微創(chuàng)手術(shù)機(jī)械從手定位系統(tǒng)的設(shè)計.pdf

1、隨著電子科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，使得各行各業(yè)自動化程度的提高。在醫(yī)療領(lǐng)域，機(jī)器手應(yīng)用到微創(chuàng)手術(shù)中實現(xiàn)了手術(shù)的自動化，不僅解放了雙手，而且可以避免在手動穿刺中由于雙手顫動和人眼判斷不準(zhǔn)所帶來的誤差，使得手術(shù)更加精準(zhǔn)化，提高了手術(shù)成功率，在人們對醫(yī)療水平保持高期望的當(dāng)下具有十分重要的研究意義。本文以實現(xiàn)穿刺手術(shù)的自動靶點定位為目的展開工作，從系統(tǒng)功能架構(gòu)和軟、硬件的控制設(shè)計上進(jìn)行詳細(xì)的構(gòu)思，通過設(shè)計應(yīng)用于穿刺手術(shù)的機(jī)械從手所對應(yīng)的運(yùn)動控制系統(tǒng)來

2、實現(xiàn)位置定位。主要研究內(nèi)容和成果為：
　　1.完成了輔助定位系統(tǒng)的設(shè)計。設(shè)計.了整個定位運(yùn)動控制系統(tǒng)的功能架構(gòu)；設(shè)計了6自由度的機(jī)械臂本體作為定位操作機(jī)構(gòu)；并選擇了混合式步進(jìn)電機(jī)作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)和光電旋轉(zhuǎn)編碼器作位置檢測元件，搭建了硬件平臺。
　　2.建立了定位機(jī)械臂的運(yùn)動學(xué)模型。運(yùn)用機(jī)器人運(yùn)動學(xué)的相關(guān)知識，對機(jī)械臂本體機(jī)構(gòu)進(jìn)行POE建模，求得了正逆運(yùn)動學(xué)方程并進(jìn)行解算；軟件仿真驗證了模型的正確性；求得了機(jī)械臂的“腕部”活動范圍

3、為270mm*175mm*200mm的長方體空間及手術(shù)有效規(guī)劃空間范圍為906mm*175mm*577.5mm的長方體空間。
　　3.完成了DSP定位系統(tǒng)控制軟件的設(shè)計。采用模塊化的設(shè)計思路，實現(xiàn)了串口通信、位置控制、編碼器反饋信號處理、復(fù)位等功能。
　　4.測試了系統(tǒng)的定位功能。通過以DSP為控制核心對定位系統(tǒng)進(jìn)行實驗測試，驗證了控制軟件的正確性。通過PC上位機(jī)給DSP發(fā)送隨機(jī)設(shè)置的位置坐標(biāo)系統(tǒng)實現(xiàn)位置定位，并且通過樣機(jī)的