發(fā)布時(shí)間：2021-10-05 00:26

　　隨著機(jī)器人技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,微創(chuàng)外科手術(shù)機(jī)器人近年來也逐漸成為研究的熱門話題,相較于傳統(tǒng)的微創(chuàng)外科手術(shù),機(jī)器人系統(tǒng)的介入,有效的提高了整個(gè)手術(shù)操作的精準(zhǔn)度、靈活度和穩(wěn)定性,節(jié)省了醫(yī)生的體力,也為患者減小了手術(shù)痛苦。雖然各式微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人的研究取得了許多豐碩的成果,但專門應(yīng)用于泌尿類微創(chuàng)手術(shù)的機(jī)器人少之又少。傳統(tǒng)的泌尿類微創(chuàng)手術(shù)均是由醫(yī)生手持醫(yī)療器械獨(dú)立完成長時(shí)間的手術(shù)操作,體力消耗大且存在一定的操作誤差,對(duì)患者可能造成二次傷害,使得手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)加大,針對(duì)這一情況,本文提出一種將機(jī)械臂與傳統(tǒng)輸尿管鏡相結(jié)合的新型泌尿微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人設(shè)計(jì)方案,為了使該機(jī)器人能夠在有限的工作空間內(nèi)完成各種手術(shù)動(dòng)作,達(dá)到實(shí)際操作要求,本文對(duì)其末端的運(yùn)動(dòng)空間進(jìn)行分析研究,同時(shí)采用不同的算法對(duì)末端的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行規(guī)劃,選擇出符合要求的最優(yōu)軌跡規(guī)劃方法。主要研究內(nèi)容如下:（1）根據(jù)泌尿類微創(chuàng)手術(shù)的要求,提出了一種六自由度的泌尿微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人構(gòu)型,對(duì)其正、逆運(yùn)動(dòng)學(xué)問題進(jìn)行求解并通過隨機(jī)選取的幾組關(guān)節(jié)變量驗(yàn)證了解的正確性,便于運(yùn)動(dòng)空間分析時(shí)隨機(jī)點(diǎn)的選取,有利于運(yùn)動(dòng)軌跡上各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的關(guān)節(jié)變量的求解。（2）基于正向運(yùn)動(dòng)學(xué)分析的... 

【文章來源】：西安工程大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

Aesop微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)

（a）主操作手 （b）從操作手圖 1-2 ZEUS 微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)0 年，美國的 Intuitive Surgical 公司成功的推出了第一臺(tái)獲得美國食批準(zhǔn)銷售的商業(yè)手術(shù)機(jī)器人—“Da Vinci”[16]，該機(jī)器人主要由主腹腔鏡成像系統(tǒng)組成，醫(yī)生通過主從控制模式完成主操控臺(tái)對(duì)從手 1-3 所示。Da Vinci 外科手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)不僅能為醫(yī)生提供三維立具備自動(dòng)糾錯(cuò)功能，可過濾掉醫(yī)生因疲勞而產(chǎn)生的手部顫動(dòng)，減少為失誤，也在一定程度上增強(qiáng)了手術(shù)的安全性、穩(wěn)定性、精確性和個(gè)手術(shù)過程中采用坐姿進(jìn)行操作，節(jié)省了體力，有利于腹腔鏡手術(shù)外科手術(shù)、泌尿外科手術(shù)等用時(shí)較長的復(fù)雜手術(shù)。盡管 Da Vinci 系中取得了驕人成果，但是該系統(tǒng)高昂的購置成本與后期維護(hù)費(fèi)用使無力承擔(dān)，這極大的影響了它在更大范圍內(nèi)的推廣使用。

