6、口腔放射辅助机器人与移动场景分类技术解析

口腔放射辅助机器人与移动场景分类技术解析

口腔放射辅助机器人（IRAR）相关技术

1. 运动学模型
   • 自由度分析 ：IRAR 机构的末端夹具在空间具有 6 个自由度。在医学空间运动中，末端执行器的最大独立运动数为 6 种，分别是沿三个坐标轴的移动和绕三个坐标轴的转动。机构的完整运动表现为空间中的独立六维运动，其基本单位被称为机构自由度的标准基，用螺旋表示。
   • 雅可比矩阵推导 ：根据串联机器人雅可比矩阵的定义和建立方法，研究其奇异性类型。IRAR 速度雅可比矩阵可由机器人的螺旋运动方程直接推导得出，表达式为：
     [
     \begin{align }
     &相关公式（文中未明确完整公式，此处仅示意）\
     &其中 r_i 是旋转轴上的任意一点，s_i 是表示旋转轴方向的单位向量，h_i 是螺距。
     \end{align }
     ]
   • 运动等效替代 ：在使用一对运动的螺旋来表征时，只需进行运动学等效替代。例如，圆柱副可写成旋转副和同轴移动副的组合。假设 IRAR 是一个由 6 个自由度组成的开链系统，6 个连杆依次串联连接到基座。
2. 运动路径分析
   • 姿态描述 ：IRAR 的姿态是末端敏感相机的位置和姿态。可以使用角位移向量 ω 来描述机器人的方向，ω = θ