本文關(guān)鍵詞：并聯(lián)RCM機(jī)構(gòu)構(gòu)型綜合及典型機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：微創(chuàng)手術(shù)是21世紀(jì)醫(yī)學(xué)發(fā)展的三大主流之一,微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人中廣泛使用RCM機(jī)構(gòu)。本文主要研究不同自由度的RCM機(jī)構(gòu)構(gòu)型綜合及典型機(jī)構(gòu)2-CRRR-CRR的運(yùn)動(dòng)學(xué)、性能分析、機(jī)構(gòu)尺寸參數(shù)優(yōu)化及樣機(jī)設(shè)計(jì)控制,其主要內(nèi)容概括如下:為了增加RCM機(jī)構(gòu)的多樣性,首先綜合出滿足條件的分支,然后利用這些分支進(jìn)行RCM機(jī)構(gòu)的構(gòu)型綜合,部分機(jī)構(gòu)具有向臨床應(yīng)用轉(zhuǎn)化的潛力。由于使用線性驅(qū)動(dòng)的機(jī)構(gòu)具有更高的剛度和承載能力,所以從綜合出的RCM機(jī)構(gòu)中篩選出便于加工制造的機(jī)構(gòu)2-CRRR-CRR。運(yùn)用螺旋理論對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行自由度分析,可以得到機(jī)構(gòu)具有繞固定點(diǎn)的兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)和一個(gè)移動(dòng)自由度。建立機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型,采用閉環(huán)矢量法分別對(duì)三個(gè)分支求解,分別將三個(gè)分支矢量展開分析可以求得機(jī)構(gòu)的反解,即驅(qū)動(dòng)件移動(dòng)的距離關(guān)于機(jī)構(gòu)動(dòng)平臺(tái)兩個(gè)姿態(tài)和一個(gè)移動(dòng)量的表達(dá)式。機(jī)構(gòu)的反解表達(dá)式對(duì)時(shí)間求導(dǎo),可以獲得驅(qū)動(dòng)的速度與動(dòng)平臺(tái)速度之間的關(guān)系,利用求解出來的兩個(gè)矩陣J和G來求解機(jī)構(gòu)的反解奇異、正解奇異和混合奇異。利用搜索法,排除掉機(jī)構(gòu)奇異位型的點(diǎn)和不滿足驅(qū)動(dòng)條件的點(diǎn),最后求出機(jī)構(gòu)的工作空間。利用運(yùn)動(dòng)/力傳遞性能指標(biāo)LTI對(duì)2-CRRR-CRR機(jī)構(gòu)進(jìn)行性能分析�；贚TI性能指標(biāo)對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了尺寸的參數(shù)優(yōu)化,為機(jī)構(gòu)樣機(jī)設(shè)計(jì)提供了尺寸依據(jù)。利用參數(shù)優(yōu)化獲得的桿長(zhǎng)結(jié)果對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行樣機(jī)設(shè)計(jì),利用PC+運(yùn)動(dòng)控制卡的模式對(duì)樣機(jī)進(jìn)行伺服控制。
【關(guān)鍵詞】：RCM機(jī)構(gòu) 微創(chuàng)手術(shù) 構(gòu)型綜合 運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 性能分析 優(yōu)化設(shè)計(jì) 伺服控制
【學(xué)位授予單位】：浙江理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH112
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-21
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 RCM機(jī)構(gòu)研究現(xiàn)狀11-18
• 1.2.1 商業(yè)化微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人中使用的RCM機(jī)構(gòu)11-14
• 1.2.2 RCM機(jī)構(gòu)研究現(xiàn)狀：14-18
• 1.3 課題研究目的與意義18-19
• 1.4 本論文主要研究的內(nèi)容19-21
• 第二章 并聯(lián)RCM機(jī)構(gòu)構(gòu)型綜合21-37
• 2.1 引言21
• 2.2 不同自由度分支綜合21-29
• 2.2.1 五自由度分支21-24
• 2.2.2 四自由度分支24-26
• 2.2.3 三自由度分支26-29
• 2.3 RCM機(jī)構(gòu)構(gòu)型綜合29-36
• 2.3.1 三轉(zhuǎn)動(dòng)一移動(dòng)RCM29-30
• 2.3.2 三轉(zhuǎn)動(dòng)RCM30-32
• 2.3.3 兩轉(zhuǎn)動(dòng)一移動(dòng)RCM32-34
• 2.3.4 兩轉(zhuǎn)動(dòng)RCM34-35
• 2.3.5 一轉(zhuǎn)動(dòng)一移動(dòng)RCM35-36
• 2.4 本章小結(jié)36-37
• 第三章 2-CRRR-CRR自由度及位置分析37-49
• 3.1 引言37-38
• 3.2 機(jī)構(gòu)說明及坐標(biāo)系建立38
• 3.3 機(jī)構(gòu)自由度分析38-41
• 3.4 位置分析41-48
• 3.4.1 位置反解分析41-47
• 3.4.2 位置正解分析47-48
• 3.5 本章小結(jié)48-49
• 第四章 2-CRRR-CRR機(jī)構(gòu)速度、奇異性、工作空間分析49-56
• 4.1 引言49
• 4.2 速度分析49-51
• 4.3 奇異性分析51-53
• 4.3.1 反解奇異51-52
• 4.3.2 正解奇異52-53
• 4.3.3 混合奇異53
• 4.4 工作空間分析53-55
• 4.5 本章小結(jié)55-56
• 第五章 基于LTI性能指標(biāo)的機(jī)構(gòu)尺寸參數(shù)優(yōu)化56-62
• 5.1 機(jī)構(gòu)性能分析56-58
• 5.2 機(jī)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化58-61
• 5.3 本章小結(jié)61-62
• 第六章 樣機(jī)設(shè)計(jì)及控制62-71
• 6.1 引言62
• 6.2 樣機(jī)設(shè)計(jì)62-64
• 6.3 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)64-69
• 6.3.1 控制系統(tǒng)硬件概述64-65
• 6.3.2 運(yùn)動(dòng)控制卡65-67
• 6.3.3 伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)67-69
• 6.4 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)69-70
• 6.4.1 控制系統(tǒng)軟件概述69
• 6.4.2 用戶界面69
• 6.4.3 機(jī)構(gòu)反解控制程序69-70
• 6.5 本章總結(jié)70-71
• 第七章 總結(jié)與展望71-72
• 7.1 總結(jié)71
• 7.2 展望71-72
• 參考文獻(xiàn)72-78
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果78-79
• 致謝79

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