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一、实习背景随着科技的飞速发展，机器人技术已成为当今世界最具发展潜力的领域之一。
为了更好地将理论知识与实践相结合，提升自身专业技能，我于20xx年x月至20xx年x月在XX机器人科技有限公司进行了为期一个月的毕业实习。
二、实习目的1. 通过实习，加深对机器人技术的理解，掌握机器人系统的基本原理、设计方法和应用技术。
2. 提高实际操作能力，学会使用各种机器人设备，进行编程、调试和维修。
3. 了解企业生产流程，培养团队合作精神和职业素养。
三、实习单位及环境实习单位为XX机器人科技有限公司，位于我国某高新技术产业园区。
公司主要从事工业机器人、服务机器人以及相关配套产品的研发、生产和销售。
实习期间，我主要在公司研发部进行实习。
四、实习内容1. 机器人基础知识学习在实习初期，我重点学习了机器人基础知识，包括机器人结构、运动学、动力学、控制理论等。
通过阅读相关教材和参考资料，我对机器人有了初步的认识。
2. 机器人系统设计与开发在实习过程中，我参与了多个机器人项目的开发。
具体内容包括：（1）机器人硬件选型：根据项目需求，选择合适的机器人型号、控制器、传感器等硬件设备。
（2）机器人软件编程：使用机器人编程语言，编写机器人运动控制程序，实现机器人各项功能。
（3）机器人调试与优化：对机器人进行现场调试，优化机器人运动轨迹和性能。
3. 项目实施与协作在实习过程中，我参与了多个项目的实施。
具体内容包括：（1）项目需求分析：与客户沟通，了解项目需求，制定项目实施方案。
（2）项目进度管理：跟踪项目进度，确保项目按计划完成。
（3）团队协作：与同事共同完成项目任务，提高团队协作能力。
五、实习收获1. 专业知识提升：通过实习，我对机器人技术有了更深入的了解，掌握了机器人系统的设计、开发和应用方法。
2. 实践操作能力增强：在实习过程中，我学会了使用各种机器人设备，具备了一定的实际操作能力。
3. 团队协作能力提高：在项目实施过程中，我学会了与同事沟通、协作，提高了团队协作能力。
机器人技术及应用实训报告一、实训目的本次实训的目的是让学生通过实际操作，了解机器人技术及应用的基本原理和方法，并能够应用这些知识解决实际问题。
通过实训，能够提高学生的动手能力和创新思维，培养学生的团队合作能力和解决问题的能力。
二、实训内容本次实训主要包括以下内容：1.机器人基本知识：了解机器人的分类、结构和基本原理；2.机器人编程：学习使用编程语言控制机器人的运动；3.机器人传感器：了解机器人的传感器类型和使用方法；4.机器人应用：设计并制作一个具有特定功能的机器人，并进行实际应用。
三、实训过程1.机器人基本知识在实训的第一部分，我们首先学习了机器人的分类，了解了工业机器人、服务机器人和家用机器人等不同类型的机器人。
然后，我们学习了机器人的结构，包括机械结构、电子结构和程序结构。
最后，我们学习了机器人的基本原理，包括传感器、执行器和控制系统等。
2.机器人编程在实训的第二部分，我们学习了机器人编程的基本知识。
我们使用了一种常见的编程语言，如C++或Python,来编写机器人的控制程序。
通过编程，我们可以控制机器人的运动，使其按照我们的要求执行特定的任务。
3.机器人传感器在实训的第三部分，我们学习了机器人的传感器。
我们了解了不同类型的传感器，如光线传感器、声音传感器和触摸传感器等。
我们学习了传感器的原理和使用方法，并通过实验验证了传感器的功能。
4.机器人应用在实训的最后一部分，我们设计并制作了一个具有特定功能的机器人。
我们选择了一个现实生活中的问题，并设计了一个解决方案。
