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(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利说明书
(10)申请公布号CN101441205A
(43)申请公布日2009.05.27
(21)申请号CN200810236150.7
(22)申请日2008.11.17
(71)申请人江苏科技大学
地址212003江苏省镇江市梦溪路2号
(72)发明人曾庆军徐晶晶黄巧亮陈孝凯王秋峰
(74)专利代理机构南京经纬专利商标代理有限公司
代理人魏学成
(51)Int.CI
G01N33/00
G09B23/28
G01M19/00
权利要求说明书说明书幅图
(54)发明名称
生物软组织力反馈触觉建模的测试
系统
(57)摘要
本发明公布了一种生物软组织力反
馈触觉建模的测试系统,该测试系统包括
单自由度机械手、控制电路、电源和作业
环境支架,其中单自由度机械手包括机械
臂,力矩电机,位置传感器,力传感器,
电机支撑盘,底盘,手术针及其夹具,控
制电路包括力调理放大电路、位置信号调
理电路、数据采集卡、数据存储显示计算
机、触觉建模计算机、串口电路、单片机
及其外围电路和电机驱动电路,作业环境
支架由支架和盒子组成。本发明测试范围
广,建立了生物软组织力反馈触觉模型的
数据库,测试速度快,精度高。
法律状态
法律状态公告日法律状态信息法律状态
权利要求说明书
1.一种生物软组织力反馈触觉建模的测试系统,其特征在于该测试系统包括单自由
度机械手、控制电路、电源和作业环境支架,其中单自由度机械手包括机械臂(1),
力矩电机(2),位置传感器(3),力传感器(4),电机支撑盘(5),底盘(6),手术针及其
夹具(7),控制电路包括力调理放大电路(8)、位置信号调理电路(9)、数据采集卡
(10)、数据存储显示计算机(11)、触觉建模计算机(12)、串口电路(13)、单片机及其
外围电路(14)和电机驱动电路(15);其中力矩电机(2)固定于电机支撑盘(5)之间,位
置传感器(3)装设于力矩电机(2)的转轴下部,电机支撑盘(5)下部与底盘(6)固定,机
械臂(1)的一端与电机支撑盘(5)的上部固定,力传感器(4)固定于机械臂(1)的另一端,
手术针及其夹具(7)与机械臂(1)的另一端的顶部固定;力传感器(4)的输出端与力调
理放大电路(8)的输入端连接,力调理放大电路(8)的输出端与数据采集卡(10)的一个
输入端连接,位置传感器(3)的输出端与位置信号调理电路(9)的输入端连接,位置
信号调理电路(9)的输出端与数据采集卡(10)的另一个输入端连接,数据采集卡(10)
的输出端分别与数据存储显示计算机(11)的输入端、触觉建模计算机(12)的输入端
连接,触觉建模计算机(12)依次串接串口电路(13)和单片机及其外围电路(14)后经电
机驱动电路(15)与力矩电机(2)的输入端连接;所述作业环境支架由支架和盒子组成;
电源分别与单自由度机械手、控制电路电连接。
2.根据权利要求1所述的生物软组织力反馈触觉建模的测试系统,其特征在于所述
力调理放大电路(8)包括力传感器接口(J1)、第一运算放大器(A1)、第二运算放大器
(A2)、可变电阻(Rp1)、五个电阻即第一电阻(R1)至第五电阻(R5)、第一电容(C1)和
第二电容(C2);其中力传感器接口(J1)的1脚、2脚、3脚、4脚分别与力传感器(4)
的输出端连接,力传感器接口(J1)的1脚接电源的输出端,力传感器接口(J1)的2
脚接地,力传感器接口(J1)的3脚接第一运算放大器(A1)的负输入端2脚,力传感
器接口(J1)的4脚接第一运算放大器(A1)的正输入端3脚,第一运算放大器(A1)的1
脚分别接可变电阻(Rp1)的一端和中间端,可变电阻(Rp1)的另一端串联第一电阻
(R1)后接第一运算放大器(A1)的8脚,第一运算放
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