驱动器 |
| 1.2.4 微操作系统 |
| 1.3 本文研究目的和研究内容 |
| 1.3.1 研究目的及意义 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 第2章 电热驱动器静力学模型与分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 电热驱动器结构分析 |
| 2.3 建模思路与假设 |
| 2.4 静态电-热模型 |
| 2.4.1 真空条件下的静态电-热模型 |
| 2.4.2 空气条件下的静态电-热模型 |
| 2.5 静态热-机模型 |
| 2.5.1 V型梁静态热-机模型 |
| 2.5.2 Z型梁静态热-机模型 |
| 2.6 系统静力学模型 |
| 2.7 有限元仿真与实验测试 |
| 2.7.1 有限元仿真 |
| 2.7.2 实验测试 |
| 2.8 参数分析与性能比较 |
| 2.9 本章小结 |
| 第3章 电热驱动器动力学建模与参数分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 动态电-热模型 |
| 3.3 模态分析与有限元仿真 |
| 3.3.1 V型电热驱动器模态分析 |
| 3.3.2 Z型电热驱动器模态分析 |
| 3.4 系统动态模型与仿真 |
| 3.4.1 系统动态模型 |
| 3.4.2 数值仿真 |
| 3.4.3 U型电热驱动器静态和动态响应分析 |
| 3.5 参数分析 |
| 3.5.1 响应速度 |
| 3.5.2 固有频率 |
| 3.6 系统动力学方程 |
| 3.6.1 系统常微分方程 |
| 3.6.2 有限元仿真 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 电热驱动微夹持器设计、制作与测试 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 电热驱动器设计、制作与测试 |
| 4.2.1 制作方案及工艺 |
| 4.2.2 电热驱动器并联和串联弹簧模型 |
| 4.2.3 电热驱动器设计与测试 |
| 4.3 电热驱动微夹持器设计与测试 |
| 4.3.1 柔顺微夹持机构设计 |
| 4.3.2 电热驱动微夹持器测试 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 电热驱动微夹持器控制 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 综合材料参数 |
| 5.3 系统传递函数 |
| 5.4 图像识别与位移反馈 |
| 5.5 控制软件设计 |
| 5.6 电热驱动器控制 |
| 5.7 电热驱动微夹持器控制 |
| 5.8 本章小结 |
| 第6章 微操作系统与细胞操作实验 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 微操作系统硬件集成 |
| 6.3 微操作系统软件开发 |
| 6.4 斑马鱼卵细胞穿刺实验 |
| 6.4.1 斑马鱼卵细胞收集 |
| 6.4.2 半自动细胞夹持与穿刺 |
| 6.4.3 自动细胞夹持与穿刺 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间所发表的学术论文 |
| 致谢 |
（5）微操作系统中微动平台的设计和自动聚焦技术的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 微操作系统的国内外研究现状 |
| 1.2.2 自动聚焦技术的国内外研究现状 |
| 1.3 本文的主要内容与结构安排 |
| 第2章 微操作系统的总体构建 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 微操作系统的特殊性 |
| 2.2.1 操作对象的物理尺寸 |
| 2.2.2 微观环境的物理特性 |
| 2.3 微操作系统的总体结构 |
| 2.4 显微视觉模块 |
| 2.4.1 显微视觉模块的组成 |
| 2.4.2 显微镜的性能比较与分析 |
| 2.4.3 系统光源的选择 |
