隨著內(nèi)窺鏡技術(shù)的不斷發(fā)展,結(jié)腸鏡已經(jīng)廣泛應(yīng)用于臨床結(jié)腸疾病的診斷。電子結(jié)腸鏡的出現(xiàn),使得醫(yī)生操作結(jié)腸鏡的方式由雙人法轉(zhuǎn)變?yōu)閱稳朔?傳統(tǒng)的結(jié)腸鏡操作手柄已經(jīng)不能滿足單人單手操作的需要。為了解決這一問題,本文結(jié)合人體工程學(xué)原理和公理設(shè)計(jì)相關(guān)理論,首次提出了人機(jī)交互產(chǎn)品的再設(shè)計(jì)方法——時(shí)間域法,并利用該方法對(duì)結(jié)腸鏡操作手柄進(jìn)行再設(shè)計(jì)。經(jīng)過再設(shè)計(jì)的手柄具有傳統(tǒng)手柄的全部基本功能,且能夠滿足單手完成所有結(jié)腸鏡檢查操作需要,符合人手運(yùn)動(dòng)規(guī)律,降低了操作復(fù)雜度。本文首先從人體工程學(xué)角度出發(fā),對(duì)人手的運(yùn)動(dòng)規(guī)律做了歸納和總結(jié),分析了握持狀態(tài)下人手手指的操作力；然后在機(jī)器人的范疇內(nèi),將結(jié)腸鏡彎曲部視為一種蜿蜒型機(jī)器人并利用D-H算法對(duì)其運(yùn)動(dòng)學(xué)進(jìn)行分析,得到手柄角度控制機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)參數(shù)與彎曲部運(yùn)動(dòng)參數(shù)之間的關(guān)系。之后,在公理設(shè)計(jì)理論基礎(chǔ)上提出一種新的再設(shè)計(jì)方法,對(duì)結(jié)腸鏡操作手柄及其角度控制機(jī)構(gòu)進(jìn)行再設(shè)計(jì)。最后,基于人體測(cè)量學(xué)和人手握持狀態(tài)下的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,建立了具有單一手掌結(jié)構(gòu)16自由度的人手三維模型,并在SolidWorks軟件環(huán)境下將其和手柄模型進(jìn)行虛擬交互,通過虛擬環(huán)境和原型樣機(jī)兩個(gè)方面的交互結(jié)果初步驗(yàn)證了... 

【文章來源】：華東理工大學(xué)上海市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：93 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 內(nèi)窺鏡技術(shù)
    1.2 結(jié)腸鏡的發(fā)展與電子結(jié)腸鏡
    1.3 結(jié)腸鏡檢查法
    1.4 課題的提出
    1.5 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.5.1 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
        1.5.2 國(guó)外研究現(xiàn)狀
        1.5.3 文獻(xiàn)綜述小結(jié)
    1.6 研究?jī)?nèi)容與論文結(jié)構(gòu)
        1.6.1 論文的研究?jī)?nèi)容
        1.6.2 論文的結(jié)構(gòu)安排
第2章 人手的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及操作力分析
    2.1 引言
    2.2 人手的解剖結(jié)構(gòu)
    2.3 人手的運(yùn)動(dòng)規(guī)律
        2.3.1 手指的基本運(yùn)動(dòng)分類
        2.3.2 手指的運(yùn)動(dòng)約束
        2.3.3 人手手指運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律
    2.4 人手握持的姿勢(shì)與手指的操作力
        2.4.1 人手握持的姿勢(shì)
        2.4.2 手指的操作力
    2.5 本章小結(jié)
第3章 結(jié)腸鏡彎曲部的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
    3.1 引言
    3.2 機(jī)器人學(xué)的相關(guān)理論
        3.2.1 串聯(lián)機(jī)器人的分類
        3.2.2 機(jī)器人驅(qū)動(dòng)方式及線驅(qū)動(dòng)機(jī)器人
    3.3 結(jié)腸鏡彎曲部的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型的建立
        3.3.1 結(jié)腸鏡彎曲部的結(jié)構(gòu)
        3.3.2 正運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
        3.3.3 逆運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
        3.3.4 彎曲部操作空間分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 結(jié)腸鏡操作手柄的再設(shè)計(jì)
    4.1 引言
    4.2 公理化設(shè)計(jì)理論
        4.2.1 公理設(shè)計(jì)的基本理論
        4.2.2 公理設(shè)計(jì)在人機(jī)工程學(xué)中的應(yīng)用
        4.2.3 一種基于公理設(shè)計(jì)的新方法——時(shí)間域法
    4.3 結(jié)腸鏡手柄的方案設(shè)計(jì)
        4.3.1 結(jié)腸鏡手柄的功能需求分析
        4.3.2 同一時(shí)間域中人手所能提供的動(dòng)作{UAs}
        4.3.3 結(jié)腸鏡手柄{FRs}的時(shí)間域分類
        4.3.4 結(jié)腸鏡手柄{FRs}和人手{UAs}之間的映射求解
        4.3.5 結(jié)腸鏡手柄的概念設(shè)計(jì)和人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)
    4.4 結(jié)腸鏡手柄的角度控制機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
        4.4.1 角度控制機(jī)構(gòu)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)
        4.4.2 傳動(dòng)比的選擇和驅(qū)動(dòng)力的計(jì)算
        4.4.3 齒輪和蝸輪的參數(shù)確定
    4.5 本章小結(jié)
第5章 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的建立與驗(yàn)證
    5.1 引言
    5.2 SolidWorks軟件簡(jiǎn)介
    5.3 人手模型建模
        5.3.1 人手參考模型和尺寸數(shù)據(jù)
        5.3.2 人手建模過程
    5.4 結(jié)腸鏡手柄模型建模
        5.4.1 角度控制機(jī)構(gòu)的建模
        5.4.2 手柄外殼建模
    5.5 人手與結(jié)腸鏡手柄的虛擬交互
    5.6 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 論文所做的工作
    6.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄Ⅰ
附錄Ⅱ


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3137254