手术机器人的运动学标定方法与实验

摘要

为了提高手术机器人的定位精度,本文提出一种基于三维位置检测装置的运动学参数标定方法.设计一种基于拉线传感器的位置检测装置,并采用空间解析几何法建立装置数学模型;通过搭建精度测量实验平台,辨识装置结构参数误差;根据手术机器人的运动学模型,建立绝对误差模型和距离误差模型,并选择距离误差模型求解运动学参数误差.设计了3自由度微创腹腔手术机器人的运动学参数标定实验,对于20组不同的运动距离,标定前的平均相对误差为5.1579％,标定后降低至1.4196％,手术机器人的定位精度提高了72％,实验结果验证了该方法及检测装置的有效性.