我们使用编程语言编写了机器人的控制程序，使用传感器来感知环境，并根据传感器的数据做出相应的动作。
四、实训收获通过本次实训，我对机器人技术及应用有了更深入的了解。
我学会了机器人的基本原理和结构，掌握了编程语言的基本使用方法，并学会了如何使用传感器来感知环境。
通过实践，我培养了动手能力和创新思维，提高了自己的团队合作能力和解决问题的能力。
机器人技术实习报告
在过去的几年里，机器人技术一直处于快速发展的阶段。
作为一名
机器人技术专业的学生，我有幸参加了一家知名公司的机器人技术实习，并在这段时间里学到了许多宝贵的经验和知识。
首先，实习的第一个阶段是对公司现有机器人产品进行了解和学习。
通过与公司工程师的交流和实地参观，我深入了解了公司的机器人产
品种类、技术原理和应用领域。
我还学习了如何对机器人进行编程和
控制，掌握了一些常用的机器人操作技巧。
在实习的第二个阶段，我参与了公司正在研发的新型机器人项目。
作为项目组的一员，我与团队成员紧密合作，共同解决了项目中遇到
的技术难题和挑战。
通过实际操作，我提升了自己的团队协作能力和
问题解决能力，也更加熟练地掌握了机器人编程和控制技术。
在实习的最后阶段，我有机会参与了公司举办的机器人比赛。
在比
赛中，我与队友紧密合作，克服了重重困难，最终取得了优异的成绩。
这次比赛不仅锻炼了我的机器人技术，还培养了我团队合作和应变能力。
通过这次机器人技术实习，我不仅学到了丰富的专业知识和实践经验，更感受到了机器人技术的广阔前景和无限可能。
我相信，在不久
的将来，机器人技术将会给人类的生活带来更多的便利和惊喜。
我将
会继续努力学习，为实现人机共生、智能化社会的梦想贡献自己的力量。
感谢公司提供这次宝贵的实习机会，让我收获颇丰，受益匪浅。
机器人技术基础实验报告6一、实验目的本次机器人技术基础实验的目的在于深入了解机器人的运动控制、感知与交互能力，并通过实际操作和观察，掌握机器人系统的基本原理和应用方法。
二、实验设备1、机器人本体：采用了一款具有多关节自由度的工业机器人模型。
2、控制器：配备了高性能的运动控制卡和处理器，用于实现对机器人的精确控制。
3、传感器套件：包括视觉传感器、力传感器和距离传感器等，以获取机器人周围环境的信息。
4、编程软件：使用了专业的机器人编程工具，具备图形化编程和代码编辑功能。
三、实验原理1、运动学原理机器人的运动学研究了机器人各个关节的位置、速度和加速度之间的关系。
通过建立数学模型，可以计算出机器人末端执行器在空间中的位置和姿态。
2、动力学原理动力学分析了机器人在运动过程中所受到的力和力矩，以及这些力和力矩对机器人运动的影响。
这对于设计合理的控制策略和驱动系统至关重要。
3、传感器融合技术通过融合多种传感器的数据，如视觉、力和距离等信息，可以使机器人更全面、准确地感知周围环境，从而做出更智能的决策和动作。
四、实验步骤1、机器人系统初始化首先，对机器人进行了机械和电气连接的检查，确保各部件安装牢固且线路连接正常。
然后，通过控制器对机器人进行初始化设置，包括关节零位校准、运动范围设定等。
2、运动控制编程使用编程软件，编写了简单的运动控制程序，实现了机器人的直线运动、圆弧运动和关节空间的运动轨迹规划。
在编程过程中，充分考虑了运动速度、加速度和精度的要求。
3、传感器数据采集与处理启动传感器套件，采集机器人周围环境的信息。
通过编写相应的程序，对传感器数据进行滤波、融合和分析，提取有用的特征和信息。
4、机器人交互实验设计了人机交互场景，通过示教器或上位机软件向机器人发送指令，观察机器人的响应和动作。
同时，机器人也能够根据传感器反馈的信息，主动与环境进行交互，如避障、抓取物体等。
