微创手术机器人外力安全研究

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"content": "微创手术机器人在辅助手术过程中，需要精确控制外力以确保安全性。传统的力检测和力反馈技术在实际应用中受到安装限制和系统不稳定的影响，难以满足手术需求。为此，提出了一种基于动量观测器的外力安全保障策略，通过构建动力学模型实现高精度外力观测。\n\n基于二阶广义动量观测器，系统能够有效观测手术器械末端的外力信息，提高力反馈的稳定性和准确性。观测器结合改进的 Stribeck 摩擦模型，对关节摩擦力矩进行辨识，以补偿摩擦效应对观测精度的影响。相比于传统方法，该模型提升了外力观测的可靠性，避免了因摩擦力矩变化导致的误差。\n\n外力安全保障策略确保手术机器人在运行过程中不会施加超出安全阈值的外力。该策略结合实时力反馈调整机器人控制指令，避免器械对患者组织产生过大压力，降低手术风险。实验验证表明，该策略能有效控制末端执行器的外力，确保机器人在设定的安全范围内工作，提高微创手术的安全性和稳定性。"
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