![]() |
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ФНКЦ РР |
||
1. Систематический анализ научной литературы с целью выбора рациональных подходов к формированию стратегии согласованного управления двумя манипуляторами с учетом специальных ограничений. 2. Создание математической модели двурукого манипулятора, предназначенного для воздействия на мягкие ткани. Ее верификация на базе оборудования, имеющегося у тайваньской стороны. 3. Формулировка критериев, определяющих цели взаимодействия между манипулятором и мягкими тканями (на рабочих режимах), и критериев эффективности этого взаимодействия.
Проведен систематический обзор научной литературы и доступной информации в интернете, посвященной манипуляторам с сило-моментным очувствлением. Кроме того, были проанализированы функциональные возможности современных манипуляционных устройств, имеющихся у тайваньской стороны. На основе этого анализа было установлено, что применяемые способы очувствления недостаточны для достижения цели, заявленной в проекте, поскольку для обеспечения неразрушающего взаимодействия рабочего элемента манипулятора с биологической тканью необходима информация о характеристиках ткани, которую невозможно получить только с помощью силовых сенсоров. Для получения информации о контакте исполнительного элемента с мягкой тканью предложено использовать систему видеотактильного очувствления. Эта система позволяет оценивать характеристики внешнего слоя мягкой ткани на базе зависимости площади пятна контакта от нормальной реакции. На базе этой оценки будут задаваться параметры движений манипулятора на рабочих режимах. Были рассмотрены различные модификации видеотактильных сенсоров (в том числе датчик со сплошной головкой, пневмо-видеотактильный сенсор для лапароскопических операций и т.д.), предназначенных для исследования тканей. Анализ их рабочих характеристик с учетом специфики задач, решаемых в настоящем проекте, показал, что наиболее целесообразным представляется использование датчика со сплошной головкой, поскольку эта головка является не только источником информации, но и рабочим элементом, оказывающим активное воздействие на ткань. Совместно с тайваньской стороной была выбрана схема манипулятора, на котором должна быть установлена выбранная система очувствления. Для этого манипулятора построена предварительная математическая модель, описывающая движение трех звеньев манипулятора в плоскости. Уравнения движения записаны в матричной форме с помощью однородных координат. Разработан алгоритм реализации одного из базовых движений, которые должен осуществлять манипулятор – ортогонального индентирования головки датчика в ткань.
Национальный Тайваньский университет | Соисполнитель |
грант РФФИ |
# | Сроки | Название |
1 | 1 января 2014 г.-31 декабря 2014 г. | Позиционно-силовое управление двуруким роботом для оптимизации взаимодействия с мягкими тканями |
Результаты этапа: Проведен систематический обзор научной литературы и доступной информации в интернете, посвященной манипуляторам с сило-моментным очувствлением. Кроме того, были проанализированы функциональные возможности современных манипуляционных устройств, имеющихся у тайваньской стороны. На основе этого анализа было установлено, что применяемые способы очувствления недостаточны для достижения цели, заявленной в проекте, поскольку для обеспечения неразрушающего взаимодействия рабочего элемента манипулятора с биологической тканью необходима информация о характеристиках ткани, которую невозможно получить только с помощью силовых сенсоров. Для получения информации о контакте исполнительного элемента с мягкой тканью предложено использовать систему видеотактильного очувствления. Эта система позволяет оценивать характеристики внешнего слоя мягкой ткани на базе зависимости площади пятна контакта от нормальной реакции. На базе этой оценки будут задаваться параметры движений манипулятора на рабочих режимах. Были рассмотрены различные модификации видеотактильных сенсоров (в том числе датчик со сплошной головкой, пневмо-видеотактильный сенсор для лапароскопических операций и т.д.), предназначенных для исследования тканей. Анализ их рабочих характеристик с учетом специфики задач, решаемых в настоящем проекте, показал, что наиболее целесообразным представляется использование датчика со сплошной головкой, поскольку эта головка является не только источником информации, но и рабочим элементом, оказывающим активное воздействие на ткань. Совместно с тайваньской стороной была выбрана схема манипулятора, на котором должна быть установлена выбранная система очувствления. Для этого манипулятора построена предварительная математическая модель, описывающая движение трех звеньев манипулятора в плоскости. Уравнения движения записаны в матричной форме с помощью однородных координат. Разработан алгоритм реализации одного из базовых движений, которые должен осуществлять манипулятор – ортогонального индентирования головки датчика в ткань. | ||
2 | 1 января 2015 г.-31 декабря 2015 г. | Позиционно-силовое управление двуруким роботом для оптимизации взаимодействия с мягкими тканями |
Результаты этапа: Рассмотрена задача о движении трехзвенного робота–манипулятора, предназначенного для использования в медицинских целях. Рассмотрен режим функционирования манипулятора, при котором последнее звено робота-манипулятора совершает поступательные движения перпендикулярно поверхности биологической ткани. Разработана методика восстановления нормали к поверхности в точке контакта в зависимости от считываемой с сенсора информации. Найдена связь между углами ориентации звеньев манипулятора, необходимая для обеспечения движения головки датчика вдоль нормали к поверхности. Разработан алгоритм поиска малого отклонения от нормального направления при ортогональном индентировании третьего звена в ткань, по информации датчика о силе взаимодействия рабочего элемента и ткани. Рассмотрены два типа датчиков: видеотактильный сенсор и датчик продольной нагрузки. Найден алгоритм оценки механических свойств ткани в заданной точке. | ||
3 | 11 января 2016 г.-30 декабря 2016 г. | Позиционно-силовое управление двуруким роботом для оптимизации взаимодействия с мягкими тканями |
Результаты этапа: 1. Проведена верификация и модернизация модели контактного взаимодействия между рабочим элементом манипулятора и мягкими тканями. 2. Изготовлен портативный макет видео тактильного датчика для внедрения его в качестве исполнительного элемента двурукого манипулятора. 3. Разработан алгоритм позиционно-силового управления для обеспечения необходимых условий контакта рабочего элемента робота и мягкой ткани. |
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".