五、实验结果与分析1、运动控制精度通过对机器人运动轨迹的实际测量和与理论轨迹的对比分析，发现机器人在直线运动和圆弧运动中的位置精度能够达到预期要求，但在高速运动时存在一定的误差。
机器人技术调研报告应用领域与发展趋势机器人技术调研报告应用领域与发展趋势1. 引言机器人技术作为现代科技的重要组成部分，已经在各个领域中发挥着重要作用。
本报告将对机器人技术的应用领域和发展趋势进行调研分析，为读者提供全面了解该领域的信息。
2. 工业制造领域机器人在工业制造领域中的应用日益普及。
它们能够完成重复性高、精度要求高的作业，提高生产效率和产品质量。
例如，汽车制造中的焊接、喷涂和装配等工作都可以通过机器人来完成。
此外，机器人还可以在危险环境中代替人类进行操作，确保工人的安全。
3. 农业领域随着人口的增长和农业生产方式的改变，机器人技术在农业领域中的应用也越来越重要。
机器人能够自动化农业生产过程，例如种植、浇水、除草和采摘等。
这不仅提高了生产效率，还减轻了人力成本和劳动强度。
4. 医疗领域机器人技术在医疗领域中的应用也越来越广泛。
例如，手术机器人可以通过微创手术方式进行精确的手术操作，减少了手术创伤和术后恢复时间。
此外，机器人还可以用于康复训练、老年护理和紧急救援等方面，改善了医疗服务的质量和效率。
5. 服务领域机器人技术在服务领域中的应用也受到越来越多的关注。
例如，餐厅和酒店中的服务机器人可以为客人提供点餐、送餐和清洁等服务。
此外，机器人还可以在物流领域中承担货物搬运和仓储管理等工作，提高物流效率。
6. 教育领域机器人技术在教育领域中的应用也逐渐增多。
机器人可以作为教学工具，通过与学生的互动，提高他们的学习兴趣和动手能力。
同时，机器人还可以用于特殊教育领域，帮助有特殊需求的学生获得更好的教育。
7. 发展趋势随着技术的不断进步和应用领域的扩大，机器人技术的发展前景广阔。
未来，机器人将会呈现以下几个发展趋势：- 智能化：机器人将会具备更强的智能和学习能力，可以更好地适应各种环境和任务需求。
- 协作性：机器人将会与人类形成更紧密的合作关系，在工作和生活中发挥更大的作用。
- 个性化：机器人将会根据个人需求进行个性化定制，提供更符合用户需求的服务和体验。
机器人技术社会实践报告1. 引言机器人技术作为现代科技的重要组成部分，已经在多个领域得到广泛应用。
机器人的智能化与自动化特性，使其在工业生产、医疗护理、教育培训以及日常生活等方面发挥了重要作用。
本报告将介绍我们小组在机器人技术社会实践项目中的经验和所学。
2. 实践项目背景为了更好地了解和应用机器人技术，我们小组参与了一个机器人实践项目。
该项目的目标是让学生熟悉机器人的编程和操作，并通过实践活动了解机器人在各个领域的应用。
我们小组共同合作，通过自主学习与团队合作的方式，完成了一系列项目和任务。
3. 项目内容在实践项目中，我们小组首先学习了机器人的基础知识，了解了机器人的构成和工作原理。
之后，我们进行了机器人编程的学习，在导师的指导下，掌握了编程语言和工具。
通过编程，我们能够对机器人进行指令控制，实现各种功能和动作。
除此之外，我们还参与了一系列与机器人有关的实践活动，如机器人竞赛、机器人导航等。
4. 实践经验在整个实践项目中，我们小组获得了丰富的实践经验。
首先，通过团队合作，我们发现了合理分工和沟通的重要性。
在共同的目标下，每个人发挥自己的专长，有效地完成了任务。
而良好的沟通则确保了信息的流通和工作的顺利进行。
另外，通过不断尝试和错误，我们学会了从失败中汲取经验，不断优化方案和方法。
这种反思和改进的能力对于我们的成长和进步至关重要。
5. 实践成果在机器人技术社会实践项目中，我们小组取得了一定的成果。
首先，我们成功完成了一系列机器人编程任务，掌握了机器人的基本操作和编程技巧。
