手术机器人骨钻力控模块

过冲近零·带宽宽

融合脊柱-软组织耦合模型与优化参数的力控制方案，实现了高精度、高带宽的自动骨钻操作，无显著过冲。

夏光明 · 代煜

Computers in Biology and Medicine 2023

参数信息

稳态误差

0.15 N

相对控制误差

3 %

正弦力响应幅值衰减

-3 dB

技术优势

几乎不过冲

阶跃力响应无显著过冲，避免钻头突然推进损伤组织。

带宽够宽

在目标力频率3.49 rad/s时正弦力响应幅值仅衰减至-3 dB，能跟随快速变化的力指令。

误差很小

阶跃钻孔力响应的稳态误差小于0.15 N，相对控制误差小于3%，实现精确力控。

应用场景

• 骨科手术机器人：为骨科机器人提供自动骨钻的精确力控，降低手术风险。
• 脊柱手术辅助：辅助脊柱手术中的椎弓根钻孔，防止穿透骨质损伤神经。
• 自动化钻孔：实现无需人工干预的自动钻孔力伺服，提高手术一致性。