腹腔手術(shù)機(jī)器人末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著機(jī)器人技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展，微創(chuàng)外科手術(shù)(MIS，Minimally Invasion Surgery)以其創(chuàng)傷小、術(shù)后恢復(fù)快、醫(yī)療成本低等諸多優(yōu)點(diǎn)在外科手術(shù)領(lǐng)域中得到應(yīng)用并迅速發(fā)展。腹腔微創(chuàng)機(jī)器人技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展，提高了外科手術(shù)的精確度和穩(wěn)定性，使外科手術(shù)領(lǐng)域產(chǎn)生了重大變革。
　　為了保證手術(shù)安全，腹腔手術(shù)機(jī)器人末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)在體表切口處必須做定點(diǎn)運(yùn)動(dòng)。本文在參考國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，通過分析目前三種典型的定點(diǎn)機(jī)

2、構(gòu)，提出了一種新的腹腔手術(shù)機(jī)器人末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)，并對(duì)其進(jìn)行具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
　　機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)是實(shí)現(xiàn)機(jī)器人控制的基礎(chǔ)。本文通過建立D-H參考坐標(biāo)系對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，得出末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)正解和逆解，并且采用矢量積法得出雅可比矩陣；采用拉格朗日-歐拉法對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析得出機(jī)構(gòu)的廣義力矩，為下一步對(duì)機(jī)構(gòu)控制的研究工作奠定基礎(chǔ)。
　　利用虛擬樣機(jī)技術(shù)對(duì)腹腔手術(shù)機(jī)器人末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)進(jìn)行模擬仿真。用Pro/E軟件建立

3、機(jī)器人的虛擬三維裝配模型，利用Pro/E和ADAMS之間的無縫連接軟件M/Pro將Pro/E里的模型導(dǎo)入ADAMS軟件中。對(duì)機(jī)器人兩種典型的工作模式進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真，給出機(jī)器人各個(gè)關(guān)節(jié)的角度變化曲線和速度變化曲線；最后利用ADAMS軟件對(duì)雅可比矩陣進(jìn)行分析驗(yàn)證，證明雅可比矩陣的正確性。
　　利用樣機(jī)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)的定點(diǎn)運(yùn)動(dòng)。運(yùn)用基于VC++面向?qū)ο蠡O(shè)計(jì)開發(fā)電機(jī)的控制程序，使用該程序?qū)δ┒藞?zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行樣機(jī)實(shí)驗(yàn)并驗(yàn)證定點(diǎn)運(yùn)動(dòng)效果，