其次，我们在机器人竞赛中获得了较好的成绩，并受到了其他参赛者的认可。
最重要的是，通过这次实践，我们深入了解了机器人技术的应用领域和潜力，为将来的学习和发展奠定了基础。
6. 结论通过机器人技术社会实践项目，我们小组对机器人技术有了更深入的了解，并取得了一定的成果。
在实践过程中，我们通过团队合作、学习编程等方式，培养了自己的动手能力和解决问题的能力。
机器人技术基础实验报告
1、实验目的
实验的目的是熟悉机器人技术的基础实验，包括机器人的结构特性、传动原理、机械构
件、机器人轨迹规划等方面的基础概念和知识。
2、实验内容
本实验结合相关书籍和课程，涵盖六个主要方面：
(1)机器人结构特性：包括机器人极其关节的结构特征，如关节的中心距、CAD模型的结构图、几何变换以及机器人控制体系等。
(2)传动原理：传动原理是机器人技术的核心，主要涉及传动机构的驱动原理和工作原理，包括动力学分析、轴向力和紧定力的计算、变速箱的类型及其拓扑、传动系统性能的评价以及机器人的控制技术。
(3)机械构件：机械构件是构建机器人的基础，主要包括机械构件的特性分析及应用，如凸轮轴、滚珠丝杆、电机及带轮等。
(4)机器人轨迹规划：机器人的轨迹规划是重点内容，主要涉及机器人轨迹的编程、运动学分析、示教编程、轨迹压缩、张量标定以及DSP
技术等。
(5)夹具设计：夹具设计是机器人应用中重要内容，主要涉及气压夹具结构设计及其应用，以及夹具装配技术、理论模型分析、夹紧结构动力学建模及物理实验室中用机器人进行夹具设计的实践应用。
(6)机器原理：机器原理涉及机器人控制体系的基本结构、编程思想、控制理论及应用技术，包括计算机硬件、软件架构、机器人控制技术和其他控制技术等。
3、实验结果
本实验的执行有序，基本实验项目全部完成，实验结果可按照预期得到一个有效的机器人模型，熟悉机器人技术的基础知识，具有较强的实践能力，能够应用机器人技术进行实际工程应用。
第1篇一、前言随着科技的飞速发展，机器技术在各个领域的应用日益广泛，从工业生产到日常生活，从科学研究到国防军事，机器技术都发挥着不可替代的作用。
本报告旨在对过去一年（例如：2023年）我国机器技术的研究成果、应用进展以及存在的问题进行总结和分析，以期为我国机器技术的未来发展提供参考。
二、研究进展1. 人工智能与机器学习（1）深度学习算法：在过去的一年中，深度学习算法在图像识别、语音识别、自然语言处理等领域取得了显著成果。
例如，我国科学家在图像识别领域提出的“残差网络”（ResNet）在ImageNet竞赛中取得了优异成绩。
（2）强化学习：强化学习在机器人控制、自动驾驶等领域取得了突破性进展。
我国科学家在强化学习算法方面进行了深入研究，并在多个应用场景中取得了成功。
2. 机器人技术（1）服务机器人：服务机器人在医疗、养老、教育等领域得到了广泛应用。
我国科学家在服务机器人技术方面取得了显著成果，如自主研发的“智能养老机器人”。
（2）工业机器人：工业机器人在制造业中发挥着重要作用。
我国在工业机器人技术方面取得了长足进步，如自主研发的“协作机器人”。
3. 自动化技术（1）智能制造：智能制造是当前工业发展的热点。
我国在智能制造领域取得了显著成果，如工业互联网、工业大数据等。
（2）自动化设备：自动化设备在各个领域得到了广泛应用。
我国在自动化设备研发方面取得了重要进展，如数控机床、自动化生产线等。
4. 机器人与人工智能融合机器人与人工智能的融合是未来发展趋势。
我国在机器人与人工智能融合方面取得了显著成果，如智能机器人、智能无人系统等。
三、应用进展1. 工业领域（1）制造业：机器人与自动化设备在制造业中得到了广泛应用，提高了生产效率，降低了生产成本。
（2）物流行业：自动化物流系统在物流行业中发挥了重要作用，提高了物流效率，降低了物流成本。
