發(fā)布時(shí)間：2021-07-12 15:13

　　通過(guò)分析脊柱微創(chuàng)手術(shù)輔助器械的工作需求,提出了分步進(jìn)行定位和調(diào)整姿態(tài)的方案;根據(jù)兩部分方案的需求選取滿足要求的機(jī)構(gòu),形成最終應(yīng)用于脊柱微創(chuàng)手術(shù)輔助操作的具有兩移動(dòng)兩回轉(zhuǎn)四自由度的混聯(lián)機(jī)構(gòu)方案,稱為2T2R混聯(lián)機(jī)器人,分別以定位和調(diào)姿機(jī)構(gòu)為研究對(duì)象,本論文進(jìn)行的主要工作如下:首先,根據(jù)脊柱微創(chuàng)手術(shù)治療脊椎病所需輔助機(jī)械的工作要求,確定其所需要的總體自由度,并合理的配置給定位和姿態(tài)調(diào)整兩部分;選擇并聯(lián)平面閉鏈機(jī)構(gòu)與串聯(lián)型機(jī)構(gòu)分別作為工作點(diǎn)定位和工作姿態(tài)調(diào)整的機(jī)構(gòu);應(yīng)用旋量理論、機(jī)構(gòu)階數(shù)、拆分原理和修正自由度公式,計(jì)算整體混聯(lián)機(jī)構(gòu)的自由度。其次,基于幾何關(guān)系和向量方程求解定位機(jī)構(gòu)和姿態(tài)調(diào)整機(jī)構(gòu)的位置正逆解模型,通過(guò)數(shù)學(xué)模型說(shuō)明了定位機(jī)構(gòu)四逆解位型和兩正解位型,調(diào)姿機(jī)構(gòu)四逆解位型和兩正解位型,得到其與初始位型相關(guān)的結(jié)論;基于位置關(guān)系,采用閉環(huán)矢量微分方法求解調(diào)姿機(jī)構(gòu)的誤差模型;采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法,分析姿態(tài)對(duì)各個(gè)誤差源的響應(yīng)度,得到有較大影響的幾個(gè)誤差因素。再次,采用拉格朗日方法分別計(jì)算了兩部分機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)模型,由位置關(guān)系的導(dǎo)數(shù)方程求出被動(dòng)關(guān)節(jié)與主動(dòng)關(guān)節(jié)的速度關(guān)系函數(shù),使用慣性矩陣轉(zhuǎn)軸公式推導(dǎo)... 

【文章來(lái)源】：西安電子科技大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：99 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

Puma560工業(yè)機(jī)械臂

西安電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文早被美國(guó) FDA（Food and Drug Administration）批準(zhǔn)的可用于神經(jīng)，如圖 1.4 所示。第一臺(tái)專用于醫(yī)療的機(jī)器人是 1986 年美國(guó) IBM 托馬斯·華盛頓研亞大學(xué)合作開(kāi)發(fā)的，并于 1992 年成立 Intergrated Surgical SystemoDoc，它可完成全髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)置換等手術(shù)。調(diào)查顯示，髖關(guān)節(jié)調(diào)換準(zhǔn)確程度達(dá)到 96%，而純靠醫(yī)生手術(shù)實(shí)施準(zhǔn)確度是 75%，這臺(tái)助人類完成髖關(guān)節(jié)置換手術(shù)（TotalHipArthroplasty,THA）的機(jī)器人，它也是首次被應(yīng)用于骨科手術(shù)中，RoboDoc 使用外部固定裝置固定位針來(lái)進(jìn)行骨組織上定位，定位精度可達(dá) 0.1 毫米。該系統(tǒng)配有件的工作站、用于手術(shù)操作和表面處理的電腦操控外科機(jī)器人，目界成功的完成了近20,000例手術(shù)，但由于人體結(jié)構(gòu)上脊柱與髖關(guān)節(jié)BODOC 尚不能在脊柱微創(chuàng)手術(shù)中使用。

西安電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文早被美國(guó) FDA（Food and Drug Administration）批準(zhǔn)的可用于神經(jīng)，如圖 1.4 所示。第一臺(tái)專用于醫(yī)療的機(jī)器人是 1986 年美國(guó) IBM 托馬斯·華盛頓研亞大學(xué)合作開(kāi)發(fā)的，并于 1992 年成立 Intergrated Surgical SystemoDoc，它可完成全髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)置換等手術(shù)。調(diào)查顯示，髖關(guān)節(jié)調(diào)換準(zhǔn)確程度達(dá)到 96%，而純靠醫(yī)生手術(shù)實(shí)施準(zhǔn)確度是 75%，這臺(tái)助人類完成髖關(guān)節(jié)置換手術(shù)（TotalHipArthroplasty,THA）的機(jī)器人，它也是首次被應(yīng)用于骨科手術(shù)中，RoboDoc 使用外部固定裝置固定位針來(lái)進(jìn)行骨組織上定位，定位精度可達(dá) 0.1 毫米。該系統(tǒng)配有件的工作站、用于手術(shù)操作和表面處理的電腦操控外科機(jī)器人，目界成功的完成了近20,000例手術(shù)，但由于人體結(jié)構(gòu)上脊柱與髖關(guān)節(jié)BODOC 尚不能在脊柱微創(chuàng)手術(shù)中使用。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]計(jì)算機(jī)視覺(jué)在并聯(lián)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)標(biāo)定中的應(yīng)用[J]. 董旭明,李志斌.  自動(dòng)化儀表. 2016(05)
[2]基于正交設(shè)計(jì)的2UPS-RPU并聯(lián)機(jī)構(gòu)誤差分析[J]. 牛亞雯,馮志友,溫淑鴻.  機(jī)械設(shè)計(jì). 2015(01)
[3]多環(huán)耦合機(jī)構(gòu)末端件自由度計(jì)算的等效法[J]. 劉婧芳,黃曉歐,余躍慶,丁華鋒,黃真.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2014(23)
[4]淺談數(shù)學(xué)軟件對(duì)計(jì)算數(shù)學(xué)的重要性[J]. 趙建平.  價(jià)值工程. 2014(23)
[5]數(shù)字虛擬技術(shù)在脊柱椎弓根螺釘內(nèi)固定系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)展[J]. 寧金沛,龐彤,陀泳華,梁柱德.  中華創(chuàng)傷骨科雜志. 2014 (03)
[6]平面5R并聯(lián)機(jī)器人軌跡規(guī)劃與運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真及實(shí)驗(yàn)[J]. 張立杰,郭志民,李永泉.  機(jī)械設(shè)計(jì)與研究. 2013(01)
[7]脊柱微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)輔助打孔的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 張鶴,韓建達(dá),周躍.  中華創(chuàng)傷骨科雜志. 2011 (12)
[8]機(jī)器人在微創(chuàng)外科手術(shù)中的應(yīng)用[J]. 徐兆紅,宋成利,閆士舉.  中國(guó)組織工程研究與臨床康復(fù). 2011(35)
[9]基于正交設(shè)計(jì)的3-RPS并聯(lián)機(jī)構(gòu)精度分析與綜合[J]. 李新友,陳五一,韓先國(guó).  北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào). 2011(08)
[10]我國(guó)機(jī)器人手術(shù)開(kāi)展的現(xiàn)狀與前景展望[J]. 嵇武,李寧,黎介壽.  腹腔鏡外科雜志. 2011(02)



本文編號(hào)：3280153