| 2.5 微动平台模块 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 自动聚焦技术的基本理论 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 光学成像原理 |
| 3.2.1 几何光学模型 |
| 3.2.2 点扩散函数 |
| 3.2.3 光学成像系统分辨率 |
| 3.2.4 焦深与景深 |
| 3.3 自动聚焦技术分类 |
| 3.3.1 测距法 |
| 3.3.2 聚焦检测法 |
| 3.3.3 基于图像处理法 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 DFF自动聚焦技术的研究与改进 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 DFF自动聚焦技术中的关键问题 |
| 4.2.1 聚焦评价函数 |
| 4.2.2 聚焦窗口选择方法 |
| 4.2.3 聚焦策略 |
| 4.3 一种新的组合聚焦评价算法 |
| 4.3.1 对DCT算法的改进 |
| 4.3.2 对SUSAN算法的改进 |
| 4.3.3 组合算法 |
| 4.4 一种动态聚焦窗口选择方法 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 微动平台软硬件的设计与实现 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 微动平台硬件总体结构 |
| 5.3 运动控制卡 |
| 5.3.1 STM32系列芯片介绍 |
| 5.3.2 运动控制卡的硬件设计 |
| 5.3.3 运动控制卡的控制流程 |
| 5.4 电机模块 |
| 5.5 显微视觉定位控制软件 |
| 5.6 自动聚焦实验软件 |
| 5.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（6）基于微操作系统的显微立体视觉伺服定位控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 微操作系统的组成及分类 |
| 1.2.1 微操作系统的特点及结构组成 |
| 1.2.2 微操作系统的分类 |
| 1.3 微操作系统的发展现状 |
| 1.3.1 国外发展现状 |
| 1.3.2 国内发展现状 |
| 1.4 微操作系统中的显微视觉技术研究 |
| 1.4.1 视觉伺服概述 |
| 1.4.2 光学显微镜自动聚焦技术 |
| 1.4.3 深度信息获取技术 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第2章 微操作系统的总体构建 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 微操作系统的总体结构组成 |
| 2.3 显微视觉模块的选择与分析 |
| 2.3.1 显微视觉模块的组成 |
| 2.3.2 各种显微镜的性能比较与分析 |
| 2.3.3 照明模块和选择 |
| 2.4 定位平台模块 |
| 2.5 运动控制模块 |
| 2.6 软件模块和通信方式 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 微操作系统的成像模型建立及定位控制 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 显微成像原理及显微视觉与宏观视觉的差异分析 |
| 3.2.1 显微成像原理 |
| 3.2.2 显微视觉与宏观视觉的差异分析 |
| 3.3 摄像机成像模型 |
| 3.3.1 小孔成像模型 |
| 3.3.2 各个坐标系及其坐标变换 |
| 3.4 体视显微镜的分类及图像雅克比矩阵推导 |
| 3.4.1 体视显微镜的分类 |
| 3.4.2 视觉伺服原理描述 |
| 3.4.3 基于CMO型SLM的视觉模型推导 |
| 3.4.4 基于G型SLM的视觉模型推导 |
| 3.5 基于图像的显微视觉伺服控制 |
| 3.5.1 控制策略 |
| 3.5.2 控制器设计及稳定性分析 |
| 3.6 实验结果 |
| 3.6.1 基于CMO型SLM的实验结果 |
| 3.6.2 基于G型SLM的实验结果 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 基于广义Hamilton系统的显微立体视觉伺服定位控制研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 Hamilton系统的研究概述 |