2. 服务业（1）医疗领域：服务机器人在医疗领域得到了广泛应用，如手术机器人、康复机器人等。
一、绪论1.1 实训背景随着科技的飞速发展，智能机器人技术在我国得到了广泛的关注和应用。
为了提高我国智能机器人技术水平，培养具备实际操作能力的专业人才，我们开展了智能机器人技术实训。
本次实训旨在让学生了解智能机器人的基本原理、组成及工作流程，掌握智能机器人的编程、调试及维护方法，提高学生的实际操作能力和创新意识。
1.2 实训目的（1）使学生了解智能机器人的基本原理、组成及工作流程；（2）使学生掌握智能机器人的编程、调试及维护方法；（3）培养学生的实际操作能力和创新意识；（4）提高学生的团队协作能力和沟通能力。
二、实训内容2.1 实训环境本次实训在智能机器人实验室进行，实验室配备了多种智能机器人设备，包括工业机器人、服务机器人、教育机器人等。
2.2 实训项目（1）机器人基础操作与编程通过学习机器人基础操作，使学生掌握机器人的启动、停止、移动、抓取等基本操作。
同时，学习机器人编程语言，如Python、C++等，编写简单的机器人程序。
（2）机器人传感器应用学习机器人传感器的基本原理、类型及使用方法，如红外传感器、超声波传感器、视觉传感器等。
通过实验，让学生掌握如何使用传感器获取环境信息，实现机器人对环境的感知。
（3）机器人运动控制学习机器人运动控制的基本原理，如PID控制、轨迹规划等。
通过实验，让学生掌握如何控制机器人进行直线运动、曲线运动、抓取物体等。
（4）机器人任务规划与执行学习机器人任务规划的基本原理，如任务分解、路径规划等。
通过实验，让学生掌握如何为机器人分配任务，并指导机器人完成指定任务。
（5）机器人系统集成与调试学习机器人系统集成的基本原理，如硬件选型、软件配置等。
通过实验，让学生掌握如何将机器人与其他设备连接，实现系统集成。
同时，学习机器人调试方法，如故障诊断、性能优化等。
三、实训过程3.1 实训准备（1）学生分组：将学生分为若干小组，每组4-5人，每组选出一名组长。
（2）实训材料：准备实训所需的机器人设备、编程软件、传感器等。
机器人技术社会实践报告1. 引言随着科技的不断发展，机器人技术已经深入到我们生活的方方面面。
为了更好地了解和应用这一技术，我们进行了为期一个月的社会实践。
本报告将详细介绍我们的实践过程、所取得的成果以及遇到的挑战。
2. 实践内容2.1 实践目标本次实践的目标是：- 了解机器人技术的基本原理和应用领域；- 掌握机器人编程和操作的基本技能；- 探索机器人在现实生活中的应用前景。
2.2 实践过程我们的实践过程分为三个阶段：第一阶段：理论学习和资料收集在这个阶段，我们通过阅读书籍、观看视频和参加讲座等方式，学习了机器人技术的基本原理和应用领域。
同时，我们还收集了相关领域的最新资料，以便更好地了解机器人技术的最新发展动态。
第二阶段：实践操作和编程在这个阶段，我们使用了机器人编程软件进行编程，实现了简单的动作控制和任务调度。
此外，我们还进行了机器人硬件的组装和调试，熟悉了机器人各个部件的功能和操作方法。
第三阶段：项目设计和实施在这个阶段，我们根据所学的知识和技能，设计并实施了一个机器人项目。
该项目旨在解决现实生活中的实际问题，例如智能清洁机器人、配送机器人等。
3. 实践成果通过本次实践，我们取得了以下成果：- 掌握了机器人技术的基本原理和应用领域；- 学会了机器人编程和操作的基本技能；- 成功设计并实施了一个机器人项目；- 深入了解了机器人技术在现实生活中的应用前景。
4. 遇到的挑战及解决方法在实践过程中，我们遇到了以下挑战：- 缺乏实践经验和操作技能；- 部分理论知识难以理解和掌握；- 项目设计和实施过程中遇到技术难题。
