微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人末端器械設(shè)計(jì)及其控制策略研究.pdf

1、微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人突破了傳統(tǒng)的診治理念,給醫(yī)師和患者均帶來了諸多益處,成為當(dāng)今學(xué)術(shù)界的研究熱點(diǎn)。手術(shù)器械是微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)中直接與患者相接觸的部分,其性能對手術(shù)質(zhì)量有重要影響,在整個(gè)機(jī)器人系統(tǒng)中占據(jù)非常重要的位置。因此,本文對微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人手術(shù)器械設(shè)計(jì)理論與方法進(jìn)行研究,開發(fā)成功微創(chuàng)機(jī)器人用多自由度手術(shù)器械。本文的主要內(nèi)容如下:
　　首先,以腹腔微創(chuàng)手術(shù)為例,根據(jù)手術(shù)操作特征,確定腹腔微創(chuàng)手術(shù)對微創(chuàng)機(jī)器人手術(shù)器械的需求進(jìn)而綜合兩種不

2、同的手術(shù)器械設(shè)計(jì)方案。通過運(yùn)用D-H法和螺旋理論對兩種方案進(jìn)行運(yùn)動學(xué)分析,獲得雅克比矩陣,進(jìn)而根據(jù)各自的奇異性與工作空間分布,確定了手術(shù)器械的最終設(shè)計(jì)方案。
　　其次,在上述理論分析的基礎(chǔ)上,對手術(shù)器械進(jìn)行了構(gòu)型設(shè)計(jì),完成了器械傳動系統(tǒng)的布局優(yōu)選、傳動絲的張緊功能實(shí)現(xiàn)及具有快速更換功能的動力接口設(shè)計(jì),并結(jié)合不同手術(shù)操作的需求,研制成功多套微創(chuàng)器械樣機(jī)。
　　再次,在建立手術(shù)器械的動力學(xué)模型的基礎(chǔ)上,對手術(shù)器械的軌跡跟蹤功能進(jìn)