| 4.3 系统描述 |
| 4.4 控制器设计及稳定性分析 |
| 4.4.1 控制器设计及广义Hamilton系统实现 |
| 4.4.2 稳定性分析 |
| 4.5 仿真研究 |
| 4.5.1 基于G型SLM的仿真结果 |
| 4.5.2 基于CMO型SLM的仿真结果 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 基于Phong光照模型和光流法的显微立体视觉伺服定位控制研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 理论基础 |
| 5.2.1 光流场基本假设和光流约束方程(OFCE) |
| 5.2.2 Phong光照模型 |
| 5.3 亮度作为视觉伺服的特征值 |
| 5.3.1 一般情况下的基于亮度的交互矩阵 |
| 5.3.2 简单场景中的基于亮度的交互矩阵 |
| 5.4 基于亮度的显微立体视觉伺服及控制器设计 |
| 5.4.1 基于亮度的显微立体视觉伺服 |
| 5.4.2 控制器设计及稳定性分析 |
| 5.5 实验研究 |
| 5.5.1 系统配置 |
| 5.5.2 图像预处理 |
| 5.5.3 实验结果 |
| 5.5.4 误差分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（7）智能清洗机器人的遥操作系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 论文研究背景和意义 |
| 1.2 冷凝器清洗的重要性及清洗技术 |
| 1.2.1 冷凝器的工作原理 |
| 1.2.2 污垢产生原因及种类 |
| 1.2.3 冷凝器污垢的影响 |
| 1.2.4 冷凝器污垢清洗的主要技术 |
| 1.3 机器人的发展现状 |
| 1.3.1 清洗机器人的发展现状 |
| 1.3.2 遥操作机器人的发展现状 |
| 1.4 典型的遥操作系统结构和控制模式 |
| 1.5 论文的主要工作和结构安排 |
| 第2章 智能清洗机器人遥操作系统的体系结构设计 |
| 2.1 智能清洗机器人遥操作系统主要任务 |
| 2.2 智能清洗机器人遥操作系统系统需求 |
| 2.2.1 遥操作系统硬件系统要求 |
| 2.2.2 遥操作系统软件功能需求 |
| 2.3 智能清洗机器人遥操作体系结构 |
| 2.3.1 遥操作系统硬件架构 |
| 2.3.2 遥操作系统软件总体架构 |
| 2.3.3 遥操作系统的无线通信 |
| 2.4 遥操作系统的控制模式 |
| 2.5 小结 |
| 第3章 智能清洗机器人遥操作系统控制台端设计 |
| 3.1 遥操作控制台端硬件设计 |
| 3.1.1 遥操作控制台端硬件构成 |
| 3.1.2 主机械手操纵杆的设计 |
| 3.2 遥操作控制台端软件设计 |
| 3.2.1 遥操作控制台端程序功能 |
| 3.2.2 遥操作控制台端界面 |
| 3.2.3 操作安全性设计 |
| 3.2.4 操纵杆运动控制程序设计 |
| 3.3 小结 |
| 第4章 智能清洗机器人遥操作系统清洗机器人端设计 |
| 4.1 智能清洗机器人本体结构 |
| 4.2 智能清洗机器人机械结构 |
| 4.2.1 履带式行走机构 |
| 4.2.2 机械臂结构 |
| 4.3 智能清洗机器人机电控制系统设计 |
| 4.3.1 驱动轮控制子系统 |
| 4.3.2 喷枪电机控制子系统 |
| 4.3.3 机械臂控制子系统 |
| 4.3.4 总体控制系统 |
| 4.4 清洗机器人端程序功能和软件界面 |
| 4.4.1 程序功能 |
| 4.4.2 清洗机器人端界面 |
| 4.5 智能清洗机器人遥操作系统软件核心功能 |
| 4.5.1 通信控制程序设计 |
| 4.5.2 图像处理程序设计 |
| 4.6 小结 |
| 第5章 智能清洗机器人遥操作系统的滑模变结构控制 |
| 5.1 遥操作系统的物理模型 |
| 5.2 遥操作系统的控制结构 |
| 5.3 遥操作系统的滑模控制器设计 |
| 5.4 稳定性和透明性分析 |
| 5.5 仿真实验 |
| 5.6 总结 |
| 第6章 智能清洗机器人遥操作系统的实验验证 |
