中国医学物理学杂志2024,Vol.41Issue(2) :220-226.DOI:10.3969/j.issn.1005-202X.2024.02.015

基于主动光源阵列的骨科机器人末端示踪装置

Terminal tracer equipment based on active light source array for surgical robot

冯逾鹏 张杰 杨兴海
中国医学物理学杂志2024,Vol.41Issue(2) :220-226.DOI:10.3969/j.issn.1005-202X.2024.02.015

基于主动光源阵列的骨科机器人末端示踪装置

Terminal tracer equipment based on active light source array for surgical robot

冯逾鹏 1张杰 2杨兴海1
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作者信息

  • 1. 上海理工大学健康科学与工程学院,上海 200093;海军军医大学长征医院骨肿瘤科,上海 200003
  • 2. 海军军医大学长征医院骨肿瘤科,上海 200003
  • 折叠

摘要

为减少机械臂导航过程中示踪装置视线遮挡问题对手术的影响,研究一种多角度主动光源阵列的末端示踪装置,采用非支架式的机械结构,配合双目相机,实现对手术机械臂位置的感知.通过大小两个棱柱相互配合,组成多角度的光源阵列,实现对机械臂工具中心点的计算.通过COMSOL软件搭建简易模型,验证示踪装置信号使用范围;通过覆盖范围实验和静态定位实验证明装置的有效性和稳定性,可以满足手术机器人的任务要求.

Abstract

A non-bracket terminal tracer equipment with multi-angle active light source array is developed to reduce the effects of view obstruction on robot navigation.The multiple-angle light source array is established using a large prism and a small prism,and then the positions of the mechanical arm and the tool center point are calculated via the cooperation of binocular cameras.A simple model built with COMSOL software is used to verify the signal coverage of the tracer equipment.The experiments conducted for signal coverage and static positioning demonstrate its effectiveness and stability,suggesting that the tracer equipment can meet the task requirements of the surgical robot.

关键词

主动光源/手术机器人/导航定位/示踪装置

Key words

active light source/surgical robot/navigation and positioning/tracer equipment

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基金项目

上海申康医院发展中心新兴前沿技术联合攻关项目(SHDC12020101)

上海市浦江人才计划(2020PJD062)

出版年

2024
中国医学物理学杂志
南方医科大学,中国医学物理学会

中国医学物理学杂志

CSTPCD
影响因子:0.483
ISSN:1005-202X
参考文献量27
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