针对上述挑战，我们采取了以下解决方法：- 积极参加实践活动，向有经验的教师和同学请教；- 查阅相关资料，巩固理论知识；- 小组成员相互协作，共同解决技术难题。
5. 总结本次机器人技术社会实践为我们提供了宝贵的实践机会，使我们更好地了解了机器人技术的基本原理和应用领域。
通过实践，我们不仅掌握了机器人编程和操作的基本技能，还成功设计并实施了一个机器人项目。
第1章简介主从微创手术机器人的控制部分主要由控制台系统、操作臀系统、主操作手、从操作手等构成。
手术时外科医师可坐在远离手术台的控制台前，借助三维视觉，双手控制主操作手，手部动作传达到机械臀及手术器械，完成手术操作。
这种主从控制的工作方式增加了操作的精确性和平稳性。
控制系统结构图如下：下面是达芬奇Si控制台系统，有计算机硬件及软件，其计算机硬件包括4~5个奔腾处理器，并留有扩展槽以备进一步升级。
下图是达芬奇Si臀系统图，它具有三个固定于可移动基座的机械臂，底座通过线缆和高可靠性航空插头与控制台相连。
中心机械臂是持镜臂，负责握持摄像机系统，其余机械臂是持械臂，负责握持特制外科手术器械。
每个机械臂具有一系列多位置关节和可旋转的末端关节与套管相连，这样在安装时易于摆位，并保证可达手术要求的运动空间。
第2章主从操作手的构成和运动控制2.1主操作手的构成和运动控制主操作手是医生直接操纵的部分，主要由两方面功能，第一是提供整个系统的输入信号，控制从操作手的动作；第二传递力反馈信息，给医生提供手术工具末端的力感受，提高手术的质量。
主操作手分为左右两只，对应着医生的左右手。
每只主操作手由七个自由度组成，且均为转动关节。
主操作手采用串联结构，具有较大的工作空间和高度的灵活性。
主操作手在所有方向上可实现自由独立运动，允许对器械和摄像机进行直观控制。
主操作手是由两套结构相同的关节式操作臂构成，各转动关节配有相对式数字编码器，数字编码器能发出正交的编码脉冲，脉冲的速度与转动速度成正比。
位置关节上装有力矩电机，能在系统初始化时提供位置控制，保证系统上电原点，在系统正常运行时切换为电流模式，提供临场力感觉。
机器人从操作手各关节采用伺服电机驱动。
由于主操作臂和从操作臂在系统设计时为满足末端工具的体积指标，在结构上是异构型映射，故对控制器的数据运算功能提供了较高的要求。
主手从外部接受力信号，经过码盘采集，在主操作臂控制器内进行输入信号滤波，完成主手正运动学模型计算得到主操作臂末端空间位姿，传入从控制器由位置，经速度，电流闭环完成位置控制。
力反馈部分在从操作臂上的应变片采集放大得到力信息，综合位置信息共同控制主操作臂的力感觉输出。
针对主从手应用不同，主从手安装的执行器件和传感反馈器件也有差别。
直流电机在从操作臂主要提供位置控制功能，在主臂还是力反馈的执行器。
多圈电位器是用来测量关节旋转的角度值，相对式码盘是测关节运动的相对值，无励磁刹车是通过机械固联为末端提供稳定的支撑，限位开关有两个作用，能提供系统的初始点并且可以对系统进行保护，在收到电气限位信号时电机应停止该方向的运动执行命令保证机械结构安全。
2.2从操作手的构成和运动控制从操作手包括被动部分和主动部分。
2.2.1从操作手的被动部分从操作手的被动部分，主要用于手术前对机器人进行快速定位。
从操作臂的整个被动部分由一个调节机器人高度的滑动关节，和5个转动关节组成，共六个自由度。
其中滑动关节由交流伺服电机驱动，由专门控制单元实现。
转动关节处装配有无励磁刹车和电位器，两者为同轴装配，分别用于锁死关节和提供关节的角度信息。
同时为了降低支架对扭矩的要求，在输入轴及无励磁刹车之间加入增速机。