| 6.1 智能清洗机器人遥操作系统实验准备 |
| 6.2 智能清洗机器人遥操作系统实验方案 |
| 6.2.1 遥操作系统运动控制实验 |
| 6.2.2 遥操作系统机械臂控制实验 |
| 6.2.3 遥操作系统管口定位实验 |
| 6.3 总结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文和专利 |
| 附录B 攻读学位期间参加的科研项目 |
（8）带力觉反馈的主从式遥微操作系统研制与实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 微机电系统 |
| 1.1.2 微操作/微装配技术 |
| 1.2 遥微操作系统 |
| 1.2.1 遥操作系统及特点 |
| 1.2.2 微操作/微装配中应用遥操作技术的必要性 |
| 1.2.3 遥微操作技术研究现状 |
| 1.3 手控器与微力传感器及研究现状 |
| 1.3.1 手控器 |
| 1.3.2 微操作中的微力传感器 |
| 1.4 遥微操作系统中的控制策略 |
| 1.5 国内遥微操作相关技术的研究状况 |
| 1.6 本文研究意义和主要研究内容 |
| 1.6.1 本文的研究目的与意义 |
| 1.6.2 主要研究内容 |
| 1.7 本章小结 |
| 第二章 遥微操作系统方案 |
| 2.1 方案总体结构 |
| 2.2 微操作从手结构方案分析 |
| 2.2.1 微操作器方案 |
| 2.2.2 显微操作臂方案 |
| 2.2.3 微操作力测量方案 |
| 2.3 手控器方案分析 |
| 2.3.1 手控器的性能要求 |
| 2.3.2 手控器的结构方案及其特点 |
| 2.4 其他附属子系统 |
| 2.5 测控子系统方案 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 带力传感微操作器的研制及试验研究 |
| 3.1 带力传感的微夹持器设计及制作 |
| 3.1.1 微夹持器的设计 |
| 3.1.2 应变梁的优化设计 |
| 3.2 微探针的设计与制作 |
| 3.3 微力应变计的制作 |
| 3.4 信号测量接口电路 |
| 3.5 性能标定与应用试验 |
| 3.5.1 微力传感标定试验 |
| 3.5.2 微操作试验 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 单自由度的力觉反馈遥微操作系统设计与试验 |
| 4.1 夹持自由度的遥微操作系统 |
| 4.1.1 夹钳式主手设计 |
| 4.1.2 微操作从手装置 |
| 4.1.3 力觉反馈遥操作系统控制模型 |
| 4.2 主手输出力的测试 |
| 4.2.1 静态试验 |
| 4.2.2 动态特性试验 |
| 4.3 遥微操作性能试验 |
| 4.3.1 遥微操作实验平台 |
| 4.3.2 遥微操作性能试验 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 力反馈手控器的优化设计 |
| 5.1 手控器的结构方案及其特点 |
| 5.2 Delta机构分析 |
| 5.2.1 正向运动学解 |
| 5.2.2 反向运动学解 |
| 5.2.3 速度和力传递分析 |
| 5.2.4 动力学分析 |
| 5.2.5 奇异位形分析 |
| 5.3 Delta机构力传递性能分析 |
| 5.3.1 力传递能力研究和力传递能力的表征 |
| 5.3.2 力传递能力与力雅可比矩阵条件数的关系仿真分析 |
| 5.3.3 工作空间内力传递能力分布分析 |
| 5.4 Delta结构的优化设计 |
| 5.4.1 优化性能指标分析 |
| 5.4.2 手控器参数的优化计算 |
| 5.4.3 动力参数的确定 |
| 5.5 手控器机构的制作与安装 |
| 5.5.1 机构运动部件质量对机构重力补偿力的影响 |
| 5.5.2 机构主要零部件的设计与安装 |
| 5.6 手控器位置输出标定方法研究及实验标定 |
| 5.6.1 手控器位置输出误差分析 |
| 5.6.2 标定方案分析及确定 |
| 5.6.3 运动学误差模型 |
| 5.6.4 标定试验 |
| 5.6.5 标定结果分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 遥微操作系统控制设计 |
| 6.1 遥微操作控制策略分析 |
