《表5 与相关研究方法的对比》

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《一种基于声信号的手术机器人骨切削深度控制方法》

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如图18所示，切削深度分别为0 mm（空转）、0.1 mm、0.2 mm、0.3 mm、0.4 mm、0.5 mm、0.6 mm时的铣削声信号谐波幅度均值分别为0.05、0.47、1.03、1.48、1.97、2.46和2.78．标准差分别为0.0201、0.1010、0.1111、0.1228、0.2010、0.2203和0.2430．谐波幅度的标准差均较小，但随切削深度增大会逐渐增大．如图19所示，切入速度vx设置为0.1 mm/s，移动速度vy设置为1 mm/s时，在[0，0.5 mm]范围内，线性拟合方程为f=4.9327x+0.01，R2=0.9835．确定系数R2接近1，表明信号的线性度较高．根据拟合曲线和最大偏差，计算独立线性率为8.812%F.S.．独立线性率可作为所提方法的精度评价值．所提方法的安全量程，可以根据切削时最大的允许深度值以及谐波幅度标准差的大小来选取．例如，本文所提方法的应用目标之一，椎板减压手术，对于椎板的内皮质骨的切削，切削的最大允许切削深度一般设置为0.5 mm．考虑0.5 mm处的谐波幅度标准差为0.2203，则最大的安全估计范围可以选为[0，0.48mm]（见图19橙线），若再考虑控制时的超调等，也可以保守选取为[0，0.45 mm]（见图19绿线）．与引言中所提出的几种方法进行对比，如表5所示．