基于絲傳動的核磁圖像導航手術機器人的設計與分析.pdf

1、本文緊密結合核磁共振環(huán)境下醫(yī)療手術的需求,設計了一套新型六自由度針刺手術機器手。采取分層設計,機器人由兩平動并聯(lián)平臺、豎直高度調(diào)整模塊、兩自由度轉(zhuǎn)頭和針刺層四部分組成。同時開發(fā)出一種新型自導向絲傳動方式,使機構靈活緊湊,更好滿足了有限空間和核磁兼容性要求。
　　綜合運用矩陣法與矢量法求解正逆解和工作空間,建立速度映射模型得出雅克比矩陣,完成機構奇異性分析。以雅克比矩陣的條件數(shù)為基礎構建一系列評價指標進行機器人的運動學尺度綜合。在尺

2、寸和傳動角約束下得出優(yōu)化尺寸,從而完成機器人的詳細設計,使機器人獲得良好的運動學性能和傳動性能。
　　針對新型絲傳動方式,建立三種不同布置方式下的誤差模型,從幾何和運動學角度求得理論誤差變化規(guī)律和影響因素。設計加工實驗平臺,并采用PMAC運動控制卡、超聲波電機和光學編碼器搭建控制系統(tǒng),以完成新型絲傳動的傳動性能驗證。實驗結果定性顯示,新型絲傳動方式基本滿足傳動要求,但受傳動絲彈性大小的影響,彈性越小傳動性能越好。構建延遲時間、速度