| 6.1.1 遥微操作临场感分析 |
| 6.1.2 遥微操作控制方案 |
| 6.2 遥微操作系统平台控制设计 |
| 6.2.1 遥微操作控制器设计 |
| 6.2.2 手控器关节力控制设计 |
| 6.3 测控程序设计及实现 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 力觉反馈遥微操作系统试验研究 |
| 7.1 多自由度的力反馈遥操作系统搭建 |
| 7.1.1 总体结构 |
| 7.1.2 主手子系统 |
| 7.1.3 微操作从手子系统 |
| 7.1.4 其他附属子系统 |
| 7.2 遥微操作试验 |
| 7.2.1 试验目的 |
| 7.2.2 试验内容 |
| 7.2.3 手控器重力补偿控制试验 |
| 7.2.4 对金属细轴的遥微操作试验 |
| 7.2.5 对花粉颗粒的遥微操作试验 |
| 7.2.6 释放花粉颗粒操作试验 |
| 7.3 本章小结 |
| 第八章 总结与展望 |
| 8.1 本文工作总结 |
| 8.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
| 博士期间完成的科研项目与取得的成果 |
（9）六自由度并联液压伺服机械手的力觉双向伺服控制（论文提纲范文）
| 提要 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 力反馈遥操作机器人综述 |
| 1.2 力反馈遥操作机器人系统研究概述 |
| 1.2.1 力反馈遥操作机器人系统组成 |
| 1.2.2 国外力反馈遥操作机器人研究与应用概述 |
| 1.2.3 国内力反馈遥操作机器人研究概述 |
| 1.2.4 力反馈遥操作机器人系统分析 |
| 1.3 力反馈遥操作控制理论研究概述及分析 |
| 1.3.1 控制结构概述 |
| 1.3.2 稳定性与操作性能概述 |
| 1.3.3 力反馈遥操作双向控制结构比较分析 |
| 1.3.4 液压伺服力反馈遥操作双向控制策略分析 |
| 1.4 力反馈操纵杆研究概述及分析 |
| 1.4.1 力反馈操纵杆研究概述 |
| 1.4.2 力反馈操纵杆特性分析 |
| 1.5 本文研究内容 |
| 1.6 本章小结 |
| 第2章 液压伺服力反馈遥操作系统控制结构及控制策略研究 |
| 2.1 遥操作系统分析的理论基础 |
| 2.1.1 遥操作系统的二端口网络模型 |
| 2.1.2 稳定性判据 |
| 2.1.3 逆混合参数矩阵理想透明度条件和阻抗带宽 |
| 2.1.4 稳定性和透明度的关系 |
| 2.1.5 影响因素 |
| 2.2 控制结构及控制策略研究 |
| 2.2.1 p-p 型控制结构 |
| 2.2.2 f-p 型控制结构 |
| 2.2.3 f-f 型控制结构 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 液压伺服力反馈遥操作系统双向伺服 |
| 3.1 p-f 型控制结构 |
| 3.1.1 p-f 型控制结构遥操作系统的二端口网络模型 |
| 3.1.2 系统性能分析 |
| 3.1.3 克服时延影响方法 |
| 3.2 新型控制策略研究 |
| 3.2.1 新型控制策略的提出 |
| 3.2.2 新型控制策略分析 |
| 3.3 新型控制策略的创新点 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 6-DOF 并联液压伺服力反馈操纵杆双向伺服 |
| 4.1 系统总体构成 |
| 4.2 系统工作原理 |
| 4.3 6-DOF 并联液压伺服操纵杆 |
| 4.3.1 液压伺服子系统组成 |
| 4.3.2 主操纵杆测控系统 |
| 4.4 主控计算机系统 |
| 4.4.1 主-从遥操作机器人测控系统组成 |
| 4.4.2 主-从遥操作机器人测控系统程序设计 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 6-DOF 并联液压伺服力反馈双向伺服控制试验 |
| 5.1 试验准备 |
| 5.1.1 试验目的 |
| 5.1.2 试验内容 |
| 5.1.3 试验系统 |
| 5.2 空载性能试验 |
| 5.3 弹性负载性能试验 |
| 5.4 接触硬物实验 |