从操作手的被动部分动作原理为：正常状态下，各关节锁死；需要进行调整时，医生通过开关量(按钮)的控制，使被动支架各关节通电，被动部分关节内的无励磁刹车松开，通过手动进行调整；此外，手术机器人的控制器除需要主动环节各关节的位置外，还需要各被动关节的位置量，用以实现立体视觉，因此在各被动关节内都装有电位器来记录各关节的绝对位置信息。
2.2.2从操作手的主动部分从操作手的主动部分由大臂部分和小臂部分组成。
操作系统的大臂部分主要是为了确定手术工具末端的位置。
大臂部分由三个自由度组成，分别由控制大臂偏转角度的旋转关节，控制前后伸缩的滑动关节，以及控制上下滑动的关节组成。
关节处安装有驱动电机，需要工作于速度模式，以实时跟随主操作手末端的位置。
同时在各个关节安装多圈电位器，用于读取初始的大臂各关节角。
为了安全考虑，在关节的机械限位处，安装接近开关，防止关节运动超出合理范围。
小臂部分由小手支撑体和小手工具组成。
小手部分是直接进入病患体内进行手术工作的实体。
它是完成医生手术动作的关键部分，手术中诸如切割，缝合等动作都与其密切相关，直接决定着手术的成败和质量。
小手部分具有四个自由度，分别是腕关节的俯仰，腕关节摇摆，工具末端(如剪子)的摇摆，还有工具末端的开合。
四个自由度由四个电机驱动完成整个运动需求。
电机和自由度之间存在耦合，需要解耦完成。
第3章主从微创手术机器人双向控制方法3.1引言基于对主从机器人控制系统的动力学分析，研究了借助力觉临场感技术实现主从医疗机器人遥操作的控制理论和设计方法。
在力和运动的双向控制中采用了新型控制方案，从理论上分析了该方案的可行性，显示了临场感技术在增强人机交互能力方面的优越性。
力临场感技术是交互技术的核心。
它一方面将本地操作者的位置和运动信息作为控制指令传递给远地的机器人，另一方面将远地机器人感知到的环境信息以及机器人和环境的相互作用信息实时地反馈给本地操作者，使操作者产生身临其境的感觉，机器人仿佛是操作者肢体在远地的延伸，从而操作者能够真实地感受到机器人和环境地交互状态，正确地决策，有效地控制机器人完成复杂的任务。
将力觉临场感技术应用于主从式医疗机器人是目前的研究热点之一，它通过力觉、触觉的实时反馈，使操作者产生身临其境的感觉，从而提高手术的成功率，缩短手术时间。
双向控制是指主手和从手间的运动和力觉信息的交互反馈控制，早期的遥控机器人系统采用双向位置反馈来实现力觉临场感。
基于传感器技术的提高，使我们能够采用高性能的腕力传感器实现主从手间的双向力觉反馈，为采用更先进的控制方法进一步提高遥操作性能提供了基础。
3.2 现有力反馈双向控制方法力觉临场感操作医疗机器人系统的结构，如图1 所示。
它由操作者、主操作手（简称主手）、通讯环节、从操作手（简称从手）和环境构成。
操作者的任务和动作指令通过主机械手、通讯环节和机械手作用于环境，而环境对从机械手的作用及环境信息则经过上述环节反向传输到操作者手部。
通常采用双向力反馈遥操作系统实现力觉临场感。
国内外学者对于各类型的控制方法进行了研究。
目前常用的控制方法主要包括：位置伺服型、力反馈型、力反馈伺服型、力－位置综合型等。
各种控制方法分别采用主从手两侧位置和力信息的不同组合，构成不同的控制算法，从而实现从手对主手位置的跟随，并对主手驱动机构的力进行控制，实现力觉反馈。
研究表明，适当的控制方法可以有效地抑制系统内动力学干扰。
位置伺服型通过主、从手的位置偏差进行力觉传递，不需要力检测装置，结构简单。
但是，如果不补偿惯性力和摩擦力，对于自重、摩擦力较大的主手，偏差信号将不精确。
因此，不适于重负荷、大功率操作机。
力反馈型将从手上的力/力矩直接反馈给主手，适合于重负荷，大功率场合。
但是，当从手自重很大，即使在从手没有负载的情况下，对主手的操作很困难，容易造成操作者疲劳。
力反馈伺服型在从手启动的同时，主手也根据自重产生的惯性力矩开始运转。
