隨著當(dāng)今社會(huì)人們生活節(jié)奏加快及工作壓力不斷增大,胃腸道疾病愈發(fā)普遍。其中胃病在人群中的發(fā)病率居高不下,且有繼續(xù)增大的趨勢(shì),中國(guó)有近十分之一的人患有不同程度胃部疾病。然而胃病在前期表現(xiàn)往往并不明顯,極易被忽視,從而可能發(fā)展成為更加嚴(yán)重的胃部疾病。針對(duì)胃部器官內(nèi)部的檢測(cè),胃鏡檢測(cè)技術(shù)是目前最有效的檢查手段,然而傳統(tǒng)的插管式胃鏡檢測(cè)技術(shù)在檢測(cè)過(guò)程中會(huì)給患者身心帶來(lái)較大傷害,容易使其產(chǎn)生抗拒心理。膠囊內(nèi)窺鏡技術(shù)克服了插管式胃鏡的缺點(diǎn),實(shí)現(xiàn)了無(wú)痛檢測(cè)。膠囊內(nèi)窺鏡從驅(qū)動(dòng)方式上分為主動(dòng)自驅(qū)動(dòng)式及外界磁場(chǎng)引導(dǎo)的被動(dòng)式,前者受限于自身運(yùn)動(dòng)時(shí)的能量損耗,難以長(zhǎng)時(shí)間工作,且運(yùn)動(dòng)能力有限;后者通過(guò)外界磁場(chǎng)引導(dǎo)方式,完全規(guī)避了這一弊端,能夠?qū)崿F(xiàn)膠囊內(nèi)窺鏡在人體內(nèi)運(yùn)動(dòng),檢查效果較好。本文設(shè)計(jì)了一款龍門(mén)式磁控導(dǎo)航機(jī)器人設(shè)備,通過(guò)其末端攜帶的永磁體引導(dǎo)人體內(nèi)膠囊內(nèi)窺鏡運(yùn)動(dòng)。文章對(duì)機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化等方面做了全面系統(tǒng)的工作,具體內(nèi)容如下:首先,根據(jù)實(shí)際工作場(chǎng)景和使用要求,完成了機(jī)器人結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)。經(jīng)過(guò)前期過(guò)多種設(shè)計(jì)方案對(duì)比,最終確定機(jī)器人整體結(jié)構(gòu)為龍門(mén)坐標(biāo)式結(jié)構(gòu)。完成標(biāo)準(zhǔn)件選型工作,并不斷細(xì)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),... 

【文章來(lái)源】：上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

RoBoDoc機(jī)器人

1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.3.1 醫(yī)療機(jī)器人構(gòu)型研究現(xiàn)狀與工業(yè)機(jī)器人不同，應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域的機(jī)器人大多數(shù)是多關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)，且其末端大多攜帶重量較輕醫(yī)療器械，在工作過(guò)程中，機(jī)器人受外界阻力較小，機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)精度更多的是取決于自身重量與構(gòu)型。1985 年，研究人員借助多關(guān)節(jié) PUMA560 工業(yè)機(jī)器人完成了機(jī)器人輔助定位的神經(jīng)外科活檢手術(shù)[5]，這是首次將機(jī)器人技術(shù)引入醫(yī)療領(lǐng)域，驗(yàn)證了機(jī)器人應(yīng)用在醫(yī)療行業(yè)的可行性。1992 年，RoBoDoc ISS 推出全球首個(gè)用于骨科手術(shù)的專(zhuān)用醫(yī)療機(jī)器人[6]，如圖 1-1 所示。其實(shí)質(zhì)上是 SCARA 型結(jié)構(gòu)機(jī)器人，其末端攜帶有手術(shù)切刀在工作中能夠切開(kāi)輕松切開(kāi)皮膚組織，完成膝關(guān)節(jié)和髖關(guān)節(jié)的置換手術(shù)。

圖 1-3 Zeus 機(jī)器人Fig.1-3 Zeus robot2000 年，美國(guó) Intuitive Surgical 公司推出了 Da Vinci 外科手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)[1已經(jīng)商業(yè)化，如圖 1-3 所示。Da Vinci 機(jī)器人為多關(guān)節(jié)機(jī)器人，在實(shí)際工作 Zeus 類(lèi)似，三個(gè)機(jī)械臂相互獨(dú)立，能夠靈活控制末端器械完成復(fù)雜手術(shù)。圖 1-3 Da Vinci 機(jī)器人


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