对本文内容感兴趣的朋友速戳屏幕下方的阅读原文 或识别下方二维码，拿走不谢！ 引用本文雷静桃, 王洋, 程利亚, 胡磊, 王田苗. 基于复位路径包络误差和改进人工势力场法的复位机器人安全策略[J].机械工程学报, 2020,56(1): 9-19.LEIJingtao, WANG Yang, CHENG Liya, HU Lei, WANG Tianmiao. Safety Strategy ofFracture Reduction Robot Based on the Envelope Error of Reduction Path andImproved Artificial Force Field Method[J]. Journal of Mechanical Engineering,2020, 56(1): 9-19. 重要结论为提高机器人辅助骨折复位手术操作精准性和安全性，本文提出一种基于复位路径包络误差的安全策略。首先沿规划的复位路径建立误差包络面，采用人工势力场法在误差包络面和复位机器人末端建立斥力场来引导机器人沿着复位路径运动，并通过在机器人末端和骨折近端之间建立引力场辅助医生完成骨折远端与近端的复位。仿真结果可知，未实施基于包络误差安全策略的仿真复位路径与规划路径最大偏差大于添加包络误差的仿真复位路径与规划路径的最大偏差；实施基于包络误差安全策略后，无障碍情况下，实际路径与规划路径基本重合。临床上进行骨折复位时，由于复位机器人要克服肌肉力的作用先对骨折远端进行牵引拉伸，然后再沿复位路径进行复位操作，在对骨折远端牵引时可能会使断骨周围肌肉和软组织的位置发生改变，甚至可能突现在术前规划的路径上，因此机器人需要能够避开障碍物，且不影响骨折复位精度，考虑临床情况的仿真结果表明，利用基于包络误差的安全策略生成的复位路径能较好地避开障碍物，路径偏差未超过包络误差，术前可根据临床要求设定用于调节包络误差的阈值，确定合适包络误差值，提高骨折复位精度。本文基于复位路径包络误差和改进人工势力场的骨折复位安全策略，能够提高复位机器人的操作精准度和安全性。 本文从复位路径角度，提出基于复位路径包络误差和改进人工势力场的安全策略，对复位机器人的复位路径进行位置约束，尚未对复位机器人进行力约束。为进一步提高复位机器人手术安全性，推进机器人临床应用，需要结合临床手术操控，进行骨折复位力控制，对机器人末端与骨肌组织间的复位力进行精准检测，建立接触碰撞模型，并控制骨折复位机器人施加在骨折远端的力，避免对骨折周围肌肉软组织等造成二次伤害。后续将基于复位路径的包络误差安全策略，进行骨折复位机器人的力检测与实时控制，提高骨折复位精准度和安全。 主创简介