| 5.5 试验结果分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 全文总结 |
| 6.1 论文研究成果及创新性工作 |
| 6.2 存在的问题及下一步工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
（10）自动化细胞注射中微操作与微注射技术及实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 细胞工程 |
| 1.1.2 细胞内外源物质导入技术 |
| 1.2 细胞注射概念与系统组成 |
| 1.2.1 细胞注射定义及分类 |
| 1.2.2 细胞注射起源与发展 |
| 1.2.3 细胞注射操作特点 |
| 1.2.4 现有细胞注射系统结构与功能组成 |
| 1.3 细胞注射系统与技术的国内外研究现状 |
| 1.3.1 细胞注射系统国外研究现状 |
| 1.3.2 细胞注射系统国内研究现状 |
| 1.3.3 微流体驱动控制技术现状 |
| 1.3.4 细胞刺膜技术现状 |
| 1.4 自动化细胞注射研究热点及难点 |
| 1.4.1 自动化细胞注射系统结构 |
| 1.4.2 细胞搜索与定位技术 |
| 1.4.3 细胞位置与姿态调整技术 |
| 1.4.4 微注射针快速进给与精确定位技术 |
| 1.4.5 微注射量精确控制技术 |
| 1.5 选题意义与研究内容 |
| 1.5.1 选题意义与课题来源 |
| 1.5.2 研究内容、技术路线及主要工作 |
| 1.5.3 论文内容与结构安排 |
| 2 细胞自动补给实验研究 |
| 2.1 细胞自动补给研究目的 |
| 2.2 细胞自动补给技术 |
| 2.2.1 基本思想 |
| 2.2.2 前期研究 |
| 2.2.3 细胞自动补给驱动方式 |
| 2.2.3.1 微流体数字化技术基本概念与方法 |
| 2.2.3.2 微流体数字化技术原创特征 |
| 2.3 细胞自动补给仪的研制 |
| 2.3.1 细胞自动补给仪工作原理 |
| 2.3.2 细胞自动补给仪设计 |
| 2.4 细胞自动补给仪原理验证与性能测试实验 |
| 2.4.1 驱动原理验证实验 |
| 2.4.1.1 补给微管道内脉冲微流动 |
| 2.4.1.2 补给微管道端口处数字化微喷射 |
| 2.4.2 驱动性能测试实验 |
| 2.4.2.1 驱动电压与流量关系 |
| 2.4.2.2 驱动频率与流量关系 |
| 2.5 小鼠卵母细胞自动补给应用实验 |
| 2.5.1 小鼠卵母细胞制备与选用 |
| 2.5.2 细胞补给实验系统及微管道制备 |
| 2.5.3 自动补给实验 |
| 2.5.3.1 补给微管道内部运动情形 |
| 2.5.3.2 补给微管道端口处运动情形 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 细胞位姿调节技术与实验研究 |
| 3.1 细胞位姿调节技术研究意义 |
| 3.1.1 细胞姿态调整需求分析 |
| 3.1.2 细胞姿态调整现状 |
| 3.1.3 细胞位姿调节技术研究目的 |
| 3.2 细胞位姿调节技术 |
| 3.2.1 细胞微操作方式选择 |
| 3.2.2 细胞位姿调节难点 |
| 3.2.3 细胞位姿调节基本思想 |
| 3.3 细胞位姿调节机理 |
| 3.3.1 细胞模型及特征平面定义 |
| 3.3.2 第一平面内细胞旋转运动 |
| 3.3.3 第二平面内细胞翻滚运动 |
| 3.3.4 第三平面内末端执行器转动 |
| 3.4 细胞位姿调节技术控制模型 |
| 3.4.1 末端执行器内管流控制模型 |
| 3.4.1.1 物理模型与基本假设 |
| 3.4.1.2 控制方程 |
| 3.4.1.3 模型求解 |
| 3.4.2 末端执行器外射流控制模型 |
| 3.4.2.1 末端执行器外射流结构 |
| 3.4.2.2 物理模型 |
| 3.4.2.3 单射流滚动模型控制方程 |
| 3.4.2.4 单射流滚动模型仿真 |
| 3.4.2.5 单射流滚动模型仿真结果与验证 |
| 3.4.2.6 双射流旋转模型仿真结果与验证 |
| 3.5 细胞位姿调节实验 |
| 3.5.1 细胞位姿调节实验系统 |
| 3.5.2 末端执行器制备 |
| 3.5.3 细胞位姿调节典型操作方式 |
| 3.5.3.1 平动转移 |
| 3.5.3.2 翻转调姿 |
