本文選題：近距離后裝機器人 + 機構設計��； 參考：《天津大學》2014年碩士論文

【摘要】：后裝技術是近距離放射治療的一個重要分支,已成為當前腫瘤治療研究熱點,本文在天津市科技支撐計劃重大項目支持下,設計開發(fā)了具有自主知識產(chǎn)權的近距離后裝放射治療機器人。主要內容涉及機械結構設計與制造、傳動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)搭建,并對后裝機機器人傳動和源到位精度等關鍵問題進行分析和研究。研究取得以下成果:以滿足近距離后裝放射治療為目的,對后裝機器人關鍵傳動裝置進行了系統(tǒng)分析,并提出改進后機器人傳動系統(tǒng)初步設計方案,進而確定后裝放射治療機器人機械本體結構,完成了該子系統(tǒng)的概念設計、方案設計、詳細設計。建立了樣機的三維虛擬模型,繪制了相關零部件的二維工程圖,為樣機的研制奠定技術基礎。結合后裝機器人功能需求,對其控制系統(tǒng)進行了詳細分析,在完成控制系統(tǒng)初步設計后,搭建了該機器人硬件控制系統(tǒng),開發(fā)了以PLC為核心的控制程序。在此基礎上,完成了控制子系統(tǒng)與機械子系統(tǒng)的聯(lián)調,通過實驗實現(xiàn)了真、假源纜在導管中平滑運動和出源分度的準確性。針對該機器人所采用的開環(huán)絲傳動特點,綜合考慮摩擦和柔性源纜的彈性,建立源纜與導管傳輸力學模型,理論推導出影響源纜定位精度的因素。在完成機器人關鍵物理樣機制作及初步調試后,搭建試驗平臺,實驗探究主要影響源纜定位精度因素。試驗取得預期效果,驗證了理論分析的正確性。本文研究成果具有較高的應用價值和理論意義,在放療機器人的設計及應用中具有較大借鑒意義,并為與其相關的后續(xù)工作打下良好的基礎。
[Abstract]:Post-loading technology is an important branch of brachytherapy and has become a hot spot in tumor therapy research. This paper is supported by Tianjin Science and Technology support Project. A brachytherapy robot with independent intellectual property rights is designed and developed. The main contents are related to the design and manufacture of mechanical structure, the construction of transmission system and control system, and the analysis and research of the key problems such as the transmission and the precision of source position of the rear loader robot. The results are as follows: in order to meet the purpose of close range afterloading radiotherapy, the key transmission devices of the rear loading robot are systematically analyzed, and the preliminary design scheme of the improved robot transmission system is put forward. Then the mechanical structure of the afterloading radiotherapy robot is determined, and the conceptual design, scheme design and detailed design of the subsystem are completed. The 3D virtual model of the prototype is established, and the 2D engineering drawing of the related parts is drawn, which lays a technical foundation for the development of the prototype. Combined with the functional requirements of the rear loading robot, the control system is analyzed in detail. After the preliminary design of the control system is completed, the hardware control system of the robot is built and the control program with PLC as the core is developed. On this basis, the combination of control subsystem and mechanical subsystem is completed, and the accuracy of smooth motion of true and false source cable in the conduit and the accuracy of source graduation are realized through experiments. According to the characteristics of open-loop wire transmission adopted by the robot, the mechanical model of the transmission of source cable and conduit is established by considering the friction and flexibility of the source cable, and the factors influencing the positioning accuracy of the source cable are deduced theoretically. After completing the manufacture and preliminary debugging of the key physical prototype of the robot, an experimental platform was built to explore the main factors affecting the positioning accuracy of the source cable. The experimental results show that the theoretical analysis is correct. The research results of this paper have high application value and theoretical significance, and have great reference significance in the design and application of radiotherapy robot, and lay a good foundation for the follow-up work related to it.
【學位授予單位】：天津大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TP242

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本文編號：1997152