因此，在从手没有负载时，主手感觉不到从手惯性力矩的反作用，主手操作较轻松自如。
力－位置综合型能较好反映从手受力情况，当外负载不变时，反馈力随位置偏差的减小而减小。
主手反馈力能反映从手端力的变化。
但是，当从手自重很大，存在力反馈型同样的问题。
3.3 新型双向力反馈控制系统的动力学模型在上述分析的基础上，采用邓乐等提出的一种新的控制方法来设计医疗机器人主从双向控制系统，如图2 所示。
该方法主要特征是从手由主、从手之间的力偏差和位置偏差控制，主手由二者的力偏差控制，既保证从手的控制精度，又提高了操作系统的安全性。
下面根据该方法的工作原理，建立双向力反馈系统的动力学模型。
主手的动力学方程和控制策略为：式中：Fo—操作者施加给主手的操纵力向量；Fm—主手臂上力传感器所受的力向量；Fs—从手臂上力传感器所受的力向量；τm—驱动主手的力向量；Mm—主手质量矩阵；Bm—主手阻尼矩阵；Xm—主手位置向量；Kf—力增益矩阵。
从手的动力学方程和控制策略为：式中：Fe—从手与环境之间的作用力向量；τs—驱动从手的力向量；Ms—从手质量矩阵；Bs—从手阻尼矩阵；Xs—从手位置向量；Kv—速度增益矩阵；Kp —位置增益矩阵。
对于环境有：式中：Me—环境质量矩阵；Be—环境阻尼矩阵；Xe—环境位置向量；Ke—环境刚度矩阵。
对于通讯环节，假设T1 为前向传输时延，T2 为反向时延，则有：式中：Gx—位置控制器运算函数；Gf—力控制器运算函数。
对于上述这种控制策略，当从手自由运动时，系统为开环位置控制，当接触病人开始手术操作时，力控制环闭合。
考虑主从侧都采用简便有效的PID 控制，当采用积分控制时，相当于在复平面[S]的左半平面加入一个实极点，虽然可以改善力反馈的稳态精度，但降低了系统的稳态裕度，鲁棒性差，对机器人的非线性动力学特性更为敏感，易产生超调和振荡，不利于操作者的临场感。
对于比例控制，加大比例增益可以减小稳态误差，改善系统性能，增加系统的带宽，加快系统的响应速度，减小了过渡过程时间，随着比例增益的提高，两条根轨迹将进入［S］平面的正半平面，系统将失稳。
因此，选择适当的控制器增益，就是在系统响应性能和稳定性之间的折衷。
物体的刚度的变化也对系统的稳定性和性能具有明显的影响，过高的物体刚度也会使系统变得不稳定。
微分控制能够预测偏差，产生超前的校正作用，它有助于减少超调，克服振荡，使系统趣于稳定，并能加快系统的动作速度，减少调整时间，从而改善系统的动态性能，但由于存在传感器噪声，微分作用不宜过大。
通过以上分析，这里采用PD 控制。
以上从理论上分析了新型主从双向控制方法应用在医疗机器人中的可行性，建立并分析了这种控制方法的动力学模型。
通过分析得出控制方法的各个参数、主从手的结构参数以及时延的大小之间存在互相制约的关系。
在主手结构已经确定的情况下，通过对PD 控制器参数的合理配置可以获得理想的透明性。
3.4主从手坐标变换主手的结构与从手相对应，自由度数目和运动耦合方式相同；但是，由于主从手之间运动比率的存在，不能直接通过主手各关节的运动参数信号来控制从手的各个关节的运动量，必须经过坐标变换后才能正确控制。
下面根据主从手各关节的对应关系和运动范围来建立这个变换矩阵。
主从手的自由度和运动形式相同，所以建立的坐标系也相同。
主手关节参数可表示为从手关节参数可表示为式中分别代表从手的3个转动参数；：代表轴向平动参数；分别代表主手的3个转动参数；：代表轴向平动参数。
通过设定主从手之间运动传动比率，可知主从手之间的传递矩阵而B=TA，即有第4章主从微创手术机器人手术时的机械震颤4.1 震颤的产生微创外科手术机器人在提高外科手术质量中发挥着举足轻重的作用，对手术操作精度和稳定性要求极其之高。