| 3.5.3.3 旋转变位 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 数字化进退针装置研究 |
| 4.1 微注射针刺膜运动性能分析 |
| 4.2 数字化进退针装置驱动方式选择 |
| 4.2.1 微进给机构与驱动 |
| 4.2.2 数字化进退针装置驱动方案提出 |
| 4.3 数字化进退针装置运动原理 |
| 4.3.1 工作机理 |
| 4.3.2 动力学模型建立 |
| 4.3.3 动力学模型求解与结果讨论 |
| 4.3.3.1 动力学模型求解 |
| 4.3.3.2 结果与讨论 |
| 4.3.4 性能汇总与比较 |
| 4.4 数字化进退针装置研制 |
| 4.4.1 数字化进退针装置设计 |
| 4.4.2 压电驱动系统选择 |
| 4.4.3 数字化进退针装置及驱动系统 |
| 4.5 数字化进退针装置性能测试实验 |
| 4.5.1 性能影响因素分析 |
| 4.5.2 性能测试实验系统 |
| 4.5.3 实验结果与分析 |
| 4.5.3.1 驱动电压对进给精度影响 |
| 4.5.3.2 驱动频率对进给量影响 |
| 4.5.3.3 移动块正压力对位移量的影响 |
| 4.5.4 误差分析 |
| 4.6 数字化进退针装置在细胞注射中应用 |
| 4.6.1 数字化刺膜实验装置 |
| 4.6.2 数字化刺膜实验 |
| 4.6.3 实验结果与讨论 |
| 4.6.3.1 驱动电压对实验效率影响 |
| 4.6.3.2 驱动频率对实验效率影响 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 数字化微注射仪研制 |
| 5.1 研究意义与目的 |
| 5.1.1 细胞注射用微注射器 |
| 5.1.2 数字化微注射仪研制目的 |
| 5.2 数字化微注射仪样机 |
| 5.3 数字化微注射仪性能测试实验 |
| 5.3.1 微注射针尺寸检测 |
| 5.3.2 微液滴尺寸检测 |
| 5.3.3 结果与分析 |
| 5.4 数字化微注射效果验证实验 |
| 5.4.1 实验准备 |
| 5.4.2 数字化微注射 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 自动化细胞注射验证实验研究 |
| 6.1 验证实验研究意义 |
| 6.2 “多操作手分立式”细胞注射实验系统 |
| 6.2.1 系统功能模块 |
| 6.2.2 系统装置组成 |
| 6.3 自动化细胞注射验证实验 |
| 6.3.1 实验步骤与控制流程 |
| 6.3.2 小鼠卵母细胞自动化注射实验 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 工作总结 |
| 7.2 创新点归纳 |
| 7.3 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表论文 |
| 攻读博士学位期间申请专利 |
| 攻读博士学位期间参与科研项目 |
| 附录A:实验使用仪器 |
| 附录B:实验动物、试剂及耗材 |
四、一种基于操纵杆控制微操作系统三维运动的方法（论文参考文献）
- [1]血管介入手术机器人力位感知与人机协同策略研究[D]. 闫勇敢. 燕山大学, 2021
- [2]柔顺并联多维力传感器机理建模与应变解析研究[D]. 李立建. 北京交通大学, 2020(03)
- [3]人机共融中操作者手眼特性及补偿方法研究[D]. 李聪浩. 武汉理工大学, 2019(07)
- [4]电热驱动微夹持器的设计、制作及细胞操作实验[D]. 张卓. 北京工业大学, 2018(04)
- [5]微操作系统中微动平台的设计和自动聚焦技术的研究[D]. 王帅. 燕山大学, 2015(01)
- [6]基于微操作系统的显微立体视觉伺服定位控制研究[D]. 沙晓鹏. 燕山大学, 2015(01)
- [7]智能清洗机器人的遥操作系统研究[D]. 乔豫川. 湖南大学, 2012(02)
- [8]带力觉反馈的主从式遥微操作系统研制与实验研究[D]. 韩江义. 南京航空航天大学, 2010(01)
- [9]六自由度并联液压伺服机械手的力觉双向伺服控制[D]. 冯石柱. 吉林大学, 2008(07)
- [10]自动化细胞注射中微操作与微注射技术及实验研究[D]. 田桂中. 南京理工大学, 2008(01)