（a）主操作手 （b）從操作手圖 1-2 ZEUS 微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)2000 年，美國的 Intuitive Surgical 公司成功的推出了第一臺(tái)獲得美國食品藥品管理局批準(zhǔn)銷售的商業(yè)手術(shù)機(jī)器人—“Da Vinci”[16]，該機(jī)器人主要由主從手控統(tǒng)及腹腔鏡成像系統(tǒng)組成，醫(yī)生通過主從控制模式完成主操控臺(tái)對(duì)從手的操作，如圖 1-3 所示。Da Vinci 外科手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)不僅能為醫(yī)生提供三維立體的視像，還具備自動(dòng)糾錯(cuò)功能，可過濾掉醫(yī)生因疲勞而產(chǎn)生的手部顫動(dòng)，減少了手術(shù)中的人為失誤，也在一定程度上增強(qiáng)了手術(shù)的安全性、穩(wěn)定性、精確性和靈活性生在整個(gè)手術(shù)過程中采用坐姿進(jìn)行操作，節(jié)省了體力，有利于腹腔鏡手術(shù)、胸科、心臟外科手術(shù)、泌尿外科手術(shù)等用時(shí)較長的復(fù)雜手術(shù)。盡管 Da Vinci 系統(tǒng)在臨用過程中取得了驕人成果，但是該系統(tǒng)高昂的購置成本與后期維護(hù)費(fèi)用使得許多和地區(qū)無力承擔(dān)，這極大的影響了它在更大范圍內(nèi)的推廣使用。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于蒙特卡洛法的模塊化機(jī)器人工作空間分析[J]. 苑丹丹,鄧三鵬,王仲民.  機(jī)床與液壓. 2017(11)
[2]六自由度搬運(yùn)機(jī)器人動(dòng)力學(xué)分析及仿真[J]. 王殿君,關(guān)似玉,陳亞,劉占民.  機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2017(01)
[3]當(dāng)代微創(chuàng)外科前沿和熱點(diǎn)問題[J]. 嵇振嶺.  手術(shù). 2016(03)
[4]主被動(dòng)混合式微創(chuàng)手術(shù)機(jī)械臂機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及靈巧度優(yōu)化[J]. 馬如奇,董為,杜志江,李剛.  機(jī)器人. 2013(01)
[5]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.  中國組織工程研究與臨床康復(fù). 2011(35)
[6]達(dá)芬奇機(jī)器人腹部手術(shù)75例皮膚護(hù)理的探討[J]. 衛(wèi)冰,張建國,候?qū)毶?李華麗,鄭艷芳,程菲.  西南國防醫(yī)藥. 2010(10)
[7]大型噴漿機(jī)器人的雅可比矩陣求解[J]. 閆成新.  組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù). 2010(07)
[8]腹腔微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人虛擬手術(shù)仿真系統(tǒng)研究[J]. 付宜利,楊青,樸明波,潘博.  機(jī)械與電子. 2010(06)
[9]工業(yè)機(jī)器人空間曲線實(shí)時(shí)軌跡規(guī)劃算法[J]. 汪鎏,馬國紅,張華.  微計(jì)算機(jī)信息. 2010(05)
[10]冠心病外科治療進(jìn)展[J]. 楊濤.  山東醫(yī)藥. 2008(41)

博士論文
[1]脊柱微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)（遙控型）及關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 張鶴.第三軍醫(yī)大學(xué) 2012

碩士論文
[1]六軸機(jī)器人仿真示教系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 蔡楷倜.江南大學(xué) 2017
[2]碳纖維自動(dòng)鋪放機(jī)械臂的力/位置混合控制方法研究[D]. 李毅.燕山大學(xué) 2016
[3]被動(dòng)式7-DOF微創(chuàng)腹腔手術(shù)機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及術(shù)前擺位研究[D]. 孫立強(qiáng).哈爾濱工程大學(xué) 2014
[4]微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人主從控制系統(tǒng)構(gòu)建及實(shí)現(xiàn)研究[D]. 楊永璐.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[5]基于MATLAB的5自由度機(jī)器人仿真研究[D]. 翟昭偉.東北大學(xué) 2013
[6]六自由度工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)標(biāo)定的研究[D]. 龔星如.南京航空航天大學(xué) 2012
[7]繩牽引攝像機(jī)器人運(yùn)動(dòng)特性分析[D]. 于亮亮.西安電子科技大學(xué) 2012
[8]6R型工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)剛度辨識(shí)與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 陳玉山.華中科技大學(xué) 2011
[9]一種六自由度機(jī)器人的開發(fā)與軌跡規(guī)劃算法研究[D]. 顏世周.山東理工大學(xué) 2009
[10]水火彎板機(jī)器人控制問題的研究[D]. 王小滿.大連理工大學(xué) 2007



本文編號(hào)：3418632