介入式手術(shù)機器人機械結(jié)構(gòu)設(shè)計及運動學(xué)仿真.pdf

1、隨著機器人技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，機器人技術(shù)逐漸應(yīng)用到了醫(yī)療領(lǐng)域，本文介紹了應(yīng)用于腹腔、胸腔等微創(chuàng)外科的介入式手術(shù)機器人的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計和運動仿真。本文在參考國內(nèi)外的文獻(xiàn)基礎(chǔ)上設(shè)計了一種串聯(lián)七自由度的模塊化機器人，并對機器人的正逆運動學(xué)、雅可比矩陣和靈活工作空間進(jìn)行了分析，最后用ADAMS仿真軟件對機器人的運動學(xué)進(jìn)行了仿真。
　　本文采用具有冗余性的七自由度結(jié)構(gòu)作為機器人的結(jié)構(gòu)形式。運用模塊化的設(shè)計方法將機器人劃分為關(guān)節(jié)模塊和連接模塊兩類

2、模塊，并且設(shè)計出了五種不同的關(guān)節(jié)模塊：夾持器模塊、俯仰關(guān)節(jié)模塊、回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)模塊、擺動模塊和移動關(guān)節(jié)模塊。采用D-H運動學(xué)分析方法，求出了機器人的運動學(xué)正解；運用幾何法給出了機器人運動學(xué)逆解的解析解；并且采用矢量積法給出了雅可比矩陣。
　　利用靈活性、靈活度和服務(wù)球的概念，求出了機器人的靈活工作空間。本文根據(jù)第三關(guān)節(jié)角的符號將機器人的臂型分為兩類，分別求出兩種臂型的靈活工作空間，指出了機器人的最佳工作空間。用Matlab軟件仿真分析了