[1]眭晨鑫,付 庄,付泽宇,等.血管介入机器人无线力检测模块设计[J].机械与电子,2020,(06):62-66.
　,,et al.Design of Wireless Force Sensing Module of Vascular Interventional Robot[J].Machinery & Electronics,2020,(06):62-66.
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血管介入机器人无线力检测模块设计()
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机械与电子[ISSN:1001-2257/CN:52-1052/TH]

卷:
期数:
2020年06期
页码:
62-66
栏目:
智能工程
出版日期:
2020-06-24

文章信息/Info

Title:
Design of Wireless Force Sensing Module of Vascular Interventional Robot
文章编号:
1001-2257(2020)06-0062-05
作者:
眭晨鑫1; 付 庄1; 付泽宇1; 赵艳娜2; 谢荣理3; 张 俊3; 费 健3
 1.上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室，上海 200240；
2. 上海市瑞金康复医院，上海 200023；
3. 上海交通大学医学院附属瑞金医院，上海 200025
Author(s):
ＳＵＩ Ｃｈｅｎｘｉｎ １ ;  ＦＵ Ｚｈｕａｎｇ １ ;  ＦＵ Ｚｅｙｕ １ ;  ＺＨＡ Ｏ Ｙａｎｎａ ２ ;  ＸＩＥ Ｒｏｎｇｌｉ ３ ;  ＺＨＡＮ Ｇ Ｊｕｎ ３ ;  ＦＥＩ Ｊｉａｎ ３
 １ ．Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｍ ｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ， Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｊｉａｏ Ｔｏｎｇ Ｕ ｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ， Ｓｈａｎｇｈａｉ ２００２４０ ， Ｃｈｉｎａ ；
２ ．Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｒｕｉｊｉｎ Ｒｅｈａｂｉｌｉｔａｔｉｏｎ Ｈ ｏｓｐｉｔａｌ ， Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０００２３ ， Ｃｈｉｎａ ；
３ ．Ｒｕｉｊｉｎ Ｈ ｏｓｐｉｔａｌ Ａｆｆｉｌｉａｔｅｄ ｔｏ Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｊｉａｏ Ｔｏｎｇ Ｕ ｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ， Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０００２５ ， Ｃｈｉｎａ
关键词:
 ; 血管介入机器人; 力检测; 蓝牙; 卡尔曼滤波
Keywords:
vascular interventional robot; force sensing; Bluetooth; Kalman filter
分类号:
Ｔ Ｐ２４２ .３
文献标志码:
A
摘要:
力觉信息是血管介入手术中不可或缺的重要因素，极大地影响了手术的精准程度与安全性。针对血管介入机器人设计了一种力检测模块，对导管导丝驱动过程中推进阻力与旋捻扭矩进行测量。通过有限元仿真对设计的弹性体进行静力学分析并确定合适的结构尺寸；将电压信号放大滤波后进行采集，通过蓝牙实现远程无线传输；最后，对力检测模块进行静态标定实验，采用卡尔曼滤波算法对采集信号进行滤波处理。实验结果表明，该力检测模块具有良好的线性度。
Abstract:
Force information is an indispensable and important factor in vascular interventional surgery, which greatly affects the accuracy and safety of the operation. A force sensing module was designed for the vascular interventional robot to measure the propulsion resistance and twisting torque during the process of driving catheter and guide wire. The FEA simulation was applied to analyze the elastic body statically and determine an appropriate structure. The voltage signal was amplified, filtered and collected then. The remote signal transmission was realized through wireless Bluetooth. Finally, the static calibration experiment was performed on the force sensing module, and the Kalman filter algorithm was taken to deal with the signal. The experimental results show that the force sensing module is featured by good linearity.

参考文献/References:

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备注/Memo

备注/Memo:
收 稿 日 期 ： ２０２０-０３- １３
基 金 项 目 ： 国 家 自 然 科 学 基 金 面 上 项 目 （ ６１９７３２１０ ）； 上 海 市 黄 浦 区 科 研 新 项 目 （ Ｈ Ｋ Ｑ２０１８１０ ）； 上 海 市 科 学 技 术 委 员 会 项 目（ １７４４１９０１０００ ）；医 工 交 叉 项 目 （ Ｙ Ｇ２０１９Ｚ Ｄ Ａ１７ ， Ｚ Ｈ ２０１８ Ｑ Ｎ Ｂ２３ ）；上 海 市 卫 计 委 项 目 （ ２０１６４０２３０ ， ２０１４４ Ｙ００８４ ）
作 者 简 介 ：眭 晨 鑫 　 （ １９９５ － ），男 ，江 苏 常 州 人 ，硕 士 研 究 生 ，研 究 方 向 为 医 疗 机 器 人 ；付 　 庄 　 （ １９７２ － ），男 ，山 东 招 远 人 ，教 授 ，研 究 方 向为 特 种 机 器 人 与 控 制 系 统 ，通 信 作 者 。
更新日期/Last Update: 2020-06-24