移動式C臂X線機控制系統(tǒng)的研發(fā).pdf

1、新世紀以來，我國醫(yī)療器械行業(yè)取得巨大發(fā)展，伴隨著人口老齡化進程的加速、老百姓健康保健意識的顯著提升以及政府政策的不斷引導，我國醫(yī)療器械行業(yè)有著廣闊的發(fā)展前景。然而，國內(nèi)醫(yī)療器械行業(yè)蓬勃發(fā)展的背后卻暗藏隱憂，目前國內(nèi)高端市場大部分被國外企業(yè)占據(jù)，與他們相比，國內(nèi)企業(yè)總體技術水平尚有較大差距。
　　作為重要的術中成像設備，多年來移動式C臂X線機在眾多手術中得以廣泛應用。本課題致力于移動式C臂X線機的自主研發(fā)，包括其整機運動控制系統(tǒng)、圖

2、像處理系統(tǒng)等各模塊，本文的主要工作內(nèi)容為其運動控制系統(tǒng)的研發(fā)，如下：
　　1.依據(jù)機器人學中的DH法則建立坐標系，對移動式C臂X線機進行正運動學分析，給出兩種逆運動學問題求解方法。
　　2.回顧伺服系統(tǒng)的發(fā)展，然后對基于交流永磁同步電機和三相異步電機的交流伺服系統(tǒng)進行詳盡的分析，分別搭建仿真模型驗證對其建模和控制理論的準確性和可行性，根據(jù)兩類伺服系統(tǒng)的實際應用背景及仿真結果選定針對移動式C臂X線機的伺服系統(tǒng)，為下一章與虛擬樣

3、機的動力學聯(lián)合仿真奠定基礎。
　　3.針對移動式C臂X線機的運動控制，選取各關節(jié)獨立控制的方案。在Adams中對X線機的機構模型添加約束、作用力/力矩、阻尼、輸入輸出變量等，搭建X線機的虛擬樣機模型。完成了基于Matlab/Simulink中控制模型和Adams中虛擬樣機模型的X線機動力學聯(lián)合仿真，仿真結果X線機末端位姿誤差在毫米以內(nèi)，尤其是姿態(tài)向量誤差在微米級別，表明本文設計的運動控制系統(tǒng)能夠滿足X線機的應用要求，從而為物理樣機