高強(qiáng)度聚焦超聲腫瘤治療系統(tǒng)的研究.pdf

1、高強(qiáng)度聚焦超聲腫瘤治療系統(tǒng)是集聚焦、定位、成像和控制于一體的復(fù)雜系統(tǒng)，而定位系統(tǒng)又屬于超聲學(xué)和機(jī)器人學(xué)交叉學(xué)科的產(chǎn)物。論文對(duì)高強(qiáng)度聚焦超聲腫瘤治療系統(tǒng)的治療原理和工作過程進(jìn)行了簡單的介紹，并對(duì)系統(tǒng)中的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的分析。
　　 對(duì)原有治療儀器定位系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，找到該系統(tǒng)存在的不足和缺少的部件。在原有設(shè)計(jì)方案的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一種新的結(jié)構(gòu)方案，解決了原系統(tǒng)存在的不足，并增加了缺少的部件。用三維設(shè)計(jì)軟件UG對(duì)全部零件進(jìn)行

2、了三維建模，完成零件的裝配，用UG的運(yùn)動(dòng)模塊對(duì)裝配體進(jìn)行干涉檢測和運(yùn)動(dòng)學(xué)分析。經(jīng)過分析，模型沒有發(fā)生零件干涉情況，而且運(yùn)動(dòng)軌跡滿足要求。
　　 分析影響定位系統(tǒng)工作空間的因素，著重說明了為增大有效工作空間，設(shè)計(jì)小升降部件的基本思想。然后對(duì)工作空間進(jìn)行建模，經(jīng)分析系統(tǒng)的工作空間滿足要求。最后利用該系統(tǒng)傳動(dòng)的工作原理，擬定了各種治療軌跡。
　　 由齊次變換矩陣給出了定位系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，描述了坐標(biāo)系之間的相對(duì)位置和姿態(tài)，得到

3、了結(jié)構(gòu)終端相對(duì)基座的位姿描述。由D-H參數(shù)誤差推導(dǎo)出來了位姿誤差模型，并利用該模型仿真得到了參數(shù)誤差對(duì)結(jié)構(gòu)的影響情況。
　　 利用無路徑搜索方法，求解了定位系統(tǒng)在整個(gè)工作空間內(nèi)所承受的最大載荷。闡述了無路徑搜索方法計(jì)算極限載荷的理論基礎(chǔ)，并得出仿真數(shù)據(jù)。按照動(dòng)力學(xué)仿真數(shù)據(jù)并結(jié)合電機(jī)選擇方法選取定位系統(tǒng)各部件的驅(qū)動(dòng)電機(jī)。在電機(jī)選擇的過程中，負(fù)載力矩和負(fù)載功率等參數(shù)的確定通過仿真結(jié)果得到，反映了具體運(yùn)行條件下的實(shí)際情況，使選擇的參數(shù)